g******u
发帖数: 3060 | 1 因为100个包子的许诺.所以写下这篇.因为笔者只是曾于此事的硬件设计工程师,不可
避免的是有极其片面的感想, 而且由于经验年头有限,如有任何谬误, 欢迎指出或补充,
以冀共同提高. 本文不涉及具体技术细节,有兴趣者放狗一下是很容易学到的.
版上常有ID来询问无线充电, 多数出于一篇MIT小组07年在Science上的文章,宣称在
2米距离内可以传输60W电力,在40%的效率. 这个小组在08年成立一家公司, Witricity,
专门研发家电的无线电力传输,号称,若干年后家庭不再需要插座.
其后在2010年Las Vegas国际消费电子大展上, 海尔电视推出一台不用插座的电视,
引起轰动, 也是用了MIT的技术. 于是大家很自然认为,MIT就是此行业带头人.
其实无线充电源来已久, MIT不但并非是最早, 或者最牛,甚至并非独特!世界上EE的
牛人牛公司之多,本来很难想像.Science虽然有名,可是我们这个角落里,能发 best
paper in transaction on power electronics,这种才叫牛.虽然影响因子可以忽略.
无线传电在Tesla的想像之后,最早是1980年代早期的几家公司开始,是针对心脏起搏
器的充电和数据传输研究.他们用了70年代发明的微波电路中Class D/E amplifier的专
利, 用一个电感当天线来发射功率. 频率做得极高,因而尺寸也小(起搏器本不需多少功
率). 不知有没有哥们来谈谈RF amplifiers? 还有有趣的是, 有文章隐晦地说频率选择
是基于要避开人体的某些特征频率(盼有医疗人士解惑).
基于另一条完全不同的途径, 加州理工的变态们在80年代早期完善了谐振开关电源
理论之后, 有很多公司高校开始研究基于谐振的无线传电, 具体最早开始的只怕已不可
考, 大约在80年代底就有一些好的工作发表. 仅以为例, 新西兰奥克兰大学的Boys小组
就持续做了很多年. 其他,英国,日本,台湾的Delta, WIS Madison, Colorado Boulder,
MIT的Deron Jackson,都各有贡献, 在IEEE上都能查到.
就市场来说, 可以分为下面几块.
一. 有污染,需要隔离的场所. 比如我在前公司和客户合作设计过一种用于救护车的
充电器, 因为救护车可能严重污染, 所以需要全电隔离. 当时我可以做成距离可调, 算
是一项创举. 其他多数需要fix distance.
其他应用比如水下机械,粉尘污染地,太空,等等.
二. 工业自动化. 比如很多场所,工业机器人不方便拖着线走, 所以有必要做电磁的
rail,机器人所到之处不需接触都能得到电.比如Wampfler公司, Daifuku公司, 都做千
瓦甚至接近兆瓦的无接触系统, 肯定有非常高明外人不知的技术.
三. 电动汽车无线充电. 笔者目前在做混合动力一块. 这方面早已有很多理论研究,
不知为何始终无法像插入式充电站般出成品,可能对于人体可能接触的千瓦级无线输电
还是有顾虑.
四. 军事方面. 前公司曾经想过在装甲车上集成类似设备来控制机枪. 想像一下乘
员不需暴露身体就可以射击, 我觉得是至少可以做的. 如今拿起枪打人时还有被爆头危
险,为什么没人搞这块.
五. 家用小电子仪器. 比如牙刷,手机充电等, 这方面公司极多,不赘述.这种当然有
市场.我也不愿意半夜摸黑找手机插座.
六. 医疗设备. 除了起搏器, 现在植入仪器很多, 比如助听器, 人工心脏等, 都需
要隔开皮肤的持续电源. 像人工心脏甚至需要几十瓦, 需要常常心口上配一块电源. 这
方面奥巴马政府钱极多.
国内在这些方面基本都是空白(第五项应该难度很低), 海尔还是贯彻一贯中国企业
的集成本色, 买来黑盒子装起来就好.
