wuxianchongdianjishujingguoleshuniandetuiguangyuyanjinhou，daorujinzhongyukaishishoudaorenmendeguanzhu。wuxianchongdianshizhijuyoudianchidezhuangzhitouguowuxianganyingdefangshiqudedianlierjinxingchongdian，zhengshiyinweiqifangbianxing，caideyirangxiaofeizheyuanyizhifuewaidefeiyonggoumaiwuxianchongdianxiangguanchanpin；如(ru)此(ci)一(yi)來(lai)
，大(da)批(pi)廠(chang)商(shang)願(yuan)意(yi)投(tou)入(ru)資(zi)金(jin)進(jin)行(xing)相(xiang)關(guan)產(chan)品(pin)開(kai)發(fa)，看(kan)好(hao)其(qi)商(shang)機(ji)。由(you)於(yu)這(zhe)產(chan)技(ji)術(shu)相(xiang)當(dang)新(xin)穎(ying)且(qie)各(ge)廠(chang)商(shang)有(you)自(zi)己(ji)對(dui)技(ji)術(shu)的(de)表(biao)述(shu)
，所(suo)以(yi)無(wu)線(xian)充(chong)電(dian)
、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”接jie收shou效xiao率lv運yun作zuo方fang式shi，由you於yu這zhe個ge技ji術shu較jiao新xin所suo以yi各ge界jie的de說shuo法fa很hen多duo，但dan都dou是shi有you一yi個ge很hen重zhong要yao的de特te性xing
，就jiu是shi接jie收shou線xian圈quan上shang都dou會hui有you配pei置zhi電dian容rong來lai構gou成cheng一yi個ge具ju有you頻pin率lv特te性xing的de接jie收shou天tian線xian，在zai特te定ding的de頻pin率lv下xia可ke以yi得de到dao較jiao大da的de功gong率lv移yi轉zhuan。這zhe部bu份fen就jiu跟gen早zao期qi的de電dian磁ci感gan應ying不bu同tong，當dang距ju離li拉la開kai後hou依yi然ran就jiu可ke以yi得de到dao良liang好hao的de電dian力li傳chuan送song效xiao果guo。共gong振zhen的de原yuan理li非fei常chang簡jian單dan，就jiu跟gen鋼gang琴qin調tiao音yin師shi一yi樣yang放fang不bu同tong水shui量liang的de玻bo璃li杯bei，在zai精jing準zhun的de調tiao音yin下xia可ke以yi將jiang某mou個ge玻bo璃li杯bei透tou過guo共gong振zhen將jiang其qi振zhen碎sui；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yue50KHznengliangfachuhougeiguojujiareyongyipengren
，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)
；無(wu)線(xian)電(dian)力(li)係(xi)統(tong)需(xu)要(yao)傳(chuan)送(song)電(dian)力(li)而(er)發(fa)送(song)到(dao)受(shou)電(dian)裝(zhuang)置(zhi)所(suo)以(yi)需(xu)高(gao)功(gong)率(lv)傳(chuan)送(song)，無(wu)線(xian)通(tong)訊(xun)產(chan)品(pin)收(shou)到(dao)低(di)功(gong)率(lv)訊(xun)號(hao)後(hou)再(zai)透(tou)過(guo)內(nei)部(bu)的(de)電(dian)池(chi)將(jiang)訊(xun)號(hao)放(fang)大(da)處(chu)理(li)。所(suo)以(yi)不(bu)管(guan)是(shi)在(zai)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。

 

 

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，若(ruo)為(wei)無(wu)安(an)全(quan)設(she)計(ji)下(xia)於(yu)發(fa)射(she)器(qi)上(shang)放(fang)置(zhi)金(jin)屬(shu)異(yi)物(wu)可(ke)能(neng)會(hui)導(dao)致(zhi)火(huo)災(zai)意(yi)外(wai)，所(suo)以(yi)在(zai)功(gong)率(lv)需(xu)求(qiu)提(ti)高(gao)後(hou)衍(yan)生(sheng)的(de)問(wen)題(ti)需(xu)要(yao)全(quan)新(xin)的(de)設(she)計(ji)來(lai)完(wan)成(cheng)無(wu)線(xian)充(chong)電(dian)，所(suo)以(yi)10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：

 

qiyiweidangfasheqishangmeiyoufangmubiaochongdianzhuangzhishiyiyangzaifashenengliang，changshijianxiahuizaochengnengyuandelangfei，bufuhexianzaichanpinjienengdequshi。lingwaiyigewentijiaoyanzhong，weidangfasheqishangfangdeshijinshuyiwu，dianciboduiqijiare
；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)；但dan每mei個ge接jie收shou裝zhuang置zhi的de電dian力li需xu求qiu都dou不bu一yi樣yang，這zhe時shi發fa射she器qi必bi需xu要yao能neng自zi動dong調tiao節jie功gong率lv輸shu出chu。但dan這zhe樣yang的de功gong能neng要yao建jian立li在zai發fa射she器qi與yu接jie收shou器qi要yao能neng夠gou傳chuan送song資zi料liao碼ma來lai進jin行xing溝gou通tong，所suo以yi如ru何he運yun用yong感gan應ying電dian力li的de線xian圈quan進jin行xing資zi料liao碼ma傳chuan送song是shi研yan發fa的de要yao點dian。關guan於yu這zhe個ge技ji術shu數shu年nian前qian已yi經jing有you多duo家jia公gong司si投tou入ru開kai發fa
，其qi每mei家jia公gong司si的de方fang法fa有you差cha異yi在zai實shi作zuo上shang的de穩wen定ding性xing也ye需xu要yao再zai經jing過guo驗yan證zheng。

 

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)

；lingyigewentishigaibiaozhunbingbushimianfeide，dangchanpinshangshiqianxuyaoxianzhifuxiangguanzhuanlidequanlijin，suoyigongtongbiaozhunshiweilaidequshi，danmuqianshijiyingyonghaiweichengshu。

 

 

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。