無線充電

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無線充電,又稱作感應充電非接觸式感應充電,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,並同時供其本身運作之用。由於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。

原理[编辑]

一般而言,無線充電的充電器內有一線圈,並以交流電推動而產生交流電磁場,在用電裝置內有另一線圈接收交流電磁場,並轉化為電能,收到的電能被用作對裝置內的電池充電給對該裝置供電。情況就等同將變壓器的初級線圈及次級線圈分別放至充電器及用電裝置內[1][2]

如果充電器及用電裝置之間的距離較遠,那就要使用共振電感耦合設計。

三大標準[编辑]

目前無線充電有三大標準,其中Qi標準最多廠商使用,包含SAMSUNGGoogleNokia[3]

  • Power Matters Alliance
  • Wireless Power Consortium (Qi標準)
  • Alliance for Wireless Power

優點[编辑]

  • 安全:無通電接點設計,可以避免觸電的危險。
  • 耐用:電力傳送元件無外露,因此不會被空氣中的水份、氧氣等侵蝕;無接點的存在,也因此不會有在連接與分離時的機械磨損及跳火等做成的損耗。
  • 在使醫療植入裝置較為安全:在植入嵌入式醫療裝置上,可以在不損害身體組織的情況下對植入在人體內的醫療裝置進行充電而不需要有電線穿過皮膚及其他自體組織,免去感染的風險。
  • 方便:充電時無需以電線連接,只要放到充電器附近即可。技術上,一個充電器可以對多個用電裝置進行進電,在有多個用電裝置的情況下可以省去多個充電器、不用佔用多個電源插座、沒有多條電線互相纏繞的麻煩。

缺點[编辑]

  • 效率略低:一般充電器內也有變壓器,但無線充電以發射線圈及接收線圈組成的變壓器由於在結構上有限制,所以能量存送效率理論上會略低於一般充電器。若電源先由市電經適配器(降壓、整流、穩壓)後再接到無線充電器,如此經多重轉換,效率會更低。
  • 充電速度慢:由於当前手机等接收设备,多数限制了输入的功率,因此充電速度較慢。
  • 成本高:在充電器需要有推動線圈的電子線路,而在用電裝置需要有電力轉換的電子裝置,兩者也需要有線圈,而且需要高频滤波电路以满足FCC等规范,因此成本比直接接觸為高。
  • 不能在移動時充電:這個問題只在移動裝置上發生,例如電動刮鬍刀在充電時就不能移離充電器,若電動刮鬍刀內的電池剛完全用盡時就不能使用,反而傳統以電線連接充電的設計可以持續使用。
  • 兼容性低:不同品牌的無線充電裝置因為無統一標準,因此不能通換使用。但近年,業界組織 Qi 開始推行標準化,展望將會有望達至標準統一。不过随着Qi标准在2012年末广泛用于多种流行手机,现在基本上提到“支持无线充电”就是“支持Qi无线充电”。
  • 发热严重:由于电力转换的电子装置在工作时会有损耗,而且电子装置十分贴近被充电的接收设备,因此用户会在使用中感受到很高的热量。其实这一点和传统线充使用的适配器发热是一致的。当前特斯拉无线设备公司的新产品解决了这一问题,使得充电时温度和线充基本一致。

應用[编辑]

一架電動車EV1正使用感應充電方式充電

參見[编辑]

參考資料[编辑]

  1. ^ "How can an electric toothbrush recharge its batteries when there are no metal contacts between the toothbrush and the base?" (Commercial website). HowStuffWorks, Inc., via howstuffworks.com. Retrieved on 2007-08-23.
  2. ^ US patent 6972543 not important
  3. ^ 高通加入 Qi 無線充電標準,三大標準之爭再出現變化. T客邦. 2013年9月23日 12:01 [2014-01-12].