無線充電技術(shù)應用攻略（一）：用原理制作實物

　　展示簡單，上市困難

　　電子零件出廠時就像是未調(diào)過音的鋼琴，鋼琴透過專業(yè)的調(diào)音師精準調(diào)校后可以發(fā)出高品質(zhì)的聲音；當大量生產(chǎn)后為了成本考量可能就無法在每一個產(chǎn)品都經(jīng)由專業(yè)人員調(diào)校再出貨，如果每一個產(chǎn)品都要專業(yè)人員來修正那就會有困難，因為專業(yè)人員有限。這就跟目前可以看到很多無線充電產(chǎn)品在很久前就發(fā)表了，在發(fā)表會上產(chǎn)品都可以完美演出，但過了很久的等待后還沒見產(chǎn)品上市？就跟剛提到的例子一樣，無線充電的產(chǎn)品為了達到很好的共振效果必需經(jīng)過精準的調(diào)校，在這樣的狀況下量產(chǎn)會變的非常困難。所以無線充電系統(tǒng)的設計首先必需要能針對共振這部份能自我調(diào)整，這樣才能解決量產(chǎn)難題。2008年INTEL即發(fā)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(fā)表當時也宣告了無線電力時代已經(jīng)到來；但三年過去了相關產(chǎn)品還是沒有上市，仔細想一下可以相距一公尺傳送電力，這么強大的電磁能量就算對人體沒影響、對周遭的電氣制品會有非常大的殺傷力。無線電力系統(tǒng)的原理與烹調(diào)電磁爐相同，透過電磁波來傳送能量只不過目標不同，電磁爐使用頻率約50KHz能量發(fā)出后給鍋具加熱用已烹飪，過去網(wǎng)絡上就有流傳過一段影片就是將手機放在運作中的電磁爐表面上，在短時間內(nèi)手機即燒毀，這樣的原理一樣電磁波會穿過手機外殼直接對內(nèi)部的金屬構(gòu)造加熱終至燒毀。前文題到過，為了加長傳送距離必需提高傳送頻率，電磁爐的頻率較低在離開數(shù)公分后就衰減到安全界限以下，INTEL發(fā)表的相距一公尺傳送電力必需將頻率提高到約13MHz才能傳送，在這個狀況下線圈之間若是存在金屬物體將會被加熱而發(fā)生危險，表演中工作人員可以站在兩個線圈中間不會有危險，是因為人體內(nèi)的金屬成份很少所以溫度上升有限。當電磁波頻率加到1GHz以上就會直接對水分子加熱；這個原理就變成微波爐了，水分子被電磁波攪動后發(fā)出熱量。所以微波爐與電磁爐不一樣，必需在屏蔽體內(nèi)操作避免為害到人體。這部份又與市面上的無線通訊產(chǎn)品不同，因為能量差距甚大；無線電力系統(tǒng)需要傳送電力而發(fā)送到受電裝置所以需高功率傳送，無線通訊產(chǎn)品收到低功率訊號后再透過內(nèi)部的電池將訊號放大處理。所以不管是在13MHz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。

三大效能指針：效率、安全、功率

　　電動牙刷早在10年前就堆出無線充電了，當時由于功率需求低所以不需要考慮效率與安全。早期的系統(tǒng)轉(zhuǎn)換效率只有20%-30%，且沒有安全機制并不會辯識目標連續(xù)供電，這樣的系統(tǒng)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(zhuǎn)換效率下即有80%的能量于傳送中轉(zhuǎn)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(tǒng)的溫度上升不明顯，且系統(tǒng)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產(chǎn)生危險；但今日的裝置需求遠高于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，若用電動牙刷的系統(tǒng)進行設計問題就會很大了，接收端5W的需求在只有20%的轉(zhuǎn)換效率下有20W的能量轉(zhuǎn)換成熱能散逸，這樣的能量會產(chǎn)生龐大的熱能會導致系統(tǒng)溫度大幅上升，在這樣的推算下，系統(tǒng)最大輸出能力會在25W，若為無安全設計下于發(fā)射器上放置金屬異物可能會導致火災意外，所以在功率需求提高后衍生的問題需要全新的設計來完成無線充電，所以10年前即出現(xiàn)的無線充電到今還改良之中。新設計的系統(tǒng)需為了達到目標功率，必需先解決效率與安全的問題。

　　高轉(zhuǎn)換效率仰賴先進規(guī)格零件與材料

　　現(xiàn)今無線充電系統(tǒng)都采用共振的方式進行設計，在架構(gòu)上都大至相同有下列這些構(gòu)造：

　　發(fā)射器內(nèi)有

　　1.直流電源輸入

　　2.頻率產(chǎn)生裝置

　　3. 切換電力的開關

　　4. 發(fā)射的線圈與電容諧振組合