美國的半導體生產(chǎn)廠(chǎng)商飛思卡爾（Freescale）宣布一個(gè)新的無(wú)線(xiàn)充電解決方案，使用戶(hù)距離無(wú)線(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)未來(lái)又近了一步。星巴克也在硅谷和北京積極布局無(wú)線(xiàn)充電。這些將帶動(dòng)磁性材料消費，而稀土（泛亞有色金屬交易所上市品種）是生產(chǎn)磁材的重要原料。

 

據國外媒體12月9日報道，美國的半導體生產(chǎn)廠(chǎng)商飛思卡爾（Freescale）宣布一個(gè)新的無(wú)線(xiàn)充電解決方案，該產(chǎn)品功率為15瓦，能提供手機充電解決方案三倍的電力，產(chǎn)品便于攜帶，并且可以布局到人們生活的方方面面，比如飛機上的座位、咖啡店與餐廳的桌子等。該產(chǎn)品預計在2015年年初上市銷(xiāo)售。該解決方案為針對穿戴設備、平板電腦、大屏幕智能手機和便攜式工業(yè)及醫療設備等各種大型移動(dòng)設備的超快速無(wú)線(xiàn)充電鋪平了道路，這使用戶(hù)距離無(wú)線(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)未來(lái)又近了一步。

飛思卡爾推出15瓦功率無(wú)線(xiàn)充電系統

 

2013年，星巴克率先在硅谷的兩家店中為用戶(hù)帶來(lái)了無(wú)線(xiàn)充電。用戶(hù)在喝咖啡的時(shí)候，只要將自己的手機放在預置好無(wú)線(xiàn)充電器的桌子上后，便可以為自己支持無(wú)線(xiàn)充電的手機進(jìn)行充電。截止到2013年年中，星巴克、麥當勞和 AT&T 等公司在美國大型機場(chǎng)、咖啡店、購物中心和體育場(chǎng)等地已經(jīng)部署超過(guò)了 1500 個(gè)充電點(diǎn)。在歐洲， PowerKiss 已經(jīng)在機場(chǎng)、酒店和咖啡店監督安裝了 1000 多個(gè)充電點(diǎn)。而星巴克更是近日在舊金山灣區的 200 個(gè)店面設了無(wú)線(xiàn)充電站。在北京首都機場(chǎng)目前在 3 號航站樓 C 座及 D 座所有登機口附近均配備了無(wú)線(xiàn)充電樁，也將逐步普及到其他航站樓。

 

2015年，從第一代電感技術(shù)向第二代磁共振技術(shù)的發(fā)展將推動(dòng)無(wú)線(xiàn)充電成為主流產(chǎn)品，咖啡館、機場(chǎng)、餐廳和電影院等場(chǎng)所的無(wú)線(xiàn)充電站將更加普及。隨著(zhù)完善的生態(tài)系統逐漸建立，將進(jìn)一步刺激消費者對無(wú)線(xiàn)充電的需求，并預計在明年將會(huì )有大量無(wú)線(xiàn)充電產(chǎn)品正式商用。

 

那么磁共振無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)的工作原理是什么呢？據介紹，它是利用核磁感應原理進(jìn)行充電的設備，類(lèi)似于變壓器，在發(fā)送和接收端各有一個(gè)線(xiàn)圈，發(fā)送端線(xiàn)圈連接有線(xiàn)電源產(chǎn)生信號，接收端線(xiàn)圈感應發(fā)送端的電磁信號從而產(chǎn)生電流給用電設備。無(wú)線(xiàn)充電產(chǎn)品主要有三大關(guān)鍵組件，其中有控制電路板、感應線(xiàn)圈、磁性材料。在此過(guò)程中，磁性材料發(fā)揮著(zhù)重要的作用。據TDK無(wú)線(xiàn)充電產(chǎn)品相關(guān)技術(shù)負責人介紹，磁性材料本身和工藝布局對于無(wú)線(xiàn)充電的效率有著(zhù)非常重要的影響。我國最大的磁性材料之一的橫店?yáng)|磁（002056）今年7月發(fā)布消息稱(chēng)，公司生產(chǎn)的部分磁性材料會(huì )用于無(wú)線(xiàn)充電。隨著(zhù)無(wú)線(xiàn)充電快速發(fā)展，將帶動(dòng)磁性材料消費。

 

稀土（泛亞有色金屬交易所上市品種）是生產(chǎn)磁材的重要原料，以釹鐵硼永磁體為例，需要用到鐠、釹、鏑。鋱等材稀土材料。鏑目前在許多高技術(shù)領(lǐng)域起著(zhù)越來(lái)越重要的作用，主要產(chǎn)品有氧化鏑、鏑鐵合金、金屬鏑等。氧化鏑常被用作制取金屬鏑的原料、玻璃、釹鐵硼永磁體的添加劑;鏑鐵合金主要用作釹鐵硼永磁合金原料及冶煉添加劑，國內生產(chǎn)的鏑鐵主要用于出口;金屬鏑主要用于稀土永磁材料、磁致伸縮材料、磁光存儲材料和發(fā)光材料。我國鏑儲量?jì)H為6萬(wàn)噸左右，消費每年都在持續增長(cháng)，可供使用年限僅不到40年。10月31日，氧化鏑在泛亞有色金屬交易所交易平臺上市交易，一經(jīng)上市即受到投資者的熱捧，價(jià)格也呈現總體上揚態(tài)勢，同時(shí)對現貨市場(chǎng)氧化鏑價(jià)格也起到帶動(dòng)作用。

 

