在過(guò)去人們思想中，任何電子產(chǎn)品需要電力來(lái)支撐進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的產(chǎn)品都是通過(guò)線纜來(lái)的方式來(lái)通電，然而，隨著時(shí)代的變遷在電子科技技術(shù)方面實(shí)現(xiàn)飛速發(fā)展，比如我們常見(jiàn)的手機(jī)無(wú)線充電源方案從傳統(tǒng)的數(shù)量線充電以及常規(guī)無(wú)線充充電，到現(xiàn)在的遠(yuǎn)距離傳輸充電技術(shù)正在逐漸打破這一局限，讓我們以前只有在科幻電視影視才能看到的“隔空取電”如今正在我們身邊悄然實(shí)現(xiàn)。從產(chǎn)品構(gòu)思到項(xiàng)目開(kāi)發(fā)落地再到現(xiàn)實(shí)生活應(yīng)用，無(wú)線充電源方案在遠(yuǎn)距離傳輸方面取得了明顯突破，為多個(gè)領(lǐng)域帶來(lái)了全新的可能性。下面由深圳昌鴻鑫電子有限公司帶您一起探索無(wú)線充電技術(shù)的路徑和挑戰(zhàn)。

1、技術(shù)路徑的多元探索

無(wú)線充電源方案的遠(yuǎn)距離傳輸涉及多種技術(shù)路徑，每種技術(shù)都有其獨(dú)特的特點(diǎn)和適用場(chǎng)景。

① 毫米波技術(shù)

毫米波技術(shù)可在小空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)高效的能量傳輸。例如小米發(fā)布的毫米波隔空充電方案，通過(guò)144根天線組成發(fā)射陣列，能在半徑數(shù)米內(nèi)實(shí)現(xiàn)5W的無(wú)線充電，并支持多設(shè)備同時(shí)供電。其采用了相位天線定位技術(shù)，利用5個(gè)相位天線精確鎖定設(shè)備位置，動(dòng)態(tài)調(diào)整波束方向，還具備抗遮擋設(shè)計(jì)，通過(guò)多天線冗余傳輸降低金屬等障礙物對(duì)充電效率的影響。

② 激光無(wú)線充電

激光無(wú)線充電使用紅外或近紅外激光發(fā)射能量，接收端則通過(guò)光伏電池進(jìn)行轉(zhuǎn)換。其傳輸距離可達(dá)百米級(jí)，功率也較高，能達(dá)到瓦級(jí)至千瓦級(jí)，適用于無(wú)人機(jī)、太空應(yīng)用等場(chǎng)景。然而，激光無(wú)線充電也存在一些問(wèn)題，例如需要精確跟蹤技術(shù)，類(lèi)似于LiDAR的工作原理，以確保激光能夠準(zhǔn)確照射到接收端；同時(shí)，激光防護(hù)的安全問(wèn)題也不容忽視，而且大氣衰減會(huì)對(duì)傳輸效果產(chǎn)生影響，受天氣條件限制較大。

③ 射頻能量傳輸

射頻能量傳輸利用高頻電磁波（如2.4GHz、5.8GHz）通過(guò)天線輻射能量，接收端再通過(guò)整流天線將其轉(zhuǎn)換為直流電。這種技術(shù)的傳輸距離可達(dá)10米以上，類(lèi)似Wi-Fi的覆蓋范圍，但功率相對(duì)較低，通常為毫瓦級(jí)，非常適合低功耗的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，如傳感器、耳機(jī)等。不過(guò)，射頻能量傳輸也面臨著傳輸效率低的挑戰(zhàn)，在5米距離時(shí)效率可能低于10%，且需要采用多天線波束成形技術(shù)來(lái)提高傳輸效果，同時(shí)還要遵守法規(guī)對(duì)射頻功率的限制。

