每个电子系统或设备都需要电力才能运行，无论它来自壁式交流电源还是电池。此电能不能无限地存储在任何可充电设备中，例如电池，电容器或超级电容器。因此，需要将任何便携式设备（如笔记本电脑或移动电话）连接到交流电源线，以便定期为其电池充电。
通常，电缆用于将这些可充电设备（如智能手机，平板电脑，耳机，蓝牙扬声器等）连接到AC-DC适配器。自发现电本身以来，使用电子导体电缆在两个系统之间传输功率或数据是最基本和最流行的方法。直到现在，人们仍对使用电缆感到满意，但是随着技术的进步，人类安全和人类对美的追求的不断完善，导致无线电力传输（WPT）或无线能量传输（WET）的概念 逐渐消失了在历史上。在之前的一些文章中，我们详细介绍了无线电源传输，还构建了一种电路以无线方式传输电源以使LED发光。
无线电源传输（WPT）的第一个重要实验应用是由发明家Nikola Tesla在1890年代初期完成的。在实验过程中，使用火花激励的射频谐振变压器（现在称为特斯拉线圈）通过感应和电容耦合传输电力。尽管这些实验取得了部分成功，但效率不高，需要大量投资。因此，后来这些实验被取消了，技术研究停滞了许多年。我们还构建了一个迷你特斯拉线圈来演示特斯拉线圈的概念。
尽管即使到现在仍没有有效的方法来无线传输高功率，但仍可以设计一种具有当前技术进步的电路，以在两个系统之间有效地传输低功率。无线充电器是基于这种新开发的电路而设计的，该电路使它能够以无线方式向智能手机和其他小型电子设备供电。
无线充电器中使用的各种无线充电技术
自从无线功率传输概念开始流行以来，科学家和工程师都想出了各种方法来实现这一概念。尽管这些实验大多数导致失败或不切实际的结果，但是这些实验中很少有能产生令人满意的结果。这些用于实现无线电力传输的经过测试和工作的方法具有各自的优点，缺点和功能。在这些各种方法中，设计无线充电器仅使用了几种方法。而其他方法则有各自的应用领域和优势。
现在，为了更好地理解，这些方法是根据传输距离，最大功率以及用于实现功率传输的方法进行分类的。在下图中，我们可以看到用于实现无线电力传输技术的各种方法及其分类。
这里，
- 第一个也是最重要的分类是基于可以传输多远的功率。在试验的方法中，有些能够将无线电源传输到远距离的负载，而另一些只能将电源传输到距电源仅几厘米的负载。因此，第一划分基于该方法是近场还是远场。
- 距离能力的差异取决于各种方法用于实现无线电力传输的现象类型。例如，如果该方法用于传递功率的介质是电磁感应，则最大距离不能超过5厘米。这是因为磁通量的损失随着源极与负载之间距离的增加而呈指数增加，这导致了不可接受的功率损失。另一方面，如果该方法用于传递功率的介质是电磁辐射那么最大距离可以达到几米。这是因为EMR可以集中到离源头数米的焦点处。而且，与其他方法相比，使用EMR作为介质传输功率的方法具有更高的效率。
- 在上面提到的许多方法中，有些方法比其他方法更受欢迎，下面将讨论广泛使用的方法。
有两种流行的无线电力传输方法，它们使用电磁辐射作为媒介-微波功率和激光/光能
微波无线电力传输
顾名思义，这种方法将使用EMR的微波频谱为负载提供功率。首先，变送器将从插座或任何其他稳定的电源中汲取功率，然后将该交流电源调节到所需水平。之后，发射的功率将通过消耗此稳压电源来产生微波。微波在空气中传播，不会受到任何干扰而到达接收器或负载。接收器将配备适当的设备，以接收此微波辐射并将其转换为电能。转换后的电能与到达接收器的微波辐射量成正比，因此可以实现使用微波辐射的无线电力传输。
激光无线电源传输
任何涉及电子和电力的人都应该遇到一个叫做太阳能发电的概念。而且，如果您没有记错的话，太阳能发电的概念就是利用太阳的电磁辐射发电。该转换过程可以基于太阳能电池板，太阳能加热系统或其他任何系统，并且可以使用太阳能电池板轻松构建太阳能充电器。但是这里的关键问题是太阳向地球传递的能量是以电磁辐射的形式存在的，特别是在可见光谱范围内，此处的能量传递是无线进行的。因此，太阳能发电的概念本身就是大型无线输电系统。
现在，如果我们用一个较小的EMR发生器（或简称为光源）代替太阳，则可以将所产生的辐射聚焦到距光源数百米的负载上。一旦这种聚焦的光到达接收器模块（或负载）的太阳能电池板，它将把光能转换成电能，这是无线电力传输设置的最初目标。
到目前为止，我们讨论了能够向离源几米远的负载供电的技术或方法。尽管这些技术具有远距离功能，但它们体积大且价格昂贵，因此不适合移动充电器设计。可用于无线充电器设计的最实用方法是“感应耦合类型”和“磁共振感应”。这是两种以法拉第电磁感应定律为原理，以磁通量为传播现象来实现无线电力传输的两种方法。
使用感应耦合的无线电力传输
电感耦合中使用的设置与电气变压器中使用的设置非常相似。为了更好地理解，让我们看一下感应耦合无线功率传输方法的典型应用电路。