我唯一觉得不能搞的就是无插座电视. Witricity想的是在天花板上放一块大电磁体
, 各种电器都集成了接收端. 效率先不谈, 即使满足了各种FCC,UL要求, 我自己也不愿
在这种房间里呆几分钟, 血液毕竟都是电解质,切割磁场就和发电机差不多,难说哪天和
我自己谐振了? MIT虽然牛,也不能太疯.
我想起刘慈欣在<<三体2-黑暗森林>>里描述过,人类发明可控核聚变后, 效率已经
无人在乎, 于是都是无线输电, 没有电网,没有插座,没有电线,随处都能用电, 空间布
满了温暖的电磁海洋.
虽然EE的工程师都是民工命,可是有时也能有点浪漫的想法. | w****n
发帖数: 5749 | 2 我也觉得，那种基本上是贴着的好搞，一旦拉开了距离，又必须尽量把场和能量
localize在你想要的地方，这就很难了
充,
Witricity,
,
【在 g******u 的大作中提到】
: 因为100个包子的许诺.所以写下这篇.因为笔者只是曾于此事的硬件设计工程师,不可
: 避免的是有极其片面的感想, 而且由于经验年头有限,如有任何谬误, 欢迎指出或补充,
: 以冀共同提高. 本文不涉及具体技术细节,有兴趣者放狗一下是很容易学到的.
: 版上常有ID来询问无线充电, 多数出于一篇MIT小组07年在Science上的文章,宣称在
: 2米距离内可以传输60W电力,在40%的效率. 这个小组在08年成立一家公司, Witricity,
: 专门研发家电的无线电力传输,号称,若干年后家庭不再需要插座.
: 其后在2010年Las Vegas国际消费电子大展上, 海尔电视推出一台不用插座的电视,
: 引起轰动, 也是用了MIT的技术. 于是大家很自然认为,MIT就是此行业带头人.
: 其实无线充电源来已久, MIT不但并非是最早, 或者最牛,甚至并非独特!世界上EE的
: 牛人牛公司之多,本来很难想像.Science虽然有名,可是我们这个角落里,能发 best
| r*********n
发帖数: 4553 | | m********e
发帖数: 585 | 4 不觉得电磁充电会普及，应用会有一些，但很有限。效率不高，不符合能源发展方向，
GreeenEnergy比这个会更普及。
顺便说一下，人体内脏是有谐振频的，以前有人研究过微波武器.
充,
Witricity,
,
【在 g******u 的大作中提到】
: 因为100个包子的许诺.所以写下这篇.因为笔者只是曾于此事的硬件设计工程师,不可
: 避免的是有极其片面的感想, 而且由于经验年头有限,如有任何谬误, 欢迎指出或补充,
: 以冀共同提高. 本文不涉及具体技术细节,有兴趣者放狗一下是很容易学到的.
: 版上常有ID来询问无线充电, 多数出于一篇MIT小组07年在Science上的文章,宣称在
: 2米距离内可以传输60W电力,在40%的效率. 这个小组在08年成立一家公司, Witricity,
: 专门研发家电的无线电力传输,号称,若干年后家庭不再需要插座.
: 其后在2010年Las Vegas国际消费电子大展上, 海尔电视推出一台不用插座的电视,
: 引起轰动, 也是用了MIT的技术. 于是大家很自然认为,MIT就是此行业带头人.
: 其实无线充电源来已久, MIT不但并非是最早, 或者最牛,甚至并非独特!世界上EE的
: 牛人牛公司之多,本来很难想像.Science虽然有名,可是我们这个角落里,能发 best
| J*******i
发帖数: 2162 | 5 说不定以后物理的人搞出来无线量子充能，这样就不会有电磁波的低效和污染了 | f********1
发帖数: 228 | 6 赞.我其实很希望以后我的laptop可以不带电源到处走。但我也担心会不会坐在笔记本
和无线电源之间被烤熟了。毕竟有那么大的能量可能从身体穿过。 | b*******d
发帖数: 5780 | 7 像你第一点和最后一点与医疗相关的，我觉得恰恰是该避免电磁充电的场所 | g******u
发帖数: 3060 | 8 能避免谁不想呢?
