移動(dòng)設(shè)備無線充電技術(shù)的專利申請分析

金 曦

（國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局，北京 100088）

1 引言

隨著移動(dòng)設(shè)備的日益普及，無線充電技術(shù)成為人們關(guān)注的新熱點(diǎn)。無線充電技術(shù)是不使用電線，采用電磁感應(yīng)、電磁共振等方式進(jìn)行充電的技術(shù)。電磁感應(yīng)技術(shù)利用電磁感應(yīng)原理，實(shí)現(xiàn)電能從一個(gè)子系統(tǒng)傳送到另一個(gè)子系統(tǒng)。電磁共振技術(shù)利用共振現(xiàn)象，將發(fā)送端和接收端的線圈匹配成一個(gè)共振系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了電能在空間上的傳輸。前者充電效率較高，但需要較近的充電距離，后者傳輸效率較低，但可以在較遠(yuǎn)的距離進(jìn)行充電。主流的無線充電標(biāo)準(zhǔn)包括采用電磁感應(yīng)技術(shù)的PMA 和WPC 以及采用電磁共振技術(shù)的A4WP，2014年2月，PMA 與A4WP 宣布互通后，形成兩家互競的趨勢。

2 專利申請現(xiàn)狀

圖1 無線充電技術(shù)中國發(fā)明專利申請歷年申請量

從圖1可以看出，無線充電技術(shù)的發(fā)明專利年申請量整體呈不斷加速增長的態(tài)勢，截止至2018年12月31日，已公開的中國發(fā)明專利申總量為4197件。其中，早在2002年就出現(xiàn)了相關(guān)的專利申請，2002-2007年申請量一直維持在個(gè)位數(shù)，2008-2011年申請量緩慢增長，2012-2018年申請量開始迅速攀升，目前未有減緩的趨勢。綜上，無線充電行業(yè)目前整體尚處在一個(gè)高速發(fā)展的階段，整個(gè)行業(yè)呈現(xiàn)出良好的發(fā)展態(tài)勢。

圖2 無線充電技術(shù)主要申請人中國發(fā)明專利申請量

從圖2可以看出，高通、三星和LG 這三家公司的專利申請量居于前列，屬于第一集團(tuán)，在無線充電領(lǐng)域有非常強(qiáng)的競爭力。中興、英特爾、蘋果、維沃、聯(lián)想、國家電網(wǎng)、翰林、鴻海和華為處于第二集團(tuán)，單從申請量來看，與第一集團(tuán)有一定的差距。綜上，美國和韓國申請人掌握了無線充電技術(shù)的大多數(shù)專利，申請量占絕對優(yōu)勢，而國內(nèi)申請人處于跟隨狀態(tài)，占有了一定的申請量。

3 無線充電的重要技術(shù)

（1）充電設(shè)備的發(fā)現(xiàn)：高通公司的CN105827281A 基于預(yù)期阻抗響應(yīng)以及所監(jiān)視的阻抗響應(yīng)之間的差別來識(shí)別所述非相容裝置的存在。三星公司的CN108539825A 通過第一功率檢測到無線功率接收器時(shí)，傳送第二功率以驅(qū)動(dòng)無線功率接收器向無線功率傳送器傳送搜索信號(hào)。

（2）充電位置定位：中興公司的CN108233465A 通過比較當(dāng)前自身充電效率是否大于預(yù)設(shè)充電效率閾值，終端自動(dòng)形變實(shí)現(xiàn)將其位置移動(dòng)，直找到大于預(yù)設(shè)充電效率閾值的最終充電位置。華為公司的CN104640178A 通過從第一設(shè)備的所有接收信號(hào)波束指向中選取接收信號(hào)強(qiáng)度最大的波束指向，向?qū)λ龅谝辉O(shè)備進(jìn)行波束成形方式的無線充電。

（3）增加充電距離：高通公司的CN107086677A 使用寄生天線來增加無線功率射程。

（4）提升充電效率：三星公司的CN103314505A 通過選擇具有最高功率傳輸效率的諧振頻率來執(zhí)行高效無線功率發(fā)送。中興公司的CN108258778A 設(shè)置的第一無線充電組合線圈和第二無線充電組合線圈皆呈“回”字形平行設(shè)置于屏電路區(qū)域從而提高充電效率。

（5）多模充電：高通公司的CN105684263A 通過設(shè)置兩個(gè)線圈，使用兩種耦合方式，實(shí)現(xiàn)兩種方式的無線電力接收。LG 公司的CN108134439A 基于從所述無線電力接收器接收的充電模式分組來控制所述充電模式從第一充電模式改變成第二充電模式。中興公司的CN108879841A 通過設(shè)置兩個(gè)電源管理芯片實(shí)現(xiàn)無線和有線充電同時(shí)進(jìn)行。

