MI/MR准备就绪，无线充电会开启新时代吗

磁感应(MI)与磁共振(MR)是实现无线充电的两大技术类型，各自拥有不同的技术特性与优势；近期在无线充电联盟(WPC)与AirFuel联盟大举推动下，相关标准的发展已更趋完整，晶片方案也陆续出笼，可望扩大无线充电应用普及。

无线充电在最近加紧脚步进行标准化、策略结盟和技术整合之前，市场一直处于纷乱局面。这个市场的规模预估在接下来的几年会达到几十亿美元的产值，而由于开发、整合相关解决方案所需的资源和知识十分可观，该市场已经成为少数几家一线公司的天下。

无线充电助臂力　网路生活好Easy
实体线缆是很不好的。它们会磨损或断裂，连接处亦会松脱或受损，更别提人为疏忽、遗失或让人被绊倒。此刻当我们尝试摆脱线缆时，在此之前，重心是放在无线数据上，主要是由无线乙太网路和蓝牙所驱动。

尽管无线化有许多潜在和明显的好处，历史显示，无线技术被市场接受需要时间酝酿。乙太网路在1973年发明的时候，原本是要作为无线通讯技术，因此才称为乙太(Ether)，但早期的作法却只用电缆，且持续了至少20年。

无线电源领域的鸿沟更是大得多了。无线电源的历史可往回追溯到1831年，当时Michael Faraday发现了电磁感应。这技术在1891年Nikola Tesla以电感和电容耦合，成功实现无线电源传输后再次兴起，然后就没动静了。

在整个20世纪，我们都忙于用半导体来取代阀门、将人类送上外太空、和一头栽进全球资讯网(World Wide Web)。

2006年麻省理工学院(MIT)研究人员的报告指出，他们发现一个有效率的方法，可在距离几公尺的线圈之间传输电力。这个由Marin Solja?i?所带领的研究团队用理论说明，他们可以利用共振来增加线圈之间的距离。

在21世纪之初，行动计算快速发展。消费者可携带行动装置，其计算功能比起20年前他们的桌上电脑要强大许多。网际网路变得无所不在，无线连结变得成熟，消费者可在行动间收发电子邮件和上网通讯，一直到行动装置电源用尽为止。

没有了电源，我们21世纪的行动装置用户变得绑手绑脚的，非得要到有电源插座的墙壁，插入电源线充电，然后才可再继续他们毫无顾忌的行动生活。

电源线就算尚未走到死胡同，也快要到尽头了，至少就行动装置充电的角度而言是如此。无线充电就要成为人们所想要的行动装置充电方式，这些装置包括智慧型手机、平板电脑以及话机/平板混合体，亦称为"平板手机(Phablet)"。

确立标准互通性　无线充电市场百花盛开
无线充电的成功将会建基于高科技和实用主义的组合。无需电源线的电力传输所带来的挑战已获得解决且正快速演化中，需要简化、安全性、可靠度、和单纯的方便性，以确保一旦消费者了解到这些好处时，至少永远不必担心忘了带充电器或电源线，能对此产品做广泛的采用，使其遍地开花。

早期的无线充电系统通常是在售后市场上销售，但常被视为某种科技玩具，不是传统转接器和电源线的可行替代品。当时市场上贩售的系统相当笨重，体积也大，且行动装置须先插入充电套才可放置在充电垫上充电。零售价格也很高，通常一个完整的系统要超过100美元，且消费者需要随身携戴这个充电器，还得小心地看护着它。当时无线充电未被采纳，因为使用上太不方便。相较之下，电源线在当时就是比较简单、比较轻，也比较便宜。

这个技术若要成功，那么优雅且平价的技术解决方案和市场接受度就成了关键的先决条件。市场接受度提高，吸引更多供应商进入此市场，增加创新，最终驱使成本下降到市场可广泛接受的程度。历史已向我们显示，在市场形成的初期阶段，竞争性的解决方案和标准，无论是正式定义的或现状的，对产生所需的接纳度是很具关键性的。一旦一致性的标准存在了，且制造商和标准之间的互通性确立了，市场的成长就会加速得更快。

IHS Technology在2014年发表其无线电源报告时，预测无线电源传输器和接收器的出货金额会从2013年的2亿1千6百万美元上升到2018年的85亿美元，几乎增长40倍(图1)。

图1　无线电源传输器和接收器的全球市场营收分析(单位：百万美元)
无线充电标准大乱斗

如同许多其它新兴市场一样，整合之前总有分歧(例如VHS和Betamax之间的录影带格式大战)，而无线电源也不例外；但迹象显示，标准调整与整合已出现曙光。

主要的市场参与者，包括软体和零组件公司、手机制造商和网路营运商，携手合作开发所需的标准，使不同制造商的充电系统和行动装置之间的互通性得以实现。

早期有三个主要的集团争夺无线电源的领导地位，它们是无线充电联盟(Wireless Power Consortium, WPC)、无线电力联盟(The Alliance For Wireless Power, A4WP)、以及电力事业联盟(The Power Matters Alliance, PMA)。在2014年初，A4WP和PMA同意联手合作，并于2015年6月1日通过这两个集团董事会的投票通过。接着在2015年的11月12日，一个新合并的标准组织宣告成立，其名称为AirFuel Alliance。

AirFuel Alliance目前有超过195个成员，其董事会成员公司包括AT&T、博通(Broadcom)、金顶(Duracell)、伟创力(Flextronics)、吉尔电子(Gill Electronics)、Integrated Device Technologies(IDT)、英特尔(Intel)、联发科(MediaTek)、安森美(ON Semiconductor)、Powermat Technologies、高通(Qualcomm)、三星电子(Samsung Electronics)、三星电机(Samsung Electro-Mechanics)、升特(Semtech)、星巴克(Starbucks)、WiTricity。

该无线充电联盟目前则拥有227个成员，其管理董事会/指导委员会系由下列公司所组成：无线联电科技(ConvenientPower)、Delphi Automotive Systems LLC、DongYang E&P、飞思卡尔(Freescale)、Fulton Innovation、海尔(Haier)、HTC、IDT、礼恩派(Leggett & Platt)、乐金(LG)、微软(Microsoft)、诺基亚(Nokia)、松下(Panasonic)、飞利浦(Philips)、PowerbyProxi、Qualcomm、罗姆(ROHM)、三星(Samsung)、索尼(Sony)、意法半导体(ST)、德州仪器(TI)、东芝(Toshiba)、威瑞森(Verizon)。 磁感应充电技术

实质上，磁感应(MI)充电背后的原理和技术和今日全世界十几亿人口所使用的开关模式电源(SMPS)非常类似。

在最简单的形式下，交流电源电压进入无线发射器/充电器，并经由整流器转换成直流电。然后被"切碎"成高频交流讯号。MI充电频率通常介于100k～200kHz。

在传统的SMPS中，此高频交流波形接着被传送到磁耦合变压器，以便于再次整流电压以供应直流负载之前，改变电压的电平。

或许最容易瞭解这些相似性和差异性的说法是，在SMPS中，变压器是个单一组件，由铁或氧化铁所制造的一次侧与二次侧组成。在MI中，电压器是分离的。

一次侧是发送器/充电器的一部分，二次侧则内建于接收器之中，而这接收器就是被充电的行动装置。

明显的差异是，在MI中，是一次侧和二次侧之间的耦合是在空气中进行，且在这两个磁场之间的耦合是很松散的。但是，当符合某些基本条件时(充电器和设备的间距、线圈大小和相对于线圈大小的线圈之间的距离)，就会产生良好的耦合，进而便输送电力(图2)。