透過電磁感應原理進行的無線充電，雖有無窮發展潛力，但是無線充電設備仍有許多安全疑慮，必須透過標準進行規範，如UL 2738能夠協助把關小型資訊產品的無線充電電器安全，這將會是未來產業發展無線充電的首要任務。
蘋果創辦人賈伯斯的辭世，固然是應用科技領域的一大損失，然而也讓更多人回顧他獨有的思考哲學--「Simple is Best」。人類對於追求便利的慾望不會停止，二十一世紀創新科技不斷推陳出新，手機的發明直至PDA智慧型手機，多點觸控發展到體感指向，裸視3D到全像投影等，在可預見的未來，科技發明將不僅只能便於攜帶，甚至還能植入體內。但是，惟有在安全無虞的前提下，人類自由才是真正的不受限制。透過電磁感應原理進行的無線充電，雖有無窮發展潛力，但是無線充電設備仍有許多安全疑慮，必須透過標準進行規範，如UL 2738能夠協助把關小型資訊產品的無線充電電器安全，這將會是未來產業發展無線充電的首要任務。
無線電力其來有自
從法拉第發現電荷、富蘭克林發現電流以來，電能帶給人類極大的便利性，舉凡生活所必需幾乎都能夠透過電來運作。然而伴隨而來的是居家環境可能變得越加凌亂，印表機、顯示器、電腦主機、網路分享器、手機等生活用品無一不需要電線，諸多的電線從牆角蔓延開來，如同蜘蛛網般無限的擴張，數不清的電源供應器和連接線不僅造成收納的困難又影響美觀，同時也帶來漏電、起火、年久老化等種種風險。
早在地球創生之始，閃電的產生就是最原始的無線電力傳輸方式，當正負極的電壓差超過絕緣介質所能負荷，絕緣就會崩潰而產生導電現象，造成電荷的傳導而導電，達到電力傳輸的目的。不過真正傳導能量的並不是電荷本身，而是具有指向性的高能電磁波，在電壓差最大的兩點間傳遞。
但是，這種瞬間的高能傳輸並不實用，除了必須產生足夠大的電壓差之外，如何能夠承受並儲存巨大電壓差轉換成的電能更是困難。雖然有數據資料顯示，一個閃電所提供的電能大約為400度電，也就是接近台灣一個家庭的一個月用電量，但卻找不到在閃電時間內就能夠吸收電能的儲能設備。這也是目前無線電力供應面臨的最大挑戰之一。
化困境為轉機，小型無線充電成為重要發展基礎
在日常生活中，每個人多少都曾發生過出門遊玩時手機、相機沒電敗而壞雅興，或是四處找尋插座充電的窘境。現今，我們擁有便利的高科技商品，卻反被電線、電力問題困擾不已，成為科技時代人類共同的煩惱。
目前能追溯最早對於無線電力傳輸大規模研究的專家，應為交直流電力傳輸大戰的關鍵人物 – 尼可拉斯．特斯拉 (Nicolas Tesla, 1856-1943)，透過冷次感應電流原理而發展出的交流變壓器變形而成，將主次兩線圈分離，並透過強化磁場抵銷距離的影響之後，就能夠達到無線的電力傳輸效果，為最基本的概念。但由於磁場強度會隨距離平方而遞減，這樣的無線電力傳輸效率很低，一般的鐵芯變壓器，效率均低於50%，因此在遠距模式下無線電力傳輸效能更為低落。
在小型電子產品相對低功耗的情況下，過去作為電動牙刷充電介面的近距離非接觸式電力傳輸，似成替代方案。由於多數的電子設備並不會用完才充電，因此任何非使用狀態期間，便成為續航的關鍵，在這樣的情況下，即使是轉換效率低至5%，也因為接受功率可提高，而達到充電效率勉強可用的狀態。
電源管理與安全風險
在小型電子產品可透過無線電力供應的前提成立之下，如何管理電源以達到最佳傳輸效能是首要課題。由於無線充電設備透過磁通量變化而達到感應電流的原理 (如圖1所示)，在磁場未受到遮蔽的區域內，所有的感應充電模組也都會感應產生電流。
在能量守恆的前提下，如同電流的串並聯，如果發射器的功率是有限制的，接受器數量越多，每個接受器產生的功率就會越小；但如要使每個接受器都能夠產生足夠的電流，發射器的功率就會隨著增加，如此一來就會有超載的風險；在多接受器情況下隨意增減一個接受器，對發射器也會產生電流的瞬變風險。因此小型無線充電設備的接受與發射的電源管理，是維護設備與人員安全的必要挑戰。
圖1：一對多無線充電示意
