無wu線xian充chong電dian技ji術shu經jing過guo了le數shu年nian的de推tui廣guang與yu演yan進jin後hou，到dao如ru今jin終zhong於yu開kai始shi受shou到dao人ren們men的de關guan注zhu。無wu線xian充chong電dian是shi指zhi具ju有you電dian池chi的de裝zhuang置zhi透tou過guo無wu線xian感gan應ying的de方fang式shi取qu得de電dian力li而er進jin行xing充chong電dian，正zheng是shi因yin為wei其qi方fang便bian性xing
，才cai得de以yi讓rang消xiao費fei者zhe願yuan意yi支zhi付fu額e外wai的de費fei用yong購gou買mai無wu線xian充chong電dian相xiang關guan產chan品pin
；ruciyilai

，dapichangshangyuanyitouruzijinjinxingxiangguanchanpinkaifa，kanhaoqishangji。youyuzhechanjishuxiangdangxinyingqiegechangshangyouzijiduijishudebiaoshu，suoyiwuxianchongdian、感應式電力、非接觸充電、無接點充電都是泛指相同的技術，距離1mm到數公尺都是一樣是無線，供電端與受電端交互作用就稱感應，所以無線充電是廣義的名詞而沒有一定的規格。

 

 

無線充電的方法在實驗階段有開發出很多方法
，但目前唯一有機會量產商品化為線圈感gan應ying式shi。線xian圈quan感gan應ying式shi的de原yuan理li很hen簡jian單dan，是shi百bai年nian前qian就jiu被bei發fa現xian物wu理li現xian象xiang
，但dan過guo去qu長chang久jiu以yi來lai這zhe樣yang的de線xian圈quan感gan應ying隻zhi運yun用yong在zai繞rao線xian式shi的de變bian壓ya器qi中zhong。早zao期qi就jiu有you人ren發fa現xian將jiang繞rao線xian式shi的de變bian壓ya器qi的de將jiang“E”型鐵心繞線後對向緊貼後接上市電就可以感應傳電，但距離略為分開後感應效果就消失，這是因為在市電60Hz下，電磁波傳遞會隨著距離增加能量快速衰退。在現今的應用中，由於裝置本身需要有外殼包裝，發射端加上接收端的外殼厚度至少從3mm起算，早期電動牙刷產品開發時就發現當距離拉開後需要將線圈上的操作頻率提高才能讓電力能傳送的更遠
；在電磁波中有一個特性
，就是頻率越高的電磁波可以傳送比較長的距離後能量衰減較低。後來RFID應用開始發展，主要就規劃的三個頻段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線電力係統在設計之初頻率采用的參考點。早在10年前電動牙刷的無線充電就已經上市，當時的傳送功率小
、充電時間長，在現在的智能手持裝置的耗電狀況來看，當時的充電能量不敷使用所以10年來還無法實用化。但這幾年來發展出新的技術可用較高的“共振”jieshouxiaolvyunzuofangshi，youyuzhegejishujiaoxinsuoyigejiedeshuofahenduo，dandoushiyouyigehenzhongyaodetexing，jiushijieshouxianquanshangdouhuiyoupeizhidianronglaigouchengyigejuyoupinlvtexingdejieshoutianxian
，zaitedingdepinlvxiakeyidedaojiaodadegonglvyizhuan。zhebufenjiugenzaoqidedianciganyingbutong，dangjulilakaihouyiranjiukeyidedaolianghaodedianlichuansongxiaoguo。gongzhendeyuanlifeichangjiandan，jiugengangqintiaoyinshiyiyangfangbutongshuiliangdebolibei
，zaijingzhundetiaoyinxiakeyijiangmougebolibeitouguogongzhenjiangqizhensui；但其它的文章都沒有提到

，若是沒有經過專業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！這就是原理簡單、實作困難。

 

 

