久久久国产精品视频袁燕,99re久久精品国产,亚洲欧美日韩国产综合v,天天躁夜夜躁狠狠久久,激情五月婷婷激情五月婷婷

  • 回復
  • 收藏
  • 點贊
  • 分享
  • 發(fā)新帖

想你所不敢想——漫談無線充電技術

      我們都知道,無線能源似乎是一個聽起來很棒的新奇概念,但是我們很難想象會很快將它實現(xiàn)商業(yè)化。

  “無線充電”顧名思義就是利用一種特殊設備將電源插座的電力轉(zhuǎn)變?yōu)榭沙潆姷碾姴ǎ瑥亩谌拥綦娋€的情況下直接對電子設備充電。

  無線充電大致上是通過磁場輸送能量,而人類以及人類身邊的絕大多數(shù)物件都是非磁性的。 無線充電還有一個好處是省電,無線充電設備的效能接收在70%左右,和有線充電設備相等,但是它具備電滿自動關閉功能,避免了不必要的能耗。而且,這個效能接收率在不斷提高,很快將能達到98%。

  無線充電設備比普通充電器“聰明”很多,對于不同的電子產(chǎn)品,電源接口能自動對應,需要充電時,發(fā)射器和接收芯片會同時自動開始工作,充滿電時,兩方就會自動關閉。它還能自動識別不同的設備和能量需求,進行‘個性化工作’,這就是智能。

 

  1 無線充電技術

 

  其實早在1890年,物理學家兼電氣工程師尼古拉·特斯拉(Nikola Tesla)就已經(jīng)做了無線輸電試驗(圖1)。他提出并實現(xiàn)了交流發(fā)電。磁感應強度的國際單位制也是以他的名字命名的。特斯拉構想的無線輸電方法,是把地球作為內(nèi)導體、地球電離層作為外導體,通過放大發(fā)射機以徑向電磁波振蕩模式,在地球與電離層之間建立起大約8Hz的低頻共振,再利用環(huán)繞地球的表面電磁波來傳輸能量。但因財力不足,特斯拉的大膽構想并沒有得到實現(xiàn)。后人雖然從理論上完全證實了這種方案的可行性,但世界還沒有實現(xiàn)大同,想要在世界范圍內(nèi)進行能量廣播和免費獲取也是不可能的。因此,一個偉大的科學設想就這樣胎死腹中。

 

  

  特斯拉進行無線電力傳輸實驗

 

  事實上,從低頻波到宇宙射線,我們周圍到處存在著電磁波,它們都攜帶著或多或少的能量。在不少物理學家看來,人們要做的或許僅僅是找到合適的辦法接收和利用這些能量。特斯拉的想法雖然難成現(xiàn)實,但無線電能傳輸對于新能源的開發(fā)和利用、解決未來能源短缺問題有著重要的意義,因此,許多國家都沒有放棄這方面的研究。1968年,美國工程師彼得·格拉澤(Peter Glaser)提出了空間太陽能發(fā)電(Space Solar Power,SSP)的概念,其構想是在地球外層空間建立太陽能發(fā)電基地,通過微波將電能傳輸回地球(圖2),并通過整流天線把微波轉(zhuǎn)換成電能。1979年,美國航空航天局NASA和美國能源部聯(lián)合提出太陽能計劃-建立“SPS太陽能衛(wèi)星基準系統(tǒng)”。歐盟則在非洲的留尼汪島建造了一座10萬千瓦的實驗型微波輸電裝置,已于2003年向當?shù)卮迩f送電。野心勃勃的日本擬于2020年建造試驗型太空太陽能發(fā)電站SPS2000,2050年進入規(guī)模運行。

 

  

 

  其實,無線充電技術離我們這些普通人也并非遙不可及。相信一定有人使用過某種品牌的電動牙刷(圖3),只要將牙刷插入220V的充電座上即可實現(xiàn)不接觸的無線充電,使用起來很方便。這種無線充電就是利用電磁感應原理,解決了潮濕環(huán)境下的用電安全問題。

 

  

 

