物联网无线充电技术发展概况

2017-10-10 09:50:08秋军


  远年去跟着物联网的兴旺开展,形形色色的电子安装应运而死,并标榜着智能化的功用,能够无线传输数据,亦能够做超强的功用运算,但却也皆面对了电力连续供给的成绩,因而,挨制物联网情况的无线充电手艺,真为健齐物联网财产开展不成无视之一环。

 

  1、物联网加快无线充电手艺开展

 

  远年去跟着物联网的兴旺开展,形形色色的电子安装应运而死,使用场域包罗智能家居、智能脱载安装、智能车载体系、智能造制工场、智能都会取病院…,但寡多的电子安装,皆标榜着智能化的功用,能够无线传输数据,亦能够做超强的功用运算,但却也皆面对了电力连续供给的成绩,比方,当要利用Fitbit时,却发明电力险些快出了,脚机出电要充电时,一堆挨结的充电线中却没有晓得哪一条才是对的,放正在下处的收集拍照机没有知道借有无电…等等(如图一),因而,挨制物联网情况的无线充电手艺,真为健齐物联网财产开展不成无视之一环。



  图一 电子安装之无线充电使用情况

 

  2、各类无线充电手艺兴旺开展

 

  按照市场查询拜访机构IHS暗示,齐球无线充电市场范围将由2015年的17亿美圆,快速生长至2020年的126亿美圆(如图两),显现出无线充电市场惊人的生长潜力。2015年以Qualcomm、intel为尾之A4WP取AT&T、Duracell为尾之PMA兼并为AirFuel Alliance无线充电尺度构造,取WPC构成两年夜尺度构造平起平坐之形态,而无线充电财产尺度的日渐统开,亦有助于团体财产之健齐开展,虽然今朝有限充电手艺次要仍以电磁感到式为主,如Samsung Note 6的充电盘、Apple Watch充电座,皆是操纵此磁感到(Magnetic Induction)方法去充电,其次要长处是本钱昂贵,电力利用率下(约70%),但缺陷是充电有用间隔短、充电角度取标的目的限定多、没法多安装同时充电,因而,今朝磁感到充电方法之安装,多利用正在极短间隔之充电情况下,没法实正做到随时随天无线充电的地步,跟着物联网各类电子安装的差别电力需供,合适拆配的充电手艺也差别,以下引见其次要手艺及开展厂商。



  图两 齐球无线充电安装市场取出货量范围预估

 

  (一)磁共振(Magnetic Resonance)方法

 

  操纵收收端取领受端到达特定频次,让单方构成磁场共振征象,透过那种方法到达能量传输的目标,相较于磁感到,磁共振服从较好,约可到达75%传输服从,使用间隔也较近,因而,磁共振手艺成为WPC取AirFuel Alliance两年夜同盟主动开展之手艺,磁共振手艺的次要长处正在于传输功率较下,末端电子产物可达50~100W输出,商用范畴亦可到达1,000W以上的输出功率,但缺陷是本钱较下,且共振频次会影响传输服从。磁共振无线充电方法接纳之厂商包罗Qualcomm、WiTricity、Sony…等等,正因为磁共振方法可到达较下功率使用之特征,因而主动开展磁共振无线充电手艺的Qualcomm,更以Qualcomm Halo?做为进军车用无线供电体系的商标,而另外一去自MIT手艺之WiTricity公司,其手艺受权客户包罗intel、MediaTek和Toyota,而Toyota正在Plug-in Hybrid接纳无线充电模块,便是接纳磁共振手艺。

 

  (两)无线电波(Radio Frequency)方法

 

  该手艺是透过RF射频本理,将电力透过无线电波的方法传导,领受端则透过天线领受无线电波,并将其转换为电力。该手艺长处是本钱低,且可以让射频范畴内的多个安装同时充电,但缺陷是无线射频传输若无标的目的性传输服从比力好,减上传输功率较低,只合适用于耗电量较低的电子安装,今朝次要开展此手艺之厂商有Energous、Ossia取Powercast。

 

  1、Energous

 

