1893年，特斯拉演示了无线电广播的可能性。4年之后，他得到了无线电技能的专利。然而，美国专利局于1904年将其专利权撤销，转而将这项专利付与马可尼。特斯拉的支持者认为，这一举动可能是受到马可尼在美国的经济后盾人物，比如爱迪生、安德鲁·卡耐基影响的结果。1943年，在特斯拉去世后不久，美国最高法院重新认定特斯拉的专利有效。这一决定承认他的发明在马可尼申请干系专利之前就已完成。不过，或许这样的讯断也并不能解释问题。有些人认为做出这个举动是有分外动机的，由于这样，二战中的美国政府就可以避免付给马可尼公司专利利用费。
2007年6月7日，麻省理工学院的研究团队在美国《科学》杂志的网站上揭橥了研究成果。研究小组把共振利用到电磁波的传输上而成功“捉住”了电磁波，利用铜制线圈作为电磁共振器，一团线圈附在传送电力方，另一团在接管电力方。传送方送出某特定频率的电磁波后，经由电磁场扩散到接管方，电力就实现了无线传导。这项被他们称为“无线电力”的技能经由多次试验，已经能成功为一个两米外的60瓦灯泡供电。这项技能的最远输电间隔还只能达到2.7米，但研究者相信，电源已经可以在这范围内为电池充电。而且只须要安装一个电源，就可以为全体屋里的电器供电。
2014年2月，电脑厂商戴尔加盟了A4WP阵营，当时，阵营干系高层就表示，会对技能进行升级，支持戴尔等电脑厂商的超极本进行无线充电。市情上的传统条记本电脑，大部分电源功率超过了50瓦，不过超极本利用了英特尔的低功耗处理器，将成为第一批用上无线充电的条记本电脑。在此之前，无线充电技能，一贯只和智好手机、小尺寸平板等“小”移动设备有关。不过，无线充电三大阵营之一的A4WP（“无线充电同盟”）日前宣告，其技能标准已经升级，所支持的充电功率增加到50瓦，意味着条记本电脑、平板等大功率设备，也可以实现无线充电。
2017年10月，支持无线充电功能的手机大家庭，又迎来了3名新成员：iPhone 8、iPhone 8 Plus和iPhone X——它们都支持Qi无线充电标准，目的是给用户带来更大方便，手机本身看起来也更酷。
无线充电事理
电磁感应式
低级线圈一定频率的互换电，通过电磁感应在次级线圈中产生一定的电流，从而将能量从传输端转移到吸收端。目前最为常见的充电办理方案就采取了电磁感应，事实上，电磁感应办理方案在技能实现上并无太多神秘感，比亚迪早在2005年12月申请的非打仗感应式充电器专利，就利用了电磁感应技能。
磁场共振
由能量发送装置，和能量吸收装置组成，当两个装置调度到相同频率，或者说在一个特定的频率上共振，它们就可以交流彼此的能量，是目前正在研究的一种技能，由麻省理工学院(MIT)物理教授Marin Soljacic带领的研究团队利用该技能点亮了两米外的一盏60瓦灯泡，并将其取名为WiTricity。该实验中利用的线圈直径达到50cm，还无法实现商用化，如果要缩小线圈尺寸，吸收功率自然也会低落。
无线电波式
这是发展较为成熟的技能，类似于早期利用的矿石收音机，紧张有微波发射装置和微波吸收装置组成，可以捕捉到从墙壁弹回的无线电波能量，在随负载作出调度的同时保持稳定的直流电压。此种办法只需一个安装在墙身插头的发送器，以及可以安装在任何低电压产品的“蚊型”吸收器。
无线充电技能听起来的确很有未来感，毕竟现在什么东西都在无线化。无线充电虽然符合当前技能的发展趋势，但是限定它受到市场欢迎的一个最大的成分便是充电效率不高。
目前行业普遍利用的无线充电标准为Qi，其大充电功率为15W，和高通的QC2.0快充规范差不多。但现在高通的快充技能已经发展到了QC4+，最大功率可以达到60W，谁的充电速率更快可想而知。详细速率差异，可以拜会近期国外开拓者的一份报告，苹果在最新的iOS 11.2中解锁了7.5W无线充电，但是比起29W的充电头，速率实在是太慢了。
无论是早期的Nokia Lumia系列，还是三星近年来的旗舰机S6、S7系列等，都是采取电磁感应的事理，来实现无线充电的。
无线充电技能运用了电磁波感应事理，及干系的互换感应技能，在发送和吸收端用相应的线圈来发送和吸收产生感应的互换旗子暗记来进行充电的的一项技能， 用户只须要将充电设备放在一个“平板”上即可进行充电，这样的充电办法过去曾经涌如今腕表和剃须刀上，但是当时无法针对大容量锂离子电池进行有效充电。利行者手机无线充电电路事理图如下图所示：