  無線電能傳輸有電磁感應、射頻和微波三種基本方式,這三種技術分別適用于近程、中短程與遠程電力傳送。但每種無線充電方式都有一些缺點,從而限制了它的發(fā)展。例如電磁感應方式傳送能量較小、傳送范圍較小等,這也是為什么電動牙刷必須放在充電座上才能充電,而不能將牙刷任意擺放的原因。所以,現(xiàn)在各家公司的研究方向就是對這些技術進行改良和完善,從而最終實現(xiàn)商品化。

 2 感應“墊子”上市,無線充電不是夢想

 

  香港城市大學的許樹源教授早在幾年前就曾經(jīng)成功研制出一種“無線電池充電平臺”,可將數(shù)個電子產(chǎn)品放在一個充電平臺上,透過低頻電磁場充電,充電時間與傳統(tǒng)充電器無異,技術實現(xiàn)也不深奧。這種無線電池充電平臺利用的就是變壓器原理-變化的磁場中閉合的金屬線圈會產(chǎn)生電流。而英國SplashPower公司2005年初上市的無線充電器Splash pads(圖4),就是變壓器原理商業(yè)化的無線充電產(chǎn)品。

 

  

 

  Splash Pads看上去就像一塊柔軟的鼠標墊,它的塑膠薄膜里面裝有產(chǎn)生磁場的小線圈陣列(變壓器原邊),以及由磁性合金繞以電線制成的口香糖大小的接收線圈(變壓器副邊,可以貼在電子設備上,圖5)。在CES 2007上,WildCharge公司也推出了兩款無線充電器產(chǎn)品WildCharger和WildCharger-Mini(圖6)。WildCharge的無線充電器與SpashPower公司的產(chǎn)品外觀非常相似,也是墊子模樣的東西。WildCharger的功率較大,除了可以給手機和媒體播放器充電以外,還可以為筆記本電腦充電,而WildCharger-Mini畢竟個子小,只能給手機等小型設備充電。據(jù)稱WildCharge公司將從最近開始在網(wǎng)上銷售這類無線充電產(chǎn)品。

 

  

  圖5電磁感應方式的無線充電原理

  

 

  3 解決無線電力傳輸?shù)木嚯x問題——共振

 

  既然電磁感應方式實現(xiàn)并不復雜,為什么使用該類技術的無線充電器普及這么困難呢?簡單地說,最大障礙就在“傳輸距離”方面。眾所周知,傳輸電力即便通過金屬線路傳輸,距離遠了也會產(chǎn)生相當大的線路損耗,更別提通過空氣傳輸了--距離增大以后感應的能量會迅速減少??梢韵胂?,在一些特殊領域如果不能突破距離限制,無線充電已經(jīng)毫無意義。例如植入體內(nèi)的儀器,難道必須施行外科手術才能更換電池。太可怕了!還有那種安置在動物身上的無線定位裝置,怎樣為其補充電能也很關鍵。

  為了在無線傳輸距離上有所突破,MIT的助理教授馬林·索爾賈希克(Marin Soljacic)和他的研究小組在長達4年的實驗研究中終于獲得重大突破。他們在實驗中使用了兩個直徑為50cm的銅線圈,通過調(diào)整發(fā)射頻率使兩個線圈在10MHz產(chǎn)生共振,從而成功點亮了距離電力發(fā)射端2m以外的一盞60W燈泡。而且,即使在電源與燈泡中間擺上木頭、金屬或其它電器,都不會影響燈泡發(fā)光(圖7)。

 

  

  圖7兩個線圈之間用木板隔斷,對傳輸效果毫無影響

 

  同時,MIT的科學家們還對無線電力傳輸理論進行了研究。他們確定了兩個電磁線圈之間形成磁場強耦合的條件,并給出了富有啟發(fā)性的結(jié)論:

  a.可行性。通常情況下,電磁輻射具有發(fā)散性,相隔較遠的接收器只能接收到發(fā)射能量的極小一部分。而當接收天線的固有頻率與發(fā)射端的電磁場頻率一致時,就會產(chǎn)生共振,此時磁場耦合強度明顯增強,無線電力的傳輸效率大幅度提高。MIT的實驗表明,當收發(fā)雙方相隔2m時,傳輸60W功率的輻射損失僅為5W。因此,在幾米內(nèi)“中程”(相較于“近程”和“遠程”而言)傳輸電力是可行的。

  b.安全性。從電磁理論而方,人體作為非磁性物體,暴露在強磁場環(huán)境中不會有任何風險。醫(yī)院對病人進行核磁共振檢查時,磁場強度高達B~1T也不會傷害人體。相比之下,共振狀態(tài)下磁場強度處于B~10-4 T數(shù)量級,僅相當于地磁場的強度,因此不會對人體構成危害(圖8)。

