2 感应“垫子”上市，无线充电不是梦想

　　香港城市大学的许树源教授早在几年前就曾经成功研制出一种“无线电池充电平台”，可将数个电子产品放在一个充电平台上，透过低频电磁场充电，充电时间与传统充电器无异，技术实现也不深奥。这种无线电池充电平台利用的就是变压器原理-变化的磁场中闭合的金属线圈会产生电流。而英国SplashPower公司2005年初上市的无线充电器Splash pads（图4），就是变压器原理商业化的无线充电产品。

　　Splash Pads看上去就像一块柔软的鼠标垫，它的塑胶薄膜里面装有产生磁场的小线圈阵列（变压器原边），以及由磁性合金绕以电线制成的口香糖大小的接收线圈（变压器副边，可以贴在电子设备上，图5）。在CES 2007上，WildCharge公司也推出了两款无线充电器产品WildCharger和WildCharger-Mini（图6）。WildCharge的无线充电器与SpashPower公司的产品外观非常相似，也是垫子模样的东西。WildCharger的功率较大，除了可以给手机和媒体播放器充电以外，还可以为笔记本电脑充电，而WildCharger-Mini毕竟个子小，只能给手机等小型设备充电。据称WildCharge公司将从最近开始在网上销售这类无线充电产品。

　　图5电磁感应方式的无线充电原理

　　3 解决无线电力传输的距离问题——共振

　　既然电磁感应方式实现并不复杂，为什么使用该类技术的无线充电器普及这么困难呢？简单地说，最大障碍就在“传输距离”方面。众所周知，传输电力即便通过金属线路传输，距离远了也会产生相当大的线路损耗，更别提通过空气传输了--距离增大以后感应的能量会迅速减少。可以想象，在一些特殊领域如果不能突破距离限制，无线充电已经毫无意义。例如植入体内的仪器，难道必须施行外科手术才能更换电池。太可怕了！还有那种安置在动物身上的无线定位装置，怎样为其补充电能也很关键。

　　为了在无线传输距离上有所突破，MIT的助理教授马林·索尔贾希克（Marin Soljacic）和他的研究小组在长达4年的实验研究中终于获得重大突破。他们在实验中使用了两个直径为50cm的铜线圈，通过调整发射频率使两个线圈在10MHz产生共振，从而成功点亮了距离电力发射端2m以外的一盏60W灯泡。而且，即使在电源与灯泡中间摆上木头、金属或其它电器，都不会影响灯泡发光（图7）。

　　图7两个线圈之间用木板隔断，对传输效果毫无影响

　　同时，MIT的科学家们还对无线电力传输理论进行了研究。他们确定了两个电磁线圈之间形成磁场强耦合的条件，并给出了富有启发性的结论：

　　a.可行性。通常情况下，电磁辐射具有发散性，相隔较远的接收器只能接收到发射能量的极小一部分。而当接收天线的固有频率与发射端的电磁场频率一致时，就会产生共振，此时磁场耦合强度明显增强，无线电力的传输效率大幅度提高。MIT的实验表明，当收发双方相隔2m时，传输60W功率的辐射损失仅为5W。因此，在几米内“中程”（相较于“近程”和“远程”而言）传输电力是可行的。

　　b.安全性。从电磁理论而方，人体作为非磁性物体，暴露在强磁场环境中不会有任何风险。医院对病人进行核磁共振检查时，磁场强度高达B～1T也不会伤害人体。相比之下，共振状态下磁场强度处于B～10-4 T数量级，仅相当于地磁场的强度，因此不会对人体构成危害（图8）。

　　图8索尔贾希克（第二排左一）与MIT研究小组成员在两个实验线圈之间留影，以消除人们对磁场辐射的担心。