同样利用磁场传输电力,利用磁共振方式进行无线充电,就不会发生线圈匹配问题。磁共振无线充电是利用谐振器件,例如电感和电容等,使发射端和接收端达到特定频率,进而产生磁场共振并传输能量。优点是传送效率高,方便一对多同时充电,但缺点是磁共振技术的电路非常复杂、成本高昂、频率调校不易、共振不易维持,且传输效率很容易受到共振频率的影响。
电波式及电场耦合 追求位置自由度
至于无线电波式充电技术,这是相对而言发展较为成熟的技术,主要是由微波发射装置和微波接收装置组成,可以捕捉到从墙壁弹回的无线电波能量,在随负载做出调整的同时保持稳定的直流电压。
接下来谈到日本村田制作所力推的电场耦合无线充电技术。在CEATEC Japan 2010电子综合性大展中,村田制作所展示的自行车机器人Type ECO,就是搭载此无线充电技术。
所谓的电场耦合无线充电技术,是利用按垂直方向排列而成的2个非对称偶极子,这组偶极子各由供电部分和接收部分的活性碳电极和接地电极组成,通过这2个非对称偶极子的电场耦合而产生的感应电场来供电。利用这种结构可以实现位置自由度高且传输效率高的电场耦合式无线供电。
此外,值得一提的是,此技术对于电极形状、材质的限制较少,且电极可以薄型化。这是因为电场的结合部分没有电流经过,因此未必需采用铜、银等优良导体,依据形状使用ITO透明电极或是网状电极都是可能的。再者,此技术的电场结合部分发热极少。这是因为电场的结合部分是交流电压带电平面状导体,通过电流极为微小,导体本身不会过热。
射频式无线充电 摆脱线圈需求
除上述主要无线充电技术外,近来Dialog和Energous共组策略伙伴关系力推的WattUp射频式无线充电技术,也颇受业界注意。此技术与现行基于线圈的感应或共振式无线充电的最大不同,在于其采用射频无线电技术,透过接收发射端的无线电波,再将其转换为电源,因此可免除线圈设计,再加上天线设计的弹性与体积小优点,能为助听器、IoT传感器这类小型装置提供无线充电功能,而且放置自由度极高,任何角度都能进行充电。