無線充電的原理與實際運作分析

　　A. 接收的線圈與電容諧振組合

　　B. 整流器

　　C. 濾波與穩(wěn)壓器

　　D. 直流電源輸出

　　在樣的架構(gòu)下從發(fā)射器的1.直流電源輸入到接收器 D.直流電源輸出應(yīng)過的每一個環(huán)節(jié)都是效率損耗的要點，在電源電路中電流通過的每一個有阻抗特性的零件都會在上面損耗部份能量，這幾年材料的進步也讓無線充電的實用化大增，其中有幾樣先進零件是無線充電系統(tǒng)中與傳輸效率相關(guān)的，為了達到高轉(zhuǎn)換效率需要將這些零件與材料作組合運用。

　　A. 頻率產(chǎn)生裝置：目前有數(shù)家公司將此部份開發(fā)成IC銷售，其為發(fā)射電路板上的關(guān)鍵零件。

　　B. 切換電力的開關(guān)：大多為MOSFET所構(gòu)成，低導(dǎo)通阻抗與高切換速度是選用的要點。

　　C. 發(fā)射／接收的線圈與電容諧振組合：此部份為過去從未出現(xiàn)過的技術(shù)，由于無規(guī)則可循所以只能透過不斷的嘗試，另外未了阻絕多于的能量散到其它地方，于線圈的未感應(yīng)側(cè)都會家上磁性材料，這類的材料特性也是全新的應(yīng)用。

　　D. 整流器：由于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(gòu)成。

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

5 設(shè)計最艱難的部份——安全

　　先前提到無線充電系統(tǒng)與電磁爐一樣會發(fā)射電磁波能量，這有兩大問題：

　　其一為當(dāng)發(fā)射器上沒有放目標(biāo)充電裝置時一樣在發(fā)射能量，長時間下會造成能源的浪費，不符合現(xiàn)在產(chǎn)品節(jié)能的趨勢。另外一個問題較嚴(yán)重，為當(dāng)發(fā)射器上放的是金屬異物，電磁波對其加熱；這個狀況輕則燒毀裝置，重則發(fā)生火災(zāi)危其人員生命財產(chǎn)。所以無線充電系統(tǒng)若要上市銷售，必需要有一個重要的功能即為“受電端目標(biāo)物辨識”，當(dāng)正確的目標(biāo)物放置在發(fā)射器上才開始送電，若不是的話則不送電。用來偵測近距離裝置的方法有很多，但在無線充電系統(tǒng)上有一個問題就是無法采用昂貴的零件來完成這個功能，記住目前設(shè)計的只是一個充電器，若成本太高的話市場會無法接受這個功能。

　　而目前有兩個實用的方法來完成這個功能： 1. 磁力激活：在受電端上裝一個磁鐵，當(dāng)發(fā)射端感應(yīng)到磁力后開始發(fā)送能量，這個方法簡單有效，因為沒有人會無意中放一個磁鐵在發(fā)射器上讓它燒毀。2.感應(yīng)線圈上的資料傳送：這是目前認(rèn)為最安全的方法，與RFID的原理相同，利用兩個線圈內(nèi)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(yīng)線圈上有高能量的電力傳輸、另外還包含了系統(tǒng)的噪聲與負(fù)載電流變化的干擾，如何有效的傳送資料碼是一大難題。

　　6 可變功率系統(tǒng)需建立在數(shù)據(jù)傳輸機制上

　　一個理想的系統(tǒng)為在無線充電發(fā)射器上放置不同的接收器，接收器可為不同的裝置從小電力的耳機到大功率的筆記型計算機，都應(yīng)該要能對應(yīng)不同的目標(biāo)物；但每個接收裝置的電力需求都不一樣，這時發(fā)射器必需要能自動調(diào)節(jié)功率輸出。但這樣的功能要建立在發(fā)射器與接收器要能夠傳送資料碼來進行溝通，所以如何運用感應(yīng)電力的線圈進行資料碼傳送是研發(fā)的要點。關(guān)于這個技術(shù)數(shù)年前已經(jīng)有多家公司投入開發(fā)，其每家公司的方法有差異在實作上的穩(wěn)定性也需要再經(jīng)過驗證。

　　7 無線充電共通標(biāo)是理想?yún)s難以實現(xiàn)

　　目前有業(yè)者在推行無線充電標(biāo)準(zhǔn)，理想化的標(biāo)準(zhǔn)是可以跨品牌使用。這個是一個很理想化的目標(biāo)，所謂的標(biāo)準(zhǔn)就針對兩個部份需要規(guī)范才能運作；第一就是要有共通的共振頻率，電力傳輸是需要透過預(yù)設(shè)好的共振頻率來傳送，發(fā)射器提供的電磁波能量之頻率需要是接收器的共振頻率才能得到好的轉(zhuǎn)換效率。第二就是標(biāo)準(zhǔn)的資料傳送碼或其它識別激活方式，發(fā)射器需要對應(yīng)到正確的接收器才能開始送電。一個共通的標(biāo)準(zhǔn)的確是市場所期待的，目前在推動無線充電標(biāo)準(zhǔn)化的團體已經(jīng)運作多時，但在市面上的產(chǎn)品還算少見，這部份可以深入了解后可以發(fā)現(xiàn)一些問題，一部份是其標(biāo)準(zhǔn)尚未完整以致研發(fā)人員照規(guī)格書開發(fā)確無法順利將產(chǎn)品完成；另一個問題是該標(biāo)準(zhǔn)并不是免費的，當(dāng)產(chǎn)品上市前需要先支付相關(guān)專利的權(quán)利金，所以共通標(biāo)準(zhǔn)是未來的趨勢，但目前實際應(yīng)用還未成熟。

　　8 三大關(guān)鍵組件牽動三個產(chǎn)業(yè)鏈

　　就無線充電產(chǎn)品看有三大關(guān)鍵組件，其中有控制電路板、感應(yīng)線圈、磁性材料。

　　目前無線充電尚在起步階段，市場預(yù)期接下來的二到三年會開始高度成長，而四年后將會變成品牌商品的標(biāo)準(zhǔn)備規(guī)格之一。這個市場的成長會牽動的產(chǎn)業(yè)鏈不只在電子產(chǎn)業(yè)，感應(yīng)線圈需要精密治具生產(chǎn)這牽動的是機械工業(yè)，線圈上需要運用高效能電磁波屏蔽能力的磁性材料這牽動的是化學(xué)工業(yè)。所以一個產(chǎn)品的成長可以牽動三個產(chǎn)業(yè)鏈，因為這個產(chǎn)品并不是過去已經(jīng)存在的產(chǎn)品，而是全新的類別全新的應(yīng)用，相關(guān)的材料都要重新開發(fā)生產(chǎn)，對經(jīng)營面來看這也是可以開發(fā)的新領(lǐng)域。