你要想想如果你的起搏器没电时,你不可能再开胸把他取出来换电池,所以只能体外充电.
对于救护车来说,因为血液和环境污染导致插座受影响,是比暂时性电磁污染严重得多的
事情.
【在 b*******d 的大作中提到】
: 像你第一点和最后一点与医疗相关的，我觉得恰恰是该避免电磁充电的场所
| b*******d
发帖数: 5780 | 9 医院连手机都是restrict，这个东西得多大功率，不可能让用
电.
【在 g******u 的大作中提到】
: 能避免谁不想呢?
: 你要想想如果你的起搏器没电时,你不可能再开胸把他取出来换电池,所以只能体外充电.
: 对于救护车来说,因为血液和环境污染导致插座受影响,是比暂时性电磁污染严重得多的
: 事情.
| g******u
发帖数: 3060 | 10 您的理解不同.
无线传电是个媒介.green energy/renewable energy是能量的来源.
比如你的电可能从太阳能,风能,煤,石油等一切源头而来,但是你家里只有可能两种传电
的媒介,插座或者无线充电.
【在 m********e 的大作中提到】
: 不觉得电磁充电会普及，应用会有一些，但很有限。效率不高，不符合能源发展方向，
: GreeenEnergy比这个会更普及。
: 顺便说一下，人体内脏是有谐振频的，以前有人研究过微波武器.
:
: 充,
: Witricity,
: ,
| | | g******u
发帖数: 3060 | 11 医院手机如果需要屏蔽,和你上飞机要屏蔽差不多.
不是说可能有问题, 而是0.0001%的可能它和某些设备的频率接近,干扰其他设备的正常
运行.
但是无线充电的特殊之处在于, 他的频率一般比较低,不大可能工作在RF频段.
而且这方面的工作频率都有详细规定,所以医院其实没有问题.
【在 b*******d 的大作中提到】
: 医院连手机都是restrict，这个东西得多大功率，不可能让用
:
: 电.
| a******a
发帖数: 231 | 12 distance no less than 10mm, it will work | g******u
发帖数: 3060 | 13 理论上任何距离都可以了,越远效率越低而已,和电磁设计很有关系.
【在 a******a 的大作中提到】
: distance no less than 10mm, it will work
| S*********N
发帖数: 6151 | 14
内家拳就是讲究震荡击打。
【在 m********e 的大作中提到】
: 不觉得电磁充电会普及，应用会有一些，但很有限。效率不高，不符合能源发展方向，
: GreeenEnergy比这个会更普及。
: 顺便说一下，人体内脏是有谐振频的，以前有人研究过微波武器.
:
: 充,
: Witricity,
: ,
| g******u
发帖数: 3060 | 15 老兄是明白人.
【在 S*********N 的大作中提到】
:
: 内家拳就是讲究震荡击打。
| z****n
发帖数: 1933 | 16 其实还是高能电池才是方向.就像变形金刚里的能量块.一块够全家用几个月.
不过也是个小型核弹的毛胚
充,
Witricity,
,
【在 g******u 的大作中提到】
: 老兄是明白人.
| j*****p
发帖数: 24000 | 17 那如何做到该充电的充电，不该充电的不充电呢？
电力公司如何防止别人偷电呢?
好奇中，感谢楼主解惑 | c****s
发帖数: 2487 | 18 还是生物化学能安全高效，比如脂肪，减都减不掉
【在 z****n 的大作中提到】
: 其实还是高能电池才是方向.就像变形金刚里的能量块.一块够全家用几个月.
: 不过也是个小型核弹的毛胚
:
: 充,
: Witricity,
: ,
| a****l
发帖数: 8211 | 19 有道理,不能救人的话是马上死,被电磁波烤熟的话是几月/年后死,反正最坏也不过是个
死,就没什么关系了.
电.
【在 g******u 的大作中提到】
: 能避免谁不想呢?
