隨著消費(fèi)電子設(shè)備的增加和對(duì)移動(dòng)性的要求越來(lái)越高，無(wú)線電力傳輸安全和射頻輻射暴露的話題變得越來(lái)越重要。在下面的內(nèi)容中，我們將回答與無(wú)線充電安全相關(guān)的常見(jiàn)問(wèn)題。

總而言之，通過(guò)近場(chǎng)磁耦合（如磁共振）或遠(yuǎn)場(chǎng)射頻能量傳輸實(shí)現(xiàn)的“無(wú)線充電”或“無(wú)線電源”是安全的，當(dāng)然這些產(chǎn)品必須符合當(dāng)?shù)氐纳漕l輻射暴露法規(guī)。無(wú)線充電的方法和使用的電磁頻率，可能會(huì)受限于安全傳輸?shù)碾娏績(jī)?nèi)。

以下是對(duì)最常見(jiàn)問(wèn)題的回答。

如今，電磁 (EM) 場(chǎng)無(wú)處不在。然而，我們一直聽(tīng)到電磁場(chǎng)并不安全。無(wú)線充電的電磁場(chǎng)安全嗎？

我們的身體與電磁場(chǎng)相互作用的方式已經(jīng)被研究了很長(zhǎng)時(shí)間，并且大家能夠理解了。產(chǎn)生電磁場(chǎng)的產(chǎn)品受到地區(qū)（例如美國(guó)的 FCC）的監(jiān)管，以確保滿足特定的安全標(biāo)準(zhǔn)。任何符合或超過(guò)安全要求的產(chǎn)品都被確定為安全的，不符合安全標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品不得銷售。

你能解釋一下電磁場(chǎng)如何與我們的身體相互作用嗎？

有兩種主要類型的電磁輻射：電離輻射和非電離輻射。電離輻射是可以通過(guò)電離原子直接影響人體原子結(jié)構(gòu)變化的輻射。此類輻射包括 X 射線、伽馬射線和其他高于可見(jiàn)光頻率（例如拍赫茲到艾赫茲）的輻射。電離輻射主要用于醫(yī)療和檢查技術(shù)，需要更嚴(yán)格的輻射規(guī)定。非電離電磁輻射更為常見(jiàn)，包括無(wú)線電、Wi-Fi 和其他用于通信和供電的通用電磁波（例如，千赫到千兆赫），規(guī)定范圍內(nèi)的非電離輻射是安全的。地區(qū)法規(guī)確保產(chǎn)品不超過(guò)一定的排放水平，以防止干擾其他系統(tǒng)以及危害人類安全。非電離輻射通常不會(huì)對(duì)身體造成任何立即明顯的影響，但是，在高強(qiáng)度下，可能會(huì)通過(guò)體內(nèi)的感應(yīng)電場(chǎng)引起組織加熱或神經(jīng)刺激。

SAR，或“比吸收率”，是單位重量（千克）組織中感應(yīng)的功率（瓦特）的量度。感應(yīng)電場(chǎng)是由電磁輻射在體內(nèi)給定距離（米）引起的感應(yīng)電勢(shì)（伏特）的量度。法規(guī)通常以對(duì)這些數(shù)量的限制來(lái)表示。在高強(qiáng)度下可能會(huì)通過(guò)體內(nèi)的感應(yīng)電場(chǎng)引起組織加熱或神經(jīng)刺激。

電場(chǎng)、磁場(chǎng)、電磁場(chǎng)有什么區(qū)別？

電場(chǎng)和磁場(chǎng)都是電磁場(chǎng)的范疇。只要存在時(shí)變電場(chǎng)，就會(huì)有相應(yīng)的磁場(chǎng)，反之亦然。有時(shí)，具有主導(dǎo)電位的場(chǎng)與具有主導(dǎo)磁勢(shì)的場(chǎng)是不同的。這些類型的場(chǎng)中的每一種對(duì)身體都有不同的影響，并且可能在各種類型的材料周圍表現(xiàn)不同。從這個(gè)意義上說(shuō)，區(qū)分兩種類型的領(lǐng)域以及哪種領(lǐng)域占主導(dǎo)地位可能很重要。諸如磁感應(yīng)和磁共振之類的無(wú)線充電技術(shù)基于使用無(wú)功近場(chǎng)區(qū)域中的磁場(chǎng)分量傳輸能量。這些反應(yīng)性近場(chǎng)是非輻射性的，并且以比遠(yuǎn)場(chǎng)射頻技術(shù)（如 Wi-Fi）快得多的速度隨距離衰減。

