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這一期，我們聊一聊無線充電的原理。

▲點擊觀看視頻：無線充電到底是什么原理？

無線充電，可謂是懶人之光。

如果你的家里有無線充電設備，那么從此你就再也不用每年等待購物節批發數據線，囤一堆type C轉type C、USB轉type C。

如果你的車上配備了無線充電功能，那么從此你就可以擺脫從線“網”中找中控按鍵的日子，從此看清內飾，還自己一臺整潔的車。

如果你訂的酒店有自帶無線充電的床頭柜，那么至少這一天你可以不用為今天到底應該帶哪個頭的線這樣的“豪賭”買單，悶頭睡一覺，第二天醒來電力滿滿。

誰用了無線充電，不說一句：真香！

相比于普通數據線進行充電，無線充電省去插拔數據線的操作，只需把電子設備在指定區域，就能開始充電。這究竟是如何實現的呢？

實現無線充電技術主要通過四種方式：電磁感應式、磁場共振式、無線電波式、電場耦合式。

目前最為主流的就是電磁感應式。原理和居民樓外面掛著的變壓器一樣：電生磁，磁生電。只不過無線充電是把變壓器一劈兩半，電生磁的部分給充電器，磁生電的部分給電子設備，例如手機。

除了電生磁的線圈，充電器中還有一些芯片也在無線充電的過程中起到了重要的作用：功率芯片和主控芯片。前者的主要功能是把直流電轉換成能夠產生變化磁場的交流電；后者是一塊單片機，主要負責無線充電協議的處理。

由此，我們可以梳理出電磁感應無線充電的整個工作流程：首先由芯片和一系列外圍部件把來自USB端口的直流電變成交流電，通過線圈，形成磁場；磁場穿透充電器和手機的外殼，在手機內部的線圈感應出電流，完成能量的傳輸。

電磁感應式的無線充電器無論是芯片還是整機，設計和制造門檻都不高，市場競爭非常激烈，價格也越來越便宜。目前小功率充電場合，例如手機、平板電腦等，都普遍使用這種充電器。但缺點是充電設備需要對準位置才能充電，且由于金屬會屏蔽電磁，因此對外殼材質有一定要求。這也是為什么現在市面上配備無線充電的智能設備其實都不是金屬機身的，無線充電器的背蓋，也因此多采用陶瓷、塑料、玻璃材質。同時，電磁轉換會有明顯的損耗，無線充電的效率必然會低于有線充電。

第二種無線充電技術是磁場共振式，則是得益于尼古拉·特斯拉而實現的。1890年，他通過自然的共振效果，發明 “特斯拉” 線圈，讓普通的電壓升高以達到上百萬伏的高頻高壓效果并在第二年建塔，橫跨大西洋向全球輸送電能。它的原理是通過設備兩端與諧振器產生同頻磁場進而實現了共振產生電能。雖然磁場共振式可以讓無線傳輸距離更長，但由于效率很差，隨著科技的發展，它在現代社會中已逐漸被其他方式替代。

第三種無線電波技術則是另一種比較有名的方式。即受電設備直接捕捉電磁波而獲得能量。最早那種不需要電池就能收聽到廣播的“礦石收音機”，就是這個原理。無線電波充電不需要充電端和受電端緊貼在一起，然而它的優點也成為了它的缺點：如果為手機這種相對較大功率的設備充電，那么“充電器”的體積和電磁輻射污染都是不可接受的。如今這種“充電技術”應用最多的地方是……微波爐。

第四種電場耦合的原理，和交流電能夠通過電容器的原理非常近似。由于電容器內部不是導體，所以如果把電容器拆開，一半給充電器，一半給受電器，四舍五入就得到了一個“無線充電方案”。既然是電容器，那么“無線充電”的兩端就要求覆蓋面積大且距離小，所以很難用于手機等小體積場合。目前該充電方式主要用于鐵路、無人機、工程電機等。

如今針對于手機等無線充電的技術已經趨于成熟穩定，市場也逐步規范。但針對新能源汽車等大型移動用電設備的“無線充電”技術，仍然處于緊鑼密鼓的研發階段。未來如果有成熟的方案廣泛落地，那必將是廣大新能源車主的福音。