最初由英国一家公司发明了一种新型无线充电器，它看上去就像一块塑料鼠标垫，这个“鼠标垫”里装有密集的小型线圈阵列，因此可产生磁场，将能量传输给装有专用吸收线圈的电子设备，从而进行充电。吸收线圈由磁性合金绕以电线制成，大小和形状都与口喷鼻香糖相似，以是可以很方便地贴在电子设备上。将手机等放在垫上就能充电，并能同时给多个设备充电。充电技能此前已经涌现，但这项新发明更为方便实用。手机等设备只要贴上吸收线圈，放置在“鼠标垫”上的任一位置都可充电，不像以前的一些技能那样须要精确定位。几个设备同时放在垫子上，可以同时进行充电。充电器产生的磁场很弱，能够给设备充电但不会影响附近的信用卡、录像带等利用磁性记录数据的物品。
无线充电系统紧张采取电磁感应事理，通过线圈进行能量耦合实现能量的通报。如图所示，系统事情时输入端将互换市电经全桥整流电路变换成直流电，或用24V直流电端直接为系统供电。
经由电源管理模块后输出的直流电通过2M有源晶振逆变转换成高频互换电供给低级绕组。通过2个电感线圈耦合能量，次级线圈输出的电流经接管转换电路变革成直流电为电池充电。
变革的磁场会产生变革的电场，变革的电场会产生变革的磁场，其大小均与它们的变革率有关系，而正弦函数的变革率是其余一个正弦函数，以是电磁波能够传播出去，而感应电压的产生与磁通量的变革干系，以是线圈内部变革的磁场产生感应电压，从而完成充电过程。
手机无线充其事理实在很大略，便是将普通的变压器主次级分开来达到无线的目的。当然，无线充的事情频率比较高，乃至可以抛弃铁心直接线圈之间就可以达到能量通报的浸染。
无线充电事理上的三种常见办法比拟如下,从图中可以看出,电磁感应式是目前转换效率最高及体积最小的,最适宜用于便携设备中。
无线充电系统分为发射端与吸收端，以是充电效率影响成分得从这两方面去找。
发射端上，也即无线充电器
事理相似，但各家的设计方案的利害，电路设计各接点的损耗，直接影响了充电效率。
1. 三极管损耗
导通内阻较小，系统的转换效率就高。内阻低的，本钱会相对较高。
2. 发射端与吸收端不能及时匹配，产生损耗
发射真个功率输出会根据吸收端灵巧调度，过多的发射功率会在与吸收真个匹配时产生过多的功率损耗。
3. 发射端开关功率损耗
发射端即是一个开关电源，开关驱动旗子暗记无法做到同步开或关，系统在这个段会产生很大的开关功率损耗。
4. 电磁线圈损耗
利用在无线充电领域的电磁线圈多分为单层和双层。采取双线双层的线圈对全体系统效率的提升更有利。但线圈本身均有功率损耗
5. 其他损耗
吸收端上
无线充电系统吸收端是对无线充电效率影响最大的。只管吸收端是被感应端，但是发射真个发射功率是根据吸收端做灵巧调度。
情形是这样：
事情过程中，发射端和吸收端进行实时通讯，发射端通过吸收真个功率反馈信息，实时调度发射功率。但吸收真个反馈信息因其负载成分，是不断变动的，这就哀求发射端及时调度功率输出。正是这不断调度的过程，会有太多功率损耗。
损耗详细剖析
剖析一下发射真个情形，看发射端哪些模块对充电效率影响较大，该当如何处理。
我们从电路设计和构造设计上去剖析影响充电效率的成分。
一、电路设计考虑
1. MOSFET器件导通损耗
在5V的全桥充电系统中须要用到4个功率MOSFET，全桥构造，两种情形：
一种是4个NMOS管，其余一种是2个NMOS和2个PMOS。
系统在事情的过程当中至少有两个管子是导通的，以是在发射部分功率MOSFET的损耗是最大的。
为了减少损耗，就须要考虑采取低导通内阻的管子，比如：
上表对应的MOSFET参数对应的导通内阻相对较小的情形，系统的转换效率会比较好。
当然MOSFET的低导通内阻与本钱存在一定的关系，如果导通内阻很低，本钱会相对较高，从系统设计要折中考虑，找到一个好的平衡点。
2. 主掌握器掌握、掌握相应不及时产生的损耗
