【关键词】多普勒天气雷达回扫充电电源工作原理故障分析
发射系统是多普勒天气雷达中一个重要的组成部分，主要包括了回扫电源、线性调制器系统、微波链路、监控分机及其它电路，回扫电源又是其中的重中之重。本文将以成都锦江电子系统工程有限公司的714CDP型C波段双偏振全相参多普勒天气雷达为例，简述发射机中回扫电源的基本工作原理及常见的故障分析。
一、发射系统的基本组成及概述
本发射机采用全相参体制，固态射频功率放大器推动高增益速调管构成放大式发射机。采用回扫充电电源作高压电源，可控硅作调制开关，组成回扫充电调制器，经高变比脉冲变压器形成高压调制脉冲加于脉冲速调管阴极，由功放放大后的微波信号推动速调管工作，放大后的脉冲信号经馈线、天线辐射到空间。高功率电源直接用50Hz、380V电源整流，滤波与回扫充电一起，稳定性高，可实现变脉宽，变T工作，高压电源纹波小。
二、回扫电源
回扫充电是一种先进的充电技术，回扫充电电路是开关电源用于脉冲调制器的一种特殊型式.与传统的充电技术相比，它省去了笨重的高压变压器；具有很高的充电精度，可以方便地调节充电电压的幅度，使调制器具有很强的适应正/负失配的能力及快速的故障保护功能。
回扫电源由高功率电源分机、充电控制分机、回扫变压器和RC吸收网络组成。
三、回扫充电电路基本工作原理
从定时器发出赋能指令开始到比较器发出赋能结束指令止，储存在充电变压器中的能量不断增加，这段时间称赋能时间，赋能结束后充电开关管V1、V2关断，加到开关管充电变压器初级电流i1突降为零。由于铁芯内磁场不允许突变，变压器次级电流i2由零跃升为i2max，i2max=i1max/n，n是充电变压器次级对初级的升压比。在t2时段内，充电变压器次级电感与调制器中的人工线PFN的电容C构成串联谐振回路，在t2终点，i2下降为零，而人工线上的充电电压升至Ucmax，完成了一个充电周期。事实上，由于存在漏感，在t2时段开始时，电流i1的下降有个过程，在这段时间里，漏感中的储能通过回授二极管D1、D2（为软性开关，简称SCR，如闸流管）返回510V直流电源，调制器中的充电二极管D3阻止人工线通过变压器次级绕组放电。在t1时间，电流i1将能量以磁能形式储入充电变压器，因此称为赋能电流；而流过回授二极管，将能量返回直流电源的直流称为回授电流或反馈电流。
为确保人工线充电电压的精度，必须精确控制储入变压器中的磁能的数值，即必须控制i1max的大小，也就是必须精确控制充电开关管开启与关闭的时间间隔，而充电开关管的通断则由赋能控制脉冲控制，赋能脉冲来自充电控制板。通过赋能电流与赋能脉冲宽度间的闭环，可最终确保人工线充电电压的精确度。
四、回扫充电电路保护及检测设置
（1）该电路在输入380V，50Hz电压时，设置了缓启动方式，用以防止短路冲击及启动时的反馈过流。（2）在C1之后，IGBT之前设置了一个霍尔元件，可用于反馈电流检测。（3）在两个IGBT处设置了RC吸收网络，防止开关两头的电流突变及充电变压器处出现过大的反馈电流，导致IGBT击穿。（4）在C1及L1之间有6只SCR，由于人工线会不断的储存能量，导致电压不断升高，当反馈电流过高时，会击穿SCR，因此在人工线处设置了RC吸收网络，防止反馈过流。（5）在人工线和脉冲变压器初级之间设置了反峰电流检测，主要用于检测反峰电流。
五、常见故障分析
（1）假设脉冲变压器初级等效电阻为RL，人工线阻抗为ρ，当RLρ时为正失配。正负失配主要用于判断速调管性能是否良好，反峰电流就可以用于衡量正负失配。负失配时能量传输无法完全通过人工线，能量会在人工线不断聚集，因此会采用RC吸收网络用以保护电路。当速调管使用时间过长或发射能力下降时，电子发射能力减弱，电流变小，阻抗增大，会从负失配变为正失配，此时人工线聚集能量增大，反峰电流增大；当速调管失效时，速调管功率明显减弱，反峰电流会明显增大。（2）SCR脉冲一般为3～5μs，当SCR被击穿时，可测量脉冲用以判断，但是必须将散热器与可控硅压紧，不然无法测量其脉冲。C1与L1之间有6只SCR，每只SCR电阻正常位120KΩ，如果测量发现电阻为0，则可证明SCR被击穿。（3）IGBT可用三用表测量，当其阻值过低时，代表被击穿。其正常阻值可在运行正常时测量，并记录。