: 你要想想如果你的起搏器没电时,你不可能再开胸把他取出来换电池,所以只能体外充电.
: 对于救护车来说,因为血液和环境污染导致插座受影响,是比暂时性电磁污染严重得多的
: 事情.
| F********P
发帖数: 805 | 20 有没有远程充电的电池啊？毕竟电池可以持续一段时间，没有电池的话，离开外界电源，插座也好无线功率的东西也罢，电器就不工作了。 | | | s**********e
发帖数: 601 | | g******u
发帖数: 3060 | 22 这个一点不难。如果没有接收端的电磁体和谐振端，根本传不出去。
而且也可以设一个RF link传一点数据，比如用户密码之类。
【在 j*****p 的大作中提到】
: 那如何做到该充电的充电，不该充电的不充电呢？
: 电力公司如何防止别人偷电呢?
: 好奇中，感谢楼主解惑
| l*******s
发帖数: 26303 | 23 问个题外问题，有人愿意每天生活在高辐射的电磁场中么？
充,
Witricity,
,
【在 g******u 的大作中提到】
: 这个一点不难。如果没有接收端的电磁体和谐振端，根本传不出去。
: 而且也可以设一个RF link传一点数据，比如用户密码之类。
| l**********r
发帖数: 1745 | 24 听着怎么象特斯拉(Tesla) n 年前也许就可以实现的无限（也是无线）能源技术啊？ | c****n
发帖数: 21367 | 25 你还别说，Steven Chu最近在国会的proposal就是modularized nuclear reactor
准备挨家挨户放。
【在 z****n 的大作中提到】
: 其实还是高能电池才是方向.就像变形金刚里的能量块.一块够全家用几个月.
: 不过也是个小型核弹的毛胚
:
: 充,
: Witricity,
: ,
| g******u
发帖数: 3060 | 26 you are already there.
It's not only the fresh air that makes you feel better in a forest cabin.
【在 l*******s 的大作中提到】
: 问个题外问题，有人愿意每天生活在高辐射的电磁场中么？
:
: 充,
: Witricity,
: ,
| u*****g
发帖数: 1632 | 27 太高深了
充,
Witricity,
,
【在 g******u 的大作中提到】
: you are already there.
: It's not only the fresh air that makes you feel better in a forest cabin.
| o**e
发帖数: 542 | 28 海尔的无尾电视（no tail TV)不是早就参展了吗？
充,
Witricity,
,
【在 g******u 的大作中提到】
: you are already there.
: It's not only the fresh air that makes you feel better in a forest cabin.
| c****7
发帖数: 4192 | 29 iron man 看多啦？
那个装iron man上的东西，和核电比，核电就像5号电池一样。
【在 z****n 的大作中提到】
: 其实还是高能电池才是方向.就像变形金刚里的能量块.一块够全家用几个月.
: 不过也是个小型核弹的毛胚
:
: 充,
: Witricity,
: ,
| k*******n
发帖数: 8891 | | | | c****n
发帖数: 21367 | 31 ironman那个说是聚变吧，聚变堆的话（假如那么小尺寸的自点火可以实现）
假如里头半透明部分都是核原料，还是能够全家用几个月的，呵呵。
【在 c****7 的大作中提到】
: iron man 看多啦？
: 那个装iron man上的东西，和核电比，核电就像5号电池一样。
| g******u
发帖数: 3060 | 32 Bro, I did talk about that in the post.