 

  

  圖8索爾賈??耍ǖ诙抛笠唬┡cMIT研究小組成員在兩個實驗線圈之間留影,以消除人們對磁場輻射的擔心。

 4 長江后浪推前浪,射頻充電器更勝一籌

 

  就在MIT科學家的研究工作取得實質(zhì)性進展的輝煌時刻,一家名為Powercast的公司突然推出了一種適合中短距離使用的無線充電裝置。與前面提到的SplashPower和WildCharge兩家公司的接觸式充電器不同,Powercast公司的射頻充電器不需要充電墊子,電子設備擱置在距離發(fā)送器約1m范圍內(nèi)的任何地方都可以充電。

  Powercast公司的無線充電系統(tǒng)包括一個安裝在墻上的發(fā)送器以及可以安裝在電子產(chǎn)品上的接收器(圖9)。發(fā)送器這邊利用915MHz頻段把射頻能量發(fā)送出去,而接收器則利用共振線圈吸收射頻電波。

 

  

  圖9收發(fā)雙方通過共振圈傳輸能量

 

  5 Tips

 

  目前國際上廣泛采用的射頻頻率分布于低頻(125KHz)、高頻(13.54MHz)、超高頻(850MHz~910MHz)和微波(2.45GHz)4個波段。無線射頻識別(RFID)通常使用超高頻波段的頻率,而Wi-Fi信號則是使用頻率為2.4GHz的微波。MIT研究小組在進行無線電力傳輸實驗時采用的頻率為4~10MHz。據(jù)說Powercast公司曾嘗試過使用上述各種波段的射頻電波進行電力傳輸,但只有當頻率為900MHz左右時接收到的能量最強。

  射頻電能傳輸與老式的礦石收音機的收音過程相似。礦石收音機自身沒有直流電源,它利用天線接收來自電臺的載波,經(jīng)過檢波后在聽筒中產(chǎn)生音頻電流。Powercast公司聲稱,這個無線充電系統(tǒng)絕不比一部收音機復雜,而且造價低廉,基本接收裝置成本只需5美元。依賴這樣的技術優(yōu)勢,Powercast公司已與手機、MP3、汽車配件、體溫表、助聽器及人體植入儀器等產(chǎn)品的百多家生產(chǎn)廠商簽署了合作協(xié)議,還會與飛利浦合作在今年年內(nèi)推出無線充電的LED電筒、明年推出包括鍵盤/鼠標在內(nèi)的更多無線電腦外設。

  除了Powercast以外,制造射頻充電器的還有Fulton和Visteon公司。Fulton公司開發(fā)了eCoupled無線充電技術,據(jù)說這種充電器與被充電產(chǎn)品都同樣采用了共振感應技術,充電器能夠自動地通過超高頻電波尋找待充電電器,動態(tài)調(diào)整發(fā)射功率。目前,該公司正與Herman Miller家具公司聯(lián)合開發(fā)備有無線充電器的辦公桌。而Visteon公司則計劃為Motorola手機和Apple的iPod生產(chǎn)eCoupled無線充電器。

全部回復(7)
正序查看
倒序查看
2011-07-07 19:17
樓主,請繼續(xù)!
0
回復
bake_ql
LV.5
3
2011-07-07 22:18

無線充電技術受到追捧

    隨著移動電子產(chǎn)品被設計得越來越輕薄,功率也降低到了很低的程度,比如MP3可以用不到30mA的電流就能工作,這為無線充電產(chǎn)品提供了一個更廣闊的應用空間。許多大公司都看好這一產(chǎn)品的發(fā)展前景,包括Apple、Motorola、LG以及NTT DoCoMo等消費電子公司都在發(fā)展自己的無線充電產(chǎn)品。一直走在移動產(chǎn)品科技前沿的Apple甚至表示很快會在iPod和iPhone兩個產(chǎn)品中嵌入無線充電技術,更使無線充電產(chǎn)品成為最近的關注焦點。相信不久之后,帶有“支持無線充電”字樣的數(shù)碼產(chǎn)品就將成為市場主流。

