无线充电的无限未来

张雪松

待机时间不足是智能手机在日常使用过程中经常会遇到的问题，

如果没有随身携带充电设备，

这个问题会变得更加棘手。

利用无线充电技术，

我们可以摆脱数据线的束缚，

在日常碎片化的时间里自由地充电。

无线充电的前世

无线充电技术听起来十分时髦，但它并非是21世纪的新技术。1890年，美国科学家兼发明家尼古拉·特斯拉发明了“特斯拉线圈”，并且利用电磁感应耦合传输交流电，点亮了一只灯泡，无线输电技术从此登上了历史舞台。著名的电动汽车品牌特斯拉正是为了纪念尼古拉·特斯拉而得名。

与我们现在感兴趣的近距离无线充电技术不同，在特斯拉所处的时代，大家更感兴趣的是远距离无线输电，但这项技术的难度实在太大，相关的研究均以失败告终。其实这并不奇怪，即使在一个多世纪后的今天看来，远距离无线输电技术仍然遥不可及。

既然远距离无线输电无法实现，那当时的科学家为何不设定一个小目标，试着先进行近距离无线输电呢？事实上，特斯拉点亮灯泡的实验已经证明了近距离无线输电的可行性，但在很长一段时间内，近距离无线输电并没有得到应有的重视。毕竟，早期的电网覆盖尚不完全，连有线的电力供应都不普及，又谈何摆脱“线”的束缚呢？但到了20世纪末，随着电力系统和电子技术的进步，当电力供应已经变得无处不在的时候，人们逐渐对无线充电有了新的追求。

传统无线充电：

想说爱你不容易

事实上，早在20世纪90年代，无线充电技术首先应用在了无线电动牙刷上。又过了十多年，随着智能手机、平板电脑等高能耗智能终端设备的兴起，生产商逐步在产品创新上有了新的追求。2009年，Palm公司推出Touchstone无线充电器，这是无线充电技术在手机领域最早的应用之一。无线充电技术的出现，让我们不再局限于充电插座和数据线，能够更灵活地进行充电。

传统的无线充电技术是利用近场感应，由供电设备将能量传送至用电的装置，而后用电装置将接收到的能量对自己的电池进行充电。现在主流的无线充电技术都是基于电磁感应原理，相当于把一个充电器分成无线充电发射器和无线充电接收器。无线充电发射器安装在无线充电设备上，无线充电接收器安装在需充电的设备端，整个设备就相当于一个小型的变压器。发射器线圈上变化的电流产生变化的磁场，变化的磁场作用于接收器上另一个线圈产生感应电压，从而完成对设备的无线充电过程。虽然无线充电的原理并不复杂，但这种充电方式用起来可能并不那么顺手。变压器磁场耦合度高，电磁感应传输能量效率很高，而无线充电器有空间间隔，磁场耦合度低，所以效率并不令人满意，此外还有空间自由度的问题。无线充电过程中对需充电设备摆放位置的要求相当苛刻，而且要求充电距离近，否则很容易充电失败。这种技术与其称为无线充电，还不如称作是非接触式充电，实在难以符合我们对无线充电技术的想象。

无限的无线未来

我们渴望摆脱“线”的束缚，迎来真正的充电自由，但现有的无线充电技术显然还不能让人满意。别着急，新一代无线充电技术已经强势来袭。2007年，美国麻省理工学院的科学家利用基于磁共振原理的无线充电技术，成功点亮了2米外的60瓦灯泡，整个无线输电系统的传输效率可达15%，这显然符合人们对无线充电技术的想象。

磁共振无线充电技术的传播距离可达数米，同时可对多台设备进行无线充电，但其实现的难度却相当大。磁共振电源的开关频率是磁感应方式的几十倍，而电源寿命和开关频率成正比，因此利用磁共振方式的无线充电器制做起来并不容易，尤其是要在小小的手机上进行集成。这也是大部分手机生产商还在“抱残守缺”，大力开发磁感应无线充电技术的原因。

目前英特尔和高通等公司正在大力发展磁共振无线充电技术，以期在市场上占据先机，而手机行业的翘楚——苹果公司，也计划在下一代iPhone手机上使用基于磁共振方式的无线充电技术，其无线充电距离可达4.5米。

随着磁共振无线充电技术的逐渐完善，无线充电技术有望迎来新的发展。未来它将来到我们每个人的身边，改变我们使用手机等智能设备的方式，为我们带来更舒适的使用体验和生活便利。