无线充电不同工作频率的电磁场的影响

　　参考国际非电离辐射防护委员会(ICNIRP)的EMF(Electromagnetic  Fields)人体暴露导则，分为《限制时变电场和磁场暴露的导则(1Hz~100KHz)》和《限制电磁场暴露的导则(100KHz~300GHz)》

　　无线充电的工作频率以100KHz为界限，100KHz适用的标准是RF射频电磁场。100KHz以下是时变电场和磁场。二者的影响和适用标准不同。

　　低频

　　频率范围在1 Hz - 100KHz

　　Low Frequency(LF)是用于低频时变电场和磁场的缩写，它描述了包含1 Hz至100  kHz频率范围的电磁波谱的一部分。低频场有两个组成部分：由于电荷引起的电场和相关的磁场。只有当电流流动时才会发生磁场。电气元件的测量单位为伏特/米(V/m)。磁性分量以安培/米(A/m)为单位进行测量，并以特斯拉(T)为单位的磁通密度表示，在某些国家/地区以高斯(G)表示。

　　低频领域主要与电力供应有关，通过交流电(AC)的产生、分配和使用。用于此目的的频率通常为50或60  Hz，具体取决于相关国家/地区。在日常生活中，人们主要在家中和工作场所暴露于电器和电子设备周围的低频场。常见的电力线也是低频场的来源。

　　低频对身体的影响和对健康的影响

　　当人们暴露于低频电场时，体内会产生电场和电流，它们会干扰人体自身的电场和与正常生物功能相关的电流。此外，低频电场与身体的表面电荷相互作用。在低水平下，这些相互作用大多被忽视，并且不会损害健康。

　　然而，高于一定水平的暴露，称为阈值，诱导的内场会对体内的可兴奋细胞产生可逆的影响，例如在视野外围闪烁的微弱光(磷);对皮肤的电荷效应(类似于梳理头发时所经历的，导致头发上升);或刺激神经和肌肉，引起刺痛感。这些影响发生在不同的阈值上，具体取决于场的频率。在较高水平上，低频引起不可逆的心血管效应或组织灼伤。

　　过去几十年来，与长期低水平接触相关的潜在健康影响已得到广泛研究。迄今为止，总体研究尚未表明长期低水平低频暴露对健康有害。

　　保护

　　为了防止与低频磁场的健康相关相互作用，ICNIRP建议限制暴露于低频磁场，以便身体与外部电场和磁场之间相互作用导致不利影响的阈值永远不会在体内达到。接触限值称为基本限值，与显示不利影响的阈值相关，并有一个额外的减少系数，用于考虑与确定阈值有关的科学不确定性。它们以V/m为单位的感应内部电场强度表示。身体外的暴露限值，称为参考水平，是使用最坏情况的暴露假设从基本限制中得出的，其方式是，保持在参考水平以下(在空气中)意味着基本限制也将得到满足(在体内)。

　　1.1　100KHz以下无线充电系统对人体的电磁曝露限值

　　1.1.1　电磁场曝露限值

　　表1　电磁场曝露参考限值(ICNIRP导则2010)

　　表2　电磁场曝露基本限值(ICNIRP导则2010)

　1.1.2　接触电流限值

　　表3　接触电流限值(ICNIRP导则2010)

 射频电磁场

　　100KHz - 300GHz

　　"射频电磁场"(RF EMFs)是用于描述包含100 kHz至300  GHz频率范围的电磁频谱部分的术语。在此频率范围内，共同构成电磁场的电场和磁场是相互关联的，并共同考虑进行测量。射频电磁场暴露通常以瓦特/米()为单位进行测量或瓦特/千克(W/kg)。

　　RF  EMF领域用于各种技术，最广泛用于通信目的(例如移动电话，基站，Wi-Fi，5G，无线电，电视，安全设备)，以及医学(例如磁共振成像(MRI)设备)，用于加热目的(例如微波炉)和无线电力传输(例如Qi)。

