像WiFi一样的“隔空充电”了解一下

和手机贴在一同的无线充电已不新鲜像WiFi相同的“隔空充电”了解一下

本报记者 付丽丽

近来,据媒体报道, 同大都大型零售商相同,美国沃尔玛百货公司正在方案用小型电子屏幕替代货架上的纸质标签,这样就能快速、低本钱地更改价格并进行促销。但从纸片到屏幕的转化又面对一个问题——屏幕需求电力。现在,沃尔玛正在同奥西亚公司协作,采纳“远间隔充电”技能,也称“隔空充电”(Cota)来处理这个问题。

隔空充电,听起来很奇特的姿态,其原理是什么,究竟是怎样完成的?

隔空“搜集”电磁能完成充电

“沃尔玛这种‘隔空充电’的原理并不艰深,它是‘无线充电’技能的一种详细运用。”近来,北京理工大学计算机网络与对立研究所所长闫怀志在承受科技日报记者采访时说。

闫怀志介绍,所谓无线充电,是指选用非物理触摸方法完成的电能无线传输技能。

无线传能的想象由来已久,早在100多年前特斯拉就提出经过大气电离层来完成全球无线供电的想象。

能量守恒和转化规律在自然界遍及适用,电磁空间也不破例,这一点能够用楞次规律来证明。楞次规律的实质是“感应电流的磁场总要阻止引起感应电流的磁通量的改变。当线圈中的磁通量添加时,其间感应生成电流的方向与使它所发生的磁场方向相反,而当线圈中的磁通量减少时,则感应生成电流的方向与使它所发生的磁场方向相同。正因为电磁感应现象相同遵从能量守恒和转化规律,因此人们能够经过电磁感应来完成能量的转化和传达。

“详细来讲,沃尔玛选用的这种隔空充电方法,是由一个电能发射器供给能量源,在特定的方向规模内发射必定频率的射频谱,由此创立一个三维的电磁能量空间。”闫怀志解说说,在该射频信号所掩盖的空间规模内的电子设备,假如配有相应频谱的信号接纳设备就能够接纳该信号,完成与发射端的电磁感应,然后能够隔空“搜集”发射端经由空气传达而来的电磁能量,完成接纳电子设备的无线充电。

北京邮电大学信息与通讯工程学院副教授尉志青进一步解说说,沃尔玛隔空充电设备的作业原理和WiFi、蓝牙类似,由一个发射机和多个接纳机组成。发射机内部集成了数百根微型天线,而接纳机只要硬币巨细,安装在需求充电的设备上。接纳机会在电量较低时给发射机发送充电的恳求信号,发射机接纳到恳求信号后以每秒100Hz的频率为设备充电。在操控充电的APP中,能够指定充电设备和充电战略(例如优先为电量低的设备充电),最多能够一起为32台设备进行充电。

人们关怀的这种隔空充电技能所能到达的间隔和充电时刻,闫怀志表明,首要取决于两个要素,一是发射设备的无线频谱发射功率,二是该无线频谱的发射频率。

据介绍,沃尔玛的这种隔空充电设备的实验室原型体系是CotaTile,发射功率为20瓦,间隔1米远的设备接纳功率大约为6瓦,间隔2米远的设备接纳功率为2至3瓦,最远可为间隔10米的设备充电。

你还能见到这些无线充电技能

除了这种隔空充电的方法外,当时常用的无线充电方法还有许多。

闫怀志介绍,首先是电磁感应技能无线充电,又称为Qi规范无线充电。现在市面上小米、华为、苹果的最新机型运用的无线充电大多选用的是这种方法。用户能够将手机放在充电底座上充电而无需充电线。

尉志青说,其作业原理是,无线充电底座和手机分别安装了发射线圈和接纳线圈,运用电磁感应现象,当两者接近时,充电底座内的发射线圈接入沟通电发生交变磁场,磁场的改变让接纳线圈内发生电流,然后将能量从发射端转移到接纳端,即从充电底座向手机进行供电。这种方法的长处是充电功率较高,智能手机充电功率可达80%,缺乏之处是充电间隔较短,一般需求将手机紧贴充电底座。

其次是电磁共振无线充电,这种充电方法选用谐振器材使得发射端与接纳端到达同一频率,而相同的共振频率是能量转移的必要条件,经过磁场共振就能完成电磁能量的沟通。比较于电磁感应,这种方法的长处是无需“紧贴”,智能手机充电间隔可达10厘米,但其充电功率略低,一般缺乏70%。

此外,还有无线射频技能,该技能以空间电场作为能量传输前言,在沟通电磁场的效果下,发生交变电流,然后完成电能的远间隔无线传递。这种方法的长处是充电间隔远,缺乏是电磁辐射强、转化功率低。

“无线”虽好面对应战也不小

“相对于有线充电,无线充电的优势十分共同,包含运用的快捷性、传输的安全性、设备的紧凑性以及环境融入性等,但也存在着许多应战,详细体现在技能和非技能两个层面。”闫怀志说,技能层面看,无线充电触及电能信号无线发射、高频转化、耦合线圈规划、体系协同操控、电磁屏蔽以及电磁搅扰等技能难题。例如,尽管从近间隔的RFID设备、智能手机、平板电脑、智能手表、助听器等,到远间隔的无人机乃至是太空中的航天器,均可选用隔空充电的方法充电。但因为隔空充电运用的是电磁感应原理,因此任何损坏或削弱电磁频谱信号传达的要素,如电磁屏蔽、功率缺乏、频率不稳等,均会对其形成丧命影响。非技能层面则存在着无线充电设备本钱较高、技能规范难以一致、大众对电磁辐射存有疑虑等问题。

但他信任这些问题必将跟着技能的进一步开展而得到有用的处理。

尉志青弥补道,无线充电最大的问题是充电功率低,一般只支撑5W的充电功率,略微快速的充电也只要7.5W功率。此外,关于大众对无线充电或许带来的电磁辐射的忧虑,需求企业和评测组织进行谨慎的实验、广泛的科普宣扬,才干消除大众顾忌。因为无线充电的充电规模较大,未来在物联网范畴将有宽广的运用远景。