電子零件出廠時就像是未調過音的鋼琴
，鋼琴透過專業的調音師精準調校後可以發出高品質的聲音；當(dang)大(da)量(liang)生(sheng)產(chan)後(hou)為(wei)了(le)成(cheng)本(ben)考(kao)量(liang)可(ke)能(neng)就(jiu)無(wu)法(fa)在(zai)每(mei)一(yi)個(ge)產(chan)品(pin)都(dou)經(jing)由(you)專(zhuan)業(ye)人(ren)員(yuan)調(tiao)校(xiao)再(zai)出(chu)貨(huo)，如(ru)果(guo)每(mei)一(yi)個(ge)產(chan)品(pin)都(dou)要(yao)專(zhuan)業(ye)人(ren)員(yuan)來(lai)修(xiu)正(zheng)那(na)就(jiu)會(hui)有(you)困(kun)難(nan)，因(yin)為(wei)專(zhuan)業(ye)人(ren)員(yuan)有(you)限(xian)。這(zhe)就(jiu)跟(gen)目(mu)前(qian)可(ke)以(yi)看(kan)到(dao)很(hen)多(duo)無(wu)線(xian)充(chong)電(dian)產(chan)品(pin)在(zai)很(hen)久(jiu)前(qian)就(jiu)發(fa)表(biao)了(le)
，在(zai)發(fa)表(biao)會(hui)上(shang)產(chan)品(pin)都(dou)可(ke)以(yi)完(wan)美(mei)演(yan)出(chu)
，但(dan)過(guo)了(le)很(hen)久(jiu)的(de)等(deng)待(dai)後(hou)還(hai)沒(mei)見(jian)產(chan)品(pin)上(shang)市(shi)？就(jiu)跟(gen)剛(gang)提(ti)到(dao)的(de)例(li)子(zi)一(yi)樣(yang)
，無(wu)線(xian)充(chong)電(dian)的(de)產(chan)品(pin)為(wei)了(le)達(da)到(dao)很(hen)好(hao)的(de)共(gong)振(zhen)效(xiao)果(guo)必(bi)需(xu)經(jing)過(guo)精(jing)準(zhun)的(de)調(tiao)校(xiao)，在(zai)這(zhe)樣(yang)的(de)狀(zhuang)況(kuang)下(xia)量(liang)產(chan)會(hui)變(bian)的(de)非(fei)常(chang)困(kun)難(nan)。所(suo)以(yi)無(wu)線(xian)充(chong)電(dian)係(xi)統(tong)的(de)設(she)計(ji)首(shou)先(xian)必(bi)需(xu)要(yao)能(neng)針(zhen)對(dui)共(gong)振(zhen)這(zhe)部(bu)份(fen)能(neng)自(zi)我(wo)調(tiao)整(zheng)，這(zhe)樣(yang)才(cai)能(neng)解(jie)決(jue)量(liang)產(chan)難(nan)題(ti)。2008年INTEL即發表了可以離一公尺距離的兩個線圈傳送電力用以點亮60瓦特燈泡
，發表當時也宣告了無線電力時代已經到來；但三年過去了相關產品還是沒有上市
，仔細想一下可以相距一公尺傳送電力，這麼強大的電磁能量就算對人體沒影響
、對(dui)周(zhou)遭(zao)的(de)電(dian)氣(qi)製(zhi)品(pin)會(hui)有(you)非(fei)常(chang)大(da)的(de)殺(sha)傷(shang)力(li)。無(wu)線(xian)電(dian)力(li)係(xi)統(tong)的(de)原(yuan)理(li)與(yu)烹(peng)調(tiao)電(dian)磁(ci)爐(lu)相(xiang)同(tong)，透(tou)過(guo)電(dian)磁(ci)波(bo)來(lai)傳(chuan)送(song)能(neng)量(liang)隻(zhi)不(bu)過(guo)目(mu)標(biao)不(bu)同(tong)，電(dian)磁(ci)爐(lu)使(shi)用(yong)頻(pin)率(lv)約(yue)50KHznengliangfachuhougeiguojujiareyongyipengren
，guoquwangluoshangjiuyouliuchuanguoyiduanyingpianjiushijiangshoujifangzaiyunzuozhongdediancilubiaomianshang
，zaiduanshijianneishoujijishaohui，zheyangdeyuanliyiyangdiancibohuichuanguoshoujiwaikezhijieduineibudejinshugouzaojiarezhongzhishaohui。qianwentidaoguo，weilejiachangchuansongjulibixutigaochuansongpinlv