目前無線充電技術，是透過外接的發射器與接收器進行，就像是設備長了一條尾巴-- 好處是透過共通介面，每個設備都可以使用，也不需要安裝特殊軟體或者是機體改造。然而，因為無線充電是透過電磁感應進行，充電時的電磁感應除了會造成人體安全的疑慮以外，相對也容易干擾設備的運作，特別是對無線通訊所產生的干擾問題。因此，針對小型無線充電設備，需要一套安全測試的標準，以確保發射器及接收器無論在正常運作或是失效狀態時，使用者及操作設備都是安全無虞的。
小型無線充電設備安全認證標準誕生──UL 2738
UL 2738是全球首部針對小型無線充電設備的相容性安全測試標準，2010年10月14日由UL首次提出，並於2011年4月28日第一版標準生效，成為美國國家標準，目前全球僅有二家製造商取得驗證。
UL 2738透過標準委員會所起草並修訂，同時符合ISO與ANSI對於標準組織架構的規定。標準制定決策採合議制，為了維護標準的恆定性與中立性，標準委員會的成員組成也必須來自於利益相衝突的各方團體，如製造商、供應鏈、第三方、研究單位、企業消費者、官方、國際標準組織代表、測試實驗室與主管機關等各種代表性的身分。每個機構均只能有一位具有投票權的代表，且各利益衝突各方均不得具有超過1/3的代表人數。決議採共識決，必須經過委員全體人數1/2以上委員之有效票，且其中2/3人數以上的共識，才能成為獲得普遍支持的標準。
表一：UL 2738的標準架構
UL 2738的標準架構
項目 內容
適用範圍 *感應式功率發射器：擬由600伏特或更少的分支電路提供。
* 感應接收器：擬於感應發射器一起使用 (deleted in published one, no consideration/limitation on need of industry spec compliant transmitters)。
*感應接收器輸出電流/電壓範圍： 60 V dc 或 42.4 V ac peak以及100 VA capacity
安全測試 *感應功率發射器最大傳輸功率測試(正常運作狀態)：確認在不會超過安全使用上限前提下的正常運作時，能夠發射足夠的能量。
*感應功率發射器最大傳輸功率測試(零組件失效狀態)：確認發射器在產品失效的情況下，仍然不會發射超過安全上限的能量，危及操作設備或使用者的安全。
*感應接收器限制傳遞能量的功能：確定接收器具有限制傳遞能量的功能，以免接收器失效或是周圍有多個充電器同時使用，造成操作設備或使用者的安全問題。
不適用範圍 *不適用於於與其他設備或電源系統的電磁兼容性安全問題，或是造成生物生理上的安全問題。
目前UL 2738的標準委員會，除了UL本身，尚有許多來自各界的知名組織 (如圖2所示)。
圖2：UL 2738的技術委員
安全奠基 將無線推向無限商機
由於電磁波是變動的電磁場，理論上電磁波都能在能量守恆定律的作用下轉換成能量，一般的無線訊號傳輸就是利用此原理，只是通訊會被帶電的電晶體放大。然而，若訊號來源電磁波能量再提高，也不採用信號放大的耗電線路，通訊電波也能夠作為電能的來源。
指向性較高的無線電波也是另一種形式，舉例來說，藍芽的發射功率大約為100mW，但是智能手機的電池大約充電電壓為4V，電量為1500mAh的情況下，總電能大約為6Wh。
在透過藍芽進行無線充電的前提下，若傳輸效率為10%，大約需要30天才能夠將電充滿；但是，如果在近距離下提高發射功率時，再合併高充電速率的超級電容，就能夠作為替代的充電裝置。也就是說，內建無線充電元件在未來將有可能實現，或許所有低功率的無線設備，在間斷使用時也能夠同時進行充電，達到大幅降低電池與電線需求的目的。
透過電磁感應原理進行的無線充電，雖然有著無窮的發展潛力，但是無線充電設備仍有許多安全上的挑戰，必須透過標準進行規範，用於評估小型無線充電設備的安全標準UL 2738的出現，指引了未來產業安全發展的基礎，掌握無線充電的安全，將會是未來產業發展的首要任務，也唯有無線充電的安全可能，未來也將無限可能。
UL是一家全球知名從事安全科學事業的公司，享譽一百多年歷史。服務機構遍佈全球逾100個國家，擁有7,000多名專業員工。 UL透過其五大獨特的事業體 － 產品安全、綠色環保驗證、生命及醫療健康科學、檢測服務以及 UL University， 致力推動安全領域的未來發展，積極滿足客戶和全球公眾不斷增長的安全需求。 有關UL服務詳情，請瀏覽UL網站：www.UL.com。