- 在上面的功能图中，我们有两个部分，一个是电力传输设置，另一个是电力接收器设置。
- 两个部分彼此电气隔离，并被一对厘米宽度的绝缘子隔开。尽管两个部分都没有任何电气相互作用，但它们之间仍存在磁耦合。
- 变送器模块中存在的交流电压源为整个系统供电。
感应耦合型无线传输的工作原理：从一开始，由于交流电压源连接到线圈的末端，因此变送器模块中存在导体线圈中的电流。并且由于该电流流动，应该在紧密缠绕在铁氧体磁芯上的线圈的导体周围产生磁场。由于存在介质，线圈的所有磁通量都集中在铁氧体磁芯上。该磁通量沿着铁氧体磁芯的轴移动，并被喷射到传输模块外部的自由空间中，如图所示。
现在，如果将接收器模块放在发射器附近，那么发射器发出的磁通量将切断接收器模块中存在的线圈。由于发射器模块产生的通量是变化的通量，因此必须根据法拉第电磁感应定律将EMF感应到导体范围内。基于此理论，还必须将EMF感应到接收器线圈中，该线圈正在经历由发送器产生的磁通量。产生的电压将被整流，滤波和调节以获得适当的直流电压，这是系统控制器非常需要的。
在某些情况下，铁氧体磁芯也被取消，以使发射器和接收器更加紧凑和轻便。您可以在无线手机充电器和智能手机对中看到此应用程序。众所周知，目前行业竞争激烈，以发布高性能的智能手机和其他更轻，更薄，更酷的设备。设计人员实际上是在不牺牲性能的情况下实现这些功能的噩梦，因此仅出于无线电力传输的目的而使设备体积庞大是不可接受的。因此，设计人员和工程人员提出了可用于智能手机和平板电脑的更轻薄的模块。
在这里，您可以看到最新无线充电器的内部结构。
具有无线电力功能的智能手机还将具有类似的线圈，以使电磁感应成为可能。您可以在下图中看到如何在智能手机的底端靠近电池的地方安装细长线圈。您可以看到工程师如何在不影响其性能的情况下将无线充电器设计得如此纤薄。该设置的工作方式与上面讨论的情况类似，不同之处在于它在绕组中心没有铁氧体磁心。
尽管这种通过电磁感应传输功率的方法似乎很容易，但是它却无法与通过电缆传输功率的有效方法相比。
基于磁共振感应的无线电力传输
磁共振感应是感应耦合的一种形式，其中功率通过两个谐振电路（调谐电路）之间的磁场传输，一个在发送器中，一个在接收器中。因此，磁共振感应电路的设置必须与我们之前讨论的感应耦合电路非常相似。
您可以在该图中看到，除了存在串联电容器以外，整个电路与前面的情况相似。
工作：该模型的工作方式也与以前的情况非常相似，不同之处在于，此处将发射器和接收器中存在的电路调整为在谐振频率下工作。电容器专门与两个线圈串联，以实现这种谐振效果。
众所周知，电容器与电感器串联将形成一个串联LC电路，如图所示。该电路在谐振下工作的频率值可以表示为：
F r = 1 /2ᴫ（LC）1/2
L =电感值，C =电容器值。
通过使用相同的公式，我们将计算出功率发送器电路的谐振频率值，并将交流电源频率调整为该计算值。
一旦调整了源频率，则发射器电路和接收器电路将以谐振频率工作。此后，必须按照我们在前面的案例中讨论过的法拉第感应定律，在接收器电路中感应出一个EMF 。如图所示，该感应电动势将被整流，滤波和调节以获得适当的直流电压。
到目前为止，我们讨论了可用于无线电力传输的各种技术及其典型的应用电路。我们使用这些方法为所有无线传输系统开发电路，例如无线充电器，无线电动汽车充电系统，无人机，飞机的无线传输等。
无线电源传输标准
现在，随着每家公司开发自己的产品和充电站，所有开发商之间都需要制定通用标准，以使消费者在众多选择中选择最佳。因此，所有致力于开发无线电力传输系统的行业都遵循一些标准。
用于开发无线充电器等无线电源传输设备的各种标准：
无线电源联盟制定的“ Qi”标准：
- 技术-电感，谐振-低频
- 低功率-5W，中功率-15W，齐无绳厨房电器从100W到2.4kW
- 频率范围-110 – 205 kHz
- 产品-500多种产品，已在60多家移动电话公司中使用
功率物质联盟的“ PMA”标准：
- 技术-感应，谐振-高频
- 最大功率输出从3.5W到50W
- 频率范围-277 – 357 kHz
- 产品–全球仅分配2个，但1,000,000个功率垫单元
无线充电器的优点
- 无线充电器对于为智能手机，笔记本电脑，iPod，笔记本电脑，耳机等家用设备充电非常有用，
- 它提供了一种无需任何介质即可方便，安全，有效的方式来传输电源。
- 环保-不伤害或伤害人类或任何生物。
- 它可用于给医疗植入物充电，从而改善生活质量并降低感染风险。
- 无需通常担心电源插孔的磨损。
- 随着无线充电器的使用，对电源线方向的了解已告一段落。
无线充电器的缺点
- 效率较低，功率损耗更大。
- 成本比电缆充电器高。
- 修复故障很困难。
- 不适合大功率输送。
- 能量损失随负载而增加。