無線充電就是這么簡單

楊洋

在這個季節里說到電，很多人可能和我一樣，首先會想到的是夏天的閃電。電，通常存在于電線、電纜中，我們無法感受到它的存在。而閃電似乎是我們最能在大自然中感受到的電的形態。

今天要跟大家分享的無線充電技術，其實最早也源自于閃電收集的設想。但是因為閃電的平均電流高達3萬安培，電壓高達數億伏特，輸出功率相當于一個小型核電站，而它的每次閃現時間又非常短，且不固定，就算能收集下來，每次成功收集到的能量也僅相當于100升的汽油所具有的能量，其性價比就顯得不那么令人滿意了。

無線充電技術看似是一項激動人心的新興技術，但是從無線電力傳輸的原理來看，只是一個再平常不過的日常應用了。提到無線電力傳輸，就不能不提到一個名字——尼古拉·特斯拉。沒錯，著名電動汽車品牌就是以他的名字命名的，他是與達·芬奇齊名的曠世奇才，被稱為“交流電之父”。

早在1891年，尼古拉·特斯拉就已經證實了無線能量傳輸的可行性。特斯拉把地球作為內導體，地球電離層作為外導體，通過使用這種放大發射機特有的徑向電磁波振蕩模式，可以在地球與電離層之間建立起大約8赫茲的低頻共振，利用環繞地球的表面電磁波來傳輸能量。

再回頭來看，我們現在的無線充電，它源于無線電力傳輸技術，又被稱作“感應充電”或“非接觸式感應充電”。這是利用近場感應，也就是電感耦合，由供電設備（充電器）將能量傳送至用電的裝置。該裝置使用接收到的能量對電池充電，并同時供其本身運作之用。由于充電器與用電裝置之間以電感耦合傳送能量，兩者之間不用電線連接，因此充電器及用電的裝置都可以做到無導電接點外露，電動牙刷的充電過程就是個典型案例。

這里所說的“耦合”，是指兩個或兩個以上的電路元件或電網絡的輸入與輸出之間存在緊密配合與相互影響，并通過相互作用從一側向另一側傳輸能量的現象。概括地說，耦合就是指兩個實體相互依賴于對方的一個量度。變化的電場會產生磁場，而變化的磁場又會變成電場，磁場和電場相輔相生，相互影響即為電磁耦合，這也符合能量守恒的科學規律。

說了這么多的物理名詞，大家腦袋估計都有點暈乎乎的。其實，無線充電設備主要就是由兩組特定線圈組成的。目前，主流的無線充電標準有四種：Qi標準、Power Matters Alliance（PMA）標準、Alliance for Wireless Power（A4WP）標準和iNPOFi技術，分別采用電磁感應、無線電波以及共振作用的原理工作。其中Qi是全球首個推動無線充電技術的標準化組織——無線充電聯盟（Wireless Power Consortium，簡稱WPC）推出的“無線充電”標準，采用了最為主流的電磁感應技術，具備便捷性和通用性兩大特征。只要具備Qi的標識，都可以用Qi無線充電器進行充電。也許你已經猜到了，“Qi”這個圖標正是漢語中“氣”這個字的拼音，含義是“在亞洲哲學中代表“元氣”的一股無形的能量”，寓意充電就像武俠小說中隔空傳輸“真氣”一般自如。目前市場上已經可以買到成熟的Qi無線充電模塊，只需要將一塊Qi無線充電模塊與充電觸點相連或直接與手機充電接口連接，就能為手機加裝無線充電的功能。

在未來幾年內，手機、相機、筆記本電腦這些移動數碼產品將很快普及無線充電，為無線充電及無線電力傳輸的大規模應用提供用武之地。