，dianciludepinlvjiaodizailikaishugongfenhoujiushuaijiandaoanquanjiexianyixia，INTEL發表的相距一公尺傳送電力必需將頻率提高到約13MHz才(cai)能(neng)傳(chuan)送(song)
，在(zai)這(zhe)個(ge)狀(zhuang)況(kuang)下(xia)線(xian)圈(quan)之(zhi)間(jian)若(ruo)是(shi)存(cun)在(zai)金(jin)屬(shu)物(wu)體(ti)將(jiang)會(hui)被(bei)加(jia)熱(re)而(er)發(fa)生(sheng)危(wei)險(xian)，表(biao)演(yan)中(zhong)工(gong)作(zuo)人(ren)員(yuan)可(ke)以(yi)站(zhan)在(zai)兩(liang)個(ge)線(xian)圈(quan)中(zhong)間(jian)不(bu)會(hui)有(you)危(wei)險(xian)，是(shi)因(yin)為(wei)人(ren)體(ti)內(nei)的(de)金(jin)屬(shu)成(cheng)份(fen)很(hen)少(shao)所(suo)以(yi)溫(wen)度(du)上(shang)升(sheng)有(you)限(xian)。當(dang)電(dian)磁(ci)波(bo)頻(pin)率(lv)加(jia)到(dao)1GHz以上就會直接對水分子加熱；這zhe個ge原yuan理li就jiu變bian成cheng微wei波bo爐lu了le
，水shui分fen子zi被bei電dian磁ci波bo攪jiao動dong後hou發fa出chu熱re量liang。所suo以yi微wei波bo爐lu與yu電dian磁ci爐lu不bu一yi樣yang，必bi需xu在zai屏ping蔽bi體ti內nei操cao作zuo避bi免mian為wei害hai到dao人ren體ti。這zhe部bu份fen又you與yu市shi麵mian上shang的de無wu線xian通tong訊xun產chan品pin不bu同tong
，因yin為wei能neng量liang差cha距ju甚shen大da；wuxiandianlixitongxuyaochuansongdianlierfasongdaoshoudianzhuangzhisuoyixugaogonglvchuansong
，wuxiantongxunchanpinshoudaodigonglvxunhaohouzaitouguoneibudedianchijiangxunhaofangdachuli。suoyibuguanshizai13MHz會對金屬加熱或是1GHz以上直接傷害人體
，無線電力在設計時必需解決安全的問題才能上市，這就是展示簡單
、上市困難。

 

 

電動牙刷早在10年前就堆出無線充電了

，當時由於功率需求低所以不需要考慮效率與安全。早期的係統轉換效率隻有20%-30%，且沒有安全機製並不會辯識目標連續供電
，這樣的係統就與微型電磁爐一樣。由於功率很小
，接收需求隻有0.1W上下，隻有20%的轉換效率下即有80%的能量於傳送中轉成熱量散逸，這樣推算發射器提供0.5W的能量到接收器為0.1W的能量
，0.4W產生的熱量有限對係統的溫度上升不明顯
，且係統最大輸出能力也不大即0.5W
，所以在發射器上放置金屬異物也不會產生危險
；但今日的裝置需求遠高於0.1W，以熱銷的智能型手機來看接收需要5V-1A 即5W的充電能量，若用電動牙刷的係統進行設計問題就會很大了，接收端5W的需求在隻有20%的轉換效率下有20W的能量轉換成熱能散逸
，這樣的能量會產生龐大的熱能會導致係統溫度大幅上升

