電子發燒友App
? ? ? ? ? 電子發燒友網訊：從2007年，當大家看到馬林.索爾賈?？说难芯啃〗M展示他們采用“磁共振”技術，實現線圈直徑4倍的距離上的效率40%的傳輸時，就點燃了人們對無線充電的憧憬。時至今日，無線充電在電子業界從來就不缺少熱點話題。2008年12月，WPC（無線充電聯盟）的成立，正式為無線充電兼容性標準吹響集結號，并于2010年推出Qi無線充電國際標準；2012年5月8日韓國三星電子和美國高通成立無線供電技術聯盟A4WP正式成立，開發一種全新的無線電能傳輸技術。
深圳市威特爾科技有限公司技術總監趙志斌為我們展示手機實現無線充電（電子發燒友網配圖）
深圳市威特爾科技有限公司技術總監趙志斌
隨著采用無線充電技術的產品在日趨普及，WPC和A4WP兩大聯盟前景如何？無線充電標準的現狀如何？無線充電輻射是否會對人體產生不利影響？當前國內無線充電技術研發狀況怎樣，未來無線充電技術值得關注的技術亮點有哪些？無線充電在中國的前景又該如何解讀？帶著種種疑問，電子發燒友網采訪了業內無線充電專家——深圳市威特爾科技有限公司技術總監趙志斌，以期能為電子發燒友網讀者在無線充電現狀，市場以及技術趨勢提供較為全面的闡述。
??????? 光打雷不下雨，A4WP和WPC只是紙老虎
電子發燒友網：據了解，從2010年WPC（無線充電聯盟）推出Qi無線充電國際標準到現在已經快兩年了。如今Qi無線充電市場局面已然打開：三星、LG、HTC、摩托羅拉、Sony等手機品牌推出了支持上述無線充電標準的手機。5月8日韓國三星電子和美國高通成立無線供電技術聯盟A4WP，并宣布以WiPower技術對抗Qi標準。A4WP的成立是否對WPC聯盟帶來挑戰呢？你對A4WP和WPC的無線充電標準之爭持何觀點？WiPower和Qi標準的異同是什么？A4WP和WPC這兩種無線充電聯盟陣營各自前景如何？哪個會成為業界比較有影響力的一種？
趙志斌：首先，A4WP的成立不會對WPC造成太大的挑戰，因為無線充電市場很大，至少足以容納兩個聯盟的同時存在。A4WP和WPC的無線充電標準在核心技術部分沒有太大差別，除了通信協議這些非核心部分會隨時變以外。Qi標準已經有具體的技術規格，但是WiPower尚且只是停留在技術概念層面，所以具體的異同，我還不知道。A4WP主要強調的是近場磁共振，也就是說，接收裝置和發射裝置將擁有較遠一點的距離。按我個人猜測，在20到50毫米之間。目前該聯盟還沒有公布任何技術細節（截止目前為止，高通沒公布任何關于該方面技術細節）。WPC在今年4月份也發布了無線充電技術的最新版本，也提出近場磁共振概念。所謂近場磁共振，指的就是可以有一定的距離，通過提高接收線圈的諧振從而達到增加傳輸距離的目的。從傳統意義上看，它們是有異的，但是如果繼續這樣走下去，它們在技術上也沒有太大差別（指的是今年4月份WPC也提出發展近場磁共振技術）。
深圳市威特爾科技有限公司技術總監趙志斌為我們展示接收組件（線圈+磁屏蔽物質）
如上圖，這種含線圈和磁屏蔽物質的接收組件非常薄，約1毫米多
不看好A4WP和WPC這兩種無線充電聯盟陣營的前景。從2008年WPC成立到現在為止，基本上沒出現什么相關產品，依然只是雷聲大，雨點小。而且，他們可能都會被我們滅掉！因為我們現在已經提出非常廉價的無線充電方案。我們解決了他們沒能解決的非常本質的問題，也就是磁屏蔽物質的厚度問題，還有就是我們研發出的特殊磁屏蔽物質的屏蔽效果比他們的要好很多，并且這種物質很廉價。我覺得這種屏蔽物質會對整個無線充電行業造成一定沖擊。
