無線充電好神奇?淺談無線充電技術與應用

每次要幫手機、電腦,或者其他各種電器充電時,總是多一條充電線,現在規格一多如:TypeC、lightning…常常接錯,實在非常麻煩。隨著時代進步,現在愈來愈多的電子產品,開始使用「無線充電」的技術了

 

這類充電方法不僅可省略電源線接頭與電器連接的限制,無接點的設計也避免了插頭老舊、腐蝕等接觸不良所造成的問題,因此不但有助於產品外觀的精簡與精品化,更能提升防水與防塵等級。無線充電也可克服不同品牌之間接頭不相容的問題,免除了每項電器產品都需獨立供電裝置的困擾。例如手機放在一個小小的、像杯墊一樣的東西上面,不必接線就能輕鬆充電,這麼厲害的科技背後有什麼原理呢?讓我們一起來了解其中奧妙。

 

 

基本原理

▲無線充電原理示意圖(圖片來源:synergytek)

 

無線充電的原理其實很簡單:採用電磁感應理論以傳遞無線電力,藉由電流通過傳輸線圈而產生磁力線與交替變化的磁場,接收線圈感應到這交替變化的磁場後就可把它轉換為交流電訊號,達成能量傳遞的目的。目前常見的智慧型手機的無線充電功能是在充電座內設計一組傳輸感應線圈,另在手機背殼內嵌入一組微型接收線圈。當電源饋入充電座端的傳輸線圈後,立即感應發射磁力線,並由手機內的接收線圈轉換為感應電壓,再經由電源穩壓電路升壓為5伏特以利於手機充電。

 

 

無線充電應用

 

無線充電技術在2012年應用於智慧型手機,但初期僅具備5瓦特的傳遞功率,經逐年研發改進後功率漸升,而採用於平板裝置、穿戴式裝置、筆記型電腦、3C電子產品周邊與智慧家電等,並於2016年應用到電動車。

▲無線充電裝置示意圖(圖片來源:TechNews 科技新報)

 

無線充電的標準化規格

 

無線電力傳輸為充電裝置提升了使用的便利性,當然標準化的設計與充電規範就成為產品開發的選擇重點。目前常見的無線充電標準有:無線充電聯盟(Wireless Power Consortium, WPC)、無線電力聯盟(Alliance for Wireless Power, A4WP)與電力事業聯盟(Power Matters Alliance, PMA)3種規範。

▲無線充電私大標準(圖片來源:中時電子報)

 

 

未來趨勢

 

 

據估計,預期2017年會有10%左右的智慧型手機搭載無線充電功能,並於2020年無線充電市場可望達10億套,由此可見無線充電已成為未來電子產品的標準配備。雖然如此風險仍是不少:有些是實作上的安全問題,比如路邊的無線充電停車格可能會漏電,電死路過的小動物;根據研究顯示,無線充電運作時,放在充電器上的金屬物品會因為電磁效應而升溫,電磁波對人體健康的疑慮更是從來沒少過。因此,方便是方便了,但在大規模採用之前,人們還需要更嚴格的國際認證與檢驗標準。

 

 

 

 

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