，在這樣的推算下
，係統最大輸出能力會在25W
，ruoweiwuanquanshejixiayufasheqishangfangzhijinshuyiwukenenghuidaozhihuozaiyiwai，suoyizaigonglvxuqiutigaohouyanshengdewentixuyaoquanxindeshejilaiwanchengwuxianchongdian，suoyi10年前即出現的無線充電到今還改良之中。新設計的係統需為了達到目標功率，必需先解決效率與安全的問題。

 

現今無線充電係統都采用共振的方式進行設計，在架構上都大至相同有下列這些構造：

 

 

　　A. 直流電源輸入

　　B. 頻率產生裝置

　　C. 切換電力的開關

　　D. 發射的線圈與電容諧振組合

A. 接收的線圈與電容諧振組合

　　B. 整流器

　　C. 濾波與穩壓器

　　D. 直流電源輸出

在樣的架構下從發射器的1.直流電源輸入到接收器 D.直zhi流liu電dian源yuan輸shu出chu應ying過guo的de每mei一yi個ge環huan節jie都dou是shi效xiao率lv損sun耗hao的de要yao點dian
，在zai電dian源yuan電dian路lu中zhong電dian流liu通tong過guo的de每mei一yi個ge有you阻zu抗kang特te性xing的de零ling件jian都dou會hui在zai上shang麵mian損sun耗hao部bu份fen能neng量liang，這zhe幾ji年nian材cai料liao的de進jin步bu也ye讓rang無wu線xian充chong電dian的de實shi用yong化hua大da增zeng，其qi中zhong有you幾ji樣yang先xian進jin零ling件jian是shi無wu線xian充chong電dian係xi統tong中zhong與yu傳chuan輸shu效xiao率lv相xiang關guan的de，為wei了le達da到dao高gao轉zhuan換huan效xiao率lv需xu要yao將jiang這zhe些xie零ling件jian與yu材cai料liao作zuo組zu合he運yun用yong。

 

　　A. 頻率產生裝置：目前有數家公司將此部份開發成IC銷售
，其為發射電路板上的關鍵零件。

　　B. 切換電力的開關：大多為MOSFET所構成
，低導通阻抗與高切換速度是選用的要點。

　　C. 發射／接收的線圈與電容諧振組合：此ci部bu份fen為wei過guo去qu從cong未wei出chu現xian過guo的de技ji術shu，由you於yu無wu規gui則ze可ke循xun所suo以yi隻zhi能neng透tou過guo不bu斷duan的de嚐chang試shi，另ling外wai未wei了le阻zu絕jue多duo於yu的de能neng量liang散san到dao其qi它ta地di方fang，於yu線xian圈quan的de未wei感gan應ying側ce都dou會hui家jia上shang磁ci性xing材cai料liao，這zhe類lei的de材cai料liao特te性xing也ye是shi全quan新xin的de應ying用yong。

　　D. 整流器：由於在線圈上的操作都是高頻率
、高電壓的能量訊號需要能有效的換成直流電才能給受電裝置使用
，目前大多采用超低VF的蕭特基二極管所構成。

　　E. 濾波與穩壓器：這部份難度在接收裝置空間有限
，設計上要小型化的困難處，通常高轉換效率的電路配置大體積被動零件。

 

先前提到無線充電係統與電磁爐一樣會發射電磁波能量，這有兩大問題：

 