在磁感应式无线充电系统中，吸收端是被动感应端，理论上来讲，发射端供应多少功率，吸收端就可以吸收到除损耗之外的所有功率。但在实际运用当中发射真个发射功率是根据吸收端灵巧调度的，过多的发射功率会在吸收真个整流部分和降压部分会造成过多的功率损耗，所以为了只管即便减少不必要的损耗，就须要对吸收真个功率输出做精确掌握。
在系统事情过程中，发射端和吸收端通过一个2kHz的调频载波进行实时通讯，以是发射端通过解调可以得到一个吸收真个功率反馈信息，再根据这个信息实时调度发射功率，以确保有效功率的最大化传输。
但对吸收端负载来讲，并不是一个恒定的稳定输出，多数情形下输出会有一个电流快速变动的跳变，对应的调制旗子暗记也会产生快速变革，这就哀求发射板的主掌握器能及时处理这些解调旗子暗记，从而及时调度功率输出。
主掌握器的主频在一定程度上决定了处理器的处理能力，也就决定了对负载变革的调度速率，也终极决定了有效功率的情形。
其余关键的一点是，要对输出功率精确掌握就须要对PWM驱动旗子暗记精确掌握，驱动旗子暗记是一个110KHz-205KHz的一个占空比50%的方波旗子暗记，以是PWM驱动旗子暗记须要以1KHz以下乃至以100Hz的阶梯进行变频输出，这就哀求主控的PWM掌握单元性能要足够好才能知足哀求。
3. 开关去世区损耗
发射端我们完备可以看作是一个开关电源，通过MOS的开关来产生振荡旗子暗记，以是系统的开关损耗是在所难免的。
为了减少损耗，理论上就哀求PWM掌握旗子暗记的上升和低落的韶光足够短，如下图：
在5V全桥系统中，上半桥与下半桥同一韶光只能开一个，即Q1和Q4或者Q2和Q3同时只能导通一组，如图赤色箭头部分为正常电流路径，两组管子交替导通，产生振荡，输出功率。
全桥电流路径
但开关驱动旗子暗记即PWM旗子暗记实际上无法做到同步开或关，如果有一个时候Q1和Q3或者Q2和Q4会同时导通，涌现瞬间短路的情形，系统在这个很短的韶光段会产生很大的开关功率损耗，我们设计时须要避免同时开的情形，须要做一个去世区处理，但如果处理不当，去世区韶光过长，系统的损耗也就加大。
要办理好这个去世区的根本点实在便是PWM时序的掌握。也便是在确保Q3关闭之前才开Q1，反之亦然。
以是可以从两个方面来优化这个时序问题，减少去世区。
一是从软件调度，主控通过调度PWM时序来改进去世区问题
二是从硬件上去做延时处理，只管即便缩短去世区韶光。比如一些大略的RC延时电路:
通过选取得当的RC值来调度RC电路的充放电韶光，达到延时的效果，从而有效减少去世区韶光，提高充电效率。
当然，有些驱动芯片已经在去世区及延时上做了考虑，设计职员要根据详细芯片方案去考量。
4. 线圈损耗
目前市情上用的比较多的是A11类线圈，但又分单层和双线双层：
对付线圈来讲，有几个参数比较主要，最充电效率影响较大：
1、 Q值，即品质因数
2、 自身的涡轮损耗
3、 直流内阻
在10KHz频率下我们测得两类线圈的参数如下：
详细参数如下表：
从数据上来看，双线双层不管是在Q值上还是直流内阻，都比单层要好，至于自身的涡流损耗，可能在大功率比如5W的情形下双层的自发激情亲切况会比单层要大，但实际在利用的过程当中至少目前我们的吸收负载很少达到这个高的功率输出，一样平常都是3.5W-4W。
以是总体来讲，采取双线双层的线圈对全体系统效率的提升是有帮助的。但单层线圈与双层线圈从本钱上来说也有一定的差异，系统设计时须要根据哀求去折中考虑。
5. 各芯片模块的自耗电损耗
无线发射部分电路紧张包括以下几部分：
1、 主控
2、 驱动芯片
3、 功率MOSFET
4、 运放芯片
5、 部分逻辑器件
以上各部分元器件在事情的时候本身就存在自耗电的情形，集成芯片如果设计合理在自耗电上会有较大改进。
6. 其它损耗
除了以上几点缘故原由以外，电流的采样精度和系统输入电压的稳定性也会一定程度影响系统的事情效率。
以是如果对效率哀求较高，建议电流采样部分用差分式高精度运放，同时layout的时候采样旗子暗记的输入采取差分走线，只管即便减少外部滋扰。
其余要确保输入电压的稳定，电压颠簸过大对系统解调会产生滋扰，从而使通讯不正常，不但影响功能还影响充电效率。
构造设计考虑
其余，可以从产品的构造ID方面入手来进一步改进系统转换效率，比如通过构造设计只管即便让发射线圈和吸收线圈对位准确。
