無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)應用攻略（一）：用原理制作實(shí)物

我們都知道，無(wú)線(xiàn)能源似乎是一個(gè)聽(tīng)起來(lái)很棒的新奇概念，但是我們很難想象會(huì )很快將它實(shí)現商業(yè)化。

　　無(wú)線(xiàn)充電是什么？

　　無(wú)線(xiàn)充電是指利用電磁波感應原理進(jìn)行充電的設備，原理類(lèi)似于變壓器。在發(fā)送和接收端各有一個(gè)線(xiàn)圈，發(fā)送端線(xiàn)圈連接有線(xiàn)電源產(chǎn)生電磁信號，接收端線(xiàn)圈感應發(fā)送端的電磁信號從而產(chǎn)生電流給電池充電。

　　無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)，源于無(wú)線(xiàn)電力輸送技術(shù)，利用磁共振在充電器與設備之間的空氣中傳輸電荷，線(xiàn)圈和電容器則在充電器與設備之間形成共振，實(shí)現電能高效傳輸的技術(shù)。

　　據engadget報道，美國賓州的一家公司，目前靠著(zhù)這個(gè) Powercast 技術(shù)，已經(jīng)和超過(guò)百家的主要電子產(chǎn)品公司，簽下內容尚未公開(kāi)的合作案，包括一些耗電量 “相對較低” 的電子產(chǎn)品，諸如手機、MP3 隨身聽(tīng)，還有汽車(chē)零件、溫度感應器、助聽(tīng)器，甚至是醫療儀器等的制造業(yè)者。

　　基本上整個(gè)系統包含了兩件東西，一個(gè)是插在插座上的發(fā)信器，另一個(gè)電子產(chǎn)品上，跟硬幣大小差不多的接收器（技術(shù)核心），只要在一定的范圍內（目前是在 90 厘米的距離內），電源能夠瞬間自發(fā)信器傳到對應的接受器。

　　該項技術(shù)之所以會(huì )得到這么多家廠(chǎng)商的青睞，原因是在他獨特的無(wú)線(xiàn)電波接收裝置，能夠根據不同的負載、電場(chǎng)強度來(lái)作調整，同時(shí)還能維持穩定的直流電壓，這也表示在空中亂噴的電磁波功率，能夠被減到最低。（據說(shuō)這種設備已經(jīng)獲得了 FCC 的認可）

　　最神奇的是，這接收器的制造成本，竟然只要 5 塊錢(qián)美金；目前預計將在 2008 年底，也許會(huì )更快，就會(huì )出現在部份的電子產(chǎn)品上頭了。另外各位常常在外奔波的筆電使用者，也不用心急，等到各位的筆電/UMPC 耗電量降到了個(gè)位數（目前的極限），你將來(lái)在外頭上網(wǎng)，應該是不需要帶充電器了，不過(guò)以后網(wǎng)絡(luò )費可能要跟電費綁在一起了。


　　二、無(wú)線(xiàn)充電系統設計原理與實(shí)物制作

　　到了2011年初，無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)經(jīng)過(guò)數年的推廣與演進(jìn)后開(kāi)始受到各界矚目。無(wú)線(xiàn)充電是指具有電池的裝置透過(guò)無(wú)線(xiàn)感應的方式取得電力而進(jìn)行充電，其方便性可以讓消費者愿意支付額外的費用購買(mǎi)無(wú)線(xiàn)充電相關(guān)產(chǎn)品；因為有商機才會(huì )有廠(chǎng)商愿意投入相關(guān)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，目前可以知道非常多知名品牌廠(chǎng)商已經(jīng)將無(wú)線(xiàn)充電這個(gè)功能列入新一代的產(chǎn)品的規格之一。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，實(shí)作困難

　　無(wú)線(xiàn)充電的方法在實(shí)驗階段有開(kāi)發(fā)出很多方法，但目前唯一有機會(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。早期就有人發(fā)現將繞線(xiàn)式的變壓器的將“E”型鐵心繞線(xiàn)后對向緊貼后接上市電就可以感應傳電，但距離略為分開(kāi)后感應效果就消失，這是因為在市電60Hz下，電磁波傳遞會(huì )隨著(zhù)距離增加能量快速衰退。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)。早在10年前電動(dòng)牙刷的無(wú)線(xiàn)充電就已經(jīng)上市，當時(shí)的傳送功率小、充電時(shí)間長(cháng)，在現在的智能手持裝置的耗電狀況來(lái)看，當時(shí)的充電能量不敷使用所以10年來(lái)還無(wú)法實(shí)用化。但這幾年來(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，