ワイヤレス充電技術は大きく2つのカテゴリーに分けられます。数センチの範囲で電力を伝送する近距離方式(誘導式と共振式)と、数メートルの範囲で動作する遠距離方式(高周波、マイクロ波、レーザー)です。誘導式は現在最も広く使用されており、Qi対応スマートフォンパッドやほとんどの自動車用ワイヤレス充電を支えています。一方、共振式は、より長い到達距離と拡張性により、産業用途や自動車用途で採用が進んでいます。RF、マイクロ波、レーザーはまだニッチな分野で、低ワット数の狭ビームによる長距離電力伝送に特化しています。

誘導式

誘導式充電器には2つの主要な誘導コイルが内蔵されており、パッド型でスマートフォンに装着されます。1つは充電ベース側にあり、ベースから交流電流を生成します。もう1つは携帯端末側にあり、内蔵の充電コイルが充電ソケットに接続され、全体で電源トランスを構成します。別の言い方をすれば、誘導式ワイヤレス充電技術は、一次コイルと二次コイルが強く結合される磁気結合現象を利用して機能します。交流磁束が確立され、送信コイルと受信コイルによってそれぞれ電流に変換されることで、誘導電力伝送が正しく機能します。

大手スマートフォンメーカーの多くは、Qi対応端末を製造しているか、製造を計画しています。技術の普及に伴い、誘導式ワイヤレス充電はレストランやカフェなどの公共の場所に安全な充電スポットを提供するために活用される可能性があります。実際、かなり多くのワイヤレス充電ソリューションプロバイダーがすでにそれを実現しています。さらに、成長著しいEV市場では、一部の発展途上国で誘導式技術の採用が緩やかに増加すると見込まれています。現在、ほとんどのスマートフォンは、誘導充電に基づき、任意の磁気位置合わせ機能を持つQiおよびQi2規格で充電されています。

共振式

共振式充電では、2つの銅コイルが使用されます。1つはワイヤレスパッドやマットに置かれ、もう1つはスマートフォン、イヤホン、スマートバンドなどのデバイスに配置されます。そして両方のコイルは、一致する共振電磁周波数に同調されます。共振式技術は、高い柔軟性と位置合わせの自由度を持って、長距離のワイヤレス電力伝送を可能にします。磁気共振結合は疎結合であり、電力伝送効率は低く、電磁放射は高くなります。

共振式充電は、コイルが軽く結合され、類似した共振周波数に同調されているため、より長い距離で動作し、コイルの位置ずれに対する許容度も高くなります。共振式充電には、複数のデバイスに同時に電力を伝送できるという利点があり、コイルのサイズが同じである必要もありません。したがって、共振式充電は、優れた許容性により、産業用途や自動車用途に理想的です。

高周波(RF)

RFワイヤレス充電は、小型バッテリーで動作し消費電力が非常に少ないデバイスの充電に使用されます。RF波を送信する送信機と、デバイス内に組み込まれた受信機(コイルではなく)で構成され、受信機はRFエネルギーを受信してDC電圧に変換します。送信機をソケットに接続すると、電波が生成されます。同じ周波数に設定すれば、デバイスを簡単に充電できます。

誘導式や共振式の充電がより大きな制約を受けるようになれば、高周波ワイヤレス充電への需要が確実に高まるでしょう。補聴器をボウルに置くだけで、ケーブルやプラグのわずらわしさなしにすぐに充電することが可能になります。したがって、誘導式と比較して、RF充電はより強力な技術応用とともに大きな機会を秘めています。

その他

遠距離方式は、レーザーやマイクロ波放射によるワイヤレス電力伝送に使用されます。長距離伝送が可能なマイクロ波帯の電波による電力伝送では、より指向性が高くなります。長距離にわたって干渉なく大量のエネルギーを供給できるため、レーザーやマイクロ波放射は産業用途や軍事用途で広く使用されています。

ワイヤレス放射を利用した充電技術は、RFIDカード、ワイヤレスセンサー、体内埋め込みデバイス、LEDの充電に使用できます。マイクロ波ワイヤレス充電はモバイル用途に適しています。