IGBT故障时还可以测量其触发脉冲。在开假高压时，可以测量IGBT触发脉冲，下面介绍如何开假高压。取掉整流分机输入的380V电压插头，此时无缓启动信号，无法开高压，将充电控制分机的开关工作时放在“工作”按钮，检查时放在“检查”按钮，用以模拟缓启动信号，此时开高压，IGBT处无510V电压，即为假高压。开假高压后，充电控制分机的充电控制板开始送出赋能脉冲到IGBT的驱动板上，此时可用示波器检查IGBT的触发脉冲是否正常，因为无高压，因此可以保证示波器不会被烧坏。注意，两个IGBT带有虚流二极管，两个IGBT并不相同，不可呼唤。（4）以下几种情况，监测系统会报IGBT过流故障：①D3被击穿；②充电变压器次级短路（可能会报赋能过流）；③充电变压器次级RC吸收网络电容被击穿；④C1与L1之间6只SCR被击穿；⑤人工线被击穿。
因为此雷达为双偏振雷达，因此人工线有两个脉宽，分别为1μs和2μs。当判断人工线是否故障时，假设此时所用脉宽为1μs，监测系统报IGBT过流故障，转换脉宽，变为2μs，如果正常则判断人工线故障，被击穿，否则，人工线正常。
总结：随着民航事业的飞速发展，气象多普勒雷达在民航气象保障设备系统中扮演着越来越重要的位置，本文只是以714CDP双偏振全相参多普勒天气雷达为例，简述了发射系统回扫电源的充电工作原理，以及对该电路常见故障做了简单介绍，有许多不尽及不妥之处，希望能对天气雷达维护人员有些许帮助，提高航空飞行安全的保障能力。
1设计背景
根据艾瑞咨询集团的中国智能终端规模数据，2014年中国智能手机的保有量为7.8亿台，同比增长34.3%，预计到2017年将达到11.3亿台;2014年手机出货量为3.9亿台，比上年增长21.9%，预计到2017年将达到5.2亿台，这就为智能手机相关的配件市场提供了更大的空间。据海外市场研究机构ABIResearch数据显示，预期智能手机配件市场将在2017年成长至380亿美元。
在手机的配件中，电池占了很大的比重。而传统电池容量每十年才提高20%，与智能手机、平板电脑等高耗电量设备的普及速度不成正比，已无法满足科技发展和人们生活的需要。因此移动电源的出现和研究，极具价值。而目前，便携式移动电源仍需解决无法智能化和数据化等缺陷，因而本课题针对移动电源和手机易被盗、移动电源无法智能化和数据化等缺陷，以蓝牙4.0技术为核心，研究设计带定位系统的无线蓝牙智能移动电源。
2设计原理与思路
2.1设计原理
无线蓝牙智能移动电源是基于国际蓝牙组织的最新蓝牙4.0协议进行工作的，主要原理是应用了无线蓝牙技术和搭载传感器的集成电路通过手机上配套的App使得各个平台之间无线连接，并且可以充分利用云端的优势进行数据存储和分析以及进一步应用拓展。
2.2设计思路
实现将蓝牙4.0作为物联网内各种设备的无线通信技术基础，自主研发智能手机的智能配件产品及配套的移动端App，实现智能配件和手机的无线互联及命令、数据传输，并基于超低功耗蓝牙技术结合各种传感器信息搜集，以及结合目前消费电子产品市场上具有广泛认知及销量的移动电源产品，并提供嵌入式集成电路开发、移动智能终端软件开发及云端计算及大数据量存储交互的一体化解决方案，真正实现电子产品智能化。
手机端App主界面可以获取和手机相无线连接的移动电源内部的诸多信息，包括：移动电源当前电量、对各种智能设备如手机或Pad预估充电次数、当前电源预计充满电所需时间等，并且具有电源和手机端进行无线连接或断开的设置按钮以及电源设置操作按钮等，还可通过按动移动移动电源home键遥控手机拍照。移动电源设置界面可设置各种移动电源状态或情况下的提醒(图1)。
3设计制作与步骤
3.1无线蓝牙智能移动电源的内部设计
无线蓝牙智能移动电源包括主控模块和分别与主控模块电连接的升压模块、充电管理模块、电量读取模块和通信模块;电芯通过电芯保护模块与充电管理模块、升压模块和电量读取模块电连接;充电管理模块连接有USB充电接口，升压模块连接有USB放电接口。
通信模块采用蓝牙模块，与主控模块电连接并与外部移动设备(如手机、笔记本电脑等)通信连接，用于为外部移动设备提供移动电源的电量信息和内部相关信息。内部相关信息包括电压信息、电流信息、温度信息等。