目前，我們正在開發一種芯片方案，等到芯片出來后，我們就會用相關技術將整套無線充電方案經過整合，最后完美地整合到電池里，從而在業界推出整套低成本創新型產品?，F階段，我們也在準備組建推出一個屬于我們自己的聯盟——WMPTC。如果這聯盟推廣好了，到那時，WPC和A4WP就只是浮云了。
??????? 位置自由化對于無線充電重要性
電子發燒友網：Qi和WiPower的對峙就已經能說明問題，而可以實現無線充電的技術還不止這兩種，Qi技術可能是最先商用化的，但絕對不是最先進的，還有其他基于無線電波的、基于WiFi的無線充電技術等。那么，你認為企業該做出什么樣的判斷和選擇？
趙志斌：基于無線電波的、基于WiFi的無線充電技術的能量非常小，都是微瓦級?，F在大概有20個左右半導體廠商開發此功能芯片，目前已經具有比較成熟的產品或市場。如美國在汽車胎壓裝置就采用這種方案。但是這種方案不適用于我們現在所說的智能移動設備充電。
電力接受線圈和手機電池之間放置一個“隔金屬”的裝置，通常的技術是使用一個高導磁率的鐵氧體來做這個“隔金屬”裝置
電子發燒友網：有人認為，如果真正實現了無線充電或像互聯網那樣實現無線充電網絡，那么，人們將時刻生活在無線輻射的海洋當中。無線充電所產生的輻射對環境或人體影響大嗎？你認為如何消除人們對此認識的誤區？
趙志斌：關于輻射問題，我個人不擔心，就像目前人們放心地在吃海底撈一樣。根據個人的了解，在世界或各個國家之間，在100KHz或150KHz頻率以下所規定的同一個范圍，也就是說衡量輻射對人體的危害程度，是和電磁爐放在同一個體系里面去比較的。2000瓦的電磁爐可以通過檢測，那么幾瓦的無線充電，我猜是沒有任何問題的。另外，在無線充電中還加入磁屏蔽物質，它已屏蔽掉大部分輻射。還有就是電磁爐是不諧振的，是方波，高頻高次波部分相對于無線充電的諧振正弦波來說要多。
電子發燒友網：請你談一下關于實現位置自由化對于無線充電重要性的問題。無線電力傳輸聯盟WPC提出的磁共振技術能否實現無線充電實現位置自由化？
趙志斌：位置自由化在某些應用領域里是非常重要的。比如在車載電子的應用，就非常重要。但是要想實現位置自由化不像我們想象中的容易，它是非常困難的。目前據我了解，還沒有比較完美的方案實現自由放置。磁共振技術其實最早是高通提出來的，并稱之為最前沿的革新性技術，但是后來經過東京大學的科學家做的耦合無線充電實驗，得到和磁共振一樣的結果，得到結論是磁共振并不是特別技術，它也是基于兩個線圈的耦合，只是其線圈Q值特別高，能達到1000以上。拋開磁共振的外殼來說，其實里面是一個比較精確的諧振系統。
自由放置在WPC方案里是用多線圈去是實現的，而磁共振則是采用兩個單線圈，但是，都沒能找到一個完美的解決方案。磁共振技術可以實現無線充電實現位置自由化，但沒有我們想象中的厲害，線圈的大小將影響充電距離的遠近。綜合各種因素，就個人觀點，目前最理想的充電距離在20到50毫米之間。
電子發燒友網：無線充電技術的市場需求如何？無線充電技術都有哪些方式？
趙志斌：我認為，我們今后將會推出一個移動電源，或者是連著USB加護套和鋰電，總成本很低，我以為這樣的市場需求每年將有幾億的規模。推出移動電源方案的好處在于能提高充電效率，能達到70%以上，在效率和成本上占據了優勢。目前我們正在探求能匹配鋰電使用的芯片，但在針對無線充電領域推出的相關芯片半導體廠商并不多，只有德州儀器和ADT兩家有相關芯片，可是不能和鋰電池匹配使用。
目前無線電力傳輸領域已經出現了幾種相對成熟的技術方案：
其一是電磁感應式，這也是目前最為常見的無線電力傳輸方式，通過發射端和接收端的線圈相互感應產生電流，從而實現電力傳輸；
