随着消费电子设备的增加和对移动性的要求越来越高，无线电力传输安全和射频辐射暴露的话题变得越来越重要。在下面的内容中，我们将回答与无线充电安全相关的常见问题。

总而言之，通过近场磁耦合（如磁共振）或远场射频能量传输实现的“无线充电”或“无线电源”是安全的，当然这些产品必须符合当地的射频辐射暴露法规。无线充电的方法和使用的电磁频率，可能会受限于安全传输的电量内。

以下是对最常见问题的回答。

如今，电磁 (EM) 场无处不在。然而，我们一直听到电磁场并不安全。无线充电的电磁场安全吗？

我们的身体与电磁场相互作用的方式已经被研究了很长时间，并且大家能够理解了。产生电磁场的产品受到地区（例如美国的 FCC）的监管，以确保满足特定的安全标准。任何符合或超过安全要求的产品都被确定为安全的，不符合安全标准的产品不得销售。

你能解释一下电磁场如何与我们的身体相互作用吗？

有两种主要类型的电磁辐射：电离辐射和非电离辐射。电离辐射是可以通过电离原子直接影响人体原子结构变化的辐射。此类辐射包括 X 射线、伽马射线和其他高于可见光频率（例如拍赫兹到艾赫兹）的辐射。电离辐射主要用于医疗和检查技术，需要更严格的辐射规定。非电离电磁辐射更为常见，包括无线电、Wi-Fi 和其他用于通信和供电的通用电磁波（例如，千赫到千兆赫），规定范围内的非电离辐射是安全的。地区法规确保产品不超过一定的排放水平，以防止干扰其他系统以及危害人类安全。非电离辐射通常不会对身体造成任何立即明显的影响，但是，在高强度下，可能会通过体内的感应电场引起组织加热或神经刺激。

SAR，或“比吸收率”，是单位重量（千克）组织中感应的功率（瓦特）的量度。感应电场是由电磁辐射在体内给定距离（米）引起的感应电势（伏特）的量度。法规通常以对这些数量的限制来表示。在高强度下可能会通过体内的感应电场引起组织加热或神经刺激。

电场、磁场、电磁场有什么区别？

电场和磁场都是电磁场的范畴。只要存在时变电场，就会有相应的磁场，反之亦然。有时，具有主导电位的场与具有主导磁势的场是不同的。这些类型的场中的每一种对身体都有不同的影响，并且可能在各种类型的材料周围表现不同。从这个意义上说，区分两种类型的领域以及哪种领域占主导地位可能很重要。诸如磁感应和磁共振之类的无线充电技术基于使用无功近场区域中的磁场分量传输能量。这些反应性近场是非辐射性的，并且以比远场射频技术（如 Wi-Fi）快得多的速度随距离衰减。

手机会像无线电力一样发射电磁场吗？

是的。与其他使用电磁能的产品（例如 Wi-Fi、蓝牙等）一样，手机也会发出电磁辐射。与所有会发出辐射的产品一样，手机和无线电力系统都受到监管并要求满足某些标准。手机最常被提及是因为它们的移动性和使用它们与身体的距离（例如，将手机放在耳朵/头部旁边）。由于手机必须与远离用户的基站进行交互，并且用户经常将手机靠近他/她的头，因此与其他类型的产品相比，手机引起的射频辐射暴露可能性更高。

电磁和无线电源安全法规‍

谁来决定什么是安全的电场和磁场水平？

每个国家/地区都确定由哪个地方监管机构管理非电离电磁辐射（通常称为射频 (RF) 暴露）的安全性。在美国 ，FCC在《联邦法规》第 1 章第 47 篇中制定了射频暴露法规（参见 § 1.1307、§ 1.1310、§ 2.1091 和 § 2.1093）。在其他国家，通常有一个区域管理机构负责制定法规。大多数区域管理机构都根据已发布的知名指南、研究和标准制定法规。国际非电离辐射防护委员会(ICNIRP – www.icnirp.org)制定了最常见和广为人知的准则) 和电气和电子工程师协会 (IEEE – www.ices-emfsafety.org/ )。

谁来决定什么水平的射频暴露是安全的？这些指南在哪里？

一般来说，每个地区对射频辐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 国际电磁安全委员会制定的，尽管包括美国在内的许多国家/地区都有类似但不同的限制，因此确认每个地区的具体限制非常重要。

适用的 ICNIRP 文件是2020 年 的电磁场指南（涵盖 100 kHz 至 300 GHz）和2010 年的 EMF 指南，该指南仍适用于 1Hz 至 100 kHz。

最新适用的 IEEE 文件是IEEE C95.1-2019，涵盖了 0 Hz 至 300 GHz 的暴露指南。

全球 ITU-T 组织还通过其第 5 研究组提供有关电磁场安全的出版物和建议。世界卫生组织 (WHO) 还提供有关该主题的全球意见。

不同的国家在什么是安全的方面会有所不同吗？

是的。当地法规可能因国家/地区而异，但大多数都遵循类似的准则。

如何测量射频暴露以确定是否满足安全标准？

有两种通用方法可以确定安全电磁场操作限制：

1.现场参考水平（IEEE C95.1 中的标记暴露参考水平，ERL）

2.SAR 和感应电场 (Ei) 基本限制（IEEE C95.1 中标记的剂量学参考限值，DRL）

方法 1 使用环境测量的电场和磁场水平，虽然非常保守，但它是确认合规性的最简单方法。这些场可以简单地使用场计在任何可能暴露于人类的区域进行测量。如果测得的场电平低于指定的参考电平，则认为射频暴露电平是安全的并且满足要求。

