MAKING WIRELESS TRULY WIRELESS: THE NEED FOR A UNIVERSAL WIRELESS POWER SOLUTION
David W Baarman
Director of Advanced Technologies, Fulton Innovation
2009年9月

无线电源技术（Wireless_Power）并非一项新技术，它在过去的180年间已经取得了不同形式的发展与不同程度的成就。然而，直到最近有了微处理器(microprocessor)，无线电源才成为解决有线技术因控制无效或缺乏控制而引起的安全及其它问题的有效方案。一些公司和高等学府最近提出了一些方案，以解决延误高效无线电源广泛应用这个问题，但是这项积极发展面临着新的挑战，例如：专属技术和推出国际通用标准的矛盾。消费者调查显示，通用标准是一个最好的方案，因此现在取决于有意于开发和制造这些方案的公司研制一个标准，这样世界各国的消费者可以在一个唯一通用的标准下给不同品牌、不同用电需求的设备充电。像Wi-Fi联盟为无线网络所做的贡献一样，这个解决方案可以创造一个指导人们如何使用电源的新协议。

汉斯.克里斯蒂安.奥斯特（Hans Christian Orsted）、迈克.法拉第（Michael Faraday）、尼古拉.泰斯拉（Nikola Tesla）、伽利尔摩.马可尼（Guglielmo Marconi）等知名人物在过去180年中提出无线电源（wireless power）的概念，并在实验室进行了研发。从此，无线电源技术便承载了提高全球的消费者的便利性和自由程度的厚望。

由于无线电源技术已经发展了数年，所以更多的公司已经并将继续利用电感耦合、传导连接和射频这几种技术推出专属性方案。然而，将无线电源推向市场的专属性方案则面临着一个潜在困难，其反映了当前有线电源技术面临的最大问题，即为消费者提供一个可以给不同品牌、不同用电需求的多种设备充电的唯一的、全球普遍适用的方案。

该方案是以Wi-Fi联盟等组织为榜样，并通过国际开发商、制造商与经销商的联合组织推出了唯一的国际标准，作为世界无线电应用的蓝图。通过这种技术可实现无线电源大规模一体化，所以诸如供应链因素、价位、装置和基础设施一体化、效率、安全、多种用电需求这样的问题就迎刃而解了，最终将无线电源从科幻作品的太空带至切实可行的真实世界中，消除最后的电源线。

平台已经铺就

我们生活在一个飞速发展，便利性、连通性和自由程度不断升级的世界。这是一个无线电源和通信革命的时代：从掌上电子产品到家用电器，到交通，无一不利用无线技术将便利性、互动性和监控水平提到一个新高度。由于蓝牙、Wi-Fi、射频（RF）、超宽带（UWB）和全球定位系统（GPS）这些技术的应用，无线电已经取得了巨大的进步，但是电源线却成为阻碍消费者实现完全无线生活的羁绊。全球供电联盟组织的调查显示，对于全球每年生产和发运的几十亿电源适配器，消费者在考虑制造、可用性、浪费和环境影响的同时，也追求“简单、易充电和方便”，因而激发了人类研究无线电源方案的极大兴趣。

在芝加哥市场调查机构思纬公司（Synovate）的配合下，绿色插头组织（Green Plug：www.greenplug.us），一个为电子产品提供独立插头的机构，调查了1千名网上消费者对购买消费类电子产品的看法，特别是对那些不能与其他产品共用外接电源的产品的看法。

根据2008年4月组织的问卷调查，“31%的受访人表示他们认为不兼容电源纯属浪费，他们有一堆没用的适配器闲置在一边；而30%的人认为这种状况十分令人烦恼——如果出门时忘了携带合适的充电器，就不能使用像笔记本电脑、手机、相机和音乐播放器这些重要的设备。另外18%的人表示他们以前从来没考虑过这种情况；13%的人认为这种情况事实上并没有对他们造成不便；8%的人认为这样费用太高——如果他们上班、上学或出行时忘了带合适的充电器，他们就不得不买替代品。”

消费者的需求，加之在过去十年中那些提供可行无线电源方案公司的出现，加速了无线电源方案走向市场的步伐，从专属垫板和自适应方案，到要求国际标准的集成近场和传播技术，——都在追寻正确的答案。