手機(jī)會(huì)像無(wú)線電力一樣發(fā)射電磁場(chǎng)嗎？

是的。與其他使用電磁能的產(chǎn)品（例如 Wi-Fi、藍(lán)牙等）一樣，手機(jī)也會(huì)發(fā)出電磁輻射。與所有會(huì)發(fā)出輻射的產(chǎn)品一樣，手機(jī)和無(wú)線電力系統(tǒng)都受到監(jiān)管并要求滿足某些標(biāo)準(zhǔn)。手機(jī)最常被提及是因?yàn)樗鼈兊囊苿?dòng)性和使用它們與身體的距離（例如，將手機(jī)放在耳朵/頭部旁邊）。由于手機(jī)必須與遠(yuǎn)離用戶的基站進(jìn)行交互，并且用戶經(jīng)常將手機(jī)靠近他/她的頭，因此與其他類型的產(chǎn)品相比，手機(jī)引起的射頻輻射暴露可能性更高。

電磁和無(wú)線電源安全法規(guī)?

誰(shuí)來(lái)決定什么是安全的電場(chǎng)和磁場(chǎng)水平？

每個(gè)國(guó)家/地區(qū)都確定由哪個(gè)地方監(jiān)管機(jī)構(gòu)管理非電離電磁輻射（通常稱為射頻 (RF) 暴露）的安全性。在美國(guó) ，F(xiàn)CC在《聯(lián)邦法規(guī)》第 1 章第 47 篇中制定了射頻暴露法規(guī)（參見(jiàn) § 1.1307、§ 1.1310、§ 2.1091 和 § 2.1093）。在其他國(guó)家，通常有一個(gè)區(qū)域管理機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)制定法規(guī)。大多數(shù)區(qū)域管理機(jī)構(gòu)都根據(jù)已發(fā)布的知名指南、研究和標(biāo)準(zhǔn)制定法規(guī)。國(guó)際非電離輻射防護(hù)委員會(huì)(ICNIRP – www.icnirp.org)制定了最常見(jiàn)和廣為人知的準(zhǔn)則) 和電氣和電子工程師協(xié)會(huì) (IEEE – www.ices-emfsafety.org/ )。

誰(shuí)來(lái)決定什么水平的射頻暴露是安全的？這些指南在哪里？

一般來(lái)說(shuō)，每個(gè)地區(qū)對(duì)射頻輻射暴露要求都有不同的限制。全球最普遍接受的指南是由 ICNIRP 和 IEEE 國(guó)際電磁安全委員會(huì)制定的，盡管包括美國(guó)在內(nèi)的許多國(guó)家/地區(qū)都有類似但不同的限制，因此確認(rèn)每個(gè)地區(qū)的具體限制非常重要。

適用的 ICNIRP 文件是2020 年 的電磁場(chǎng)指南（涵蓋 100 kHz 至 300 GHz）和2010 年的 EMF 指南，該指南仍適用于 1Hz 至 100 kHz。

最新適用的 IEEE 文件是IEEE C95.1-2019，涵蓋了 0 Hz 至 300 GHz 的暴露指南。

全球 ITU-T 組織還通過(guò)其第 5 研究組提供有關(guān)電磁場(chǎng)安全的出版物和建議。世界衛(wèi)生組織 (WHO) 還提供有關(guān)該主題的全球意見(jiàn)。

