无线充电源方案的远距离传输突破

来源：发布时间：2025-05-16

在过去人们思想中，任何电子产品需要电力来支撑进行驱动的产品都是通过线缆来的方式来通电，然而，随着时代的变迁在电子科技技术方面实现飞速发展，比如我们常见的手机无线充电源方案从传统的数量线充电以及常规无线充充电，到现在的远距离传输充电技术正在逐渐打破这一局限，让我们以前只有在科幻电视影视才能看到的“隔空取电”如今正在我们身边悄然实现。从产品构思到项目开发落地再到现实生活应用，无线充电源方案在远距离传输方面取得了明显突破，为多个领域带来了全新的可能性。下面由深圳昌鸿鑫电子有限公司带您一起探索无线充电技术的路径和挑战。

1、技术路径的多元探索

无线充电源方案的远距离传输涉及多种技术路径，每种技术都有其独特的特点和适用场景。

① 毫米波技术

毫米波技术可在小空间内实现高效的能量传输。例如小米发布的毫米波隔空充电方案，通过144根天线组成发射阵列，能在半径数米内实现5W的无线充电，并支持多设备同时供电。其采用了相位天线定位技术，利用5个相位天线精确锁定设备位置，动态调整波束方向，还具备抗遮挡设计，通过多天线冗余传输降低金属等障碍物对充电效率的影响。

② 激光无线充电

激光无线充电使用红外或近红外激光发射能量，接收端则通过光伏电池进行转换。其传输距离可达百米级，功率也较高，能达到瓦级至千瓦级，适用于无人机、太空应用等场景。然而，激光无线充电也存在一些问题，例如需要精确跟踪技术，类似于LiDAR的工作原理，以确保激光能够准确照射到接收端；同时，激光防护的安全问题也不容忽视，而且大气衰减会对传输效果产生影响，受天气条件限制较大。

③ 射频能量传输

射频能量传输利用高频电磁波（如2.4GHz、5.8GHz）通过天线辐射能量，接收端再通过整流天线将其转换为直流电。这种技术的传输距离可达10米以上，类似Wi-Fi的覆盖范围，但功率相对较低，通常为毫瓦级，非常适合低功耗的物联网设备，如传感器、耳机等。不过，射频能量传输也面临着传输效率低的挑战，在5米距离时效率可能低于10%，且需要采用多天线波束成形技术来提高传输效果，同时还要遵守法规对射频功率的限制。

④ 微波无线输电

微波无线输电使用微波（如2.45GHz、5.8GHz）传输能量，接收端同样使用整流天线进行转换。它的传输距离可达千米级，功率也较高，适合为电动汽车、无人机等设备供电。但微波无线输电同样面临效率低的难题，在1公里距离时效率可能低于50%，还存在辐射安全问题，需要严格进行屏蔽处理，并且需要大型天线阵列，类似于卫星通信系统。

2、应用场景的拓展

无线充电源方案的远距离传输突破为多个领域带来了新的发展机遇，其应用场景正不断拓展。

① 智能设备普及

智能家居：毫米波隔空充电技术可实现全屋设备无线供电，用户无需再为各种设备的充电线缆而烦恼，使家居环境更加整洁美观，提升了用户的使用体验。

新能源汽车：无线充电与自动驾驶技术相结合，可以实现车辆在行驶或停放时的自动充电，用户无需手动插拔充电线，有效提高了充电的便利性，推动了新能源汽车的普及。

物联网设备：无线充电源方案可以为低功耗的物联网传感器、监控摄像头等设备提供持续的能量供应，解决了这些设备因电池续航问题而导致的维护困难，推动了万物互联的发展。

② 特殊场景供电

高空无人机续航：通过地面微波基站为高空无人机持续供电，能够有效延长无人机的巡航时间，使其在航拍、监测、物流等领域发挥更大的作用。

应急救援：在自然灾害或电力中断等紧急情况下，可以快速部署移动式微波输电设备，为医院、通信基站等关键设施提供稳定的电源，保障救援工作的顺利进行。

偏远地区供电：对于海岛、峡谷等地理条件复杂、传统电网建设困难的区域，无线充电源方案可以提供可靠的电力供应，降低电网建设成本，改善当地居民的生活条件。

3、工程挑战的攻坚克难

尽管无线充电源方案在远距离传输方面取得了技术突破，但在工程化应用过程中，仍面临着诸多挑战。

① 电磁环境安全的保障

高功率的无线充电源方案可能会产生较强的电磁辐射，对人体和电子设备造成干扰。因此，需要采取一系列措施来保障电磁环境安全。例如，采用定向传输技术，将能量集中在一个较小的范围内，减少对周围环境的辐射；开发动态功率控制技术，根据设备的实际需求和距离远近，实时调整发射功率，避免不必要的能量辐射；同时，要严格遵守相关的电磁辐射安全标准，对无线充电源方案进行严格的测试和认证。

② 系统成本的控制

无线充电源方案的系统成本较高，主要包括微波源、高精度天线和整流电路等部件的成本。高成本限制了其大规模商业化应用。为了降低成本，一方面可以推动材料创新，例如采用第三代半导体材料，如氮化镓二极管，提高器件的性能和效率，同时降低产品制造成本；另一方面，要优化制造工艺，提高生产效率，降低生产成本。

③ 效率与距离的平衡难题

随着传输距离的增加，无线充电源方案的传输效率往往会明显下降。以微波无线输电为例，在20米传输距离下效率为25.5%，若要提升到百米级，效率可能会进一步降低。为了提高效率，需要从多个方面进行优化，如优化天线设计，提高天线的增益和方向性，减少能量在传输过程中的扩散；提高发射功率，但这又可能带来辐射安全等问题；或者采用中继节点，在传输路径上设置多个中继设备，对能量进行接力传输，从而弥补长距离传输带来的损耗。

4、未来展望的光明前景

无线充电源方案的远距离传输突破不仅是技术层面的进步，更是能源利用方式的重大革新。未来，随着材料科学、通信技术和人工智能等领域的不断发展，无线充电源方案有望实现更大的突破。

① 效率提升

通过研发超材料天线、智能功率分配等技术，有望将无线充电源方案的传输效率提升至40%以上，进一步提高能源的利用效率，降低能源损耗。

② 生态整合

无线充电源方案将与5G、物联网等技术深度融合，构建“无线供电+数据传输”的一体化网络。例如，在智慧城市建设中，通过无线充电源方案为各种智能设备供电，同时利用5G网络实现设备之间的高速数据传输，推动城市管理的智能化和高效化。

③ 距离扩展

结合中继节点和自适应波束成形技术，无线充电源方案有望实现公里级甚至跨区域的无线供电，为更大范围的设备提供电力支持，拓展其应用领域。

无线充电源方案实现远距离传输功能技术突破为新能源电子产品设备的发展提供新的构思和解决方案。尽管目前无线充远距离的技术还没有覆盖到各个领域，但是随着无线充电技术的不断进步和创新将持续推动在这一领域的发展。深圳昌鸿鑫电子有限公司于2012年创立，公司位于广东省深圳市光明区，拥有8000平方米的生产基和1000多名员工,是一家集研发、生产、销售于一体的电源类消费电子产品的高新科技企业，并拥有“航师傅”品牌。主营无线充电源方案研发设计生产销售，拥有12年多技术经验，研发的产品覆盖多个领域，无线充电源方案有望在未来成为主流的供电方式，为人类的生活和社会的发展带来深远的影响。