近日，美国一家公司就研发出一种无线圣诞灯，它的灯泡借助放置在圣诞树外围的磁线圈所产生的电力发光，无须连接传统电线，一旦把灯泡挂在树上，灯泡就会发亮，这个产品应用的就是无线供电技术。
顾名思义，无线供电技术是指无需任何物理上的连接，电能可以近距离无接触地传输给负载以驱动电器。与传统的供电方式相比，这种无接触式的供电技术具有易维护、体积小且适用于恶劣工作环境等特点。
实际上，无线供电的概念早在1894年就由物理学家特斯拉提出，这100多年来，该技术已经得到长足的发展，涉及的领域有手机、医疗器械、可穿戴设备、笔记本等，沿用“特斯拉”这个名字的电动汽车正是应用了该技术来给汽车充电。
目前，国内已有专家开始将无线供电技术应用到半导体照明领域，中科院半导体研究所半导体照明研发中心的工程师詹腾称，实验室已经利用这个理论成功制造出了无线驱动的红光芯片，这种芯片无电极、无金线，可以通过无线能量传输将其点亮，进一步缩小了芯片的体积。詹腾表示，希望在进一步的研发过程当中，在通用照明领域，以及一些动植物等特殊的照明领域，无线供电的照明系统技术可以得到应用。
无线供电技术的原理研究可以追溯到19世纪30年代，科学家迈克尔•法拉第(Michael Faraday）首先发现了电磁感应原理，即周围磁场的变化将使电线中产生电流。到了19世纪 90年代，科学家尼古拉•特斯拉(Nikola Tesla) 证实了无线传输电波的可能性，并申请了首个专利。
近2个世纪以来，科学家一直知道如何在不使用电线的情况下输电，但是，由于没有实际的需求，无线供电技术一直处于“英雄无用武之地”的尴尬境地，直到近年来，随着个人电子产品的风行，无线供电技术才得以应用。
据了解，目前实现无线供电主要通过四种方式，分别为电磁感应技术、电磁共振技术、无线电波技术和电场耦合技术，而其中应用到照明领域的只有两种。
磁场共振技术：由能量发送装置和能量接收装置组成，照明设备需要在电源和光源上分别装上铜丝线圈，当两端线圈调整到相同频率，或者说在一个特定的频率上共振，它们就可以实现彼此之间的能量交换，从而点亮灯泡。这种能量传输方式无需使线圈间的位置完全吻合，而且传输距离较长。
电场耦合技术：供电模块是由2个非对称偶极子按垂直方向排列而成的，这组偶极子各由供电部分和接收部分的活性炭电极和接地电极组成。无线供电模块就是通过这2个非对称偶极子的电场耦合而产生的感应电场来供电的。由于电场耦合方式有位置自由、电极薄且电极部的温度不会上升等优势，可以实现照明设备的自由摆放，在一定程度上还可以延长LED灯具的使用寿命。
在照明领域摸索着前行
目前，无线供电技术涉及的领域有手机、笔记本电脑、医疗器械还有近期广受关注的可穿戴设备，实际上，不仅在这些“高大上”的设备有应用，在照明这个“接地气”的领域，无线供电技术也有很大的发展前景，为此国内外物理学家做了不少努力与尝试。
2007年6月7日，来自美国麻省理工学院的物理学教授马林•索尔贾希克(Marin Soljacic )带领的研究团队，成功地利用电磁共振器，使得2米之外的60瓦灯泡在没有任何有线装置的帮助下成功点亮。在演示过 程中，索尔贾希克教授让他的整个设计团队成员站在发送和接收天线之间，灯泡持续发光，并没有受到障碍物的影响。科学家将这一技术称为“Witricity”，运用的就是磁场共振技术。
然而，基于这种技术的照明设备有一个突出的问题，就是无法实现高效率的远距离传输，空气中能量损耗较大，对于供电来说还是非常不经济的做法。
在索尔贾希克领导的台灯实验中，电磁能发射器的能量只有40%～50%被灯泡吸收，如果要想对化学电池进行无线充电，接收率必须提高到70%以上。
此外，电磁能发射器工作的有效距离最远仅为2.74米。要想提高这一有效距离，照明设备还必须配置一个同样带有铜丝线圈的接收器，在实验中，使用的线圈直径达到50cm，如果要缩小线圈尺寸，接收功率自然也会下降，谁也不想看到以后每个灯泡都顶着一个硕大的线圈，在当时这种技术下的无线照明商业化空间还不是很大。
有望在LED照明领域取得成果
而随着LED照明逐步取代传统照明，无线照明的技术研究也正逐渐转向LED领域，目前国内的中科院半导体研究所半导体照明研发中心正在进行这方面的研究。工程师詹腾表示，在LED芯片的发展过程中，芯片的种类越来越多，尺寸也越做越小，据了解，目前最小的LED芯片尺寸为06mil*08mil，当芯片尺寸做到更小时，打线和驱动就成了难题。
詹腾称利用无线供电的电场耦合技术可以解决这一困境，“在我们实验室中，我们想出一种根据无线能量传输电场耦合的方式，在芯片做到更小的情况下，可以不需要电极、不需要打线也能正常地驱动LED。我们利用这个理论制造出了红光的芯片，蓝光我们还在进一步尝试当中。”
据了解，将无线供电技术应用到LED照明领域将有以下几点优势：第一，在无线供电的光源工作的过程当中，可以使光源系统使用起来更加的方便，特别是在便携式的照明系统当中；第二，可以使我们的照明系统更加的安全、更加的可靠，因为使用非接触式的驱动替代传统的物理接触以及电接触，可以大大减少触电风险；第三，利用这种技术可以做到防水防爆；第四，使LED照明系统更加可靠；第五点就是由于光源和驱动分开了，可以提高LED照明系统的使用寿命。
詹腾表示：“无线供电比较理想的发展状态就是在我们的家居环境中或者办公场景中，不需要任何电线，只需要一个电力发射器，我们所有的照明系统、电力设备都可以得到很好的供应。在进一步的研发过程当中，我们希望在通用照明领域，以及一些动植物等特殊的照明领域，无线供电的照明系统技术可以得到应用。”
