在傳輸效率方面,電磁共振方式可以達到40%~60%,雖然相對較低但也進入商用化沒有任何問題。
電磁共振方式將電能以電磁波“射頻”或非輻射性諧振“磁共振”等形式傳輸,它具有較高的效率和非常好的靈活性,是目前業(yè)內(nèi)的開發(fā)重點。
電磁耦合方式
相對于傳統(tǒng)的電磁感應(yīng)式,電場耦合方式有三大優(yōu)點:充電時設(shè)備的位置具備一定的自由度;電極可以做得很薄、更易于嵌入;電極的溫度不會顯著上升,對嵌入也相當(dāng)有利。
首先在位置方面,雖然它的距離無法像磁共振那樣能達到數(shù)米的長度,但在水平方向上也同樣自由,用戶將終端隨意放在充電臺上就能夠正常充電。
我們可以看到電場耦合與電磁感應(yīng)的對比結(jié)果,電極或線圈間的錯位用dz/D(中心點距離/直徑)參數(shù)來表示,當(dāng)該參數(shù)為0時,表示兩者完全重合,此時能效處于最高狀態(tài)。
當(dāng)該參數(shù)為1時,表示兩者完全不重合。我們可以看到,此時電場耦合方式只是降低了20%的能量輸入,設(shè)備依然是可以正常充電,而電磁感應(yīng)式稍有錯誤、能量效率就快速下降,錯位超過0.5時就完全無法正常工作,因此,電磁感應(yīng)式總是需要非常精確的位置匹配。
電場耦合方式的第二個特點是電極可以做到非常薄,比如它可以使用厚度僅有5微米的銅箔或者鋁箔,此外對材料的形狀、材料也都不要求,透明電極、薄膜電極都可以使用,除了四方形外,也可以做成其他任何非常規(guī)的形狀。
這些特性決定了電場耦合技術(shù)可以被很容易地整合到薄型要求高的智能手機產(chǎn)品中,這也是該技術(shù)相對于其他方案最顯著的優(yōu)點。顯而易見,若采用電場耦合技術(shù),智能手機廠商在設(shè)計產(chǎn)品時就有很寬松的自由度,不會在充電模塊設(shè)計上遭受制肘。
第三個優(yōu)點就是電極部分的溫度并不會上升——困擾無線充電技術(shù)的一個難題就是充電時溫度較高,會導(dǎo)致接近電極或線圈的電池組受熱劣化,進而影響電池的壽命。
電場耦合方式則不存在這種困擾,電極部分的溫度并不會上升,因此在內(nèi)部設(shè)計方面不必太刻意。電極部分不發(fā)熱主要得益于提高電壓,如在充電時將電壓提升到1.5kv左右,此時流過電極的電流強度只有區(qū)區(qū)數(shù)毫安,電極的發(fā)熱量就可以控制得很理想。
不過美中不足的是,送電模塊和受電模塊的電源電路仍然會產(chǎn)生一定的熱量,一般會導(dǎo)致內(nèi)部溫度提升10~20℃左右,但電路系統(tǒng)可以被配置在較遠的位置上,以避免對內(nèi)部電池產(chǎn)生影響。
電場耦合方式具有體積小、發(fā)熱低和高效率的優(yōu)勢,缺點在于開發(fā)和支持者較少,不利于普及。
微波諧振方式
英特爾公司是微波諧振方式的擁護者,這項技術(shù)采用微波作為能量的傳遞信號,接收方接受到能量波以后,再經(jīng)過共振電路和整流電路將其還原為設(shè)備可用的直流電。
這種方式就相當(dāng)于我們常用的Wi-Fi無線網(wǎng)絡(luò),發(fā)收雙方都各自擁有一個專門的天線,所不同的是,這一次傳遞的不是信號而是電能量。