无线供电原理、种类及应用方案介绍

一、无线供电种类

二、无线供电的原理

磁共振技术的电路组成

微波能量传输

三、无线供电的优势

四、市场应用

五、市场趋势

参考文献

一、无线供电种类

包含电磁场耦合能量传输（电磁磁感应（近场供电）、磁共振（远场供电））、电场耦合能量传输（近场供电）、无线电波能量传输（远场供电）（激光能量传输技术、超声波能量传输技术、微波能量传输技术（利用空间的电磁波传输能量—WIFI、红外光、光线等））。

供电技术	电磁感应	电场耦合	磁共振	无线电波-微波
原理	线圈产生磁场的感应耦合	电极产生感应电场	线圈产生电磁场，发射和接收端的工作频率一致，谐振式耦合	空间的电磁波接收能量转换
特点	近场供电第一代电能传输技术 1）对偏移位置敏感	近场供电 1）使用电极替代线圈 2）电极水平错位不影响传输效率	远场供电第二代电能传输技术 1）要求初级电路和次级电路的工作频率一致	远场供电 1）能量转换效率低
供电距离	mm-cm级例如0-50mm	mm-cm级	cm-m级例如电动汽车 20cm	m级
传输功率	W级	W级	w-kw级	100mw
电能传输效率	75-85%	70-80%	70%-93% 0-3.3m下	38%
工作频率	100-375KHz	560-720KHz	100KHz-13.56MHz	2.45GHz
优化方向			最佳线圈匝数、最佳共振频率
应用	电子设备供电		电动汽车

二、无线供电的原理

无线充电技术(Wireless charging technology), 指的是通过无线电波、磁场、光、热等非接触式的方法给设备供电的技术，一般包含发射端和接收端，其中的发射端将电能转换为无线电波、磁场、光等在空间内进行能量传输（不同的电路结构、能量传输方式决定了能量传输距离和效率），接收器依据空间传输的能量通过电路转换为直流供电。

磁共振技术的电路组成

发射端：低频交流电通过整流（低频AC到DC转换）、DC直流电通过逆变转换成高频交流电流（DC-高频AC），交流电通过耦合线圈（共振频率下）产生磁场实现能量传输（磁场在空间传输）。

接收端：将磁场转换为交变电能量，并将交流电通过整流转换为直流（高频AC-DC转换），并通过电路滤波等处理形成稳定的直流电输出。

发射线圈铺设在路面上，接收线圈及控制转换电路安装在汽车底盘上。

微波能量传输

发送设备通过转换功率源的能量，并通过天线将能量辐射出去，经空间传输到达接收设备，接收设备通过天线和能量收集电路将微波能量转换为电能给设备供电。目前有大量的无线电发射机、移动电话、移动基站和电视广播系统发射电磁波。

三、无线供电的优势

与传统的有线供电方式相比，无线供电技术可避免供电端和用电设备间的直接电气连接，有安全稳定、灵活可靠、电气隔离、环境适应性强等优点。

四、市场应用

1）便携式电子设备：智能手机和其他便携移动设备—电磁感应方式：Qi标准(功率5-15W)

2）电动汽车：LEV标准(3.7-60KW)

3）厨房电器：Ki无线厨房标准

4）机器人、AGV、无人机：工业无线充电标准

国外：(包括芯片/方案/发射接收器件) IDT、TI、Freescale、高通、博通、NXP、Fulton、Energous、Delphi、松下、东芝、富士通等。

国内：中惠创智、新页、中兴、劲芯微、美嗒嗒、微鹅、斯普奥汀、华润矽科、新捷、伏达、台湾凌阳、悟派科技等。

符合QI标准的

某款产品A：

某款产品B：

某款产品C：

五、市场趋势

朝着远距离、无线、高功率、无辐射的充电或供电技术方向发展

参考文献

[1] 磁共振无线供电系统的研究与设计

[2] 无线供电低功耗感测标签及系统关键技术研究

[3] 36氪首发 | 「中惠创智」专注于磁共振中大功率的无线充、供电，是一家拥有生产车间的方案商_创氪_中国网

[4] 电动汽车无线供电技术研究

[5] 电动汽车动态无线供电系统的研究及设计

[6] https://www.wirelesspowerconsortium.com/qi/

[7] ProductDetail

[8] 大功率-3.7kW无线充电系统-新页科技

[9] 无线充电技术方案分析&总结 - 知乎