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无线充电手机真的要来了吗?

2016-1-5 10:42| 投稿: lofor

摘要: 一些公司说他们将会在 2016 年带来巨大进展。1891 年尼特斯拉进行了一项惊人的演示:他用电场照亮了一个气体放电管(本质上是一种荧光灯),表明无线输电是可能的。从那以后,电子产品和计算技术领域的进步带给了我 ...

一些公司说他们将会在 2016 年带来巨大进展。

1891 年尼特斯拉进行了一项惊人的演示:他用电场照亮了一个气体放电管(本质上是一种荧光灯),表明无线输电是可能的。从那以后,电子产品和计算技术领域的进步带给了我们与他同时代的发明的移动版本——贝尔电话和爱迪生的留声机,但是提到为这些设备进行充电时,我们不得不将它们固定在一个地方进行。

迄今为止我们的工程师已经成功实现的方式是感应式充电:将你的手机放置于谐振感应充电板的顶部,充电板内部的振荡磁场会在电话的接收天线中产生电流。通过这种方式可以进行无线充电,但是手机也需要非常靠近充电板,直到其充电完成,而这并不是特斯拉想要的。无线充电技术领域的真正进步将会在今年到来。一些公司已经做出承诺,将会为用户带来真正想要的无线充电技术:无论需要充电的装置是在我们的手上、口袋中或者将装置放在某处,无线充电设备都可以为其进行充电。

硅谷初创公司 Energous Corp. 正在开发一项技术,叫做 WattUp。在 2015 年洛杉矶的国际消费电子展上,WattUp 展示了一个关于其发射器的演示,该发射器可以通过微波束将能量输送给设备,让人印象非常深刻。在音响、电视等设备中集成了数百个非常小的天线,路由器大小的盒子可以将能量定向输送给数米以内的设备,例如玩具、灯和手机等。

WattUp 成熟的定位和波束成型技术允许多个射频天线沿不同路径发射低功率的、5.8 千兆赫的电磁波束,这些波束会在目标设备附近进行汇聚。由此,它们可以产生足够的射频功率,使得超材料制作的接收天线可以收获足够的能量。这些设备(例如手机)可以进行实时追踪,而波束路径也会随着设备的位置变化而持续更新。这些微波可以从表面反弹,因此当设备移动时,即便该设备并不在 WattUp 发射器的直接范围内,这些微波可以到达接收天线。

Energous 最近委托美国安全检测实验室(UL)进行了一项评估。经过 UL 验证,在理想情况下,WattUp 发射器可以同时为四台设备供电,而电磁波束输送的电力则与距离相关:2.5 米内可以达到 4W,而 3 米内可以达到 2W,4.6 米左右可以达到 1W。Energous 并没有提及此测试期间系统的端对端效率,只是强调了其最终的目标是 25% 的效率。尽管 Energous 已经获得了美国联邦通信委员会的审批,但是 Energous 说它计划在 2016 年的国际消费电子展上引起一项轰动,即宣布该技术已经进行了大幅度的效率改进,并且可集成到接近市场的消费电子设备中。

Energous 也有一个竞争对手,其总部位于华盛顿的雷德蒙,该实验室也在开发射频功率传输系统。但是华盛顿大学的工程师采用了一种完全不同的方法,该方法表明无线电力的一个可靠来源就隐藏在大众的日常生活中。华盛顿大学电子工程博士研究生 Vamsi Talla 是这篇描述通过 Wi-Fi 供电(PoWiFi)的论文的第一作者,该供电系统可以通过普通的 Wifi 路由器输送微小但有用的电量。

至少从理论上来说,你的 Wifi 路由器可以发射足够的射频能量,从而可以为大约 10 米内的小型装置进行充电。事实上,这并不现实,因为路由器只有在发射数据包的时候才会发射能量。相反,PoWiFi 保持了「多余的广播通信」流,从而使得路由器的输出功率可以保持在最大值。和 WattUp 的微波束类似,通过 PoWiFi 的定制路由器传输到射频接收天线的能量和距离有关。根据 Talla 的描述,距离路由器超过 8 米的温度传感器每隔几秒钟就可以收集足够的电量来返回数据。一个经过修改的消费者健身装置放置于离路由器数厘米的范围内时,经过 2.5 小时可以将电量充到 41%。本次测试中,6 个家用 PoWiFi 路由器对用户的上网质量没有明显的影响。

射频并不是 2016 年唯一的充电模式。以色列初创公司 Wi-Charge 使用红外光束来进行充电,而总部位于加州 Santa Monica 的 uBeam 则使用超声波来充电。uBeam 最新披露的技术(事实上我们还没有看到声电能量转换的原型机)留给了专家一个非常大的疑问,那就是超声波如何在满是物品(例如家具)的世界中传输能量,毕竟超声波的传播需要保持路径通畅,且会在空气中迅速衰减。

也许无线充电技术的效率和效果将永远比不上有插头的充电方式,但是即使端对端效率只能达到个位数,我们猜测也总会有人会想要尝试这种无线充电技术。

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