无线蓝牙移动电源和手机或Pad等外部移动设备之间的通信包含数据通信和命令通信两种：
(1)数据通信。主要是指从移动电源内部传感器读取的电源内部温度、3D加速度数据和电量控制模块读取的电源电压、电流、电量数据，这些数据可以实时传输到手机或Pad端，通过App的加工处理，以各种可扩展的应用展示给用户，或对用户操作进行提醒。
(2)命令通信。主要是指通过移动电源上按钮，对其触发相应的指令传输到手机或者Pad端，通过App对手机或Pad进行无线遥控操作，比如遥控照相、遥控连续拍照、遥控摄像、遥控录音、遥控触发手机铃声以找到手机等;同时还可以反向通过手机端App，发出命令，传输到移动电源上，触发电源报警铃声以寻找电源。
3.2无线蓝牙智能移动电源的外部设计
(1)材料选用无线蓝牙智能移动电源以航空铝美合金为主要原材料，以充分保障电源散热。外观设计主要包括功能端口：充电接口、放电接口、Home键，以及电量指示灯。
(2)隐藏式卡口设计。在移动电源外部设置可隐藏式卡扣，方便移动电源用户在户外或需要一边充电一边使用设备时，能较方便移动电源固定。另外，移动电源的隐藏式卡扣还可以在用户收纳电源时夹在包袋内，避免四处滑动，难于寻找。如图2所示。
3.3配套的智能手机端APP设计
配套的智能手机端APP的设计能支持iOS系统，这就需要iOS平台的蓝牙4.0配套协议逻辑实现。
主要在用户界面部分和蓝牙稳定性方面进行了设计：
主要电源信息实时显示部分作为主页面，实时向用户显示电源信息和根据基础信息计算出的应用相关信息;遥控拍照和摄像单独一个页面，提供拍照设置、前后摄像头选择、闪光灯选择等功能，并且支持多达15张照片连续拍摄。
蓝牙连接稳定性方面，每台电源设备有唯一编码，完全可以做唯一识别判断，本项目设计的iOS平台的App，能和多达8台电源设备同时进行连接，在20米范围内可以持续稳定连接，抗干扰性强，并且蓝牙连接在超过设定的安全距离报警后，当电源设备回到安全距离范围内，蓝牙连接可以迅速地自动重新握手建立连接，无需额外操作，连接过程对用户透明，提高用户体验。
3.4制作步骤
硬件制作APP交互流程设计用XCODE软件进行app程序编译功能ICON设计绘制app界面并进行界面视效整体优化
4创新性分析
带定位系统的无线蓝牙智能移动电源的设计是基于蓝牙4.0技术研发的移动电源硬件和智能手机终端App，通过两者和数据分析处理的云服务三者结合实现智能配件和手机的无线互联及命令、数据传输，并基于超低功耗蓝牙技术结合移动电源内部的传感器进行信息搜集，以及结合目前消费电子产品市场上消费者对于移动电源的需求，并提供无线充电、遥控拍照与手机上配套的App连接，在云端进行数据存储和分析，真正实现电子产品智能化。
4.1理论与技术创新
本项目将蓝牙无线通信模块与传统消费电子产品相结合，在传统移动电源基础上，增加了蓝牙无线通信模块、温度传感器、3D加速度感应器，将传统移动电源产品进行了智能性扩展。硬件产品和智能终端App配套开发，使电源具有和智能手机之间进行数据传递和命令传递的能力，并且可以扩展多种相关功能以及用于进行终端用户使用模式的行为数据分析，最终实现移动电源智能化、数据化。
在技术上，带定位系统的无线蓝牙智能移动电源将蓝牙4.0作为物联网内各种设备的无线通信技术基础，验证了其稳定安全传输、远距离无线通信、低功耗、小体积、1对多的可行性和技术优势;成功搭建了云服务器集群，实现负载均衡，大数据量存储;在手机端iOS平台，实现对底层蓝牙4.0模块及接口的调用，对无线传输信号侦测及无线传输距离的设置，开发了支持蓝牙4.0协议的配套APP;解决一台移动智能终端和多台蓝牙4.0模块设备的连接，实现一对多的主从模式控制，实现了移动电源的智能化和联网化。
4.2应用创新
(1)将物联技术和个人移动终端电子产品相结合，增加了电子产品智能化及附加值应用。
虽然目前移动电源产品兴起于2011年，但技术含量低，移动电源本身除了作为应急充电电源外，不具备其他扩展功能和智能体验。而本项目设计将蓝牙4.0无线传输模块和传感器模块内置入移动电源的方式，在手机端开发配套App，实现智能手机和移动电源的无线互联以及数据、命令传输，并在基础上实现智能化功能扩展，为用户带来更好的体验。