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蘋果創辦人賈伯斯的辭世，固然是應用科技領域的一大損失，然而也讓更多人回顧他獨有的思考哲學--「Simple is Best」。人類對於追求便利的慾望不會停止，二十一世紀創新科技不斷推陳出新，手機的發明直至PDA智慧型手機，多點觸控發展到體感指向，裸視3D到全像投影等，在可預見的未來，科技發明將不僅只能便於攜帶，甚至還能植入體內。但是，惟有在安全無虞的前提下，人類自由才是真正的不受限制。透過電磁感應原理進行的無線充電，雖有無窮發展潛力，但是無線充電設備仍有許多安全疑慮，必須透過標準進行規範，如UL 2738能夠協助把關小型資訊產品的無線充電電器安全，這將會是未來產業發展無線充電的首要任務。
無線電力其來有自
從法拉第發現電荷、富蘭克林發現電流以來，電能帶給人類極大的便利性，舉凡生活所必需幾乎都能夠透過電來運作。然而伴隨而來的是居家環境可能變得越加凌亂，印表機、顯示器、電腦主機、網路分享器、手機等生活用品無一不需要電線，諸多的電線從牆角蔓延開來，如同蜘蛛網般無限的擴張，數不清的電源供應器和連接線不僅造成收納的困難又影響美觀，同時也帶來漏電、起火、年久老化等種種風險。
早在地球創生之始，閃電的產生就是最原始的無線電力傳輸方式，當正負極的電壓差超過絕緣介質所能負荷，絕緣就會崩潰而產生導電現象，造成電荷的傳導而導電，達到電力傳輸的目的。不過真正傳導能量的並不是電荷本身，而是具有指向性的高能電磁波，在電壓差最大的兩點間傳遞。
但是，這種瞬間的高能傳輸並不實用，除了必須產生足夠大的電壓差之外，如何能夠承受並儲存巨大電壓差轉換成的電能更是困難。雖然有數據資料顯示，一個閃電所提供的電能大約為400度電，也就是接近台灣一個家庭的一個月用電量，但卻找不到在閃電時間內就能夠吸收電能的儲能設備。這也是目前無線電力供應面臨的最大挑戰之一。
化困境為轉機，小型無線充電成為重要發展基礎
在日常生活中，每個人多少都曾發生過出門遊玩時手機、相機沒電敗而壞雅興，或是四處找尋插座充電的窘境。現今，我們擁有便利的高科技商品，卻反被電線、電力問題困擾不已，成為科技時代人類共同的煩惱。
目前能追溯最早對於無線電力傳輸大規模研究的專家，應為交直流電力傳輸大戰的關鍵人物 – 尼可拉斯．特斯拉 (Nicolas Tesla, 1856-1943)，透過冷次感應電流原理而發展出的交流變壓器變形而成，將主次兩線圈分離，並透過強化磁場抵銷距離的影響之後，就能夠達到無線的電力傳輸效果，為最基本的概念。但由於磁場強度會隨距離平方而遞減，這樣的無線電力傳輸效率很低，一般的鐵芯變壓器，效率均低於50%，因此在遠距模式下無線電力傳輸效能更為低落。
在小型電子產品相對低功耗的情況下，過去作為電動牙刷充電介面的近距離非接觸式電力傳輸，似成替代方案。由於多數的電子設備並不會用完才充電，因此任何非使用狀態期間，便成為續航的關鍵，在這樣的情況下，即使是轉換效率低至5%，也因為接受功率可提高，而達到充電效率勉強可用的狀態。
電源管理與安全風險
在小型電子產品可透過無線電力供應的前提成立之下，如何管理電源以達到最佳傳輸效能是首要課題。由於無線充電設備透過磁通量變化而達到感應電流的原理 (如圖1所示)，在磁場未受到遮蔽的區域內，所有的感應充電模組也都會感應產生電流。
在能量守恆的前提下，如同電流的串並聯，如果發射器的功率是有限制的，接受器數量越多，每個接受器產生的功率就會越小；但如要使每個接受器都能夠產生足夠的電流，發射器的功率就會隨著增加，如此一來就會有超載的風險；在多接受器情況下隨意增減一個接受器，對發射器也會產生電流的瞬變風險。因此小型無線充電設備的接受與發射的電源管理，是維護設備與人員安全的必要挑戰。
圖1：一對多無線充電示意
目前無線充電技術，是透過外接的發射器與接收器進行，就像是設備長了一條尾巴-- 好處是透過共通介面，每個設備都可以使用，也不需要安裝特殊軟體或者是機體改造。然而，因為無線充電是透過電磁感應進行，充電時的電磁感應除了會造成人體安全的疑慮以外，相對也容易干擾設備的運作，特別是對無線通訊所產生的干擾問題。因此，針對小型無線充電設備，需要一套安全測試的標準，以確保發射器及接收器無論在正常運作或是失效狀態時，使用者及操作設備都是安全無虞的。
