更新时间：2023-05-08 15:26
无线充电技术（Wireless Charging Technology）是指在不借助金属导线以及其他物理连接的条件下，以空气为介质进行电能传输，为设备进行充电，相对于传统电能传输充电的方式，无线充电电能从发射端到接收端无须金属导电接触，大大提高了用电设备的灵活性。
典型的无线充电技术可以分为电磁感应式、电磁共振式、无线电波式以及电场耦合式四类。其发电原理依据的是电磁感应现象，当电流通过线圈之后，发射线圈和接收线圈构成一个电磁耦合感应器，发射线圈由于交流电的不断震荡产生磁场，产生的磁场又会形成电压，有了电压之后便会产生电流，从而可以充电。
无线充电技术最早可以追溯到19世纪，克罗地亚物理学家尼古拉·特斯拉（Nikola Tesla）提出：以地球为内导体,地球电离层作为外导体，在地球和电离层之间建立低频共振，利用环绕地球的表面电磁波来远距离传输电力无线输电概念，不过最终由于缺乏经费、危险系数过高等原因终止，但是科学家们留下了宝贵的理论依据。
无线充电方式已经被应用到了生活中的诸多领域如手机充电，fcv的无线充电等等都是采用的无线充电方式。无线充电作为一种便携式的充电方式，对于充电器的位置没有限制，就此而言其前景无疑是巨大的。
2023年4月由无线充电联盟WPC推出发布的最新无线充电Qi2标准，采用了磁功率分布图技术，能以磁吸锁定功能支持全新的产品外形，如AR / VR头显。该充电标准还可以在15W的功率输出下实现快速充电。
1891年至1893年期间，尼古拉·特斯拉通过使用特斯拉线圈的技术，能够通过电磁波在短距离内进行无线电力传输。这项技术的实现是基于电磁感应的原理，即当一个变化的电磁场通过一个电感线圈时，就会在该线圈中产生电压。
20世纪60年代，美国科学家William C.Brown便开始了微波无线电力传输的高效实验研究，并开发了基于磁控管的微波整流天线，但由于系统体积庞大等原因，故无商用可行性。
21世纪初期，磁耦合谐振技术的提出，为无线充电技术带来了新的希望。该技术的原理是利用电磁共振的效应，在接收器和发射器之间建立共振环境，实现高效传输。基于这项技术，2007年6月，麻省理工学院研究团队利用电磁共振器和电源隔空点亮了一盏2m开外的60w电灯泡。
2010年，在美国国际消费类电子产品展览会(CES)上，海尔推出了“无尾电视”，推动了磁耦合谐振技术在智能家电领域的应用。
2013年，东南大学研发了磁耦合谐振式无线充电的fcv，单台充电功率可达3kW。
2018 年，世界上第一款无线充电的量产车型就由宝马公司所制造。在车辆靠近无线充电设备时，系统会自动打开位于底部的摄像头，方便驾驶员进行定位。该车型搭配的无线充电设备充电是可使效率达到85%并且功率达到3.2kw，可以将容量为9.4kwh的高压电池组在3.5小时充满，同时，该系统也装备了如物体探测和生物保护等功能。
近年来，在科技公司的积极开发下，无线充电技术在各种领域得到了广泛的应用。国际上先后出现了AirFuel、Qi和Powermat等多个行业联盟，推动设备兼容性、标准化和应用推广。国内技术公司也在无线充电技术的开发和应用方面进行了努力。例如，小米、华为等大型科技公司都已经推出了无线充电的设备和方案。
无线充电技术主要可以分为电磁感应式、电磁共振式、无线电式及电场耦合式四类。
电磁感应现象由迈克尔·法拉第 (Michael Faraday）于1831年发现，其主要原理是由于磁通量变化而产生感应电动势。电磁感应式充电就建立在电磁感应现象的基础上，基于电磁感应原理,电流流过电感线圈时将产生磁场，此时，将另一未通电的线圈置入该磁场中，在该线圈中就会产生电流。手机无线充电就是这种充电方式，应用的也是最为广泛。