(2)可以从智能手机端实时获取电源内部电量、温度、是否跌落等信息，并获取各种提醒，实现移动电源智能化，同时收集大量信息数据传送到云服务器，进行深入分析与处理。
目前市面上在售的普通移动电源无法获知在消费者中的实际使用行为，而本设计研究的带定位系统的无线蓝牙智能移动电源可以将用户电源信息、对电源的使用情况和行为等数据信息实时采集到手机终端，再通过网络传输到云端，进行存储，从大规模数据中进行分析。例如，只要手机与移动电源分离达到20米左右，两者就会同时发出定位报警提示，用户都会收到及时提醒。也具备了防窃功能。
通过报警情况收集，在云端反映出用户的使用习惯，对经常发生手机或者电源遗失的地点等情况进行收集分析，从而推知在最容易发生物品遗失的地址，提前进行多种提示，避免损失。
(3)可以通过移动电源上按钮触发手机无线遥控拍照、摄像。通过蓝牙4.0无线传输协议，智能移动电源和智能手机之间除了进行数据的传输，可以进行命令的互相传输。在移动电源端硬件上设计的按钮，当手机和电源在安全范围内保持无线互联的状态下，可通过按动电源上的按钮，触发指令，控制移动电源通过中控模块向无线传输模块发出相应的命令，命令被手机端无线模块收到，并经过App的解析，根据当前App所设置是拍照或摄像状态，在手机端调用相应的拍照或摄像命令，即可实现通过移动电源无线遥控手机拍照或者摄像的功能。
(4)具有五重保护技术，可以实现低静态、持续全兼容和高效节能安全充电。所谓五重保护指的是过充保护、过放保护、过流保护、短路保护及过温保护，通过内部数字化管理系统精准的计算出延迟时间，在电源过充、过放、过流、短路以及过温的情况下关闭电路，从而有效保护移动电源及充电电子设备的安全性。带定位系统的无线蓝牙智能充电电源可以高效节能充电、给其他电子设备充电并保持低静态充电，延长电池的使用寿命。
4.3结构创新
(1)外部设计方面。本设计研究的带定位系统的无线蓝牙智能移动电源外观采用阳极氧化处理的航空铝镁合金材质，可以充分散热。同时外部设置了可隐藏式卡扣，方便用户固定移动电源。
(2)在电路设计方面。本项目电源的电路高度集成，各个模块排布充分考虑兼容性、干扰性、以及天线调优，内部电路板面积仅有50mm*20mm，并不占用电池体积，从而产成品体积小，定制5000mAh和10000mAh电芯配合电路板外观，整体电源体积小，仅有65mm*120mm;无线天线采用全方向性高增益天线，并充分调优，使得智能移动电源本身和智能手机之间可以保持最远距离60米的无线通讯距离，考虑到实际的防丢功能需求，从软件上进行设置，在防丢定位功能启用下，保持20米安全距离。同时可以支持全金属外壳，不会影响天线工作和信号传递。
可能在不远的将来，用户就有可能摆脱使用充电器充电、更换电池以及接家电设备电源线等麻烦。利用无线方式将电能传输到所用产品的技术即将进入实际应用阶段。技术之一称为“非接触式充电”，是一种只要将电子产品放在充电台上就能充电的技术。目前，这种技术已经在部分领域中得到应用，包括电动剃须刀、电动牙刷、净水器和无绳电话等。由于这种技术在增人功率等方面不断取得进展，也有可能应用到于机等出货量非常大的电子产品中。对于这种技术，NTTDoCoMo公司等日本和国际运营商都在积极从事研究开发工作。
同传统的接触式充电器相比，非接触式充电的最大特点是充电台可能“随时随地都存在”。例如，有些人提出在汽车仪表盘的低凹区、咖啡店的餐桌等处设置充电功能的想法。也可以考虑在地板、墙壁以及汽车房等处铺上一层具有充电功能的薄片，列吸尘器、照明设备以及电动汽车等进行充电或者供电。在这样的地方放置手机或者停放汽车时就可以开始充电。另外一种新技术的开发工作也在取得进展，这种新技术可以使于机具有给其他人的手机充电的功能。
不仅是非接触式充电，利用无线方式将电能发送给距离几千米―几米以外设备的技术也在开发之中。利用这种技术，不久，安装在天花板上的小型照明设备、无线键盘与无线鼠标和头戴式受话器、以及便携式电子产品和传感器终端，都有可能在离开充电器的位置上进行充电。至于最近的距离为几米、并且可以传输人功率(高达几kW)的最新技术，大概要过段时间才可能实现。
如果非接触式充电以及无线传输电能方式得以实现，许多电子产品及终端会比以前更容易使用。
