近场无线充电技术及未来应用趋势
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所谓无线充电技术是透过磁场感应或共振，以空中传输方式将电能传递到待充电的装置物
体上，省去了恼人的连接线，这技术的发展已逐步使人们的生活更便利了。尤其，进入万
物联网及电动车时代，无线充电技术显得更加重要。而且，无线充电也可克服不同品牌之
间接头不相容的问题，免除了每项电器产品都需独立供电装置的困扰。
大多数无线电力和充电板利用电场、磁场或电磁场来传输电力，并区分为两类：不辐射与
辐射（non-radiative and radiative） 或 近场与远场（near and far field）。前者
以两个线圈之间的电感耦合，短距离传输电力，或者利用电极对之间的电容耦合在电场上
传输电力。这类充电板主要用于不受距离影响的行动装置或其他应用。还有一种是通过电
磁辐射束（beams of electromagnetic radiation）在长距离上发射功率，利用微波或雷
射为无人机到太阳能人造卫星等供电。
目前常见的智慧型手机的无线充电功能是在充电座内设计一组传输感应线圈，另在手机背
壳内嵌入一组微型接收线圈。当电源馈入充电座端的传输线圈后，立即感应发射磁力线，
并由手机内的接收线圈转换为感应电压，再经由电源稳压电路升压为5伏特以利于手机充
电。至于两线圈间的磁场强度与耦合系数，可借由在两感应线圈间加入导磁性铁芯材料的
小技巧予以强化，并能屏蔽金属物体及电子元件的干扰。现阶段，无线充电技术的应用已
从小功率5瓦特的手机发展到大功率千瓦等级的电动车，并且逐步改变了人们的生活习惯
。
以下5种近场无线充电技术及未来应用趋势：
1. WiTricity
波士顿新创公司WiTricity以其“磁共振（magnetic resonance）”无线充电技术而闻名
，该技术是基于弱耦合的电磁共振物体来传输电力。该公司的充电板是由发射器和接收器
组成，这些发射器和接收器内置能调谐至相同频率的磁环天线，从而使充电板可同时为多
个装置充电，因线圈可不需完全对准天线即可进行电力传输。WiTricity的目标对象是电
动车业者，包含获得Toyota和Nissan等多家汽车制造商的支持。2019年2月，WiTricity技
术整合了Qualcomm Halo技术。
2. Energous WattUp
Energous的WattUp无线充电系统允许在充电板周边距离进行智慧手机、平板电脑和其他装
置充电。WattUp的运作方式类似WiTricity（磁共振），透过备有无数小型天线的发射器
发射RF讯号至接收器的方式充电。但WattUp与WiTricity两者不同之处，在于WattUp的发
射器利用蓝牙搜索授权使用Energous app充电的装置。找到这些装置后，再将RF讯号导至
蓝牙装置，将电力转换为直流电(DC)进行充电。
3. uBeam
无线充电技术新创公司uBeam，不使用传统方法（电感、电容、电磁等），而是靠纯超音
波(ultrasound)来传输电力。该公司表示，该无线电板使用类似于扩音器的发射器，发出
45至75 kHz（人类和动物听不到）的高频声音。然后使用相位阵列（phased-array）天线
将声音传导至类似麦克风的接收器上，使配备装置将电力转换为直流电(DC)，一旦装置充
电后，电力传输即停止。
4. Qi Wireless Power
自2008年问世以来，Qi无线充电标准已被140多种行动装置和充电器使用。Qi标准是无线
充电联盟（WPC）开发的，利用电感进行无线电力传输。该系统本身依赖充电板和相容装
置，透过平面线圈对之间的共振电感耦合进行充电。
5. Elix Wireless
Elix Wireless已开发出1,000至20,000 W的无线高效充电器，用于电动车和工业设备。该
公司专门研究磁动力耦合（magneto-dynamic coupling；MDC），该技术在发射器和接收
器中都使用一组旋转式磁铁，两者之间由气隙隔开，当发射单位中的旋转式磁铁导致接收
器磁体同步旋转，从而进行有效率的电力传输，与其他感应式方法相比产生更少的热能。
结语
电力的无线传输技术发展，即使在短距离传输上仍是一项持久战，工程师必须不断努力提
高电力传输的效率和速率。未来以满足行动装置、电动车充电站的需求，甚至为患者胃肠
道中的小型电子胶囊进行无线供电。