不同的國(guó)家在什么是安全的方面會(huì)有所不同嗎？

是的。當(dāng)?shù)胤ㄒ?guī)可能因國(guó)家/地區(qū)而異，但大多數(shù)都遵循類似的準(zhǔn)則。

如何測(cè)量射頻暴露以確定是否滿足安全標(biāo)準(zhǔn)？

有兩種通用方法可以確定安全電磁場(chǎng)操作限制：

1.現(xiàn)場(chǎng)參考水平（IEEE C95.1 中的標(biāo)記暴露參考水平，ERL）

2.SAR 和感應(yīng)電場(chǎng) (Ei) 基本限制（IEEE C95.1 中標(biāo)記的劑量學(xué)參考限值，DRL）

方法 1 使用環(huán)境測(cè)量的電場(chǎng)和磁場(chǎng)水平，雖然非常保守，但它是確認(rèn)合規(guī)性的最簡(jiǎn)單方法。這些場(chǎng)可以簡(jiǎn)單地使用場(chǎng)計(jì)在任何可能暴露于人類的區(qū)域進(jìn)行測(cè)量。如果測(cè)得的場(chǎng)電平低于指定的參考電平，則認(rèn)為射頻暴露電平是安全的并且滿足要求。

在方法 2 中，通過(guò)表明任何 RF 暴露不超過(guò)為 SAR 和感應(yīng)電場(chǎng)設(shè)置的限制（有時(shí)稱為“基本限制”）來(lái)確定合規(guī)性。對(duì)于更高的頻率范圍（高于幾 MHz），已經(jīng)開(kāi)發(fā)并批準(zhǔn)了使用模擬人體電磁特性的基本流體來(lái)測(cè)量 SAR 的技術(shù)。對(duì)于較低頻率，測(cè)量方法尚未獲得批準(zhǔn)，因此必須使用經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的仿真模型來(lái)證明合規(guī)性。必須滿足 SAR 和 Ei 限制。很多人熟悉手機(jī)，對(duì)SAR非常熟悉或了解；不過(guò)，熟悉Ei的人并不多。原因很簡(jiǎn)單：在 1 到 2 MHz 以上，SAR 是主要限制，而 Ei 相比之下要低得多，可以忽略不計(jì)（見(jiàn)下圖）。

安全和無(wú)線電源頻率??

有人說(shuō)由于SAR是較低的頻率所以對(duì)人體更安全。那么 100 kHz~200 kHz 低頻無(wú)線電力 (Qi) 是否比 6.78 MHz 高頻無(wú)線電力（AirFuel Magnetic Resonance）更安全？

不，關(guān)于較低頻率更安全的假設(shè)是錯(cuò)誤的。低頻和高頻無(wú)線電力產(chǎn)品都需要滿足射頻暴露基本限制。在 1 到 2 MHz 以下，Ei 是必須滿足的主要限制，相比之下，SAR 變得可以忽略不計(jì)。在某些情況下，較低頻率的 WPT Ei 限制可能比較高頻率的 SAR 限制更嚴(yán)格（見(jiàn)上圖）。

現(xiàn)在，SAR 測(cè)量技術(shù)僅適用于 4 MHz 至 6 GHz 及以上（其中 SAR 限制占主導(dǎo)地位）。因此，生產(chǎn)不符合參考水平且工作頻率低于 4 MHz 的產(chǎn)品的公司必須通過(guò)使用人體模型和相關(guān)系統(tǒng)的詳細(xì)驗(yàn)證和模擬來(lái)證明滿足基本限制（Ei 和 SAR）。例如，美國(guó)的 FCC 有一個(gè)必須遵循的流程，用于代碼驗(yàn)證和模擬，然后他們審查模擬和結(jié)果，以確保產(chǎn)品的任何合理人機(jī)交互都符合限制（參見(jiàn) FCC KDB 680106 附件）。

對(duì)于 6.78 MHz 高頻無(wú)線電力（AirFuel Resonant），有一個(gè)使用測(cè)量系統(tǒng)（非模擬）通過(guò) SAR 的商用 30 W 產(chǎn)品的示例?？稍诖颂幷业皆敿?xì)信息。