典型的电磁感应式无线充电系统通过利用一对线圈之间的电磁感应来实现充电，包括发射系统和接收系统。发射系统主要包括充电座部件中的内置线圈，将该充电座插入插座接通电源，交流电通过发射线圈从而产生磁场，电子设备内内置的接收系统所包括的接收线圈接收到所产生的磁场后产生电磁感应，进而产生感应电动势，所产生的感应电流经过整流后为电子设备充电。
如下图的例子，该电磁感应式无线充电系统发送器由AC/DC电源转换、驱动器、发射电感线圈、电压与电流检测以及控制器组成。
无线电接收机由接收线圈、整流、电压调节(即稳压调节器和一个控制器组成）。发送端周期性发射脉冲信号检测可能存在的接收端，当检测到接收端时，收发端建立通信链路。在控制芯片的PWM控制下，通过AC/DC转换芯片将直流转为交流，经发射电感向接收端电力传输，接收端的接收电感由于电感耦合产生感应电动势，经过整流电路和稳压调节电路向负载提供电压。接收端实时监测负载电压电流变化，发送差错等数据包，发射端通过解调发射电感的幅度变化获取数据包，根据数据包信息增加或减少发射电感的频率以达到收发端能量匹配，完成无线充电功能。
电磁感应式充电方式设备通常在充电底座以及手机终端分别内置充电电感线圈，当两者靠近，发射线圈基于一定频率的交流电通过电磁感应在手机接线圈中产生一定的电流，从而将能量从发射端转移到接收端即从充电座向手机进行供电。
共振是一种高效的能量传输方式，高音歌唱家歌唱时可以震碎玻璃杯就是人们所熟知的共振现象。电磁共振方式的原理与这一共振现象相似，它利用电流通过线圈产生同频率的磁场共振来实现无线供电，传输距离和效率由磁场的强弱决定。
典型的电磁共振式无线充电系统包括能量发送装置和接收装置，通过使能量发送装置和接收装置内的电感线圈具有相同振动频率，将线圈调校为磁共振系统并排列在磁场中，发送端与电源连接,发送端产生的振荡磁场频率与接收端线圈的固有振动频率相同从而在接收端产生共振，实现能量的传播。
电磁共振式充电方式是用谐振器件 (电感和电容)使发射端和接收端达到特定频率，从而产生磁场共振进而产生能量。相同共振频率是磁场共振充电方式能量转移的必要条件。
该方式主要采用微波进行电能传输，微波指频率在30MHz到300MHz之间的电磁波。电磁波俗称无线电,是广播、电视和现代通信技术的基础，它除了传输信号之外，还可以传输电能，其中微波的能量传输能力最强。
微波辐射式充电的基本原理类似于早期使用的矿石收音机，通过接收空间传输的微波进行充电。典型的微波辐射式充电系统包括微波发射装置和微波接收装置，微波发射装置为直接插入市电插座的电子设备，微型接收端嵌入被充电电子设备内，对发送器发出的安全的低频电磁波进行捕捉。
无线电波式充电是在电源处安置电磁波发生器通过发射天线将能量传输至接收天线，再将电磁波信号重新转成电能供设备使用。
电场耦合式无线充电，，又可以叫做电容式无线电能传输（Capacitive 功率 Transfer，简称CPT），主要是通过金属极板构成耦合电容来进行无线能量的传输不使用电感线圈进行电磁感应，可直接通过充电座和电器之间形成高频电场。电场耦合式无线充电利用通过沿垂直方向耦合两组非对称偶极子而产生的感应电场来传输电力。
基本工作原理是：输入端提供的直流电经过高频逆变转换为交流电，再经过发射端的补偿结构电路进一步提升，得到高频、高压交流电并作用在耦合极板上。在此激励电压作用下，发射极板激发高频电场，并与接收极板形成互电场，产生位移电流，将电能从发射端传递到接收端。经过接收端补偿结构的电压调节和整流滤波电路的变换，最终将交流电转换为直流电提供给负载。