保持吸收线圈D2位于发射线圈D的正上方，且垂直间隔Z保持在3~5mm旁边可以达到效率最大化。
其实在WPC规格书里面还有两种发射线圈A1和A5,如下图
线圈的中心有一个磁铁，当把吸收器放在上面的时候由于磁力的浸染会有一种吸附力，可以使吸收线圈和发射线圈更好对位，从而提高传输效率。但后来创造这个磁铁的强磁场对吸收设备有影响，以是一样平常不建议采取。
其余在产品构造方面也可以做些赞助对位方法，比如加一个卡扣或者凹槽之类的，或者在发射线圈正上方做一些明显的丝印符号，可以给用户一个提醒。
无线充电技能两大同盟
只管无线充电技能，从事理上来说比较大略，具有低级物理知识便能够理解，但是详细到产品运用层面来说，须要办理的技能问题还是比较多。目前市场上无线充电技能有两大同盟:一个是WPC,而另一个是A4WP
为了推广无线充电技能的发展，2008年12月17日，飞利浦电子、德州仪器、国家半导体等几大公司携手组建无线充电同盟WPC，共同制订无线充电标准Qi，以提高不同产品的兼容性。Qi 采取了目前最为主流的电磁感应技能。2010年8月31日，无线充电同盟在北京宣告正式将Qi无线充电国际标准引入中国。目前该同盟已有109家企业参与。在WPC同盟会员中，手机行业率先加入，包括三星、华为、诺基亚、黑莓等。
WPC紧张会员之一的德州仪器(TI)，推出业界首款无线电源传输掌握芯片套片。该套片包含一片bq500110单通道发射掌握芯片，一片bq51013单通道吸收掌握芯片。TI的无线充电方案，发射端有19V供电和5V供电两种。目前市情上出售的无线充电套件，基本都是非5V供电的，比如12V、19V，利用的方便性会受影响，须要一个专用的电源给他供电，手机配送的适配器、电脑USB口无法给它供电。TI是最早量产无线充电方案公司。
TI的无线充电开拓板
而在今年五月初，作为磁共振技能支持者的高通公司，联手三星、 Powermat成立了无线充电同盟A4WP，主推磁共振技能。A4WP的无线充电技能不仅支持自由摆放，还支持同时给多个设备充电。
IDT公司 (Integrated Device Technology, Inc.)开拓基于共振技能的集成发送器和吸收器芯片组，用于英特尔的无线充电技能。
便利性是匆匆使消费移动办理方案最先采取无线技能的关键成分之一。手机、平板电脑、媒体播放器、移动电视平分歧的移动设备须要不同接口连接器的各种适配器，这意味着为了给移动设备充电，人们须要携带很多不同的连接器和适配器。拥有强大的支持性根本举动步伐和生态系统的通用无线适配器，可以办理这些需求。在汽车、咖啡店、图书馆、餐馆、火车、飞机、办公室中供应无线充电，将知足人们所需的便利性。
IDT的无线充电方案
只管在手机、条记本电脑、小家电等领域可以利用无线充电技能，但是市场份额最大的还是手机领域。无线充电 技能动向综上所述，可以概括为几点：
第一：大略的事理
高中物理学的电磁耦合事理，家当界也很熟习，从RFID延伸出来的技能，也很随意马虎接管。吸收端就一片或者两片芯片（终极会单片方案），一端接充电线圈，一端接电池。很多公司开始推出系列芯片，会加快无线充电知识的传播和遍及。
第二：麻烦的工艺
手机中多余的空间，尤其是智好手机，是很难腾出来放置一个大的充电线圈的。
如图所示：
这个直径在40mm的圆形线圈，下面还要加一片厚度在0.8-2mm无机磁性材料（即利用微航有机磁性材料也要 0.2mm厚度）手机厚度要增加，这个组件若放置在手机电路板上，也霸占空间，挤兑其他元件。
以是，所有做手机构造设计的工程师都头痛，这制约了或者说阻碍了无线充电产品的发展。成为拦路虎。
有些公司推出0.53mm厚度的无线充电吸收线圈（天线），有希望推动无线充电技能在手机中遍及：
专注电子工程技能
EDA365（http://www.eda365.com/）平台成立于2006年，中国最大的互连设计专业论坛。整合电子产品开拓所需用的设计工具、实际设计知识，以及丰富的工程技能设计和测试案例实践等诸多方面履历，为工程师供应设计培训演习训练、解疑答惑、就业演习、升级求职以及设计外包等专业做事。专注电子工程师能力提升和代价表示，是最具人气的电子工程师互动社区。