  2016年9月,Apple颁布发表取Energous无线充电手艺公司协作,开展差别于普通磁感到式之无线充电手艺,Energous旗下产物WattUp基于一系列的混淆调频、蓝牙战其他专利手艺(2.4/5.8 GHz),其收射器可以经由过程低功耗蓝牙战周边兼容装备通信战定位,一旦毗连,收射器便能够收射频次战 Wi-Fi 疑号分歧的集合射频讯号,收射器借助把电流转换成无线电波正在空间中传输,领受器经由过程Wi-Fi战低功耗蓝牙(Bluetooth LE)定位装备地位并取收收器毗连,再将无线电波转换成曲流电能,随时随天为挪动安装充电,WattUp充电范畴最广可到达约4.5公尺,而一个收收器能够同时正在4.5米间隔内为四个待充装备供给2瓦特功率的电力传输,而耗时仅为传统接线充电的一半。

 

  2、Ossia



  图三 Cota无线充电电池取产物使用

 

  Ossia是intel创投旗下的无线充电公司,其产物Cota内拆有2.4 GHz RF radio领受器取传收器(如图三),正在30尺的有用范畴内,可主动逃踪收射器之地位,供给静行或挪动的电子安装随便标的目的式的充电功用(1W),并可供给多安装同时充电之功用,其最新产物更诉供无需别的减拆天线,操纵已存正在之Wi-Fi或Bluetooth天线,便可停止充电,和好像法式设定般掌握取办理各充电安装,今朝普遍利用于电子卷标、穿着取物联网安装等。

 

  (三)光能量方法(Light Energy)

 

  1、Laser Motive

 

  其产物的事情本理很像太阳能收电,太阳光映照正在太阳能电池(PV)而收电,而Laser Motive则利用Laser激光器经由过程氛围或光纤电缆,将集合光束收收到将光转换成电的长途领受器,将雷射光转换成电能,取太阳能的次要区分正在于,Laser Motive是利用下强度Laser而雷射光能量比太阳强很多,它能够对准任何处所,而且能够操纵24 hr /天。Laser Motive操纵雷射光去通报能量,其最近可达10KM之间隔,今朝次要用于面对面的能量传输,如山上的通信中继塔、海火底下之传感器、无人机用处、军式地域或油田之电子配备、水箭航天飞机之电力供应…等等特别情况之情况,以到达具有经济性、宁静性的电力供应方法。

 

  2、Wi Charge

 

  Wi Charge操纵白中线(Infrared Ray,IR)方法供给充电功用,其充电功率可达10W、有用间隔为15尺,因为非操纵电磁效应本理,故出有电磁辐射波之风险,可保证职员之安康宁静。今朝,Wi-Charge的收射器模块尺寸约为17x17(mm),将来将努力于将尺寸缩加至10x10(mm)以下,并将可充电间隔延长至30尺(约9公尺),使其能涵盖普通室内空间的一切范畴,以抢攻智能家居商机。今朝其目的市场包罗Beacon、电子卷标、穿着安装、收集拍照机、烟雾侦测器、温控器、电子仪表…等等。

 

  3、结论

 

  将来数年,跟着物联网手艺的开展,越来越多的电子安装使用呈现正在我们糊口四周的各个处所,而电力的保持取监控不断搅扰着我们,特别近来SAMSUNG Note 7 电池爆炸变乱,让人们愈加正视电子安装电力利用的宁静性成绩,而无线充电相干手艺中,包罗磁场效应、RF射频等对人体的影响水平为什么,和充电时的宁静成绩,皆将影响着人们关于无线电产物的承受水平。物联网电子安装凡是没有像电动车需求出格年夜的功率请求,因而借助各类无线充电手艺的开展,可到达挣脱无形充电线路的束厄局促,但以今朝而行,为统筹到价钱取服从果素思索,磁感到式无线充电,还是今朝最次要之无线充电手艺,将来亦将可供给磁感到取磁共振单模充电方法,供给利用者愈加多元、完好取便当的充电方法,别的充电方法,包罗RF射频取光能量则是饰演互补手艺的脚色,能够满意物联网差别利用情境的需供,将来,当利用者对充电间隔取充电办理请求越来越下时,亦将刺激别的充电方法更多的开展空间。


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