大约100年前电子技术问世时，就已经开始利用无线力式向终端提供电能的技术研究，现在终于逐步取得成果，大约10年前又开始应用到有限的用途上。预测认为，在2007年下半年～2008年间，这种技术将陆续被普通手机或MP3等电子产品所采用。例如，在欧洲市场上，从2007年第二季度开始，将推出手机“非接触式充电系统”。这种系统所采用的技术，在充电器与终端之间不需要通过金属端口连接，并且在几毫米间隔的条件下就可以充电。在美国，摩托罗拉公司正在开发采用这种技术的手机。2007年2月，苹果公司也提出了关于非接触式充电器(而向该公司的iPod及iPhone等)的专利申请，显示出对这种技术的高度关注。在日本，NTTDoCoMo公司正在积极推进开发工作，并且已经在2005年开发试制出第一部拥有无线充电功能的手机样机。此外，与非接触式充电技术不同，还有几种可以向几十厘米～几米之问的终端提供电能的技术问世，其中一部分技术将在2007年内应用到照明设备领域中。
市场、技术及竞争条件全部具备
最近，上述技术突然成为厂商以及研究人员关注的焦点，原因在于市场扩大、技术开发取得进展、竞争技术滞后这3个条件已经全部具备。市场扩大，是指利用电池工作的便携式终端的数量及种类正在日益增多。美国Powercast公司的CEO兼创始人JohnGShearer指出：“人约7年以前，像现在这样节省电能的笔记本电脑、可拍照手机、MP3等都还没有出现。直到最近，利用无线供电才渐渐有了现实性。”据悉，该公司已开发出一种相关技术。
利用无线方式传输电能的技术正在迅速发展。例如，关于非接触式充电技术，实际接收功率与发送功率的比值，以前仅为10-20％，最近1、2年迅速提高到60％以上。精工爱普生公司指出，这种技术在原理上与电磁炉相同，如果功率损耗太大，将直接导致终端异常发热。因此，在效率很低的情况下，充电频率很高的手机等电子产品无法应用此技术。除了非接触式充电技术以外，新开发的技术还有：功率比较小，但最远可将电能传输到大约10m以外终端的技术；另一种是目前还没有应用实例、可用无线方式提供电能的新技术。
另一方面，电池技术的发展已经接近极限，迄今为止，电池技术一直推动着便携式电了产品的普及，并且是无线供电技术的竞争对手。最近几年，电池没有取得重大技术进展，预测认为，今后除非燃料电池投人实际应用，否则，容量不可能急剧扩增。
即使每个电子产品的电池寿命没有变化，但随着每个用户拥有的便携式终端的数量增多，为终端充电的麻烦将日益引起用户的不满。因此，许多厂家以及服务运营商开始考虑采用无线方式的供电技术，这可以减少电池充电及更换的麻烦，或者减小某些场合使用的电池体积。
三类无线技术晶有希望
现在已经问世的无线供电技术，根据其电能传输原理，大致上可以分为三类。第一类是非接触式充电技术所采用的电磁感应原理，这种非接触式充电技术在许多便携式终端里应用日益广泛。这种类型中，将两个线圈放置于邻近位置上，当电流在一个线圈中流动时，所产生的磁通量成为媒介，导致另一个线圈中也产生电动势。
第―类是最接近实际应用的一种技术，它直接应用了电波能量可以通过天线发送和接收的原理。这和100年前的矿石收音机原理基本相同：直接在整流电路中将电波的交流波形变换成直流后加以利用，并不使用放大电路等。同以前相比，这种技术的效率得到提高，并正在推动厂商将其投入实际应用。
第三类是利用电磁场的谐振方法。谐振技术在电子领域应用广泛，但是，在供电技术中应用的不是电磁波或者电流，而只是利用电场或者磁场。2006年11月，美国麻省理工学院(MIT)物理系助理教授MarinSoljacic的研究小组全球首次宜布了将电场或者磁场应用于供电技术的可能性。
得益于RFID的进展
在上述三类技术中，电磁感应型和电波接收型这两类技术最近的发展都得益于RFID技术的进展。例如，90年代中期的13.56MHz频段的非接触式IC卡是电磁感应型，在很短时间内为中国香港特别行政区几百万市民所采用。随后，又迅速扩展到剃须刀、手表、电动汽车的充电器等应用。
UHF频段等通信距离达到几米的RFID，不仅接收电波，而且利用其能量驱动集成电路或者存储器工作，并可向读卡器发送电波。针对这种技术，还开发了正向电压降非常小的肖特基势垒二极管。Powercast公司开发的电波接收型以美国匹兹堡大学的技术为基础，而该大学的技术是一种无源型RFID。