④ 微波無(wú)線輸電

微波無(wú)線輸電使用微波（如2.45GHz、5.8GHz）傳輸能量，接收端同樣使用整流天線進(jìn)行轉(zhuǎn)換。它的傳輸距離可達(dá)千米級(jí)，功率也較高，適合為電動(dòng)汽車(chē)、無(wú)人機(jī)等設(shè)備供電。但微波無(wú)線輸電同樣面臨效率低的難題，在1公里距離時(shí)效率可能低于50%，還存在輻射安全問(wèn)題，需要嚴(yán)格進(jìn)行屏蔽處理，并且需要大型天線陣列，類(lèi)似于衛(wèi)星通信系統(tǒng)。

2、應(yīng)用場(chǎng)景的拓展

無(wú)線充電源方案的遠(yuǎn)距離傳輸突破為多個(gè)領(lǐng)域帶來(lái)了新的發(fā)展機(jī)遇，其應(yīng)用場(chǎng)景正不斷拓展。

① 智能設(shè)備普及

智能家居：毫米波隔空充電技術(shù)可實(shí)現(xiàn)全屋設(shè)備無(wú)線供電，用戶(hù)無(wú)需再為各種設(shè)備的充電線纜而煩惱，使家居環(huán)境更加整潔美觀，提升了用戶(hù)的使用體驗(yàn)。

新能源汽車(chē)：無(wú)線充電與自動(dòng)駕駛技術(shù)相結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)車(chē)輛在行駛或停放時(shí)的自動(dòng)充電，用戶(hù)無(wú)需手動(dòng)插拔充電線，有效提高了充電的便利性，推動(dòng)了新能源汽車(chē)的普及。

物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備：無(wú)線充電源方案可以為低功耗的物聯(lián)網(wǎng)傳感器、監(jiān)控?cái)z像頭等設(shè)備提供持續(xù)的能量供應(yīng)，解決了這些設(shè)備因電池續(xù)航問(wèn)題而導(dǎo)致的維護(hù)困難，推動(dòng)了萬(wàn)物互聯(lián)的發(fā)展。

② 特殊場(chǎng)景供電

高空無(wú)人機(jī)續(xù)航：通過(guò)地面微波基站為高空無(wú)人機(jī)持續(xù)供電，能夠有效延長(zhǎng)無(wú)人機(jī)的巡航時(shí)間，使其在航拍、監(jiān)測(cè)、物流等領(lǐng)域發(fā)揮更大的作用。

應(yīng)急救援：在自然災(zāi)害或電力中斷等緊急情況下，可以快速部署移動(dòng)式微波輸電設(shè)備，為醫(yī)院、通信基站等關(guān)鍵設(shè)施提供穩(wěn)定的電源，保障救援工作的順利進(jìn)行。

偏遠(yuǎn)地區(qū)供電：對(duì)于海島、峽谷等地理?xiàng)l件復(fù)雜、傳統(tǒng)電網(wǎng)建設(shè)困難的區(qū)域，無(wú)線充電源方案可以提供可靠的電力供應(yīng)，降低電網(wǎng)建設(shè)成本，改善當(dāng)?shù)鼐用竦纳顥l件。

3、工程挑戰(zhàn)的攻堅(jiān)克難

盡管無(wú)線充電源方案在遠(yuǎn)距離傳輸方面取得了技術(shù)突破，但在工程化應(yīng)用過(guò)程中，仍面臨著諸多挑戰(zhàn)。

① 電磁環(huán)境安全的保障

高功率的無(wú)線充電源方案可能會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)的電磁輻射，對(duì)人體和電子設(shè)備造成干擾。因此，需要采取一系列措施來(lái)保障電磁環(huán)境安全。例如，采用定向傳輸技術(shù)，將能量集中在一個(gè)較小的范圍內(nèi)，減少對(duì)周?chē)h(huán)境的輻射；開(kāi)發(fā)動(dòng)態(tài)功率控制技術(shù)，根據(jù)設(shè)備的實(shí)際需求和距離遠(yuǎn)近，實(shí)時(shí)調(diào)整發(fā)射功率，避免不必要的能量輻射；同時(shí)，要嚴(yán)格遵守相關(guān)的電磁輻射安全標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)無(wú)線充電源方案進(jìn)行嚴(yán)格的測(cè)試和認(rèn)證。

