手机无线充电

黄才发

我们知道手机可以通过充电器、数据线进行有线充电，随着科技的发展，这几年越来越多的智能手机开始配备无线充电功能，那你知道手机无线充电是什幺原理吗？

手机无线充电是一种新的充电方式，没有数据线的支撑，隔空充电。大多数人会有这样的疑问：无线充电为什幺不需要数据线？它的充电原理是怎样的呢？无线充电是否像WiFi一样，只要在一定范围内我们的手机就能像接收手机信号一样给手机充电呢？手机、充电板两个设备没用数据线直接相连，是怎幺样开始彼此间电流的传输呢？

目前无线充电方式主要有4种：

第一种是电磁感应无线充电。这种充电方式需要在手机和充电平台里各安装一个线圈，当通电时，充电平台里的线圈会产生交流电，这时候手机如果与它靠近手机里的线圈发生电磁感应，线圈就开始作业，将电磁能转化成电能，再通过装置转为直流电以完成手机的充电。这一种充电方式所要求的电路结构比较简单，成本也不会太高。但是，这种充电方式存在一个缺点，那就是传输的距离过短，如果手机摆放的位置不对，就很有可能充不上电，或者充电速度特别缓慢。目前它的有效充电距离大概在10mm以内，而且手机充电的时候也需要放在正中心，否则就会直接影响无线充电的效率。我们生活中熟知的高频变压器工作原理也是电磁感应，与手机无线充电装置不同的是，高频变压器一般都有磁芯，这样主线圈产生的磁场，绝大部分都能够沿着磁芯进入副线圈，不容易产生漏磁，因此它的效率很高。而目前使用的这些无线充电产品，它的发射端和接收端是两个完全不同的装置，两者之间没有导磁装置。因此在整个传输的过程中，它更容易漏磁，如果想要实现更高的充电效率，那幺两个线圈就必须靠得非常近。

第二种是磁场共振式充电。电磁共振也需要手机和充电平台的相互作用，需要两方的谐振器产生一个磁场共振，实现能量的转化。显然这种技术不需要手机和充电平台的接触，只需要让两者的LC谐振频率保持一致就可以了，这样即使相隔一定距离，也可以进行无线充电，适用于距离比较长的传输。不过缺点在于充电的效率会比较低。

第三种是无线电波式充电。这种充电方式是在供电方上配置一个可以进行无线电波发射的设备。当然，有了一个发射设备，就必须要有一个接收设备，以一种直流电压输出和输入的方式进行充电。这种充电方式虽然电流传输速度快，但是稳定性和安全性都很低，研发的成本也很高。

第四种是电场耦合式无线充电。原理是通过沿垂直方向耦合两组非对称偶极子而产生的感应电场来传输电力。这种充电方式转换率很高，两者的位置也可以不用固定，但有一个很大的缺点，那就是需要设备的体积更大，功率也特别小。

这4种充电方式中，目前电磁感应这种方式技术更为成熟，充电效率更高，再就是它的电路结构比较简单，所以现在我们手机无线充电广泛运用的就是第一种方式。

利用电磁感应进行手机无线充电，就是在充电板和手机上分别有两个线圈，当充电板的线圈接通电源之后，给它加上交流电就会产生一个不断变化的磁场，当我们把手机放在充电板上的时候，手机背盖上的线圈就会感应到磁场的变化，从而感应出了电流，然后把电流转化为直流电给我们手机电池进行充电，这样一来就实现了无线充电。

下面我们通过小实验来进一步加深大家对于手机无线充电的理解。

简易手机无线充电原理模拟实验

[器材]

电磁炉1台（也可用烧茶的电磁炉，更小巧）、家用装修用剩的铜电线（铜导线）若干、废弃手电筒拆下的LED电珠1个、废旧生日卡片中拆下的二极管1个、运动手表无线充电板1块、螺丝刀1把。

[步骤]

1.把导线绕成3圈做成一个小线圈（绕的圈数越多，产生的感应电压越大，但也要注意用电安全，圈数越多会烧坏LED电珠），线圈两端连接好LED电珠。

2.电磁炉插上电源，进入工作状态。把接有LED电珠的线圈放在电磁炉台面上，会看到LED电珠闪烁着光亮。（图2）

[对比实验]

3.把导线缠在螺丝刀柄，绕62圈做成一个小线圈，线圈两端接上生日卡片中拆下的发光二极管，放在插上电源的手表无线充电板台面上，可看到二极管不停闪烁着光亮。 （图3、图4）

[对比图]

拆开电磁炉面板，注意观察电磁炉面板内线圈与无线充电板内线圈的相似性。（图5、图6）