來源：物聯(lián)之家網(wǎng)（iothome.com）作者：林松耀

近年來隨著物聯(lián)網(wǎng)的蓬勃發(fā)展，各式各樣的電子裝置應(yīng)運而生,，并標榜著智能化的功能,，可以無線傳輸數(shù)據(jù)，亦可以作超強的功能運算,，但卻也都面臨了電力持續(xù)供應(yīng)的問題,，因此，打造物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境的無線充電技術(shù),，實為健全物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展不可忽視之一環(huán),。

一、物聯(lián)網(wǎng)加速無線充電技術(shù)發(fā)展

近年來隨著物聯(lián)網(wǎng)的蓬勃發(fā)展,，各式各樣的電子裝置應(yīng)運而生,，應(yīng)用場域包含智能家居、智能穿載裝置,、智能車載系統(tǒng),、智能制造工廠、智能城市與醫(yī)院…,，但眾多的電子裝置,，都標榜著智能化的功能，可以無線傳輸數(shù)據(jù),，亦可以作超強的功能運算,，但卻也都面臨了電力持續(xù)供應(yīng)的問題，例如,，當要使用Fitbit時,，卻發(fā)現(xiàn)電力幾乎快沒了，手機沒電要充電時,，一堆打結(jié)的充電線中卻不知道哪一條才是對的,，放在高處的網(wǎng)絡(luò)攝影機不曉得還有沒有電…等等(如圖一)，因此,，打造物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境的無線充電技術(shù),，實為健全物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展不可忽視之一環(huán),。

圖一 電子裝置之無線充電應(yīng)用環(huán)境

二、各種無線充電技術(shù)蓬勃發(fā)展

根據(jù)市場調(diào)查機構(gòu)IHS表示,，全球無線充電市場規(guī)模將由2015年的17億美元,，快速成長至2020年的126億美元(如圖二)，顯示出無線充電市場驚人的成長潛力,。2015年以Qualcomm,、intel為首之A4WP與AT&T、Duracell為首之PMA合并為AirFuel Alliance無線充電標準組織,，與WPC形成兩大標準組織分庭抗禮之狀態(tài)，而無線充電產(chǎn)業(yè)標準的日漸統(tǒng)合,，亦有助于整體產(chǎn)業(yè)之健全發(fā)展,，盡管目前無限充電技術(shù)主要仍以電磁感應(yīng)式為主，如Samsung Note 6的充電盤,、Apple Watch充電座,，都是利用此磁感應(yīng)(Magnetic Induction)方式來充電，其主要優(yōu)點是成本低廉,，電力使用率高(約70%),，但缺點是充電有效距離短、充電角度與方向限制多,、無法多裝置同時充電,，因此，目前磁感應(yīng)充電方式之裝置,，多使用在極短距離之充電環(huán)境下,，無法真正做到隨時隨地無線充電的境界，隨著物聯(lián)網(wǎng)各種電子裝置的不同電力需求,，適合搭配的充電技術(shù)也不同,，以下介紹其主要技術(shù)及發(fā)展廠商。

圖二 全球無線充電裝置市場與出貨量規(guī)模預(yù)估

(一)磁共振(Magnetic Resonance)方式

利用發(fā)送端與接收端達到特定頻率,，讓雙方形成磁場共振現(xiàn)象,，透過這種方式達到能量傳輸?shù)哪康模噍^于磁感應(yīng),，磁共振效率較好,，約可達到75%傳輸效率，應(yīng)用距離也較遠,，因此,，磁共振技術(shù)成為WPC與AirFuel Alliance兩大聯(lián)盟積極發(fā)展之技術(shù)，磁共振技術(shù)的主要優(yōu)點在于傳輸功率較高,，終端電子產(chǎn)品可達50~100W輸出,，商用領(lǐng)域亦可達到1,000W以上的輸出功率,，但缺點是成本較高，且共振頻率會影響傳輸效率,。磁共振無線充電方式采用之廠商包含Qualcomm,、WiTricity、Sony…等等,，正由于磁共振方式可達到較高功率應(yīng)用之特性,，因此積極發(fā)展磁共振無線充電技術(shù)的Qualcomm，更以Qualcomm Halo?作為進軍車用無線供電系統(tǒng)的商標,，而另一來自MIT技術(shù)之WiTricity公司,，其技術(shù)授權(quán)客戶包括intel、MediaTek以及Toyota,，而Toyota在Plug-in Hybrid采用無線充電模塊,，即是采用磁共振技術(shù)。

(二)無線電波(Radio Frequency)方式

該技術(shù)是透過RF射頻原理,，將電力透過無線電波的方式傳導(dǎo),，接收端則透過天線接收無線電波，并將其轉(zhuǎn)換為電力,。該技術(shù)優(yōu)點是成本低,，且可讓射頻范圍內(nèi)的多個裝置同時充電，但缺點是無線射頻傳輸若無方向性傳輸效率比較差,，加上傳輸功率較低,，只適合用于耗電量較低的電子裝置，目前主要發(fā)展此技術(shù)之廠商有Energous,、Ossia與Powercast,。

