iNPOFi：突破无线充电技术障碍

　　2013年6月21日，“2013年天翼手机交易会暨移动互联网论坛” 在广州拉开帷幕。近年来随着手机和其他移动终端对于电源能量需求的增长，无线充电技术成为近两年来的发展热点。但国际上基于电磁感应、电磁共振等原理的无线充电技术仍不够成熟，存在种种难以克服的技术障碍。展会上大连硅展科技有限公司推出的采用“inpofi智能无辐射充电技术”的诺拉德手机无线充电设备，突破了现有无线充电技术在技术上的种种障碍，吸引了在场移动设备厂商的广泛关注。

　　国际无线充电技术障碍难解

　　目前国际无线充电技术仍不够成熟，标准也尚未统一，不论是电磁感应技术还是电磁共振技术等各自都存在种种无法克服的技术缺陷，使得很多厂商在关注wpc联盟的同时，也研发新的无线充电技术或组建新的联盟，例如，wpc主要参与者powermat公司又组织另外一个联盟pma(power matters alliance),三星和高通则又组织成立了a4wp（alliance for wireless power）联盟，以求新的技术突破。这就进一步造成了无线充电技术标准混乱。除了以上技术方式外，也存在其他几种充电方式，比如以日本村田公司的电场耦合技术、powercast公司为代表的无线电波技术、以及以wildcharge、duracell两家公司为主的传导式充电等。

　　而现已投入商用的无线充电技术仍普遍存在如下问题：

　　1、电磁波辐射对人体健康影响尚无权威答案

　　电磁辐射是现有无线充电技术的主要问题之一。联合国人类环境大会已经把电磁辐射列为四大公害，其对于人体有着诸多影响。电磁共振式和无线电波式无线充电采用的高频电磁波传输，均会产生相当量的电磁辐射。无线充电技术需要保证电磁波只辐射到手机接收部分，而不影响到人体健康。

　　2、电能转化率低，与节能的大方向不符

　　目前基于电磁感应、电磁共振技术的无线充电器，充电的转化率比起有线充电器来说，要低了不少，线圈能量转化过程中只能达到70%~80%，加上内部电路降压损耗，整个无线充电系统的效率仅为20%~40%。充电效率远不如有线充电的效率，与节能的大方向不符。

　　3、发热严重，存在潜在的安全隐患

　　基于电磁感应和电磁共振技术的无线充电器，电能损耗很大，而损失的能量很多会转化成热量，从而使设备温度上升，而温度上升对电池会造成压力，设备电池的寿命可能会比使用插件充电器要短得多，并存在潜在的安全隐患。

　　4、电磁干扰难通过emc认证

　　基于电磁传输的无线充电技术，无线充电天线会与手机其他天线和电子部件相互干扰。不仅寄生电容和外部磁场，甚至连接受设备都能干扰到充能电磁场，从而影响充电效率。此外，越小的设备越会受到外部因素的影响，尤其是海外市场对整机电磁兼容性（emc）要求严格，使得基于电磁传输的无线充电技术很难应用到移动电话中。

　　5、方案体积较大，设备外观受影响程度严重

　　手机等移动设备内置无线充电功能必须保证其外观不受影响，而基于电磁感应、电磁共振技术的方案所占用空间均较大，且难以取得根本性突破，不便于集成到便携电子产品中。2012年10月诺基亚推出的lumia 920内置了ti的单芯片无线充电接收方案，但其无线充电模块大小依然在3.5cm×5.5cm左右，大量线圈的加入势必会加重整机重量，这也是导致不可能将其做的更薄的重要原因。

　　6、成本过高也成为阻碍无线充电普及的重要原因

　　迫于成本压力，目前基于wpc联盟qi标准的电磁感应技术充电板和接收设备售价均在40美元左右，日本村田的电场耦合方案电路模块成本价格更是已高达200元以上，电磁共振和无线电波式也受制于技术和成本原因而未量产面市。成本过高一方面难以让大众消费者接受，另外也会阻碍无线电源充电技术生态系统（公共平台服务）的搭建，可以说成本过高也是影响无线充电普及的一大重要原因。

　　inpofi：无线充电技术的变革

　　“inpofi智能无辐射充电技术”不同于电磁感应、电磁共振、电场耦合等技术都通过电磁辐射来传递能量，利用智能控制通过电场直接传输能量。从根本上解决了现有无线充电技术在辐射、效率、发热、电磁干扰等方面的技术问题，同时由于方案具有极高的集成度，在体积和成本上也均远优于其他无线充电技术。