【在 o**e 的大作中提到】
: 海尔的无尾电视（no tail TV)不是早就参展了吗？
:
: 充,
: Witricity,
: ,
| h******n
发帖数: 22 | | c****7
发帖数: 4192 | 34 才几个月，不只吧。e=mc^2啊。
【在 c****n 的大作中提到】
: ironman那个说是聚变吧，聚变堆的话（假如那么小尺寸的自点火可以实现）
: 假如里头半透明部分都是核原料，还是能够全家用几个月的，呵呵。
| s*******2
发帖数: 145 | 35 有一种技术类似SDMA。整个空间内的电磁场强度很低，但是在个别点上强度很高。也有
点类似spectrum spread （CDMA）吧，你收到的信号跟thermal noise 差不多，但是经
过autocorrelation可以还原一个很强的信号。
我没看懂MIT那篇文章，但是感觉跟transformer（变压器）差不多啊，只不过介质是空
气而不是磁铁。或者说跟法拉第电磁感应定律差不多。一个线圈产生的时变磁场，受感
应线圈也会差生电流。但是法拉第电磁感应对谐振没有要求。
其实任何一对天线都可以看做无线充电，只是功率和效率不高，接受天线只接收到很少
很少一部分能量。
我也在做这方面的研究，有兴趣的可以讨论一下。我的MSN：s*********[email protected].
cn | g******u
发帖数: 3060 | 36 Again, the MIT paper has nothing new in theory, also nothing related to
Faraday. It's all based on resonance.
Go to IEEE and search for some inductive coupling papers and you'll
understand.
【在 s*******2 的大作中提到】
: 有一种技术类似SDMA。整个空间内的电磁场强度很低，但是在个别点上强度很高。也有
: 点类似spectrum spread （CDMA）吧，你收到的信号跟thermal noise 差不多，但是经
: 过autocorrelation可以还原一个很强的信号。
: 我没看懂MIT那篇文章，但是感觉跟transformer（变压器）差不多啊，只不过介质是空
: 气而不是磁铁。或者说跟法拉第电磁感应定律差不多。一个线圈产生的时变磁场，受感
: 应线圈也会差生电流。但是法拉第电磁感应对谐振没有要求。
: 其实任何一对天线都可以看做无线充电，只是功率和效率不高，接受天线只接收到很少
: 很少一部分能量。
: 我也在做这方面的研究，有兴趣的可以讨论一下。我的MSN：s*********[email protected].
: cn
| w*****y
发帖数: 264 | 37 why are the machine guns on armored vehicles need wireless power
transmission? why not just use power cords?
Thanks.
充,
Witricity,
,
【在 g******u 的大作中提到】
: Again, the MIT paper has nothing new in theory, also nothing related to
: Faraday. It's all based on resonance.
: Go to IEEE and search for some inductive coupling papers and you'll
: understand.
| f****i
发帖数: 20252 | 38 没有铁芯的变压器
家用不可能普及的，因为一般只允许在150kHz以上的频率辐射不超过1瓦的能量。近距离低频率也许还能弄高点。
充,
Witricity,
,
【在 g******u 的大作中提到】
: Again, the MIT paper has nothing new in theory, also nothing related to
: Faraday. It's all based on resonance.
: Go to IEEE and search for some inductive coupling papers and you'll
: understand.
| M*******c
发帖数: 4371 | 39 Of course they are 贴着的
【在 w****n 的大作中提到】
: 我也觉得，那种基本上是贴着的好搞，一旦拉开了距离，又必须尽量把场和能量
: localize在你想要的地方，这就很难了
:
: 充,
: Witricity,
: ,
| E*****a
发帖数: 757 | 40 肯定是难，但是物理学上，理论应该是有的。场论里就有类似的。
【在 w****n 的大作中提到】
: 我也觉得，那种基本上是贴着的好搞，一旦拉开了距离，又必须尽量把场和能量
: localize在你想要的地方，这就很难了
:
: 充,
: Witricity,
: ,
| | | c****n
发帖数: 21367 | 41 聚变堆也不能完全消耗质量啊... :)
【在 c****7 的大作中提到】
: 才几个月，不只吧。e=mc^2啊。
| g******u
发帖数: 3060 | 42 of course可以拉开到一定距离。不然在很多场所就失去意义了。
这就是为什么要上谐振而不是简单的变压器原理。
【在 M*******c 的大作中提到】
: Of course they are 贴着的
| c****7
发帖数: 4192 | 43 en,那估计ironman里面的还要牛x。就像“回到未来”里面那样，垃圾堆里面找些罐头
就可以了。呵呵。
【在 c****n 的大作中提到】
: 聚变堆也不能完全消耗质量啊... :)
| p***e
发帖数: 472 | 44 That's correct. Wireless energy transmission was implemented many years ago by Nicolas Tesla. It's called Tesla coil.
http://en.wikipedia.org/wiki/Tesla_coil
【在 g******u 的大作中提到】
: of course可以拉开到一定距离。不然在很多场所就失去意义了。
: 这就是为什么要上谐振而不是简单的变压器原理。
| m********e
发帖数: 585 | 45 Not that strictly divided, e.g. shining light on solar cell will charge the
battery.
