图5：WTM505090发射器模块包含线圈和发射器，它符合WPC1.1规范，采用东芝TB6865无线发射器

　　WPT开发工具

　　目前有多款开发套件和工具可帮助设计人员进行无线充电设计。IDT公司提供的WP3W-RK参考套件最高支持3W的无线充电功率。该套件包含发射器和接收器以及三个不同尺寸的线圈来适应不同的功率级别，提供交钥匙型参考设计、模块布局、BOM等，可帮助快速进行原型设计。

　　新技术已经到来：谐振无线充电

　　近场感应充电依然是当今的主流技术，但是另外两种技术也即将进入大众视线，它们能够提供更远距离的无线充电。

　　谐振充电是另一种近场WPT技术，它比感应充电的效率要低一些，但是支持更长的充电距离，对于线圈的不对齐问题也没那么敏感。谐振充电系统不依赖线圈的紧密耦合，相反其两个线圈是松散耦合的，但是都调到一个共同的振动频率。谐振无线充电的优势包括可以同时对多个接收器充电，而且两个线圈的尺寸也可以不同。

　　谐振无线充电技术对汽车领域的应用来说颇具吸引力，其中一个原因是它相比感应充电在位置上更灵活一些。将电动汽车停在装有充电桩的停车位上，通常情况下很难精确对齐，而对于感应式无线充电来说，发射线圈与接收线圈错开几毫米都不行。

　　电动汽车需要更高的充电功率，但幸运的是电动车比燃油车有更多的空间可以安装线圈。SAE是汽车行业的标准制定组织，它正在制定SAE J2954标准规范，这是一种面向汽车的谐振充电标准。J2954标准曾计划在2018年正式发布，它一共定义了三种级别的充电规范，适用于轻型和重型行业应用：WPT1（住宅：3.7KW）、WPT2（私人/公共停车场：7.7KW）和WPT3（快速充电：11KW）。

　　为支持消费级应用，WPC还在Qi标准中增加了谐振充电规范，充电范围最远达到45mm，而且充电器可以安装在台子或桌子下面。当然AirFuel联盟也制定了谐振充电规范。

　　相对于感应充电方式，谐振充电方式的商用发展明显有些滞后，目前市场上很少有相关商用产品。

　　即将到来：远场充电

　　无线充电的最终目标是完全消除距离限制，无论你在哪里，你的智能手机或平板电脑都能够持续不断的充电，但是都会多一堆充电账单！

　　这就要用到远场无线电力传输，这种技术借助无线电波（辐射耦合）而不是近场磁感应来传输电力。

　　目前真正无处不在的充电是不存在的，但是我们首先要做的就是将充电距离从几厘米扩展到几米，支持更多的用户充电，比如让一个咖啡店里的所有顾客都能享受无线充电。在众多研究远场射频充电解决方案的公司中有一家公司Ossia在2017年国际消费电子展（CES 2017）上展示了其更新版本的Cota系统。这个系统采用256根天线组成的网络发射2.4GHz频率信号，通过波束成形将能量聚焦到接收器来响应接收器反馈的全向“低功率”警报信号。发射器网络通过分析接收信号的路径确定接收器的位置，然后通过相同的路径返回能量。当接收器移动时，发射器会每隔10ms重新验证接收器的位置。这个系统声称能够同时对多个接收器充电，最大有效范围是30英尺。

　　另一个研究对象是超声波。与电磁（EM）能量不同，超声波不会干扰通信，不会造成电磁干扰（EMI）和有害的电离效应。2011年位于美国加州圣莫尼卡的uBeam公司宣布开发了一个频率在45-75KHz之间的无线充电系统，这个频率超过了人类、宠物和野生动物的听觉范围。超声波发射器与移动接收器建立视距连接，接收器嵌入在智能手机中接收能量和数据，直到连接断开。尽管在2017年2月进行了成功的概念验证，但是商用产品真正面市可能还需要几年时间。
　
　　文章来源：贸泽电子

　　作者简介：作为一名自由技术撰稿人，Paul Pickering写过很多文章，涉及的主题包括半导体元件与技术、无源器件、封装、电力电子系统、汽车电子、物联网（IoT）、嵌入式软件、EMC和替代能源。Paul在电子行业拥有超过35年的工程和市场营销经验，对汽车电子、精密模拟器件、功率半导体、嵌入式系统、逻辑器件、飞行模拟和机器人领域均有涉猎。他还熟练掌握了数字和模拟电路设计、嵌入式软件和网络技术。Paul出生于英格兰东北部，曾在欧洲、美国和日本生活和工作。他拥有伦敦大学皇家霍洛威学院的物理与电子学士学位，并在塔尔萨大学攻读了研究生。