预测认为，上述两种技术在2007年-2008年很可能出现多种应用实例，导致今后的便携式终端发生重大变化。Powercast公司销售和市场执行总裁KeithKressin解释说：“不仅现有的通信终端制造厂商前来咨询我们的技术，服饰生产厂商及医疗设备厂商也都来咨询。”
另外，谐振型所利用的电场或者磁场是近场电磁场，其基础是近场光和光通信技术、光学晶体以及位变材料等新领域的研究开发工作。
根据功率和距离区别使用
基于三种原理的技术，所能够发送的距离和功率各不相同，其主要的使用方法电不相同。电磁感应型能够发送的功率非常大，最大达到几百KW，但是，发送器能够发送的距离仅为1cm以下。因此，在便携式应用中，基本上还必须用电池，其主要作用是减少充电时的麻烦。不过，日本横浜国立大学工学部电子信息工程专业教授河村笃男认为：“有可能应用到为汽车及无轨电车充电方面。”东京大学副教授高宫真则认为：“有可能利用铺满大面积非接触式电源薄片的餐桌、地板或者墙壁直接向PC、电视机、吸尘器以及装饰性照明设备等供电。”
电波接收型的最大发送距离长达10m，但是，能够接收的功率很小，只有几mW-100mW。因此，其主要用途是在便携式终端中提供待机时消耗的功率。然而，Powercast公司的Shearer声称：“对于手机来说，有可能将5小时的可连续通话时间延长到10小时。”如果将电能发送器装入室内的电灯等器具中，可能不需要特意将便携式终端放置于充电器上就可以进行充电，从而大大减轻用户的负担。
此外，关于谐振型无线传输电能技术，其电能发送距离可以达到3m-4m，而且，可以发送高达几LkW的大功率。因此，麻省理工学院的Soljacic认为：“可以沿着市镇内以及高速公路上设置的栅栏安装无线，利用天线直接向无轨电车或者汽车等供电。在工厂，可以通过天花板直接向自动化设备供电。这些场合都不再需要使州电池。”
很多问题有待解决
但是，要实现这些技术还必须解决许多问题。例如，关于电磁感应型技术，如果充电器不具有认证对方设备身份的功能，就有可能对放在充电台上的所有金属片传输电能。如果对方设备不具备相应的接收电能的电路，就会成为被加热的物体，这种情况非常危险。另外，在终端设备的次级线和电路之间也需要进行屏蔽。电波接收型的问题是功率传输效率低，因为发送器所输出的大部分功率都以电波的形式丢失。但是，Powercast公司的Shearer反驳说：“在电视台播送电视节目等场合，损耗的功率远比电波接收型多。”实际上，发送器的输出功率必须遵守电波管理法规，容许输出的最大功率是几瓦，所损耗的功率就和一个一直点亮的小灯泡差不多。
谐振型的最大问题是如何确保所使用的频率。在几米的距离内发送电能所需要的频率是几MHz-几百MHz频段，这恰巧是一个最难以共用的频段。
现在，利用无线方式传输电能的三种方法的开发状况各不相同。
电磁感应型方法已经在无绳电话等设备出投入实际应用，目前，面向手机的非接触式充电器，正在积极开发2W～3W级的供电技术。在日本，相应的手机产品最早可能在2008年下半年上市。
电波接收型已经在美国的动物园等地采用，也许在2008年会应用到各种便携式终端中。至于谐振型，仍然处于在大学进行研究开发的阶段。但是，正积极从事谐振型研究的麻省理工学院明确表示，试制系统样机预定在2008年完成。
电磁感应型手机首先进入商用设计阶段
几种无线供电技术中，电磁感应型正在广泛领域里进行技术开发。特别是在日本，手机制造厂商及相关元器件生产厂商的技术开发工作非常活跃。
关于手机的电磁感应型非接触式充电器，松下移动通信公司技术部产品开发中心产品设计一部经理奥肩之表示：“基本方式的研究已经结束。现在正进入商业应用设计阶段。”在这一阶段，并不进行具体终端的开发工作，而是探讨解决商业应用设计及批量生产时可能出现的技术问题。
手机非接触式充电器开发厂商以装入便携式设备的程度，各家公司都采用了细导线。为了减少这时的损耗，先将若干根导线拧制成多股线，然后再卷绕成线圈使用。预先将导线拧制成多股线的目的是为了减少相邻导线之间产生的寄生电容，以降低损耗。例如，日本东光公司使用多股线绕制成初级和次级线圈，多股线由24根直径0.08mm的铜丝捆扎而成。明日香电子公司也是采用拧制成多股线的铜丝。