（6）充電管理：高通公司的CN105871083A 基于用戶時(shí)間表的操作時(shí)間控制終端設(shè)備的充電。LG 公司的CN107112810A 在檢測到發(fā)送電流被示為在設(shè)定量的時(shí)間期間在充電閾值以下時(shí)確定無線充電已經(jīng)完成。三星公司的CN103155355A 通過同步至少兩個(gè)充電電力供應(yīng)設(shè)備的電力相位對至少兩個(gè)對終端進(jìn)行無線充電。

（7）充電板的設(shè)計(jì)：蘋果公司的CN109478794A 將充電板中的無線功率傳輸線圈布置成六角形平鋪陣列，包括與等邊三角形的相應(yīng)頂點(diǎn)對準(zhǔn)的第一線圈、第二線圈和第三線圈。

（8）充電設(shè)備散熱：高通公司的CN107112809A 提出了通過在所述充電表面下方設(shè)置的風(fēng)扇來時(shí)現(xiàn)熱管理。三星公司的CN108155724A 通過設(shè)置一部分被埋設(shè)于所述磁性部，以使無線充電過程中在線圈部產(chǎn)生的熱迅速分散。

（9）充電安全：三星公司的CN108369791A 基于獲取的設(shè)備與用戶之間的距離確定用戶處臨界距離內(nèi)，進(jìn)而降低設(shè)備的功耗以減少對用戶的影響。英特爾公司的CN107949973A 從在裝置和電子設(shè)備之間分布的多個(gè)源接收在距無線充電裝置鄰近處的人的存在信息以降低功率。華為公司的CN108604825A 的溫度傳感器在檢測到溫度超過預(yù)設(shè)的關(guān)機(jī)溫度閾值時(shí)，向終端線圈控制器發(fā)送關(guān)機(jī)通知。

4 結(jié)束語

目前，國外企業(yè)正加速在無線充電領(lǐng)域的全球?qū)＠季郑形葱纬蓪＠趬荆驘o線充電標(biāo)準(zhǔn)也尚未統(tǒng)一。我國在無線充電技術(shù)領(lǐng)域的專利申請量相對不高，企業(yè)對無線充電領(lǐng)域尚未引起充足的關(guān)注。鑒于無線充電市場未來的巨大潛力，筆者提出如下三點(diǎn)建議。

（1）重視專利布局，制定專利策略。我國申請人的專利申請數(shù)量不足，專利布局還存在很大的盲區(qū)。而在當(dāng)前技術(shù)無國界的年代，全球的技術(shù)更新幾乎是同步的，國內(nèi)企業(yè)若要在此領(lǐng)域具有長足的發(fā)展，必須重視專利布局，制定知識(shí)產(chǎn)權(quán)策略，提高市場的競爭能力。

（2）積極開展專利合作和收購，完善專利布局。由于我國的無線充電技術(shù)起步較晚，在基礎(chǔ)專利方面較為薄弱，國內(nèi)相關(guān)企業(yè)可以針對自身技術(shù)或?qū)＠谋∪醐h(huán)節(jié)，有針對性地尋找具有相應(yīng)技術(shù)或?qū)＠钠渌净騻€(gè)人，進(jìn)行合作或并購，迅速增強(qiáng)自身的競爭力。相應(yīng)地，一些擁有少量重要專利的公司和個(gè)人，也可以尋找實(shí)力和資本比較雄厚的大型企業(yè)進(jìn)行合作，取得雙贏的效果。通過技術(shù)和專利的聯(lián)合合作來促進(jìn)國內(nèi)無線充電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和壯大。

（3）以政府為主導(dǎo)推進(jìn)行業(yè)發(fā)展。中國政府相關(guān)部門應(yīng)正確應(yīng)對全球經(jīng)濟(jì)激烈競爭的局勢，站在以政策為導(dǎo)向的高度，鼓勵(lì)和資助科技創(chuàng)新，引導(dǎo)相關(guān)企業(yè)進(jìn)行無線充電技術(shù)的研發(fā)，促使相關(guān)企業(yè)盡快掌握具有我國自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的無線充電技術(shù)，并幫助和鼓勵(lì)企業(yè)制定無線充電技術(shù)的知識(shí)產(chǎn)權(quán)戰(zhàn)略、大量申請專利、制定具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的無線充電標(biāo)準(zhǔn)、構(gòu)筑知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)墻，從而提高我國在未來國際標(biāo)準(zhǔn)化推進(jìn)過程中的話語權(quán)。