其二是電磁共振式，這是一種目前正在研究中的無線電力傳輸方式，其原理是將能量發送和接收裝置調整到相同的頻率或者特定的頻率上實現共振，從而在它們之間實現能量的彼此交換；
其三是無線電波式，這也是一種技術相對成熟的無線電力傳輸方式，其原理與早期使用的礦石收音機相類似，即利用微型高效接收電路捕捉從障礙物反射回來的無線電波，然后將之轉化為穩定的直流電壓。
????????制約無線充電大規模應用的因素
電子發燒友網：當前業內人士對無線充電前景預期不盡相同，有的人認為無線充電將在這幾年發力大眾消費市場，走向商業化。有的人則認為這一時刻還要等很長時間才會來到。那么，請問你對此有何看法？目前制約無線充電大規模應用的因素有哪些？
趙志斌：個人認為，這幾年無線充電將會實現普及。要了解制約無線充電大規模應用的因素，就得首先對無線充電原理有所了解：由于手機的特殊的結構，在手機里必須安裝一個電池，這個電池實際上就是無線充電技術發展的噩夢——當發射線圈發射出來的磁場經過電池時，電池里面的金屬就會產生感生電流，通常我們把這個叫做“渦流”，這個渦流會產生一個跟發射線圈產生的磁場方向相反的磁場，削弱/抵消掉發射線圈形成的磁場，使得接收線圈接收到的感應電壓下降，這是第一點；并且該渦流會轉變成熱量（電磁爐就是這個工作原理），使得手機電池非常熱。
使用一個高導磁率的軟磁物質（目前主要是采用鐵氧體）來做這個“隔金屬”裝置和含線圈以及磁屏蔽物質的接收組件
所以，為了實現手機的無線充電，就必須在電力接受線圈和手機電池之間放置一個“隔金屬”的裝置，阻擋磁力線，避免磁力線到達電池內。通常的技術是使用一個高導磁率的軟磁物質（目前主要是采用鐵氧體）來做這個“隔金屬”裝置。遺憾的是，鐵氧體的性能依然不能夠滿足無線電力傳輸的需要，在100KHz這個頻率上，通常使用的都是錳鋅鐵氧體，因為錳鋅鐵氧體具有較高的初始導磁率。但是因為錳鋅鐵氧體的電阻率較小，所以依然會在鐵氧體中產生渦流，造成鐵氧體發熱。
以上原理從電子角度來看其實很簡單，甚至比電磁爐原理還要簡單得多。但是為什么會普及不起來呢？其最主要的原因就是以上所提到的那幾個技術性難題——1、沒有合適的磁屏蔽物質；2、沒能找到解決發熱問題最佳方案；3、成本問題的制約。
而我們將用一年左右時間將整套系統壓到低水平，將非常有利于市場普及的推廣。
??????? 無線充電在中國的發展前景
電子發燒友網：據了解，除了中國通信標準化協會在做一些自發性的標準預研外，無線充電標準還沒有納入正式的議事日程，我國無線充電市場還沒有啟動。請問你如何看待無線充電在中國的發展前景？
趙志斌：就像剛才所說的，當我們用移動電源加電池，或插電板加電池（這里所說的電池為可無線充電電池）推出來之后，成本低到一定程度市場就會放量，初步估算每年將達到幾千萬個，甚至上億個這樣的水平。在此基礎上，我們再去和廣告商商討投放與此相關標準的廣告推廣，那時水到渠成也就是順理成章的事了，從而達到統一無線充電標準的預期。因為無線充電最大的目標就是實現通用化，如果不能達到通用，那無線充電將毫無意義可言。
我們對無線充電市場的規劃分三步：第一步是啟動市場；第二步完成電池整改方案；第三部和使用干電池廠商商討將干電池裝置改掉，改為應用無線充電。而且我們所專注的微功率無線充電方向在短時期的兩三年內將實現消費普及，現在的國際半導體大廠所研究的大功率無線充電則要在以后相當長時間都難以實現普及，如汽車級應用等。因此，我們的微功率無線充電比大功率無線充電有推廣普及應用上的優勢。
——本文系電子發燒友網原創，轉載請注明出處！
?
工商網監
評論