    不過,正如當年特斯拉的遠距離輸電構想被忽視一樣,無線充電技術自出現(xiàn)以來也不乏質(zhì)疑之聲。作為無線充電的入門級產(chǎn)品,感應式無線充電器制造技術簡單,最容易打開市場。但有人因此認為這種近程充電器價值不高:它不過是為懶人設計的產(chǎn)品。將電器放在墊子上,只是比接通電源稍微省了點事兒。樂觀派則認為,感應式無線充電器很有實用價值。一旦家庭、旅館和火車上都備有這種充電器,我們可以隨時隨地地為小型電子設備補充電能,不再需要隨身攜帶充電器了,不再為各種不能互換的插頭標準發(fā)愁,手機廠家也不必為延長待機時間而配用高容量的笨重電池。

    無論人們抱有什么樣的看法,無線充電器對改善人們的生活質(zhì)量總是有幫助的,科技時代也是這樣前行的。我們真心希望,如果無線充電技術能夠突破距離的限制,不經(jīng)意之間就能為手機、牙刷及MP3等移動設備充電是最理想的。射頻共振技術在一定程度上解決了這個問題,但也存在不足:功率問題。我們前面曾經(jīng)說過,MIT的科學家利用共振線圈可以點亮2m之外的一盞60W燈泡,這樣的功率對多數(shù)設備來說是夠用了。但是別忽略一個細節(jié):實驗中使用的線圈直徑達到50cm,實際應用中這么大的線圈是不可能使用的。如果要縮小線圈尺寸,接收功率自然也會下降。因此,目前Powercast充電器的發(fā)射器功率為1~2W左右,接收器接收到的功率也只有幾mW左右。這樣的功率只能用于iPod等基于閃存的耗電量較小的設備,如果用它給手機充電,電量是無法充足的。

   

經(jīng)歷市場的檢驗

    好了,前面都是從技術方面分析無線充技術的優(yōu)缺點,但無線充電產(chǎn)品要想成功,還必須經(jīng)過市場的三道門檻檢驗。

    第一道門檻是FCC認證。采用射頻進行電能傳輸可能發(fā)生射頻泄漏,對無線通信構成干擾。因此,無線充電設備必須經(jīng)過FCC及相關機構的認證,在我國還需獲得無線電管理委員會的批準。沒有政府部門的準入批文,產(chǎn)品在市場上就沒有合法地位。

    第二道門檻是標準化。想要普及無線充電技術,需要形成一個國際通行的標準,收發(fā)設備之間需要具備廣泛的兼容性,各家的產(chǎn)品之間也要能夠互換。

    第三道門檻是成本和售價。目前在國際市場上,Splash Pads充電板的價格為150~200美元,面積較小的一款價格也要30~40美元,接收端成本增加了15~20美元。不難想象,射頻充電設備因收發(fā)電路更復雜,售價可能更高。在中國市場上,百元以下的價格才可能被廣泛接受。所以無線充電產(chǎn)品雖然受到各公司的追捧,但是如果不能找到一種相對成熟的模式打開市場缺口,暫時還只能在一些高端產(chǎn)品中見到它的身影。不過,我們有信心,這是升級換代之前的短暫等待,相信各大公司都在絞盡腦汁尋找解決之道,讓我們很快就能坐享無線充電的悠然樂趣。

