無線隔空充電 麻省理工創舉

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中國時報/國際新聞/A22版2007/6/11  潘勛╱綜合麻州劍橋市八日外電報導/綜合整理
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美國麻省理工學院6/8日宣布，他們已經運用電磁共振技術，不須使用電線，就能隔空傳輸電力，讓一顆六十瓦的燈泡發光。這意味手機、筆記型電腦等小家電，未來可以無線充電，無須再使用電池或充電插座。

' ~0 T3 U! q& O* {; e+ G* F麻省理工科學團隊把這項科技突破稱為「餵電」(WiTricity，暫譯)，研究成果發表在最新一期《科學》周刊。

) |0 A1 ^3 p% W: [0 k無線饋電的概念並不新奇，但遠距離運用向來被視為效率不佳，原因是充電設備產出的電磁能源會向四面八方亂放。
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電磁共振技術 傳輸電力

去年秋天，麻省理工物理學教授索賈其克便表示，使用特殊調整的電波，可以做到無線傳電。關鍵點在充電設備與待充電的電子設備能以相同頻率共振，而有效地交換能源。

% j+ q8 R) p0 \% I$ }, w這次電泡無線供電實驗中，麻省理工團隊使用黃銅線圈來當電磁波共振器。一具線圈接上電源，另具則當接收；負責傳輸的線圈釋出特定頻率電力幅動，跨越兩公尺的磁場，讓接收器(即共振器)接收。

索賈其克表示，實驗成果令人興奮，而且整個過程可以一再重複。
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) W/ {& }* j$ [9 g( w5 H1 E- ?然而這項科技還有很大的改善空間。首先是麻省理工現有的系統，其效能只在四成到四成五之間，也就是說，充電裝置釋出的泰半能源還是沒傳給燈泡。索賈其克表示，系統效率必須加倍，才能與舊式的電池充電並駕齊驅。
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其次，目前用來饋電的黃銅線圈寬度幾乎達六十公分，尺寸太大，不適用於筆記型電腦之類的電子產品。再來，充電範圍兩公尺可以再加大，讓一具充電裝置就可以自動充好整個房間內小電器的電。

5 u# F( _4 r7 g7 g+ a手機等小家電 可免電池
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& ~7 U5 K$ b2 e, S  o索賈其克相信，前述的改善要求都做得到。他們下一步想做到的，是隔空供電給吸塵器或者筆記型電腦。

& d6 }. h5 P* J' y4 ^8 ^麻省理工團隊強調，「餵電」科技對人類或其他生物不會造成危害。在點亮燈泡的初步實驗中，實驗室內的手機、電子設備及信用卡都沒受到破壞。話雖如此，這一點還要再進行研究。
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+ R* i8 K: J) y% C* [9 Y4 y麻省理工團隊研發的這項科技，已經吸引許多知名電子產品廠商與創投資本家的興趣，正帶著各種合作提案排隊，準備與索賈其克等六位學者齊力把這項科技轉變成可以上市行銷的商品。

rayliao183

希望哪天可以邊走路邊充電～呵呵！

mister_liu

無線充電的基本設計有三種: 磁鐵吸引式, 可動線圈式, 線圈矩陣式, 磁鐵吸引式跟可動線圈式均為單一線圈, 線圈矩陣式則為多線圈. 磁鐵吸引式為接收端與發射端間用磁鐵固定, 因此充電位置僅能固定在一點上, 若接收端不能對準發射端, 是無法進行充電的, 此為缺點; 但因為接收端與發射端完全結合, 故充電效率最大, 此為磁鐵吸引式的優點. 可動線圈式則無需利用磁鐵將接收端與發射端固定在一點上, 只要接收端線圈的遮蔽率達到一定程度之上, 就可進行充電, 因此接收端可放置於充電端指定充電區域上的任何一處, 不受限制的充電, 此為優點; 但是因為接收端的遮蔽率沒有磁鐵吸引式來得高, 因此充電效率較低, 充電時間較長, 此為缺點. 線圈矩陣式是增加發射端線圈的數量, 不但可自由擺放同時可彌補可動線圈式效能低落的問題, 不過缺點是成本太高. Just Power顧及到成本以及充電效率兩項因素, 無線充電方案是採用磁鐵吸引固定式.

Just Power現階段可提供下列的無線充電方案:
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6 h2 L" J( N5 ?1. 接收端(Rx)部分:
, @: g: h9 }* T) s$ t7 GA. 高階版本: 5W無線充電模組(含Coin), 保護線路具電池保護以及Gas Gauge功能.
B. 一般版本: 5W無線充電模組(含Coin), 單純的電池保護線路.
C. 低階版本: 5W無線充電模組(含Coin), 不包含電池保護線路.
2. 發射端(Tx)部分: 標準19V輸入5V輸出的Tx充電模組, 含Coin.
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根據iSuppli的預測, 無線充電的市場自2012年以後每年會以倍數增長, 到了2014年預估的出貨數量會達到4億6千萬台, 為2011年的25倍. 雖然產研機構認為在未來的一兩年無線充電仍會以智慧手機為主, 但隨著無線充電應用朝向高階軍工規防水產品, 無線充電站, 以及汽車電子以及電動車方面發展, 未來市場的規模與成長仍是相當可觀.