小型無線充電設備安全認證標準誕生──UL 2738
UL 2738是全球首部針對小型無線充電設備的相容性安全測試標準，2010年10月14日由UL首次提出，並於2011年4月28日第一版標準生效，成為美國國家標準，目前全球僅有二家製造商取得驗證。
UL 2738透過標準委員會所起草並修訂，同時符合ISO與ANSI對於標準組織架構的規定。標準制定決策採合議制，為了維護標準的恆定性與中立性，標準委員會的成員組成也必須來自於利益相衝突的各方團體，如製造商、供應鏈、第三方、研究單位、企業消費者、官方、國際標準組織代表、測試實驗室與主管機關等各種代表性的身分。每個機構均只能有一位具有投票權的代表，且各利益衝突各方均不得具有超過1/3的代表人數。決議採共識決，必須經過委員全體人數1/2以上委員之有效票，且其中2/3人數以上的共識，才能成為獲得普遍支持的標準。
表一：UL 2738的標準架構
UL 2738的標準架構
項目 內容
適用範圍 *感應式功率發射器：擬由600伏特或更少的分支電路提供。
* 感應接收器：擬於感應發射器一起使用 (deleted in published one, no consideration/limitation on need of industry spec compliant transmitters)。
*感應接收器輸出電流/電壓範圍： 60 V dc 或 42.4 V ac peak以及100 VA capacity
安全測試 *感應功率發射器最大傳輸功率測試(正常運作狀態)：確認在不會超過安全使用上限前提下的正常運作時，能夠發射足夠的能量。
*感應功率發射器最大傳輸功率測試(零組件失效狀態)：確認發射器在產品失效的情況下，仍然不會發射超過安全上限的能量，危及操作設備或使用者的安全。
*感應接收器限制傳遞能量的功能：確定接收器具有限制傳遞能量的功能，以免接收器失效或是周圍有多個充電器同時使用，造成操作設備或使用者的安全問題。
不適用範圍 *不適用於於與其他設備或電源系統的電磁兼容性安全問題，或是造成生物生理上的安全問題。
目前UL 2738的標準委員會，除了UL本身，尚有許多來自各界的知名組織 (如圖2所示)。
圖2：UL 2738的技術委員
安全奠基 將無線推向無限商機
由於電磁波是變動的電磁場，理論上電磁波都能在能量守恆定律的作用下轉換成能量，一般的無線訊號傳輸就是利用此原理，只是通訊會被帶電的電晶體放大。然而，若訊號來源電磁波能量再提高，也不採用信號放大的耗電線路，通訊電波也能夠作為電能的來源。
指向性較高的無線電波也是另一種形式，舉例來說，藍芽的發射功率大約為100mW，但是智能手機的電池大約充電電壓為4V，電量為1500mAh的情況下，總電能大約為6Wh。
在透過藍芽進行無線充電的前提下，若傳輸效率為10%，大約需要30天才能夠將電充滿；但是，如果在近距離下提高發射功率時，再合併高充電速率的超級電容，就能夠作為替代的充電裝置。也就是說，內建無線充電元件在未來將有可能實現，或許所有低功率的無線設備，在間斷使用時也能夠同時進行充電，達到大幅降低電池與電線需求的目的。
透過電磁感應原理進行的無線充電，雖然有著無窮的發展潛力，但是無線充電設備仍有許多安全上的挑戰，必須透過標準進行規範，用於評估小型無線充電設備的安全標準UL 2738的出現，指引了未來產業安全發展的基礎，掌握無線充電的安全，將會是未來產業發展的首要任務，也唯有無線充電的安全可能，未來也將無限可能。
UL是一家全球知名從事安全科學事業的公司，享譽一百多年歷史。服務機構遍佈全球逾100個國家，擁有7,000多名專業員工。 UL透過其五大獨特的事業體 － 產品安全、綠色環保驗證、生命及醫療健康科學、檢測服務以及 UL University， 致力推動安全領域的未來發展，積極滿足客戶和全球公眾不斷增長的安全需求。 有關UL服務詳情，請瀏覽UL網站：www.UL.com。
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