无线充电是对电池供电的电子设备进行充电的过程，而无需使用电线和电缆直接束缚到电源。该过程使用户可以随时随地为手机充电，而无需插入电源插座。这意味着支持无线充电的智能手机和其他设备可以通过简单地放置在例如茶几上来进行充电，甚至可以通过将它们停在车库中或通过支持无线充电的道路对更复杂的机器（如电动汽车）进行充电。它消除了与基于线缆的充电相关的所有安全问题，并为用户打开了一种新的自由之门。
无线充电的历史可以追溯到1800年代后期，当时 尼古拉·特斯拉（Nikola Tesla） 开发了特斯拉线圈，该线圈可以帮助无线传输电力，尽管当时的实验未能达到目标，但激发了人们对该领域的兴趣，并且更多的人开始从事这项工作。这个想法。在2006年，麻省理工学院开始测试使用共振耦合传输大量能量的方法，这为当今存在的一些出色的无线充电技术铺平了道路。您可以查看此实验，以构建一个迷你特斯拉线圈来无线传输功率。
无线电力传输如何工作
无线充电有时基于电磁感应原理，因此有时被称为感应充电。就像无线通信系统一样，通过无线能量发送器和接收器的作用来实现无线充电。通常被称为充电站的无线充电发射器连接到电源插座，并将通过插座提供的能量传输到接收器，该接收器始终连接到要充电的设备并放置在无线充电站附近。
以下是描述无线充电系统的组件和充电过程的框图：
如前所述，无线充电利用电力变压器，发电机和电动机中使用的磁感应原理，从而使电流通过线圈会在该线圈周围产生变化的磁场，从而在另一个耦合线圈中感应出电流。这是变压器中的初级线圈和次级线圈之间进行电能传输的原理，即使它们看起来是电气隔离的。在无线充电中，构成系统的每个组件（发射器和接收器）都具有一个线圈。发送器线圈可以比作初级线圈，而接收器线圈可以比作电力变压器的次级线圈。当充电站插入交流电源时，整流系统将提供的电源整流为直流电，然后由开关系统接管。进行切换的原因是能够产生在接收器线圈中感应电荷所需的变化的磁通量。
接收器线圈收集输入功率并将其传递到接收器电路，接收器电路将输入功率转换为DC，然后将接收到的功率施加给电池充电。
如上所述，当通过在发射器线圈中建立交变磁场而产生的磁通量在接收器线圈中转换为电流时，就会发生功率传输。产生的电流量取决于发射器产生的磁通量以及接收器线圈能够捕获多少磁通量。接收器捕获的磁通量取决于“耦合因数”，“耦合因数”由接收器线圈相对于发射器线圈的大小，距离和位置确定。这意味着较高的耦合系数将导致较高的能量传递。为了增加更高的耦合系数，某些无线充电站设计有多个发射器线圈，如下图所示。
无线充电标准
无线充电标准指的是管理无线设备设计和开发的一组规则。当前，有两种不同的无线充电行业标准正在由不同的机构推广。
1. Rezence标准
2. QI标准
所述Rezence标准基于谐振感应充电，使得充电时发射器和接收器线圈是在发生共振。使用此标准，设备可以在发射器和接收器之间实现更大的距离以进行充电。无线电源联盟（A4WP）正在推广该标准。
另一方面，QI标准通过使用线圈之间的紧密耦合来实现无线能量传输，并且与 Rezence 标准 相反 ，发射器和接收器线圈始终设计为以略有不同的频率工作，因为相信使用此设置可以提供更多的功率。无线电源联盟正在推广QI标准，其中包括Apple Inc，高通，HTC等成员。
通过考虑EMI，效率和两种标准之间的对齐自由度之间的权衡，可以选择最适合您的应用的无线标准。尽管如此，某些无线充电站被设计为支持这两个标准，它们在设备之间提供了高度的互操作性。
简单的无线充电器套装设计
在构建无线充电系统之前，应考虑以下因素。
1.标准：为设备配备无线充电功能时，首先要做的是选择适合该设备及其使用案例的无线电源标准。某些收费系统基于多种标准。
2.线圈选择：接下来是选择正确的线圈类型和线圈几何形状以适合用例。供应商以标准规格提供这些线圈，因此，应根据所用无线充电发射器IC数据表的建议选择合适的线圈。
3.外壳：在设计无线系统时，重要的是设备的外壳不是金属的，并且表面要相对平坦，以实现发射器和接收器之间更高的耦合系数。金属有效地防止了能量传输到接收器，因此塑料外壳必须设计得超薄。
变送器设计
如前所述，无线充电系统包括发射器和接收器。以下是显示变送器设计的示意图。
变送器由三个主要部分组成：的动力源，所述发射器线圈和所述开关电路。电源通常是来自整流交流电的直流电。整流后，开关电路用于生成交变信号，该交变信号用于产生变化的磁场，以感应电流通过发射器线圈从发射器传输到接收器。
接收器设计
接收器的设计与发射器的设计相似，不同之处在于操作以相反的顺序进行。接收器由接收器线圈，谐振网络和整流器以及充电器IC组成，充电器IC使用整流器电路的输出为连接的电池充电。下图显示了接收器电路的示例，其中突出显示了功能部件。该示例基于LTC4120充电IC。
应用领域
无线充电目前正在许多应用中使用，包括：
- 智能手机和可穿戴设备
- 笔记本电脑和平板电脑
- 电动工具和服务机器人，例如吸尘器
- 多直升机和电动玩具
- 医疗设备
- 车内充电
除了您应该使用无线充电的奇妙原因（例如无需插入设备并且没有插头兼容性问题）之外，无线充电还提供了与直接连接到电源相关的危险的安全保护。此外，它在恶劣的环境下（例如钻探和采矿）也很可靠，并且可以进行无缝的移动充电。最后，无线充电消除了电线缠结和其他混乱情况。我们只是通过几种新颖的应用程序来解决无线充电的问题，每一个产品设计都考虑到了未来，应该设法将无线充电纳入其中，这无疑是我们在不久的将来为电池供电的设备充电的方式之一。