其qi一yi為wei當dang發fa射she器qi上shang沒mei有you放fang目mu標biao充chong電dian裝zhuang置zhi時shi一yi樣yang在zai發fa射she能neng量liang，長chang時shi間jian下xia會hui造zao成cheng能neng源yuan的de浪lang費fei，不bu符fu合he現xian在zai產chan品pin節jie能neng的de趨qu勢shi。另ling外wai一yi個ge問wen題ti較jiao嚴yan重zhong，為wei當dang發fa射she器qi上shang放fang的de是shi金jin屬shu異yi物wu，電dian磁ci波bo對dui其qi加jia熱re
；這個狀況輕則燒毀裝置，重則發生火災危其人員生命財產。所以無線充電係統若要上市銷售，必需要有一個重要的功能即為“受電端目標物辨識”，當dang正zheng確que的de目mu標biao物wu放fang置zhi在zai發fa射she器qi上shang才cai開kai始shi送song電dian
，若ruo不bu是shi的de話hua則ze不bu送song電dian。用yong來lai偵zhen測ce近jin距ju離li裝zhuang置zhi的de方fang法fa有you很hen多duo，但dan在zai無wu線xian充chong電dian係xi統tong上shang有you一yi個ge問wen題ti就jiu是shi無wu法fa采cai用yong昂ang貴gui的de零ling件jian來lai完wan成cheng這zhe個ge功gong能neng，記ji住zhu目mu前qian設she計ji的de隻zhi是shi一yi個ge充chong電dian器qi
，若ruo成cheng本ben太tai高gao的de話hua市shi場chang會hui無wu法fa接jie受shou這zhe個ge功gong能neng。

 

而目前有兩個實用的方法來完成這個功能：

1. 磁力激活：在zai受shou電dian端duan上shang裝zhuang一yi個ge磁ci鐵tie
，當dang發fa射she端duan感gan應ying到dao磁ci力li後hou開kai始shi發fa送song能neng量liang
，這zhe個ge方fang法fa簡jian單dan有you效xiao，因yin為wei沒mei有you人ren會hui無wu意yi中zhong放fang一yi個ge磁ci鐵tie在zai發fa射she器qi上shang讓rang它ta燒shao毀hui。

2.感應線圈上的資料傳送：這是目前認為最安全的方法，與RFID的原理相同，利用兩個線圈內的電力傳送中，包含資料碼一起傳送
；這個方法最安全也是最難完成的，因為感應線圈上有高能量的電力傳輸、另外還包含了係統的噪聲與負載電流變化的幹擾
，如何有效的傳送資料碼是一大難題。

 

一yi個ge理li想xiang的de係xi統tong為wei在zai無wu線xian充chong電dian發fa射she器qi上shang放fang置zhi不bu同tong的de接jie收shou器qi，接jie收shou器qi可ke為wei不bu同tong的de裝zhuang置zhi從cong小xiao電dian力li的de耳er機ji到dao大da功gong率lv的de筆bi記ji型xing計ji算suan機ji，都dou應ying該gai要yao能neng對dui應ying不bu同tong的de目mu標biao物wu
；danmeigejieshouzhuangzhidedianlixuqiudoubuyiyang，zheshifasheqibixuyaonengzidongtiaojiegonglvshuchu。danzheyangdegongnengyaojianlizaifasheqiyujieshouqiyaonenggouchuansongziliaomalaijinxinggoutong

，suoyiruheyunyongganyingdianlidexianquanjinxingziliaomachuansongshiyanfadeyaodian。guanyuzhegejishushunianqianyijingyouduojiagongsitourukaifa，qimeijiagongsidefangfayouchayizaishizuoshangdewendingxingyexuyaozaijingguoyanzheng。

 