kHz 低頻電感和 MHz 高頻諧振無(wú)線電力系統(tǒng)之間有什么區(qū)別？

我們所知道的感應(yīng)系統(tǒng)歷來(lái)在 100 到 300 kHz 之間運(yùn)行（盡管從技術(shù)上講它們可以在其他頻率下運(yùn)行）。諧振系統(tǒng)的工作頻率范圍為 20 kHz 至 20 MHz，但是，AirFuel 磁共振標(biāo)準(zhǔn)使用 6.78 MHz 的原因有很多. 感應(yīng)系統(tǒng)和諧振系統(tǒng)之間的區(qū)別（從用戶的角度來(lái)看）是根據(jù)運(yùn)動(dòng)自由度、通過(guò)厚表面操作的能力以及在該自由度范圍內(nèi)的操作效率來(lái)確定的。感應(yīng)系統(tǒng)通常在接收器和發(fā)射器上具有相同或相似尺寸的線圈，并且需要非常高的耦合（因此往往具有較低的品質(zhì)因數(shù)）。另一方面，諧振系統(tǒng)不需要匹配的線圈尺寸，可以在很寬的耦合范圍內(nèi)運(yùn)行，并且通常是高質(zhì)量的因素（意味著線圈損耗更少，因此線圈發(fā)熱也更少）。

從歷史上看，感應(yīng)系統(tǒng)（例如 Qi）已經(jīng)能夠僅使用射頻暴露參考水平而不必滿足基本限制。這是可能的，原因很簡(jiǎn)單，因?yàn)槊總€(gè)線圈都非常接近，因此暴露的場(chǎng)很少，并且當(dāng)另一個(gè)線圈沒(méi)有緊密耦合時(shí)，場(chǎng)會(huì)關(guān)閉。反過(guò)來(lái)，這意味著唯一的測(cè)試是對(duì)給定區(qū)域低于指定參考水平的現(xiàn)場(chǎng)水平的測(cè)量。另一方面，如果以 100 到 300 kHz 運(yùn)行的同一系統(tǒng)是諧振系統(tǒng)（或什至是非常差的電感系統(tǒng)）并且具有不匹配的線圈以允許更大的空間自由度，則暴露的場(chǎng)水平可能會(huì)超過(guò)參考水平。

AirFuel 磁共振無(wú)線電源系統(tǒng)的工作頻率為 6.78 MHz。較高的頻率比較低的頻率提供了一些實(shí)質(zhì)性的好處（與較低的頻率是基于諧振還是電感耦合無(wú)關(guān)）。在 6.78 MHz 時(shí)，可以使用 PCB 上的簡(jiǎn)單銅跡線或其他在電子產(chǎn)品中已經(jīng)無(wú)處不在的常見(jiàn)增材/減材工藝來(lái)實(shí)現(xiàn)高 Q（低損耗）線圈。此外，附近金屬物體中感應(yīng)的渦流損耗隨著頻率增加的平方根而減少。這意味著在 100 – 300 kHz 范圍內(nèi)容易升溫的簡(jiǎn)單金屬物體（例如硬幣、墊圈、鑰匙等）實(shí)際上是看不見(jiàn)的，并且在 6.78 MHz 下運(yùn)行的系統(tǒng)根本不會(huì)升溫。此外，6.78 MHz 是一個(gè)在世界大部分地區(qū)具有無(wú)限輻射能力的 ISM 頻段。ITU-R 推薦用于消費(fèi)設(shè)備無(wú)線電力傳輸，因?yàn)樗徽J(rèn)為對(duì)其他許可頻段的影響很小或不存在。另一方面，100-300 kHz 對(duì)于某些 LF 和 MF 許可廣播頻段確實(shí)存在一些問(wèn)題，因此必須對(duì)這些頻率進(jìn)行非常仔細(xì)的考慮。

總之

所有無(wú)線充電技術(shù)都必須滿足基本限制（或 DRL），以確保它們對(duì)人體安全。在 1-2 MHz 以下，Ei 基本限制是主要因素。在 1-2 MHz 以上，SAR 基本限制是主要因素。在所有情況下，如果可以滿足參考水平，則通常不需要進(jìn)一步的測(cè)試/模擬。如果無(wú)法滿足參考水平，則必須通過(guò)模擬或測(cè)量來(lái)證明滿足基本限制。目前，測(cè)量設(shè)備僅適用于 4 MHz 以上的頻率。

原文鏈接：https://airfuel.org/is-wireless-power-transfer-safe/?utm_source=ActiveCampaign&utm_medium=email&utm_content=Is+wireless+power+safe%3F+%E2%9A%A1&utm_campaign=Safety+of+Wireless+Power_All+Contacts_E-Blast&vgo_ee=74qqoM%2B9CgWT4rR%2FfRPCIA%3D%3D