With all of the radiation already everywhere in the air, the ideal case will
be to invent some device to absorb all of existing RFs and convert it into
energy rather than creating a big energy generator.
【在 g******u 的大作中提到】
: 您的理解不同.
: 无线传电是个媒介.green energy/renewable energy是能量的来源.
: 比如你的电可能从太阳能,风能,煤,石油等一切源头而来,但是你家里只有可能两种传电
: 的媒介,插座或者无线充电.
| g******u
发帖数: 3060 | 46 You have your point.
话说回来,离科幻也不远了.
the
will
into
【在 m********e 的大作中提到】
: Not that strictly divided, e.g. shining light on solar cell will charge the
: battery.
: With all of the radiation already everywhere in the air, the ideal case will
: be to invent some device to absorb all of existing RFs and convert it into
: energy rather than creating a big energy generator.
| m*****n
发帖数: 171 | 47 困惑我多年的问题终于被大牛解答了。
充,
Witricity,
,
【在 g******u 的大作中提到】
: You have your point.
: 话说回来,离科幻也不远了.
:
: the
: will
: into
| w*******d
发帖数: 3714 | 48 如果一个人跑到手机塔下面铺开一个大网把信号的能量都给收了，住旁边的人就哭死了
。。。
【在 g******u 的大作中提到】
: You have your point.
: 话说回来,离科幻也不远了.
:
: the
: will
: into
| c****n
发帖数: 21367 | 49 my intuition is, 2nd law of thermodynamics might prohibit
such thing as "absorb all of existing RF energy".
【在 g******u 的大作中提到】
: You have your point.
: 话说回来,离科幻也不远了.
:
: the
: will
: into
| g******u
发帖数: 3060 | 50 恩，这有点象第二类永动机，但是热力学和电又不同，电是没有工质变化的。有源，有
负载，有媒介（如电池），完全是可逆的。
其实已经有很多高人搞过从空间吸收电磁能，google能找到很多传奇事迹。我还没想通
，但我找不到理论上一定不能做的论点。
【在 c****n 的大作中提到】
: my intuition is, 2nd law of thermodynamics might prohibit
: such thing as "absorb all of existing RF energy".
| | | c****s
发帖数: 2487 | 51 关于这个是有相关法律（或者说规定）的
大意是无线通讯器材禁止把信号用于通讯之外的用途
当时nokia公布那个无线充电的“新发明”的时候有管部门已经出面了
【在 w*******d 的大作中提到】
: 如果一个人跑到手机塔下面铺开一个大网把信号的能量都给收了，住旁边的人就哭死了
: 。。。
| b******3
发帖数: 183 | 52 空间吸收电磁能!這點比較有價值!
無線電力傳輸的應用面有限!現已有產品在市場上!但其成本與效率考量!應用多者應該
在軍與醫用途上!! | b******3
发帖数: 183 | 53 補充一下!
台灣花博的一項電子卡還是什麼的?目前台北市政府委託中華電信設計由藍芽無線傳輸
充電的!距離不是很遠!因為此案是本人朋友負責設計的!! | w****n
发帖数: 5749 | 54 天线的效率注定是有限的，因为有一部分不参与辐射的电场
【在 b******3 的大作中提到】
: 補充一下!
: 台灣花博的一項電子卡還是什麼的?目前台北市政府委託中華電信設計由藍芽無線傳輸
: 充電的!距離不是很遠!因為此案是本人朋友負責設計的!!
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