　　以史为鉴：从无线局域网技术发展看无线充电技术变革

　　wifi问世前无线数据传输技术已经存在多种技术：蓝牙(bluetooth)技术、irda（infrared data association）红外数据传输技术、homerf技术。在与wifi正面交战的无线局域网络方面，homerf技术也要先于wifi技术2年。homerf在1998年、1999年曾一度在家庭局域网中占有90%的市场份额；2000年之后homerf技术开始节节败退；2001年homerf的市场占有率降至30%，市场优势逐渐丧失；至2003年年初homerf工作组宣布将停止研发和推广homerf规范，wifi独占无线局域网市场。

　　究其原因主要是由于主要是homerf技术在无线数据传输速率、抗干扰能力等技术方面难以突破，存在先天不足，加之后续研发与技术升级进展迟缓、市场营销策略失当，决定了homerf标准应用和发展前景有限。

　　目前的全球无线充电行业同样存在多种不同的技术：qi的电磁感应技术，a4wp的电磁共振技术，和日本村田公司的电场耦合技术等。然而跟homerf一样，目前以qi为代表的电磁感应技术虽在市场上占有份额较高，但其在辐射、效率、发热、电磁干扰等方面难以突破，推出至今5年技术升级缓慢，其他基于电磁或电场辐射原理的技术也都存在同样的技术障碍。

　　未来无线充电市场竞争的核心则是安全性、效率、体积、电磁兼容、成本等方面。哪种技术、标准在上述方面具有优势就必将使其占据更有利的市场地位。

　　现有无线充电技术对比

名称	电磁感应(qi)	电磁共振（a4wp）	电场耦合	无线电波	inpofi智能无辐射
原理	通过发射端和接收端两个线圈之间的磁场耦合进行能量传输。	发射端线圈发出一定频率交变能量，接收端线圈和电容产生共振转换为电能，实现无线充电。	在发射端和接收端设置极板，发射端产生交变的电场，利用这两个极板间的电容耦合到接收端，实现无线充电。	由微波发射装置和微波接收装置组成，通过捕捉到从墙壁弹回的无线电波能量实现无线充电。	以脉冲信号检测，阶梯电流脉冲启动，超低频脉冲电场传输和缓坡脉冲关闭为基本工作原理，实现无线充电。
代表产品	nokia lumia 920、google nexus 4	tdk无线照明、三星高通正在开发（未产品化）	村田为ipad2设计的无线充电器“air voltage”	powercast	inpofi无线充电产品
电磁辐射	有	有	有	有	无
电能转化效率	最高70% 受发射接收相对位置影响严重	最高70%， 距离越远效率越低	最高70%， 不受发射接收相对位置影响	小于50%， 距离越远效率越低	大于90%， 不受发射接收相对位置影响
温升	外壳温升可达20℃	理论上热效应较大，具体需出产品后测试	外壳温升可达20℃	存在一定热效应，具体温升需测试	热效应微弱，满负载下外壳温升小于2℃
体积	接收模块＞35mm×50mm 发射模块＞50mm×50mm	接收模块＞35mm×50mm 发射模块＞50mm×50mm	接收模块：76.5×11.5×11mm发射模块：108×30×16mm；	接收模块＞35mm×50mm 发射模块＞50mm×50mm	接收模块＜10mm×15mm 发射模块＜50mm×10mm
兼容usb	否 18v\12v\9v供电，少有5v方案需5v/1.5a以上专用适配器。	否	否 15v及以上电压供电	否	是
电磁干扰	有	有	有	有	无
其他		实现和控制难度大；远距离辐射太强，电能损耗太大；成本较高。	对器件要求严格；生产难度大；成本较高。	发射功率仅为几十mw，充电时间较长；远距离电能损耗很大。	异物检测；过温保护、过流保护、短路保护功能；智能电力管理。

 

从上述对比我们可以看出，“inpofi智能无辐射充电技术”在辐射、效率、发热、电磁干扰、体积等方面相对于其他方案具有绝对的优势，但 “inpofi”技术由于推出相比于qi技术晚，目前市场占有份额相对较低，其是否能够像wifi逆袭homerf技术一样，战胜其他传统无线充电技术，还需要时间来验证。

　　原标题 [iNPOFi：突破无线充电技术障碍]

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[责任编辑:李洪帅]