0
回復
Power^De
LV.4
4
2011-11-15 11:47
@bake_ql
無線充電技術受到追捧   隨著移動電子產(chǎn)品被設計得越來越輕薄,功率也降低到了很低的程度,比如MP3可以用不到30mA的電流就能工作,這為無線充電產(chǎn)品提供了一個更廣闊的應用空間。許多大公司都看好這一產(chǎn)品的發(fā)展前景,包括Apple、Motorola、LG以及NTTDoCoMo等消費電子公司都在發(fā)展自己的無線充電產(chǎn)品。一直走在移動產(chǎn)品科技前沿的Apple甚至表示很快會在iPod和iPhone兩個產(chǎn)品中嵌入無線充電技術,更使無線充電產(chǎn)品成為最近的關注焦點。相信不久之后,帶有“支持無線充電”字樣的數(shù)碼產(chǎn)品就將成為市場主流。   不過,正如當年特斯拉的遠距離輸電構想被忽視一樣,無線充電技術自出現(xiàn)以來也不乏質(zhì)疑之聲。作為無線充電的入門級產(chǎn)品,感應式無線充電器制造技術簡單,最容易打開市場。但有人因此認為這種近程充電器價值不高:它不過是為懶人設計的產(chǎn)品。將電器放在墊子上,只是比接通電源稍微省了點事兒。樂觀派則認為,感應式無線充電器很有實用價值。一旦家庭、旅館和火車上都備有這種充電器,我們可以隨時隨地地為小型電子設備補充電能,不再需要隨身攜帶充電器了,不再為各種不能互換的插頭標準發(fā)愁,手機廠家也不必為延長待機時間而配用高容量的笨重電池。   無論人們抱有什么樣的看法,無線充電器對改善人們的生活質(zhì)量總是有幫助的,科技時代也是這樣前行的。我們真心希望,如果無線充電技術能夠突破距離的限制,不經(jīng)意之間就能為手機、牙刷及MP3等移動設備充電是最理想的。射頻共振技術在一定程度上解決了這個問題,但也存在不足:功率問題。我們前面曾經(jīng)說過,MIT的科學家利用共振線圈可以點亮2m之外的一盞60W燈泡,這樣的功率對多數(shù)設備來說是夠用了。但是別忽略一個細節(jié):實驗中使用的線圈直徑達到50cm,實際應用中這么大的線圈是不可能使用的。如果要縮小線圈尺寸,接收功率自然也會下降。因此,目前Powercast充電器的發(fā)射器功率為1~2W左右,接收器接收到的功率也只有幾mW左右。這樣的功率只能用于iPod等基于閃存的耗電量較小的設備,如果用它給手機充電,電量是無法充足的。   經(jīng)歷市場的檢驗   好了,前面都是從技術方面分析無線充技術的優(yōu)缺點,但無線充電產(chǎn)品要想成功,還必須經(jīng)過市場的三道門檻檢驗。   第一道門檻是FCC認證。采用射頻進行電能傳輸可能發(fā)生射頻泄漏,對無線通信構成干擾。因此,無線充電設備必須經(jīng)過FCC及相關機構的認證,在我國還需獲得無線電管理委員會的批準。沒有政府部門的準入批文,產(chǎn)品在市場上就沒有合法地位。   第二道門檻是標準化。想要普及無線充電技術,需要形成一個國際通行的標準,收發(fā)設備之間需要具備廣泛的兼容性,各家的產(chǎn)品之間也要能夠互換。   第三道門檻是成本和售價。目前在國際市場上,SplashPads充電板的價格為150~200美元,面積較小的一款價格也要30~40美元,接收端成本增加了15~20美元。不難想象,射頻充電設備因收發(fā)電路更復雜,售價可能更高。在中國市場上,百元以下的價格才可能被廣泛接受。所以無線充電產(chǎn)品雖然受到各公司的追捧,但是如果不能找到一種相對成熟的模式打開市場缺口,暫時還只能在一些高端產(chǎn)品中見到它的身影。不過,我們有信心,這是升級換代之前的短暫等待,相信各大公司都在絞盡腦汁尋找解決之道,讓我們很快就能坐享無線充電的悠然樂趣。
0
回復
2011-11-15 12:41
@Power^De
[圖片]



0
回復
wells
LV.4
6
2011-11-19 14:32
Qi無線充電標準 我來回一下QI的標準!  QI現(xiàn)在對于我們來說還用不到。打個比較好的比喻-----無線充電就象平常用的電磁爐。
0
回復
shadagezi
LV.2
7
2012-01-19 15:04
0
回復
2012-01-20 15:34
@shadagezi
[圖片]

0
回復
發(fā)