每次要幫手機、電腦，或者其他各種電器充電時(shí)，總是要接一條充電線(xiàn)，充電線(xiàn)一多，還常常接錯，實(shí)在非常麻煩。幸好，現在愈來(lái)愈多的電子產(chǎn)品，開(kāi)始使用「無(wú)線(xiàn)充電」的技術(shù)了！只要優(yōu)雅的將手機放在一個(gè)小小的、像杯墊一樣的東西上面，不必接線(xiàn)就能輕松充電，這么厲害的科技背后有什么原理呢？讓我們一起來(lái)探究其中奧妙。

 

一般見(jiàn)到的無(wú)線(xiàn)充電，運用的是「電流磁效應」和「電磁感應」的塬理。1819 年，丹麥科學(xué)家厄斯特觀(guān)察到一段導線(xiàn)上如果通有電流，四周將會(huì )產(chǎn)生磁場(chǎng)，可以讓指北針偏轉。后人則進(jìn)一步發(fā)現，將導線(xiàn)圍成環(huán)狀，甚至繞成線(xiàn)圈，產(chǎn)生的磁場(chǎng)將會(huì )更強、更集中，這稱(chēng)為「電流磁效應」。

 

至于電磁感應，則是在 1831 年由法拉第發(fā)現的。讓一塊磁鐵或其他的磁場(chǎng)來(lái)源靠近一段沒(méi)有電流的線(xiàn)圈，線(xiàn)圈上就會(huì )產(chǎn)生「感應電流」，稱(chēng)為「電磁感應」。值得注意的是，電磁感應的成立要件是磁場(chǎng)要有「變化」，例如磁鐵愈來(lái)愈靠近 （愈來(lái)愈遠離其實(shí)也可以）。外加磁場(chǎng)若是一直保持不變，是不會(huì )有感應電流的。

 

總而言之，電流磁效應就是電流的流動(dòng)在四周產(chǎn)生磁場(chǎng)，電磁感應則是不斷變化的外加磁場(chǎng)使線(xiàn)圈產(chǎn)生感應電流。

 

這兩種物理現象同時(shí)運用，就可以進(jìn)行無(wú)線(xiàn)充電。目前的無(wú)線(xiàn)充電設備，都包含一個(gè)「充電座」，里面其實(shí)正是線(xiàn)圈。將充電座接到家用插頭后，線(xiàn)圈周?chē)鷷?huì )因為電流磁效應而產(chǎn)生磁場(chǎng)。要充電的電子產(chǎn)品，里面也都有一個(gè)線(xiàn)圈，當它靠近充電座時(shí)，充電座的磁場(chǎng)將透過(guò)電磁感應，在電子產(chǎn)品的線(xiàn)圈上產(chǎn)生感應電流。感應電流導引到電池，就完成了充電座和電子產(chǎn)品間的無(wú)線(xiàn)充電。

 

你可能會(huì )問(wèn)，磁場(chǎng)不是要改變才能有電磁感應嗎？可是充電座與充電的對象距離卻始終保持不變，這樣為何會(huì )有電磁感應呢？塬來(lái)，家用插座中流出的電是「交流電」，也就是說(shuō)電流的方向不斷的交替變化，一會(huì )兒順著(zhù)流，一會(huì )兒反著(zhù)流。正因為如此，充電座線(xiàn)圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)隨之不斷在變換方向，并非保持不變，符合電磁感應的要件。

 

近來(lái)愈來(lái)愈多智慧型手機、平板電腦開(kāi)始提供無(wú)線(xiàn)充電的功能，但是不幸的是，它們充電的時(shí)候，只要離充電座的距離稍遠一些，充電效率就會(huì )明顯下降。即便是最新的技術(shù)，充電距離也不能超過(guò) 5 公分，事實(shí)上，目前絕大部分可以無(wú)線(xiàn)充電的行動(dòng)裝置，都是要完全平放在充電座上才能進(jìn)行，和想像中隨走隨充的無(wú)線(xiàn)充電仍有點(diǎn)差別。

 

 

為了增加無(wú)線(xiàn)充電的距離與充電效率，科學(xué)家正在設法利用「磁共振」的塬理進(jìn)行無(wú)線(xiàn)充電。在電路中加入一些電容、電感等特殊的元件，適當連接后，會(huì )形成「諧振電路」。這就好像樂(lè )器行一定會(huì )有的調音工具──音叉一樣。輕敲音叉一次，它可以持續振動(dòng)一段時(shí)間，同樣的，對諧振電路短暫通電，電路中也會(huì )產(chǎn)生維持一段時(shí)間的訊號。

 

音叉具有「共振」這種有趣的物理性質(zhì)。每支音叉都有自己的發(fā)聲頻率，當一支音叉振動(dòng)發(fā)聲時(shí)，若附近有另一支發(fā)聲頻率相同的音叉，即使它沒(méi)有直接受到敲擊，也會(huì )跟著(zhù)振動(dòng)。音叉的共振可以說(shuō)達成了能量的傳遞。諧振電路也可以共振，兩個(gè)振動(dòng)頻率相同的諧振電路放在一起，其中一個(gè)開(kāi)始因為通電而振蕩時(shí)，另一個(gè)電路也會(huì )跟著(zhù)振蕩起來(lái)，「自動(dòng)」產(chǎn)生電流，電能就這樣被隔空傳送了。這樣的現象稱(chēng)為「磁共振」，用來(lái)進(jìn)行無(wú)線(xiàn)充電，可以讓充電距離達到數公尺，效率也有所提升。唯一的困難就是，要將兩個(gè)電路調整到一模一樣的頻率，并且維持一段時(shí)間，并不是容易的事。

 

除了磁共振之外，也有科學(xué)家嘗試借由雷射光的光能來(lái)充電，甚至是將電能透過(guò)和家用的 Wifi 網(wǎng)路相近的電波頻段來(lái)傳送。希望這些技術(shù)的突破，能讓我們未來(lái)在充電時(shí)更加方便！