② 系統(tǒng)成本的控制

無(wú)線充電源方案的系統(tǒng)成本較高，主要包括微波源、高精度天線和整流電路等部件的成本。高成本限制了其大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用。為了降低成本，一方面可以推動(dòng)材料創(chuàng)新，例如采用第三代半導(dǎo)體材料，如氮化鎵二極管，提高器件的性能和效率，同時(shí)降低產(chǎn)品制造成本；另一方面，要優(yōu)化制造工藝，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。

③ 效率與距離的平衡難題

隨著傳輸距離的增加，無(wú)線充電源方案的傳輸效率往往會(huì)明顯下降。以微波無(wú)線輸電為例，在20米傳輸距離下效率為25.5%，若要提升到百米級(jí)，效率可能會(huì)進(jìn)一步降低。為了提高效率，需要從多個(gè)方面進(jìn)行優(yōu)化，如優(yōu)化天線設(shè)計(jì)，提高天線的增益和方向性，減少能量在傳輸過(guò)程中的擴(kuò)散；提高發(fā)射功率，但這又可能帶來(lái)輻射安全等問(wèn)題；或者采用中繼節(jié)點(diǎn)，在傳輸路徑上設(shè)置多個(gè)中繼設(shè)備，對(duì)能量進(jìn)行接力傳輸，從而彌補(bǔ)長(zhǎng)距離傳輸帶來(lái)的損耗。

4、未來(lái)展望的光明前景

無(wú)線充電源方案的遠(yuǎn)距離傳輸突破不僅是技術(shù)層面的進(jìn)步，更是能源利用方式的重大革新。未來(lái)，隨著材料科學(xué)、通信技術(shù)和人工智能等領(lǐng)域的不斷發(fā)展，無(wú)線充電源方案有望實(shí)現(xiàn)更大的突破。

①  效率提升

通過(guò)研發(fā)超材料天線、智能功率分配等技術(shù)，有望將無(wú)線充電源方案的傳輸效率提升至40%以上，進(jìn)一步提高能源的利用效率，降低能源損耗。

② 生態(tài)整合

無(wú)線充電源方案將與5G、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)深度融合，構(gòu)建“無(wú)線供電+數(shù)據(jù)傳輸”的一體化網(wǎng)絡(luò)。例如，在智慧城市建設(shè)中，通過(guò)無(wú)線充電源方案為各種智能設(shè)備供電，同時(shí)利用5G網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)設(shè)備之間的高速數(shù)據(jù)傳輸，推動(dòng)城市管理的智能化和高效化。

③ 距離擴(kuò)展

結(jié)合中繼節(jié)點(diǎn)和自適應(yīng)波束成形技術(shù)，無(wú)線充電源方案有望實(shí)現(xiàn)公里級(jí)甚至跨區(qū)域的無(wú)線供電，為更大范圍的設(shè)備提供電力支持，拓展其應(yīng)用領(lǐng)域。

無(wú)線充電源方案實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳輸功能技術(shù)突破為新能源電子產(chǎn)品設(shè)備的發(fā)展提供新的構(gòu)思和解決方案。盡管目前無(wú)線充遠(yuǎn)距離的技術(shù)還沒(méi)有覆蓋到各個(gè)領(lǐng)域，但是隨著無(wú)線充電技術(shù)的不斷進(jìn)步和創(chuàng)新將持續(xù)推動(dòng)在這一領(lǐng)域的發(fā)展。深圳昌鴻鑫電子有限公司于2012年創(chuàng)立，公司位于廣東省深圳市光明區(qū)，擁有8000平方米的生產(chǎn)基和1000多名員工,是一家集研發(fā)、生產(chǎn)、銷(xiāo)售于一體的電源類(lèi)消費(fèi)電子產(chǎn)品的高新科技企業(yè)，并擁有“航師傅”品牌。主營(yíng)無(wú)線充電源方案研發(fā)設(shè)計(jì)生產(chǎn)銷(xiāo)售，擁有12年多技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，研發(fā)的產(chǎn)品覆蓋多個(gè)領(lǐng)域，無(wú)線充電源方案有望在未來(lái)成為主流的供電方式，為人類(lèi)的生活和社會(huì)的發(fā)展帶來(lái)深遠(yuǎn)的影響。