电磁感应式、电磁共振式、无线电波以及电场耦合式充电方式，其中电磁感应式充电利用电感线圈感应进行能量传输，传输的距离较近,基本上为厘米级别，要求充电器和被充电设备的距离越近越好，并且接收线圈和电路之间需要进行屏蔽，现有的产品多为将电子设备放置在充电器平板表面进行充电的形态，适用于几瓦到几百瓦的功率。
电磁共振式充电理论上可以传输大功率的设备，传输距离一般为几米的范围,但是由于该项技术要求以特定的频率进行能量传输，因此需要设定特定频率进行保护，并且对线圈尺寸具有要求，如果线圈尺寸过小，接收端接收到的功率将大幅减小。
无线电充电的传输距离最远，但是由于微波辐射式传输存在巨大的空间路径损耗，因此该充电技术的传输功率小，仅能传输小于100毫瓦的功率，仅适用于功率非常小的电子设备。
电场耦合式适合远距离小微功率充电，可以自动随时随地充电，能量转换效率低，电磁辐射泄露风险低。
Qi标准由无线充电联盟WPC在2008年推出，是截止到22年底使用最为广泛的无线充电标准。该联盟包括了包括三星电子、华为等多家主要手机、手机配件供应商。Qi 标准主要基于电磁感应式充电技术进行输电。这一标准为无线充电提供了统一的技术规范,包括了性能、接口和法规三方面的内容,现阶段该标准对装置的要求为5W以下(手机产品正好处于这个标准范围内)，符合该标准认证的产品将可以在任何一个符合该标准的充电器上充电，从而提高了不同品牌不同产品之间的兼容性。
由宝洁与Powermat公司合资经营的Duracell Powermat公司发起，于2012年正式发布，其主要成员包括AT\u0026T、谷歌和星巴克等公司，截止到22年底许多主流手机生产厂商，例如三星电子、华为等也同样是PMA标准成员，这一标准同样主要基于电磁感应式充电技术进行输电。该标准的目标是为符合IEEE 协会标准的手机和电子设备打造无线充电标准，其支持提供在设备内建无线充电芯片和采用WiCC 无线充电卡两种方式进行充电。其中WiCC 方式只需将无线充电卡片安装放置在手机的电池旁即可让没有内置无线充电晶片的智能手机完成升级实现无线充电。
由美国高通、韩国三星集团和无线充电技术公司Powermat公司成立联盟创建，这一标准主要基于电磁共振式充电技术进行输电，发布于2012年，该标准的目标是为电子产品无线充电设备设立技术标准和行业对话机制，由于该标准采用电磁共振式充电技术，因此可以实现略远距离的无线充电，并且所针对的产品范围也更为广泛，包括了从便携式电子产品到电动汽车的多个领域,在充电时可提供更大的自由度，不需要将设备摆放在充电基座上。
iNPOFi智能无辐射技术为中国自主研发，2013年发布，其核心技术拥有者硅展科技有限公司是2014年CES展中唯一获得该领域殊荣的中国大陆企业。它摒弃了截止到22年底常见的无线电和电磁感应等无线充电技术原理，创新性地以脉冲信号检测、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，从而具备无辐射、高效率、低损耗、兼容性高等诸多特点。因此，iNPOFi无线充电技术从根本上解决了截止到22年底市场上较为流行的以电磁转换和电磁共振原理实现无线充电而带来的不可避免的能源浪费、辐射污染、电转换率低、兼容性差等问题。
Qi2标准，同Qi标准一样，由无线充电联盟WPC推出，意思为第二代Qi充电标准，是2023年4月发布的最新无线充电标准。
Qi2采用了磁功率分布图技术，可确保设备与充电器完美匹配，从而提高能效。此外，Qi2不要求平面对平面的连接，而是能以磁吸锁定功能支持全新的产品外形，如AR / VR头显。它还将支持新型手机后盖磁吸式配件，如外接电池。
与早期版本相比，QI2标准提供了更快的充电速率和更高的功率输出。根据WPC官方数据，QI2标准可以在15W的功率输出下实现快速充电，相比之下，QI1标准仅支持5W的功率输出。
