無線充電源方案的遠距離傳輸突破

來源：發布時間：2025-05-16

在過去人們思想中，任何電子產品需要電力來支撐進行驅動的產品都是通過線纜來的方式來通電，然而，隨著時代的變遷在電子科技技術方面實現飛速發展，比如我們常見的手機無線充電源方案從傳統的數量線充電以及常規無線充充電，到現在的遠距離傳輸充電技術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現。從產品構思到項目開發落地再到現實生活應用，無線充電源方案在遠距離傳輸方面取得了明顯突破，為多個領域帶來了全新的可能性。下面由深圳昌鴻鑫電子有限公司帶您一起探索無線充電技術的路徑和挑戰。

1、技術路徑的多元探索

無線充電源方案的遠距離傳輸涉及多種技術路徑，每種技術都有其獨特的特點和適用場景。

① 毫米波技術

毫米波技術可在小空間內實現高效的能量傳輸。例如小米發布的毫米波隔空充電方案，通過144根天線組成發射陣列，能在半徑數米內實現5W的無線充電，并支持多設備同時供電。其采用了相位天線定位技術，利用5個相位天線精確鎖定設備位置，動態調整波束方向，還具備抗遮擋設計，通過多天線冗余傳輸降低金屬等障礙物對充電效率的影響。

② 激光無線充電

激光無線充電使用紅外或近紅外激光發射能量，接收端則通過光伏電池進行轉換。其傳輸距離可達百米級，功率也較高，能達到瓦級至千瓦級，適用于無人機、太空應用等場景。然而，激光無線充電也存在一些問題，例如需要精確跟蹤技術，類似于LiDAR的工作原理，以確保激光能夠準確照射到接收端；同時，激光防護的安全問題也不容忽視，而且大氣衰減會對傳輸效果產生影響，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）通過天線輻射能量，接收端再通過整流天線將其轉換為直流電。這種技術的傳輸距離可達10米以上，類似Wi-Fi的覆蓋范圍，但功率相對較低，通常為毫瓦級，非常適合低功耗的物聯網設備，如傳感器、耳機等。不過，射頻能量傳輸也面臨著傳輸效率低的挑戰，在5米距離時效率可能低于10%，且需要采用多天線波束成形技術來提高傳輸效果，同時還要遵守法規對射頻功率的限制。

④ 微波無線輸電

微波無線輸電使用微波（如2.45GHz、5.8GHz）傳輸能量，接收端同樣使用整流天線進行轉換。它的傳輸距離可達千米級，功率也較高，適合為電動汽車、無人機等設備供電。但微波無線輸電同樣面臨效率低的難題，在1公里距離時效率可能低于50%，還存在輻射安全問題，需要嚴格進行屏蔽處理，并且需要大型天線陣列，類似于衛星通信系統。

2、應用場景的拓展

無線充電源方案的遠距離傳輸突破為多個領域帶來了新的發展機遇，其應用場景正不斷拓展。

① 智能設備普及

智能家居：毫米波隔空充電技術可實現全屋設備無線供電，用戶無需再為各種設備的充電線纜而煩惱，使家居環境更加整潔美觀，提升了用戶的使用體驗。

新能源汽車：無線充電與自動駕駛技術相結合，可以實現車輛在行駛或停放時的自動充電，用戶無需手動插拔充電線，有效提高了充電的便利性，推動了新能源汽車的普及。

物聯網設備：無線充電源方案可以為低功耗的物聯網傳感器、監控攝像頭等設備提供持續的能量供應，解決了這些設備因電池續航問題而導致的維護困難，推動了萬物互聯的發展。

② 特殊場景供電

高空無人機續航：通過地面微波基站為高空無人機持續供電，能夠有效延長無人機的巡航時間，使其在航拍、監測、物流等領域發揮更大的作用。

應急救援：在自然災害或電力中斷等緊急情況下，可以快速部署移動式微波輸電設備，為醫院、通信基站等關鍵設施提供穩定的電源，保障救援工作的順利進行。

偏遠地區供電：對于海島、峽谷等地理條件復雜、傳統電網建設困難的區域，無線充電源方案可以提供可靠的電力供應，降低電網建設成本，改善當地居民的生活條件。

3、工程挑戰的攻堅克難

盡管無線充電源方案在遠距離傳輸方面取得了技術突破，但在工程化應用過程中，仍面臨著諸多挑戰。

① 電磁環境安全的保障

高功率的無線充電源方案可能會產生較強的電磁輻射，對人體和電子設備造成干擾。因此，需要采取一系列措施來保障電磁環境安全。例如，采用定向傳輸技術，將能量集中在一個較小的范圍內，減少對周圍環境的輻射；開發動態功率控制技術，根據設備的實際需求和距離遠近，實時調整發射功率，避免不必要的能量輻射；同時，要嚴格遵守相關的電磁輻射安全標準，對無線充電源方案進行嚴格的測試和認證。

② 系統成本的控制

無線充電源方案的系統成本較高，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模商業化應用。為了降低成本，一方面可以推動材料創新，例如采用第三代半導體材料，如氮化鎵二極管，提高器件的性能和效率，同時降低產品制造成本；另一方面，要優化制造工藝，提高生產效率，降低生產成本。

③ 效率與距離的平衡難題

隨著傳輸距離的增加，無線充電源方案的傳輸效率往往會明顯下降。以微波無線輸電為例，在20米傳輸距離下效率為25.5%，若要提升到百米級，效率可能會進一步降低。為了提高效率，需要從多個方面進行優化，如優化天線設計，提高天線的增益和方向性，減少能量在傳輸過程中的擴散；提高發射功率，但這又可能帶來輻射安全等問題；或者采用中繼節點，在傳輸路徑上設置多個中繼設備，對能量進行接力傳輸，從而彌補長距離傳輸帶來的損耗。

4、未來展望的光明前景

無線充電源方案的遠距離傳輸突破不僅是技術層面的進步，更是能源利用方式的重大革新。未來，隨著材料科學、通信技術和人工智能等領域的不斷發展，無線充電源方案有望實現更大的突破。

① 效率提升

通過研發超材料天線、智能功率分配等技術，有望將無線充電源方案的傳輸效率提升至40%以上，進一步提高能源的利用效率，降低能源損耗。

② 生態整合

無線充電源方案將與5G、物聯網等技術深度融合，構建“無線供電+數據傳輸”的一體化網絡。例如，在智慧城市建設中，通過無線充電源方案為各種智能設備供電，同時利用5G網絡實現設備之間的高速數據傳輸，推動城市管理的智能化和高效化。

③ 距離擴展

結合中繼節點和自適應波束成形技術，無線充電源方案有望實現公里級甚至跨區域的無線供電，為更大范圍的設備提供電力支持，拓展其應用領域。

無線充電源方案實現遠距離傳輸功能技術突破為新能源電子產品設備的發展提供新的構思和解決方案。盡管目前無線充遠距離的技術還沒有覆蓋到各個領域，但是隨著無線充電技術的不斷進步和創新將持續推動在這一領域的發展。深圳昌鴻鑫電子有限公司于2012年創立，公司位于廣東省深圳市光明區，擁有8000平方米的生產基和1000多名員工,是一家集研發、生產、銷售于一體的電源類消費電子產品的高新科技企業，并擁有“航師傅”品牌。主營無線充電源方案研發設計生產銷售，擁有12年多技術經驗，研發的產品覆蓋多個領域，無線充電源方案有望在未來成為主流的供電方式，為人類的生活和社會的發展帶來深遠的影響。