mister_liu

雖然無線充電已經發展了達一個世紀之久, 但是卻沒有一個標準的規範, 導致過去各家無線充電裝置的標準不一, 無法達到統一. 鑑於此, 由德州儀器(TI), 三洋等為首的八家企業, 於2008年成立了無線電源聯盟WPC. WPC是一企業合組的聯盟, 目的是制定一業界統一的規範, 以消弭當時業者各自為政的亂象, 並讓各家無線充電裝置能夠彼此相容. WPC在2009年8月制定Qi低功率無線充電規範, 並持續制定更高功率的無線充電規範, 目標是在未來建立符合Qi規格的公共無線充電站, 讓Qi行動裝置在公共場所也能無線充電. WPC在2011年10月時成員已達100家, 領域包括半導體, 電信商, 電子裝置製造商, 汽車零件製造商及電池模組廠商, 創揚科技也於2011年以Just Power的名義加入WPC, 並正式採用Qi規範提供各項的無線充電方案.

  t. l: ^+ E6 e/ g3 ^, U) g" x隨著智慧手機以及平板電腦的功能越來越多, 原先的電池容量已經無法滿足智慧手機及平板電腦長時間的使用, 因此目前包括勁量(Energizer), 麥克賽爾(Maxell), 松下/三洋(Panasonic/Sanyo)都已經推出智慧手機與平板電腦相關的符合Qi規範的無線充電外掛式模組. 在Qi規範在手持裝置的發展上, 日本廠商進展的最快, 夏普(Sharp)在2011年7月發表全球第一隻Qi無線充電規格的手機; 而美國的電信業者Verizon也緊接著發表四隻符合Qi無線充電規範的LTE智慧手機. 分析師預估2012年之後, 會有更多的手機製造商投入Qi無線充電規範的智慧手機與平板電腦.

* ^7 Y* @$ z! {% Y7 m現階段Qi無線充電規格的應用多以智慧手機為主, 2012年CES展中, 包含東芝(Toshiba), 高通(Qualcomm)與歐西亞(Oregon Scientific)等業者也展示其在平板裝置, 時鐘以及電動車應用上無線供電的技術與產品; 日本廠商也試著將無線充電的發射端安裝於高級車的中央扶手或是書桌上, 擴大無線充電的應用範圍.未來無線充電的技術除了會廣泛使用於資通訊產品外, 另外在要求滿足高度防水性的軍工規產品也會積極使用無線充電技術. 現階段軍工規的防水產品必須使用高效能的防水接頭方能滿足要求, 如果使用無線充電的話, 因為無需充電接頭, 可輕易達到高度防水的要求, 同時可省下高額的防水接頭成本.

mister_liu

無線充電是一個已經發展一世紀的古老技術, 但一直到2009年才有第一個業界標準Qi出現, 因為無線充電規格標準化是趨勢, 所以Qi從低功率充電規格逐步發展到高功率充電規格, 而主導Qi規格的無線電源聯盟WPC成員也於2011年增加到100家, 包含各類的軟硬體的方案供應商. 在未來無線充電的應用會從目前資通訊產品, 逐步走向高階的軍工規防水產品, 充電站以及電動車的應用, 需求會呈現倍數成長.
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電氣電子工程師學會(IEEE)於2009年3月份的125屆年會中, 結論出未來有三項技術會影響未來的世界, 分別是多模計量生物學, 智慧電腦, 與無線充電. 在這其中, 無線充電是一個極為古老的技術. 這個藉由電磁傳導為基礎的技術已經發展了超過一個世紀之久, 因為電磁傳導技術具有簡單, 有效及安全的特性, 用於電池充電上, 不但可以很快地對電池充電, 同時不受周圍裝置及訊號的干擾, 在高濕及嚴苛的環境下也能維持其高穩定性, 因此很快地使用在諸多的電子及電器產品上, 譬如電動牙刷的充電方式就是使用無線充電.

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UL副總裁及高科技產品全球業務總經理 Carlos Correia 表示：“UL 理解無線充電方案的市場需求，并確信隨著此技朮的普及化，安全問題仍會是市場首要關注的焦點。我們的目標是幫助制造商考慮到產品安全,甚至是在產品開始研發階段之前。”

& s( o7 u5 |: Z) I8 l% \8 F針對用于低能耗產品的感應功率發射器和接收器而開發的最新 UL 標准要求將適用于：

- 感應電能發射器擬由600伏或更少的分支線路供電﹔
- 感應接收器擬用于特定的感應發射器﹔并且
- 感應接收器擬用于符合業界公認互用操作規范的感應發射器
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在成為一項標准之前，這些要求將接受來自全球標准技朮小組 (Standard Technical Panel, STP) 的全面審查，STP 向產品制造商、供應鏈人員、政府代表、消費者，以及那些實施規范或標准要求的人員開放。有意成為 STP 會員的申請者請發送詢問函至 Jonette.A.Herman@us.ul.com 。

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伴隨著新興的無線技朮的涌現，UL 將幫助制造商聚焦于安全
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9 f$ @- h4 N* e& ~# e, S伊利諾斯州諾斯布魯克2010年7月7日電 /美通社亞洲/ -- 全球安全測試和認証的領導者 Underwriters Laboratories (UL) 正在為低能耗產品使用的感應式電能發射器與接收器制定第一版標准。UL 2738 適用于感應式電能發射器，如無線電池充電器，此類產品使用電磁感應線圈傳送電能到低能耗設備，如手機、便攜式媒體播放器和全球定位裝置的接收線圈。新的標准要求不適用于由感應式發射器或接收器供電的產品。
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! j9 v$ T( B/ X# D$ n* e當無線設備與日俱增，家庭及辦公室也就充滿了相應的延長線、電線和充電器。最終的全面移動化還沒有達到，促使消費者要求消除“最后一根電線”。所以在這樣的環境下，無線充電設備方案迅速涌現，并且可以期待可充電電子設備之間的無線電能將可以互用。