挑战——无线电源作为一种产业而出现

由于新兴的无线电产业中出现的消费需求以及多种解决方案，包括从电感耦合、传导连接到射频和其它传播技术，各种消费和开发层次的问题也随之出现了。无线电安全吗？附加成本是什么？这项技术如何迈向市场？其效率高吗？有没有普遍通用的解决方案？这项技术可以生产多少电？除了这些不断增加的问题，一个许多有线电源技术已经面临的挑战也开始出现：各公司开始回应这些问题并且迅速开发专有应用技术争先上市，而不是推出一个解决这些问题的国际标准。

这种做法割裂了无线电产业，以至于媒体和私营社会媒体对此议论，根据具体实施的技术方案，人们看到的有时是从不同视角互相矛盾的答案，从而造成了关于市场上技术看法的混乱局面，无形中延缓了新的有效无线电源方案的实施。

解决方案——通力合作，推出无线电源标准

无线电源是一种改变人类生活方式的技术。正如蓝牙和Wi-Fi技术，它彻底改变了人们的生活方式，为人们提供更高水平的可移动性、便利性和安全性。它可以在不同用电需求、不同产业的产品的开发和使用过程中，增加产品价值，提升灵活性。因此，非常有必要推出一个技术应用标准，为其广泛应用和融入消费者生活方式提供最大机会。通用标准的可能性将在消费者给他们的设备充电时提供方便，不管什么品牌，将毫无适配器和电源线方面的障碍。这些都是全球关于无线电源的最新话题，如果没有一个通用标准，困难将依旧存在。

除了各公司开发专属技术有关的困难，表现为各种用电层次的细分市场的数量是必须考虑的另一个重要因素。显而易见，人们需要能够满足比单个制造商一般所能想象的更广阔的市场的技术。关于60瓦的电源可为任何60瓦以下的设备供电并且满足适当的设备需求的观念以前被认为成本高昂。有了这样先进、低成本的供电技术，这种可能即将变为现实。这种理念的推行需要与消费者的期望保持一致。如果不把推出通用标准放在首要位置，那么势必会限制无线供电技术的普遍推广应用。

除了要解决通用方案可行性方面的问题，一项标准的协同开发也可以解决影响无线电技术广泛应用的其他重点问题。

这些问题中最突出的是“鸡还是蛋”的问题，它给制造商何时投资无线电技术造成了困难。设备制造商在进行大规模生产之前要求基础设施到位，而基础设施制造商在大规模生产之前需要能与他们产品配合使用的各种设备。双方的顾虑都有道理。通过独立开发专属技术，这个问题导致了一个潜在僵局，该技术应用可能会被推迟数年。设备制造商和基础设施制造商通过共同努力将找出可以满足双方各自的需求的方案。另外，通过共同的开发和生产活动，各制造商将更好地满足消费者对综合通用解决方案的需求。综合考虑这些因素，到头来，很明显设备的生产需要促进基础设施。无论如何，基于接受的消费拉动将最终决定工业应用的程度和进入市场的时间。

除了“鸡还是蛋”的问题，还有其它同等重要的问题，可以通过无线电产业的共同努力推出一个国际标准来解决。供应链开发和产品成本是一个给技术整合造成潜在负面影响的重要因素。只要当主要参与者运用了他们的集体才智和方案，无线电源的潜能才可以立即释放出来。通过与芯片组制造商的合作、共同开发设计方案，诸如实施成本、安全、效率和环境影响这样的问题都会有所缓解，并且创造无线电市场繁荣的环境。

eCoupled方案

正如Wi-Fi联盟的模式一样，Fulton创新公司一直与广大伙伴们紧密合作，包括无线电源联盟、各主要电子产品细分市场的领头羊和其它无线电源公司，致力于创建并推出无线电源国际标准。首先，应制定一个适用于低电量产品（5瓦及以下）的标准。不过，Fulton公司已经推出了中高级供电方案，为各公司开发高端产品提供了新的机会，为开发适用于不同品牌和不同用电需求的互通无线电源技术提供更大的可能性。