　　射频电磁场对身体的影响和健康影响

　　经过几十年对许多潜在健康影响的RF-EMF研究，射频电磁场暴露与人类健康和安全相关的唯一经证实的效果是加热暴露的组织。射频电磁场可以穿透到体内(频率越高，穿透深度越低)，并引起内部带电或极性分子的振动。这会导致摩擦，从而导致热量。

　　身体可以容纳热量的小幅增加，就像在进行体育活动时多余的体热消散一样。这是因为人体具有很强的调节其内部温度的能力。然而，根据暴露的持续时间，高于一定水平(称为阈值)，RF  EMF暴露和伴随的温度升高会引起严重的健康影响，例如中暑和组织损伤(烧伤)。

　　已经广泛研究了低于热阈值的RF EMF暴露的急性和长期影响，但没有证明不良健康影响。

　　关于射频电磁场与头痛、注意力不集中、睡眠质量、认知功能、心血管影响等健康结果之间的关系，已经进行了大量研究。这项研究没有显示出任何这样的健康影响。唯一一致观察到的发现是通过脑电图(EEG)测量的大脑活动的小影响。然而，这些微小变化的生物学意义尚不清楚。例如，它们尚未被证明会影响睡眠质量或与任何其他不良反应有关。

　　已经对暴露于专门用于移动电话和癌症的RF  EMF进行了广泛的研究。在所有这些研究中，肿瘤靠近手机的耳朵的风险，例如脑肿瘤，一直是大多数流行病学研究的重点。其中一些流行病学研究表明，对于一小群长期和重度手机用户来说，某些脑肿瘤的风险略有统计学上升。报告研究的偏倚和弱点可以解释观察到的发现。一些研究没有报告使用手机导致脑肿瘤增加。此外，对动物和细胞的实验研究未能证实流行病学研究的结果，并且没有生物物理机制可以解释在如此低的暴露水平下致癌性。此外，在一些流行病学研究中观察到的风险增加与这些癌症在人群中发生的稳定频率不一致。鉴于过去几十年来一般人口中移动电话使用的广泛和显著增加，这是一个重要的考虑因素。

　　对所有RF EMF研究的总体评估得出的结论是，低于热阈值的RF EMF暴露不太可能与不良健康影响相关。

　　保护

　　为了避免对健康造成危害并防止与RF EMF的不良相互作用(即防止全身热应激和过度局部加热)，ICNIRP建议限制暴露于RF  EMF，以便永远不会达到这些相互作用变得有害的阈值。接触限值称为基本限值，是根据已知显示不利影响的阈值设置的，并纳入了其他保守因素，以应对与阈值确定有关的科学不确定性。基本限制通常用比能量吸收率(SAR)或吸收功率密度来表示。对于身体的不同部位以及靠近身体和在远距离操作的来源，建议使用不同的基本限制值。身体外的暴露水平称为参考水平。这些是使用最坏情况的现实假设从基本限制中得出的，其方式是，保持在参考水平(在空气中)将导致暴露(在体内)大大低于绝大多数情况下基本限制所产生的暴露。

　　ICNIRP在此频率范围内发布了一套新的指南。ICNIRP 2020 RF EMF指南可防止与暴露于RF  EMF相关的所有潜在的不良健康影响，包括来自5G技术的影响。ICNIRP(2020)指南对健康保护进行了许多改进，并为其健康保护体系的应用提供了更详细的指导。

　　对于大于100KHz的无线充电，频率一般在100KHz~2MHz,所以主要关注该频段的限制。

　　1.2　100KHz以上无线充电系统对人体的电磁场曝露限值

　　表4　100 KHZ至300 GHZ电磁场暴露的基本限制，对于平均间隔≥6分钟(ICNIRP导则2020)

　　表5　电磁场暴露的基本限制100 kHz至10 MHz，空间峰值。

　　表6　局部电磁场暴露的参考限制100 kHz至10 MHz，峰值。

　　表7　任何肢体的感应电流参考限制100 kHz至110 MHz，>6分钟平均。