在方法 2 中，通过表明任何 RF 暴露不超过为 SAR 和感应电场设置的限制（有时称为“基本限制”）来确定合规性。对于更高的频率范围（高于几 MHz），已经开发并批准了使用模拟人体电磁特性的基本流体来测量 SAR 的技术。对于较低频率，测量方法尚未获得批准，因此必须使用经过验证的仿真模型来证明合规性。必须满足 SAR 和 Ei 限制。很多人熟悉手机，对SAR非常熟悉或了解；不过，熟悉Ei的人并不多。原因很简单：在 1 到 2 MHz 以上，SAR 是主要限制，而 Ei 相比之下要低得多，可以忽略不计（见下图）。

安全和无线电源频率‍‍

有人说由于SAR是较低的频率所以对人体更安全。那么 100 kHz~200 kHz 低频无线电力 (Qi) 是否比 6.78 MHz 高频无线电力（AirFuel Magnetic Resonance）更安全？

不，关于较低频率更安全的假设是错误的。低频和高频无线电力产品都需要满足射频暴露基本限制。在 1 到 2 MHz 以下，Ei 是必须满足的主要限制，相比之下，SAR 变得可以忽略不计。在某些情况下，较低频率的 WPT Ei 限制可能比较高频率的 SAR 限制更严格（见上图）。

现在，SAR 测量技术仅适用于 4 MHz 至 6 GHz 及以上（其中 SAR 限制占主导地位）。因此，生产不符合参考水平且工作频率低于 4 MHz 的产品的公司必须通过使用人体模型和相关系统的详细验证和模拟来证明满足基本限制（Ei 和 SAR）。例如，美国的 FCC 有一个必须遵循的流程，用于代码验证和模拟，然后他们审查模拟和结果，以确保产品的任何合理人机交互都符合限制（参见 FCC KDB 680106 附件）。

对于 6.78 MHz 高频无线电力（AirFuel Resonant），有一个使用测量系统（非模拟）通过 SAR 的商用 30 W 产品的示例。可在此处找到详细信息。

kHz 低频电感和 MHz 高频谐振无线电力系统之间有什么区别？

我们所知道的感应系统历来在 100 到 300 kHz 之间运行（尽管从技术上讲它们可以在其他频率下运行）。谐振系统的工作频率范围为 20 kHz 至 20 MHz，但是，AirFuel 磁共振标准使用 6.78 MHz 的原因有很多. 感应系统和谐振系统之间的区别（从用户的角度来看）是根据运动自由度、通过厚表面操作的能力以及在该自由度范围内的操作效率来确定的。感应系统通常在接收器和发射器上具有相同或相似尺寸的线圈，并且需要非常高的耦合（因此往往具有较低的品质因数）。另一方面，谐振系统不需要匹配的线圈尺寸，可以在很宽的耦合范围内运行，并且通常是高质量的因素（意味着线圈损耗更少，因此线圈发热也更少）。

从历史上看，感应系统（例如 Qi）已经能够仅使用射频暴露参考水平而不必满足基本限制。这是可能的，原因很简单，因为每个线圈都非常接近，因此暴露的场很少，并且当另一个线圈没有紧密耦合时，场会关闭。反过来，这意味着唯一的测试是对给定区域低于指定参考水平的现场水平的测量。另一方面，如果以 100 到 300 kHz 运行的同一系统是谐振系统（或什至是非常差的电感系统）并且具有不匹配的线圈以允许更大的空间自由度，则暴露的场水平可能会超过参考水平。

AirFuel 磁共振无线电源系统的工作频率为 6.78 MHz。较高的频率比较低的频率提供了一些实质性的好处（与较低的频率是基于谐振还是电感耦合无关）。在 6.78 MHz 时，可以使用 PCB 上的简单铜迹线或其他在电子产品中已经无处不在的常见增材/减材工艺来实现高 Q（低损耗）线圈。此外，附近金属物体中感应的涡流损耗随着频率增加的平方根而减少。这意味着在 100 – 300 kHz 范围内容易升温的简单金属物体（例如硬币、垫圈、钥匙等）实际上是看不见的，并且在 6.78 MHz 下运行的系统根本不会升温。此外，6.78 MHz 是一个在世界大部分地区具有无限辐射能力的 ISM 频段。ITU-R 推荐用于消费设备无线电力传输，因为它被认为对其他许可频段的影响很小或不存在。另一方面，100-300 kHz 对于某些 LF 和 MF 许可广播频段确实存在一些问题，因此必须对这些频率进行非常仔细的考虑。

总之

所有无线充电技术都必须满足基本限制（或 DRL），以确保它们对人体安全。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。在所有情况下，如果可以满足参考水平，则通常不需要进一步的测试/模拟。如果无法满足参考水平，则必须通过模拟或测量来证明满足基本限制。目前，测量设备仅适用于 4 MHz 以上的频率。

原文链接：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