解讀無(wú)線(xiàn)充電寶技術(shù)方案?

　    每當我們被各種各樣的線(xiàn)纜搞得崩潰的時(shí)候，無(wú)線(xiàn)的技術(shù)就應運而生了。我們已經(jīng)有了無(wú)線(xiàn)電話(huà)、無(wú)線(xiàn)上網(wǎng)、無(wú)線(xiàn)耳機和無(wú)線(xiàn)鍵盤(pán)鼠標等很多的無(wú)線(xiàn)設備，下面我為大家推薦一款無(wú)線(xiàn)充電，只要讓手機和充電器“心電感應”一下，就可以充電了!

　　每次要幫手機、電腦，或者其他各種電器充電時(shí)，總是要接一條充電線(xiàn)，充電線(xiàn)一多，還常常接錯，實(shí)在非常麻煩。幸好，現在越來(lái)越多的電子產(chǎn)品，開(kāi)始使用“無(wú)線(xiàn)充電”的技術(shù)了!只要優(yōu)雅的將手機放在一個(gè)小小的、像杯墊一樣的東西上面，不必接線(xiàn)就能輕松充電，這么厲害的科技背后是什么原理呢?讓我們一起來(lái)探究其中奧妙。
 

　　電與磁的交互作用

　　一般見(jiàn)到的無(wú)線(xiàn)充電，運用的是“電流磁效應”和“電磁感應”的原理。1819 年，丹麥科學(xué)家厄斯特觀(guān)察到一段導線(xiàn)上如果通有電流，四周將會(huì )產(chǎn)生磁場(chǎng)，可以讓指北針偏轉。后人則進(jìn)一步發(fā)現，將導線(xiàn)圍成環(huán)狀，甚至繞成線(xiàn)圈，產(chǎn)生的磁場(chǎng)將會(huì )更強、更集中，這稱(chēng)為“電流磁效應”。

　　至于電磁感應，則是在 1831 年由法拉第發(fā)現的。讓一塊磁鐵或其他的磁場(chǎng)來(lái)源靠近一段沒(méi)有電流的線(xiàn)圈，線(xiàn)圈上就會(huì )產(chǎn)生“感應電流”，稱(chēng)為“電磁感應”。值得注意的是，電磁感應的成立條件是磁場(chǎng)要有“變化”，例如磁鐵越來(lái)越靠近 (越來(lái)越遠離其實(shí)也可以)。外加磁場(chǎng)若是一直保持不變，是不會(huì )有感應電流的。

　　總而言之，電流磁效應就是電流的流動(dòng)在四周產(chǎn)生磁場(chǎng)，電磁感應則是不斷變化的外加磁場(chǎng)使線(xiàn)圈產(chǎn)生感應電流。

　　利用電磁感應來(lái)充電

　　這兩種物理現象同時(shí)運用，就可以進(jìn)行無(wú)線(xiàn)充電。目前的無(wú)線(xiàn)充電設備，都包含一個(gè)“充電座”，里面其實(shí)正是線(xiàn)圈。將充電座接到家用插頭后，線(xiàn)圈周?chē)鷷?huì )因為電流磁效應而產(chǎn)生磁場(chǎng)。要充電的電子產(chǎn)品，里面也都有一個(gè)線(xiàn)圈，當它靠近充電座時(shí)，充電座的磁場(chǎng)將通過(guò)電磁感應，在電子產(chǎn)品的線(xiàn)圈上產(chǎn)生感應電流。感應電流導引到電池，就完成了充電座和電子產(chǎn)品間的無(wú)線(xiàn)充電。

　　你可能會(huì )問(wèn)，磁場(chǎng)不是要改變才能有電磁感應嗎?可是充電座與充電的對象距離卻始終保持不變，這樣為何會(huì )有電磁感應呢?原來(lái)，家用插座中流出的電是“交流電”，也就是說(shuō)電流的方向不斷的交替變化，一會(huì )兒順著(zhù)流，一會(huì )兒反著(zhù)流。正因為如此，充電座線(xiàn)圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)隨之不斷在變換方向，并非保持不變，符合電磁感應的條件。

　　近來(lái)越來(lái)越多智能手機、平板電腦開(kāi)始提供無(wú)線(xiàn)充電的功能，但是不幸的是，它們充電的時(shí)候，只要離充電座的距離稍遠一些，充電效率就會(huì )明顯下降。即便是最新的技術(shù)，充電距離也不能超過(guò) 5 公分，事實(shí)上，目前絕大部分可以無(wú)線(xiàn)充電的移動(dòng)設備，都是要完全平放在充電座上才能進(jìn)行，和想像中隨走隨充的無(wú)線(xiàn)充電仍有點(diǎn)差別。
 

　　利用共振拉長(cháng)充電距離

　　為了增加無(wú)線(xiàn)充電的距離與充電效率，科學(xué)家正在設法利用“磁共振”的原理進(jìn)行無(wú)線(xiàn)充電。在電路中加入一些電容、電感等特殊的元件，適當連接后，會(huì )形成“諧振電路”。這就好像樂(lè )器行一定會(huì )有的調音工具──音叉一樣。輕敲音叉一次，它可以持續振動(dòng)一段時(shí)間，同樣的，對諧振電路短暫通電，電路中也會(huì )產(chǎn)生維持一段時(shí)間的信號。

　　音叉具有“共振”這種有趣的物理性質(zhì)。每支音叉都有自己的發(fā)聲頻率，當一支音叉振動(dòng)發(fā)聲時(shí)，若附近有另一支發(fā)聲頻率相同的音叉，即使它沒(méi)有直接受到敲擊，也會(huì )跟著(zhù)振動(dòng)。音叉的共振可以說(shuō)達成了能量的傳遞。諧振電路也可以共振，兩個(gè)振動(dòng)頻率相同的諧振電路放在一起，其中一個(gè)開(kāi)始因為通電而震蕩時(shí)，另一個(gè)電路也會(huì )跟著(zhù)震蕩起來(lái)，“自動(dòng)”產(chǎn)生電流，電能就這樣被隔空傳送了。這樣的現象稱(chēng)為“磁共振”，用來(lái)進(jìn)行無(wú)線(xiàn)充電，可以讓充電距離達到數公尺，效率也有所提升。唯一的困難就是，要將兩個(gè)電路調整到一模一樣的頻率，并且維持一段時(shí)間，并不是容易的事。
 

　　除了磁共振之外，也有科學(xué)家嘗試用雷射光的光能來(lái)充電，甚至是將電能通過(guò)和家用的 Wifi 網(wǎng)路相近的電波頻段來(lái)傳送。希望這些技術(shù)的突破，能讓我們未來(lái)在充電時(shí)更加方便!

　　小結

　　賽億方案十年電子產(chǎn)品硬件及嵌入式軟件開(kāi)發(fā)設計經(jīng)驗，累計開(kāi)發(fā)產(chǎn)品電子應用設計完成5000多個(gè)方案設計;目前為客戶(hù)提供理念超前的手機app開(kāi)發(fā)、智能家居系統、電子技術(shù)、電子線(xiàn)路設計、PCB設計、電路板設計、單片機技術(shù)、智能控制、嵌入式系統等。如有產(chǎn)品方案開(kāi)發(fā)意向，期待您的來(lái)訪(fǎng)。