如何讓無(wú)線(xiàn)充電穩固便攜產(chǎn)品的世界

由于這產(chǎn)技術(shù)相當新穎且各廠(chǎng)商有自己對技術(shù)的表述，所以無(wú)線(xiàn)充電、感應式電力、非接觸充電、無(wú)接點(diǎn)充電都是泛指相同的技術(shù)，距離1mm到數公尺都是一樣是無(wú)線(xiàn)，供電端與受電端交互作用就稱(chēng)感應，所以無(wú)線(xiàn)充電是廣義的名詞沒(méi)有一定的規格。

原理簡(jiǎn)單，難于實(shí)踐
無(wú)線(xiàn)充電的方法目前唯一有機會(huì )量產(chǎn)商品化為線(xiàn)圈感應式。線(xiàn)圈感應式的原理很簡(jiǎn)單，是百年前就被發(fā)現物理現象，但過(guò)去長(cháng)久以來(lái)這樣的線(xiàn)圈感應只運用在繞線(xiàn)式的變壓器中。在現今的應用中，由于裝置本身需要有外殼包裝，發(fā)射端加上接收端的外殼厚度至少從3mm起算，早期電動(dòng)牙刷產(chǎn)品開(kāi)發(fā)時(shí)就發(fā)現當距離拉開(kāi)后需要將線(xiàn)圈上的操作頻率提高才能讓電力能傳送的更遠；在電磁波中有一個(gè)特性，就是頻率越高的電磁波可以傳送比較長(cháng)的距離后能量衰減較低。后來(lái)RFID應用開(kāi)始發(fā)展，主要就規劃的三個(gè)頻段LF低頻(125~135KHz)、HF高頻(13、56MHz)、UHF超高頻(860~960MHz)可以使用，而這些頻段也造就了目前無(wú)線(xiàn)電力系統在設計之初頻率采用的參考點(diǎn)。這幾年來(lái)發(fā)展出新的技術(shù)可用較高的“共振”接收效率運作方式，由于這個(gè)技術(shù)較新所以各界的說(shuō)法很多，但都是有一個(gè)很重要的特性，就是接收線(xiàn)圈上都會(huì )有配置電容來(lái)構成一個(gè)具有頻率特性的接收天線(xiàn)，在特定的頻率下可以得到較大的功率移轉。這部份就跟早期的電磁感應不同，當距離拉開(kāi)后依然就可以得到良好的電力傳送效果。共振的原理非常簡(jiǎn)單，就跟鋼琴調音師一樣放不同水量的玻璃杯，在精準的調音下可以將某個(gè)玻璃杯透過(guò)共振將其振碎；但若是沒(méi)有經(jīng)過(guò)專(zhuān)業(yè)鋼琴調音師訓練的一般人，可能永遠也調不出可以讓玻璃杯振碎的頻率！這就是原理簡(jiǎn)單、難于實(shí)踐。

三大效能指針：效率、安全、功率
電動(dòng)牙刷早在10年前就堆出無(wú)線(xiàn)充電了，當時(shí)由于功率需求低所以不需要考慮效率與安全。早期的系統轉換效率只有20%-30%，且沒(méi)有安全機制并不會(huì )辯識目標連續供電，這樣的系統就與微型電磁爐一樣。由于功率很小，接收需求只有0、1W上下，只有20%的轉換效率下即有80%的能量于傳送中轉成熱量散逸，這樣推算發(fā)射器提供0、5W的能量到接收器為0、1W的能量，0、4W產(chǎn)生的熱量有限對系統的溫度上升不明顯，且系統最大輸出能力也不大即0、5W，所以在發(fā)射器上放置金屬異物也不會(huì )產(chǎn)生危險；但今日的裝置需求遠高于0、1W，以熱銷(xiāo)的智能型手機來(lái)看接收需要5V-1A 即5W的充電能量，若用電動(dòng)牙刷的系統進(jìn)行設計問(wèn)題就會(huì )很大了，接收端5W的需求在只有20%的轉換效率下有20W的能量轉換成熱能散逸，這樣的能量會(huì )產(chǎn)生龐大的熱能會(huì )導致系統溫度大幅上升，在這樣的推算下，系統最大輸出能力會(huì )在25W，若為無(wú)安全設計下于發(fā)射器上放置金屬異物可能會(huì )導致火災意外，所以在功率需求提高后衍生的問(wèn)題需要全新的設計來(lái)完成無(wú)線(xiàn)充電。新設計的系統為了達到目標功率，必需先解決效率與安全的問(wèn)題。