目mu前qian有you業ye者zhe在zai推tui行xing無wu線xian充chong電dian標biao準zhun，理li想xiang化hua的de標biao準zhun是shi可ke以yi跨kua品pin牌pai使shi用yong。這zhe個ge是shi一yi個ge很hen理li想xiang化hua的de目mu標biao，所suo謂wei的de標biao準zhun就jiu針zhen對dui兩liang個ge部bu份fen需xu要yao規gui範fan才cai能neng運yun作zuo；第(di)一(yi)就(jiu)是(shi)要(yao)有(you)共(gong)通(tong)的(de)共(gong)振(zhen)頻(pin)率(lv)，電(dian)力(li)傳(chuan)輸(shu)是(shi)需(xu)要(yao)透(tou)過(guo)預(yu)設(she)好(hao)的(de)共(gong)振(zhen)頻(pin)率(lv)來(lai)傳(chuan)送(song)，發(fa)射(she)器(qi)提(ti)供(gong)的(de)電(dian)磁(ci)波(bo)能(neng)量(liang)之(zhi)頻(pin)率(lv)需(xu)要(yao)是(shi)接(jie)收(shou)器(qi)的(de)共(gong)振(zhen)頻(pin)率(lv)才(cai)能(neng)得(de)到(dao)好(hao)的(de)轉(zhuan)換(huan)效(xiao)率(lv)。第(di)二(er)就(jiu)是(shi)標(biao)準(zhun)的(de)資(zi)料(liao)傳(chuan)送(song)碼(ma)或(huo)其(qi)它(ta)識(shi)別(bie)激(ji)活(huo)方(fang)式(shi)，發(fa)射(she)器(qi)需(xu)要(yao)對(dui)應(ying)到(dao)正(zheng)確(que)的(de)接(jie)收(shou)器(qi)才(cai)能(neng)開(kai)始(shi)送(song)電(dian)。一(yi)個(ge)共(gong)通(tong)的(de)標(biao)準(zhun)的(de)確(que)是(shi)市(shi)場(chang)所(suo)期(qi)待(dai)的(de)
，目(mu)前(qian)在(zai)推(tui)動(dong)無(wu)線(xian)充(chong)電(dian)標(biao)準(zhun)化(hua)的(de)團(tuan)體(ti)已(yi)經(jing)運(yun)作(zuo)多(duo)時(shi)，但(dan)在(zai)市(shi)麵(mian)上(shang)的(de)產(chan)品(pin)還(hai)算(suan)少(shao)見(jian)，這(zhe)部(bu)份(fen)可(ke)以(yi)深(shen)入(ru)了(le)解(jie)後(hou)可(ke)以(yi)發(fa)現(xian)一(yi)些(xie)問(wen)題(ti)，一(yi)部(bu)份(fen)是(shi)其(qi)標(biao)準(zhun)尚(shang)未(wei)完(wan)整(zheng)以(yi)致(zhi)研(yan)發(fa)人(ren)員(yuan)照(zhao)規(gui)格(ge)書(shu)開(kai)發(fa)確(que)無(wu)法(fa)順(shun)利(li)將(jiang)產(chan)品(pin)完(wan)成(cheng)；另(ling)一(yi)個(ge)問(wen)題(ti)是(shi)該(gai)標(biao)準(zhun)並(bing)不(bu)是(shi)免(mian)費(fei)的(de)，當(dang)產(chan)品(pin)上(shang)市(shi)前(qian)需(xu)要(yao)先(xian)支(zhi)付(fu)相(xiang)關(guan)專(zhuan)利(li)的(de)權(quan)利(li)金(jin)
，所(suo)以(yi)共(gong)通(tong)標(biao)準(zhun)是(shi)未(wei)來(lai)的(de)趨(qu)勢(shi)
，但(dan)目(mu)前(qian)實(shi)際(ji)應(ying)用(yong)還(hai)未(wei)成(cheng)熟(shu)。

 

 

就無線充電產品看有三大關鍵組件

，其中有控製電路板
、感應線圈
、磁性材料。

 

muqianwuxianchongdianshangzaiqibujieduan，shichangyuqijiexialaideerdaosannianhuikaishigaoduchengchang，ersinianhoujianghuibianchengpinpaishangpindebiaozhunbeiguigezhiyi。zhegeshichangdechengchanghuiqiandongdechanyelianbuzhizaidianzichanye

，ganyingxianquanxuyaojingmizhijushengchanzheqiandongdeshijixiegongye，xianquanshangxuyaoyunyonggaoxiaonengdiancibopingbinenglidecixingcailiaozheqiandongdeshihuaxuegongye。suoyiyigechanpindechengchangkeyiqiandongsangechanyelian
，yinweizhegechanpinbingbushiguoquyijingcunzaidechanpin
，ershiquanxindeleibiequanxindeyingyong，xiangguandecailiaodouyaozhongxinkaifashengchan，duijingyingmianlaikanzheyeshikeyikaifadexinlingyu。