此外，还有一些其他的无线充电技术标准，比如AirFuel和Magnetic Field Communication等。
无线充电技术主要包括方案设计、芯片制造、磁性材料生产、模组制造等环节，其中芯片制造和方案设计最为关键，投资占比也是最大，附加价值也最高，占据上游近40%利润，截止到22年底还是以海外厂家为主。
无线充电设备中的芯片包括发射端（无线充电发送器）芯片和接收端（无线充电接收器）芯片，发射端芯片负责将输入电源按照特定频段的无线电信号（Qi、PMA、A4WP均规定了不同的频段）发送给对方，接收端端芯片负责将无线电信号转换为电能，从而完成充电过程。电源芯片行业技术门槛较高，因此中国无线充电行业芯片（覆盖接收端与发射端）市场多以高通、德州仪器、英特尔、IDT等海外巨头为主，未来电源芯片行业将持续向高集成度、高充电效率、低功耗发展。
电感线圈模组由防磁片和铜制线圈组成，该原料的制造成本占据无线充电模组制造成本的40%，防磁片的功能为防范电磁干扰影响行动通讯芯片，通常防磁片采用常见的磁性元件，防磁原料成本占据线圈模组整体成本的70%，因此降低防磁片成本成为行业的关注焦点，部分企业替换防磁原料以降低主要零部件制造成本，例如高创电子以纳米晶制成的新一代防磁片以取代旧防磁片，截止到22年底高创电子研发的新型防磁片以进入量产阶段。铜制线圈负责产生或接收电源能量，防磁片和铜制线圈的品质将 影响无线充电设备的效率。
无线充电涉及的磁性材料包括发射端磁材和接收端磁材，发射端磁材为永磁体（永磁铁氧体、稀土钕铁硼永磁体）和软磁铁氧体，接收端使用软磁铁氧体。 磁性材料可用于增强发射和接收电感线圈间磁通量，提高传输率，同时作为发射和接收 之间的定位装置，便于终端设备快速淮确定位。软磁铁氧体产品在无线充电中的主 要作用是增高感应磁场和屏蔽线圈干扰。截止到22年底布局磁性材料市场的海外企业包括 TDK、村田等电子元器件企业，中国本土企业包括横店东磁、宁波韵升、天通股份、 信维通信等。
模组的封装制造环节技术要求相对较低，行业利润率较低，模组制造厂商的利润占据无线充电行业上游整体利润的6%。模组制造行业主要由中国本土零组件厂商参与，代表性企业包括普瑞赛斯、立讯精密、信维通信等，普瑞赛斯是无线充电联盟（WPC）全球授权的14家测试中心之一，能够独立完成对无线充电产品的Qi认证。 部分中国本土零组件厂商通过向其他电子企业提供产品电源解决方案拓展业务，如德赛电池向下游苹果公司、三星电子等国际一流客户提供移动产品电源的综合解决方案增强业务 辐射范围。
与现在的有线充电技术相比，两者各有优缺点：
随着各项技术的成熟和无线充电需求的增加,无线充电技术的领域越来越广泛。
无线充电技术应用范围必将变广。截止到22年底的交变电流电产生的电压还较小，因此仅仅可以应用为手机，笔记本等较小的物体，但经过科学家的反复实验，当日后研发出可以产生更高的电流电压的，系统和电路设计后，就可能给电动车，汽车等更为庞大的物体充电，无线电技术将广泛的应用于生活的各个方面，所有使用有线充电的器具都将可采用无线充电。
当然，除了应用范围更广之外，成本使用材料和设计的使用方式可能更加便捷。随着科学技术的发展，不仅电感线圈磁场可以进行发电，自然界的其他自然能量也可以进行发电，而且发电量不亚于物理发电，比如常见的太阳能发电、风能、水能发电，都应用于生产生活中的各个方面，因此，无线充电技术也将会与这些技术结合起来，为人类谋福造利。
另外，随着高新技术以及AI技术的发展，采用传统的线圈电磁感应式进行无线电路设计显然无法满足人们的需求，因此无线电技术通过机器人来实现也未尝不可，人工智慧的应用范围广且质量较高，很多方面甚至超过人类，因此无线发电技术机器化，智能化也必将是时代发展的潮流及方向。