1、Energous

2016年9月,，Apple宣布與Energous無線充電技術(shù)公司合作,，發(fā)展不同于一般磁感應(yīng)式之無線充電技術(shù)，Energous旗下產(chǎn)品WattUp基于一系列的混合調(diào)頻,、藍牙和其他專利技術(shù)(2.4/5.8 GHz),，其發(fā)射器能夠通過低功耗藍牙和周邊兼容設(shè)備通訊和定位，一旦連接,，發(fā)射器就可以發(fā)射頻率和 Wi-Fi 信號一致的集中射頻訊號,，發(fā)射器借助把電流轉(zhuǎn)換成無線電波在空間中傳輸，接收器通過Wi-Fi和低功耗藍牙（Bluetooth LE）定位設(shè)備位置并與發(fā)送器連接,，再將無線電波轉(zhuǎn)換成直流電能,，隨時隨地為移動裝置充電，WattUp充電范圍最廣可達到約4.5公尺,，而一個發(fā)送器可以同時在4.5米距離內(nèi)為四個待充設(shè)備提供2瓦特功率的電力傳輸,，而耗時僅為傳統(tǒng)接線充電的一半,。

2、Ossia

圖三 Cota無線充電電池與產(chǎn)品應(yīng)用

Ossia是intel創(chuàng)投旗下的無線充電公司,，其產(chǎn)品Cota內(nèi)裝有2.4 GHz RF radio接收器與傳送器(如圖三),，在30尺的有效范圍內(nèi)，可自動追蹤發(fā)射器之位置,，提供靜止或移動的電子裝置任意方向式的充電功能(1W),，并可提供多裝置同時充電之功能，其最新產(chǎn)品更訴求無需另外加裝天線,，利用已存在之Wi-Fi或Bluetooth天線,，即可進行充電，以及如同程序設(shè)定般控制與管理各充電裝置,，目前廣泛使用于電子卷標,、穿戴與物聯(lián)網(wǎng)裝置等。

(三)光能量方式(Light Energy)

1,、Laser Motive

其產(chǎn)品的工作原理很像太陽能發(fā)電，太陽光照射在太陽能電池(PV)而發(fā)電,，而Laser Motive則使用Laser激光器通過空氣或光纖電纜,，將集中光束發(fā)送到將光轉(zhuǎn)換成電的遠程接收器，將雷射光轉(zhuǎn)換成電能,，與太陽能的主要區(qū)別在于,，Laser Motive是使用高強度Laser而雷射光能量比太陽強得多，它可以瞄準任何地方,，并且可以操作24 hr /天,。Laser Motive利用雷射光來傳遞能量，其最遠可達10KM之距離,，目前主要用于點對點的能量傳輸,，如山上的通訊中繼塔、海水底下之傳感器,、無人機用途,、軍式地區(qū)或油田之電子裝備、火箭航天飛機之電力供給…等等特殊環(huán)境之狀況,，以達到具備經(jīng)濟性,、安全性的電力供給方式。

2,、Wi Charge

Wi Charge利用紅外線(Infrared Ray,，IR)方式提供充電功能，其充電功率可達10W,、有效距離為15呎,，由于非利用電磁效應(yīng)原理,，故沒有電磁輻射波之危害，可保障人員之健康安全,。目前,，Wi-Charge的發(fā)射器模塊尺寸約為17x17(mm)，未來將致力于將尺寸縮減至10x10(mm)以下,，并將可充電距離延伸至30呎(約9公尺),，使其能涵蓋一般室內(nèi)空間的所有范圍，以搶攻智能家居商機,。目前其目標市場包含Beacon,、電子卷標、穿戴裝置,、網(wǎng)絡(luò)攝影機,、煙霧偵測器、溫控器,、電子儀表…等等,。

三、結(jié)論

未來數(shù)年,，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,，愈來愈多的電子裝置應(yīng)用出現(xiàn)在我們生活周圍的各個地方，而電力的維持與監(jiān)控一直困擾著我們,，尤其最近SAMSUNG Note 7 電池爆炸事件,，讓人們更加重視電子裝置電力使用的安全性問題，而無線充電相關(guān)技術(shù)中,，包含磁場效應(yīng),、RF射頻等對人體的影響程度為何，以及充電時的安全問題,，都將影響著人們對于無線電產(chǎn)品的接受程度,。物聯(lián)網(wǎng)電子裝置通常不像電動車需要特別大的功率要求，因此借助各種無線充電技術(shù)的發(fā)展,，可達到擺脫有形充電線路的束縛,，但以目前而言，為兼顧到價格與效率因素考慮,，磁感應(yīng)式無線充電,，仍是目前最主要之無線充電技術(shù)，未來亦將可提供磁感應(yīng)與磁共振雙模充電方式,，提供使用者更加多元,、完整與便利的充電方式，其它充電方式,，包含RF射頻與光能量則是扮演互補技術(shù)的角色,，可以滿足物聯(lián)網(wǎng)不同使用情境的需求,，未來，當使用者對充電距離與充電管理要求愈來愈高時,，亦將刺激其它充電方式更多的發(fā)展空間,。

關(guān)于我們：網(wǎng)站內(nèi)容更精彩！

物聯(lián)之家（www.iothome.com）物聯(lián)網(wǎng)科技新媒體,。我們關(guān)注物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的價值發(fā)現(xiàn)和趨勢,，關(guān)注該領(lǐng)域的大小公司和大小人物，這里有跟物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的深度觀點,、測評和剖析,。物聯(lián)網(wǎng)改變世界，我們將參與和忠實的記錄改變的過程,，見證物聯(lián)網(wǎng)帶給人類的豐碩成果,。