下一个问题是ID认证，这是只柏在充电台和特定的手机对应时才能实现充电功能的机制。通过分别集成在充电台和于机中的控制芯片相互交换的几十位ID信息，可以防止给未经认证的设备或者其他物体充电。这可减少对误置于充电台上的便携式设备进行充电的事故，并且减少充电台被非法盗用的危险。
各家公司在充电台和手机之间交换ID信息的方法并不一样，但是，关于信号的调制方式，有可能采用幅度调制或者相位调制。所使用的数据是8位或者64位，有的厂商采用128位。至于认证所需要的时间，在精工-爱普生公司开发的样机中是200ms。
不容许灵敏度恶化
电磁感应所产生的磁通量对于于机RF电路形成的影响也要设法抑制。因为充电时交流电源的某些频率有可能成为电磁噪声泄漏到手机RF电路中。例如，当手机在充电过程中出现用户接听电话等情况时，就有可能产生电磁噪声。奥启之强调说：“当手机进行单区段电视接收、GPS、W-CDMA或者GSM等各种无线通信时，都要求在充电过程中灵敏度不致下降。”
在设计终端时，必须在次级线圈的周围设置屏蔽。另外，考虑到用户可能会同时使用多种无线通信功能，各厂商准备以大量的通信功能组合进行电磁噪声的试验。
位置对准问题
充电时，充电台和终端的位置对准问题也要解决。当初级端线圈的中心轴和次级端线圈中心轴的位置一致时，初级端对于次级端的电能供给效率最高。但是，当两个中心轴的位置略有偏差时，效率就会下降。因此，手机制造商采取了措施，只有当线圈所处的位置能够得到足够的效率，充电指不灯(发光二极管)才点亮。
据了解，线圈等元器件生产厂商针对这个问题采取的对策将会成为竞争的重要武器，有利于实现产品的差异化。例如，明日香电子公司开发的技术，据称在中心轴偏离±5mm的情况下仍然能继续保持60％左右的效率。这种技术采用了对初级端线圈的磁通量方向等进行控制的方法。
东京大学研究小组为了减少位置对准偏差所产生的影响，正在研究增加初级线圈数量并且提高密度的方法。据称，在对1个次级线圈设置9个初级线圈的情况下，效率可以控制在22％～46％的范围内。而在初级和次级线圈分别为1个的情况下，效率的变化范围很大，达到0％-60％。此外，英国Splashpower公司使线圈产生的磁通量与终端的设置面平行。该公司解释说，使初级线圈实现自由旋转，可以自动地设定线圈位置，将次级线圈和初级线圈经常保持在最适当的位置上。
同时提供数据通信功能
电磁感应型是为手机充电器开发的。精工一爱普生公司已经试制出一种非接触式充电系统，同时可以进行最高速度为96Mbps的数据传输，可应用于数码相机、MP3等数字内容的收发。明日香电子公司正在考虑，将来的产品在具有充电功能的同时，还拥有和USB2.0相当的480Mbps的数据传输功能。
此外，作为未来的技术，厂商正在研究电能双向传输的技术，可供手机之间共享电能。因此，目前供初级端线圈使用的控制芯片需要实现小型化等。
电波接收型不需选择频率即可接收电能
预测认为，电波接收型在2007年也将有几款产品上市。与电磁感应型不同，目前表示要将这种技术投入商业应用的只有Powercast公司。据称，该公司正同几个厂商进行共同开发。
采用分立元器件构成的电能接收电路的电路板尺寸比较小，“不包括放大器时，电能发送端的电路尺寸仅为接收端电路的一半左右。如果和RF电路共用放发器，可以节约更大的空间。下一款模块计划制成集成电路，进一步实现小型化。”
收集周围的电波加以利用
由于电路本身简单，尽管现在采用分立元器件构成，但足，电路印制板的尺寸仍然比较小。对于具体技术细节，Powercast公司并没有透露，不过，在该公司的专利申请书中提到，名为“电能接收电路(powerharvestingcircuit)”的电路和该公司匹兹堡大学研究室在2003年取得的专利非常相似(见图2)。该电路除了没有使用起选台作用的谐振电路线圈以外，同不带放大器的调幅收音机的接收电路类似。其中，整流二极管采用了肖特基势垒二极管。关于这项技术，Powercast公司解释说，最重要的是降低电路损耗等，再加上某种“逆向思维”。该公司的Shearm补充道：“在使用载波传递信息的收音机中，由谐振电路抽取特定频率的载波，然后再把其余的合弃。我们不抽取载波，而利用宽带电波的能量。”据称，除了发送器发射的电波以外，当位于电视台及广播电台的发射塔附近时，也可以利用那些电波的能量。
