|
目前無線充電標準有Qi標準、PMA（Power Maers Alliance）標準和A4WP（Alliance for Wireless Power）標準三種，標準尚未統一。其中Qi標準應用最為廣泛，是無線充電聯盟（Wireless Power Consortium， WPC）推出的國際標準；采用近距離電磁感應技術作為低功耗便攜式電子設備充電，為所有電子廠商提供統一的通用標準。PMA標準及聯盟由Powermat公司發起，致力于為符合IEEE協會標準的手機和電子設備進行無線供電。A4WP標準由美國高通公司、韓國三星公司以及Powermat公司共同創建的無線充電聯盟推出，采用磁共振式無線充電，目標是為便攜式電子產品和電動汽車等提供無線充電。（目前無線充電技術主要有電磁感應式、磁共振式、無線電波式、電場耦合式四種基本方式。） 無線充電技術發展至今，應用場景廣泛。可為電動牙刷、電動剃須刀和無繩電話等小家電無線充電，并已實用化；可為便攜式消費類電子，如手機、PDA和筆記本電腦等充電；也可為電動汽車無線充電。 無線充電是一種有關生活方式的科技成就，將影響整個日常生活。然而，目前無線充電還存在著各種各樣的缺點、問題，面臨著很多挑戰。首先是效率問題：充電效率不高，長時間下能源浪費嚴重，遠距離大功率無線設備的耗能會更高，浪費更大；其次是安全性問題：大功率無線充電設備的電磁輻射會對環境和生物(如鳥類、居民等)造成很多不利的影響，可能會干擾日常通信，可能對飛機等交通工具產生不良影響；第三是方便性和實用性問題：充電時不能隨意動，位置還必須固定，從使用角度來看，并不比有線充電方便太多；最后是成本較高，價格不菲。 總的說來，無線充電產品在消費電子市場并不是非常有吸引力的功能，未能成為消費者關注的重點，并沒有帶來實質性的革命；還沒有大規模的使用，并未真正在市場上形成氣候，無線充電只是一個小噱頭，還未被廣泛接受，叫好不叫座，只是一場曲高和寡的技術游戲。 無線充電技術雖然面臨著很多挑戰，目前也富有很多機遇，個人認為前景巨大，在一些特殊的領域具有特殊的用途，具有很重要的應用，如醫用植入設備，無線傳感網，防水密封電子產品等等。 醫用植入設備 醫療植入式裝置在疾病治療中發揮著越來越重要的作用。膠囊內窺鏡、植入式醫用膠囊可以窺探人體消化道或腸道的潰瘍、異常的增長以及出血等健康狀況，幫助醫生對病人進行診斷；心臟起搏器可在必要時候用電信號激活心臟復蘇與維持正常。但醫用植入設備的供電電池容量往往是一定的，一般可供使用幾年，如電池耗完，則需要手術更換植入設備。目前，心臟起搏器植入人體之后，8-10年左右就需要更換電池。也就是說，雖然安裝了心臟起搏器，但每隔8-10年還需要再動一次手術來更換起搏器的電池。如果病人體內的醫用植入設備可以進行充電，會方便很多，不用再通過手術來更換電池，一次手術即可解決問題，不會有手術失敗、胸腔感染等風險。 Toratec 和Witricity公司在2011年已合作研制成功植入式心臟起搏器，采用諧振式無線充電方式，無線充電距離超過10英寸。另外，美國Purdue大學的Albert Kim、Teimour Maleki和Ziaie等人提出了用音樂為植入式裝置供電的概念，他們研制了一個固有頻率為 435 Hz的PZT懸臂梁，放置于長度為40mm，直徑為8mm的玻璃膠囊里，通過外部頻率為200-500Hz的音樂，如RAP、布魯斯、爵士和搖滾樂等，來激勵懸臂梁產生振動，并轉換成電能，從而為植入式裝置供電。 無線傳感網 無線充電可以實現為低功耗無線傳感器網絡充電，如可為安置在動物身上的無線定位、監測裝置補充電能。ADInstruments 公司的無線動物監測系統，可以無線監測和采集動物的壓力值（如動脈、動脈、膀胱和子宮等）、生物電動勢（ECG心電）和體溫等。采用小型傳感器可以采集高質量的數據，并可以擴大移動范圍，系統應用靈活，可長期監控、記錄動物的狀況。電池可在線充電，不需要停止工作，也不用花費昂貴的代價去更換電池。 可無線充電的無線動物監測系統 防水密封電子產品 便攜式的移動產品, 都要不定期地進行充電, 因此不得不留下各種插口和連接電纜，這就很難實現具有防水性能的密封工藝。采用無線充電后，由于設備外殼上沒有金屬接點或者開口，可以增強電子產品的防水性，易于實現產品的防水和密封。如最早出現的采用無線充電的電動牙刷，解決了潮濕環境下的用電安全問題。現在很多特殊的產品，在特殊的運用場合和環境下，如水下工作的自動檢測系統，需要密封和防水，不希望產品外殼上留下任何插孔（充電口，開關機鍵，顯示燈等），在這種情形下，如能采用無線充電就能解決其密封和防水問題。筆者就基于Qi無線充電標準，采用電磁感應式無線充電技術，設計了一款防水密封型便攜式GPS終端設備；所研制的無線充電接收模塊，尺寸為50x32x1.0mm3，能有效地為設備的鋰離子電池進行無線充電，結合軟件控制，并實現了設備的無線充電自動開機。 |