Fulton公司在无线电源开发和应用领域拥有各类已批准的、公开的和待批的专利共计400多项，掌握着许多领域的关键技术，除了低功率输电之外，还包括中高功率领域的应用技术。Fulton公司利用一种名叫超低备用电源的技术可将无线电源系统中的电量消耗降至最低，其效能可与有线电源系统相媲美。了解了用户的充电周期和为设备供电的习惯之后，Fulton公司已经设计了一个注重总电量消耗和供电便利性的系统。在一些情况中，备用电源的电耗实际上比使用过程中电耗更让人担忧。备用电源的损耗是常规操作的七倍之多。

调查显示，消费者厌烦因便携式设备用电结束后断开电源的不便，而超低备用电源则可以实现该过程的自动化。多系统协同运作将电量消耗降至最低，并提供普遍通用的无线电源是智能无线供电必须实现的一部分。以下图表中提供的示例可以说明备用电源是如何影响整体效率的。

应该注意的是，无线电源的效率通常被放在简单有线电源的框架下考虑。在一些情况中确实如此，但是在典型的情况下，墙体供电或源头供电的部件、连接器、被供电的设备、充电器和电力管理等因素也都在这种比较中发挥作用。这就是无线电源可与有线电源媲美的原因。在这种对比中，有了超低备用电源技术，无线电源可以提供更大的供电范围。

另外，据《1394行业协会技术概要》，“许多电子产品配备的“壁瘤(译者注：充电器)”，也称为“能量吸血鬼”，经常是线性供电，效率大约为30%到40%。那就意味着它们要消耗所连接的供电设备使用电量的70%。糟糕的是，设备关闭后，它仍在消耗电能。”这样浪费的电能不仅导致了壁瘤的低效，而其也产生了废弃之后的环境影响。单单在2008年，全世界就生产了32亿台外接电源，其中有7.37亿台销往美国。

甚至美国一国就有4.34亿台外接电源将被淘汰，只有12.6%将被回收利用，仍有3.79亿台被填埋。这些电源设备不会自行消失。据美国环保署(EPA)，“这些电源由有毒物质制成，没有太多可回收利用的部件，因而不受回收利用者的青睐。”

除了跨低、中、高功率应用的重要网际协议（IP）的开发，Fulton公司已经与芯片组开发、创新产品流程和材料开发、供应链、销售渠道管理等领域的巨头建立了良好关系，并且与无线电源联盟通力合作，致力于无线电源标准的推出。

Fulton公司承诺要开发供世界消费者广泛应用的最可行的电源方案，这也是面向所有电子产品制造商、无线电源开发商、高等学府、管理部门和其它有兴趣的组织的公开邀请，邀请大家参与到全球无数的输电技术应用中的无线电源整合的开发和对话中来。

结论

无线电源是一个令人振奋的新领域，为世界各地的制造商和消费者提供了新的机遇。这方新领域将在市场细分和产品设计方面发挥主要影响，另外，它将提供环保节能技术，简化人类与基础设施的接触、开创设备及补充产品设计的新方法。随着该技术达到顶端水平，实现了在消费者中的广泛应用，工程和设计团队、无线电源方案提供商、制造商和管理部门必须紧密协作，确保满足当前和未来消费者的需求，把国际通用技术的开发放在首位。只有这样，全球电力传输才能发挥潜能，让无线真正实现无线。

作者介绍：
大卫.巴尔曼（David W Baarman）是Fulton创新公司的高级技术总监、eCoupled智能无线电源技术的首席研发人。巴尔曼先生负责eCoupled技术及Fulton创新公司其它技术的技术监督和开发。
巴尔曼先生于1997年加入安利公司，并在eSpring净水器中首次应用了智能型电感耦合技术。拥有在消费品和工业用品开发领域20多年的领导经验，巴尔曼先生对eSpring中的技术作了进一步研发，使其可为包括有着不同用电需求的消费电子产品等日常技术应用供电。
在巴尔曼先生的努力下，eCoupled技术已经在美国以及全球范围内被人们所认知，同时于2008年5月收购了前竞争对手Splashpower公司。巴尔曼先生已拥有350多项已批准或待批的美国和国际专利。

详细阅读，请访问http://www.ecoupled.com/ch/pdf/ECOUPLED_white_paperV3_SCH_HiRes.pdf（中文版），或者http://www.ecoupled.com/pdf/ECOUPLED_white_paperFinal.pdf（英文版）。