现在设计的发送器电路将采用UHF频段(902MHz-928MHz)的频率。但是，该公司表示：“根据用途及各个地区电波管理法规的差异，我们计划开发ISM频段(2.4GHz频段)以及调幅收音机等的中频频段、供调频和电视机使用的VHF频段和UHF频段的模块。”
效率大约是50％
Shearer解释说，该公司的技术有两种应用方法：一种用法是对无线键盘或者无线话筒等直接供给电能，还有一种是对电池进行涓流充电，然后利用存储的电能。根据这两种不同的用法，在电能接收电路中分别采用输出阻抗不同的电路。在直接供给电能的情况下，输出阻抗很低，而在涓流充电情况下，则利用10kU2左右的高输出阻抗。
之所以这样做，是因为在直接供给电能的情况下，需要确保同微处理器等电能消耗端的电路阻抗匹配，并且保持一定的电流值等。但是，在进行充电的情况下，确保很高的输出电压值就变得特别重要。Shearer表示：“电能接收电路可能得到天线所接收电能的50％左右。例如，在输出阻抗的情况下，如果天线接收到1mW的电能，在充电电池中就可积累2.093V、438uW的电能。”
但是，这是相对于接收端天线所接收到的能量的利用效率，而相对于发送端天线所输出功率的利用效率则要小得多。
通信距离取决于天线
Powercast公司指出，这种技术的应用领域是手机和小型无线通信终端群，也包括便携式产品，但是，笔记本电脑却不太合适。Shearer解释道：“判断适用不适用的标准，不单是电池的容量大小，还包括待机时间是否长于使用时间。”即使工作时消耗的电能很多，但如果待机时间长，就能有足够的时间充电。
据介绍，电能的传输距离，在使用非定向天线的情况下大约是几厘米～几十厘米，但是，如果使用定向天线，可能达到10m以上。现在开发的天线采用长度大约15cm的偶极天线。该公司认为：“在天线技术方面，我们没有花费多大的成本。如果精心制做天线，电能传输距离应该能达到20m。”
谐振型取代无轨电车的导电弓
谐振型是利用电场或者磁场的谐振传输电能的技术，这是在2006年11月的新技术。虽然其效果在理论及计算机模拟演示中都得到了确认，但是，样品制造还有很多工作要做。
实现谐振型的关键之一，是在电场情况下，天线所用电介质的介电常数必须非常高(几十～100以上)，并且介电损耗必须尽可能地小。例如，可用的材料有TiO(介电常数96)、BaTi409(介电常数37)、LiTa(介电常数40)等。在电场情况下，还必须对圆板激活特定的振荡模。当圆板周围的振荡模为m＝2或3时，耦合最强。
在磁场情况下，需要将环形天线的一部分制成电容器的形状，并且依照环形本身的电感构成LC谐振器。这样，Q值可达到1000以上，而且，绝大部分电能都被谐振天线吸收。因此，可在几米的距离内传输几千瓦的功率，这是在同样利用磁场的电磁感应型中所不能实现的。
受距离和天线尺寸之比的制约
还有一个关键是，(与产生振荡时的频率相同的电磁波的波长)与D(无线之间的距离)和r(天线的半径)之比应当大致保持一定。在电场情况下，改变振荡模或者天线的介电常数，这个比值就会发生变化；在磁场情况下，改变谐振器的L或者c值，这个比值也会发生变化。例如，环形天线的电容器缝隙减小时，静电容就会变大，频率将会下降。然而，因为是在近场中的谐振现象，所以，波长必须充分大于天线之间的距离，而且，天线的半径不得比天线之间的距离小太多。
上述特点既是优点也是缺点。麻省理工学院的Soljacic指山，优点是谐振效果同系统的尺寸本身无关。天线的尺寸越大，则传输的距离越远，而且，也可以应用于MEMS等小元件之间电能的收发。与电波收发所用的天线不一样，谐振型天线可以利用远远短于波长的小型天线，而且不必介意极化波。
其缺点足，在电能传输距离相同时，难以自由地缩小天线的尺寸，或者大幅度改变振荡频率。例如，为了确保3m的电能传输距离，必须使用直径60cm左右的天线，因此需要使用IOMHz-几十MHz的频率。如果传输距离是30m，天线的尺寸需要6m左右，而频率就变成几MHz。因为总会有‘些能量以电波的形式泄漏出去，所以，与现有无线电系统共用时可能会出现问题。
磁场强度与地磁相当