想要擺脫放在室內有點礙眼，放在室外又怕老鼠咬的家電電線嗎？手機需要充電時，卻發現傳輸線和接頭忘了帶而懊惱不已嗎？也許無線供電（Wireless power）技術可以幫上忙。

無線供電指的是不需經過物理媒介，就能從供電裝置傳送電能到接收裝置的技術，它包含了幾種能量傳輸科技，可分為非輻射（近場），和輻射（遠場）。前者產生的低頻磁場不會影響四周的人或動物，但後者發射的電磁輻射（微波或光），生物暴露在其中可能會對健康有潛在的威脅。

無線供電和無線通訊使用了類似的電磁場和波段，不過無線通訊的重點在於傳輸訊息，所以只要能量足夠讓訊息方清楚接收到訊號即可。而無線供電則著重在於傳輸能量的強度，因此距離比較受限。

接下來，我們先來了解市面上已經蠻常見的無線電動牙刷、無線電視、智慧型手機充電板，以及醫療用的體內植入儀器，到底是如何充電的呢？

非輻射（近場）無線供電技術

• 標準電感耦合（Inductive coupling）傳輸範圍：短。

1891 年，美國發明家尼古拉．特斯拉（Nikola Tesla）在哥倫比亞大學的演講上，首度展示傳遞無線電力的概念，他把兩片金屬連到「特斯拉線圈」振盪器，透過高頻率震盪電磁波，讓兩個蓋斯勒放電管（Geissler tube）發出螢光。

現在市面上可見的電動牙刷、手機充電板和感應火爐等都是運用這一種技術。當交流電經由插座或電源進入機體的發射線圈，會產生電磁磁場感應，接收裝置內的接收線圈接收到磁場，進而轉化回電流，為電器充電，但磁場的有效範圍僅數公厘。

• 共振電感耦合（Resonant inductive coupling）傳輸範圍：中。

標準電感耦合最大的問題就是作用範圍很短，只要稍微偏離，磁場就會快速消退。尼古拉．特斯拉在 1894 年就想過使用共振器增強幅度。2007 年，美國麻省理工學院的馬林．索爾賈西克（Marin Soljacic）助教與研究團隊經過近四年的努力，終於成功用兩個直徑 50 公分的線圈產生共振，點亮了 2 公尺外的一盞 60W 燈泡，即使兩者之間擺放木頭、金屬或其他障礙物都不影響傳輸。

共振電感耦合的發射與接收線圈當電流通過時，會以相同的頻率產生共振，使能量在共振線圈之間傳輸，減少能量損失，共振讓電力傳輸距離拉長到數公尺，有效性提高95%。目前此技術應用範圍包含家中的手持電腦、電視充電，以及電動車充電站、RFID，和植入人體的醫療電子儀器等。

近場無線供電不但讓我們擺脫插座與電纜的束縛，還可以解決現在五花八門品牌、規格且彼此不相容的充電器問題，當電器無需設置充電線接口時可提升防水程度，也能縮小移動式電器的體積大小。

但如果希望把電力傳輸到更遠的距離，例如天空中的無人飛機呢？本周日的【PanX 每週單字 】，將繼續探討「遠場無線充電」運用了哪些技術。

參考資料：

• 無線供電
• 無線電力「無線電力 Wireless electricity」－《知識大圖解》ISSUE 02
• 無線電力傳輸的可能性與日俱增
• 共振解決無線電力傳輸 擁抱無線充電時代