《電子技術(shù)應(yīng)用》
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無線充電正蓄勢待發(fā),,你準備好了嗎?

2016-03-24

蘋果春季發(fā)布會預(yù)熱消息:新一代的iPhone7放大招或?qū)⒋钶d無線充電,,果粉們再也不用擔心出門沒帶數(shù)據(jù)線了,。聽起來牛逼轟轟的無線充電技術(shù),,你知道是什么嗎,?快來一起解下吧,!

無線充電原理

從基本原理上來分,無線充電分為電場耦合與磁場耦合兩類,,分別對應(yīng)的能量傳輸器件為電容和電感。

(1)電場耦合:

電場耦合方式以日本村田制作所為代表,。這類無線充電技術(shù),,發(fā)射器與接收器分別安裝兩個(或兩組)獨立的電容極板,當發(fā)射器與接收器靠近時,,兩組電容極板形成了兩個電容,。電容中通以高頻、高壓交變電流,,便可實現(xiàn)電能從發(fā)射側(cè)到接收側(cè)的傳輸,。

充電器或發(fā)送器和便攜式設(shè)備或接收器用來有效地在組成電容的合適尺寸金屬表面間實現(xiàn)縱向的準靜電耦合。其中驅(qū)動電極或主動電極要比另外一個電極小,,上面施加的電壓較高,,另外一個電極則是被動電極,尺寸較長,,上面的電壓較低,。當然正常情況下,電容傳輸?shù)哪芰渴呛苄〉?,這與電極面積小有很大的關(guān)系,。因此,為了滿足給消費設(shè)備充電所需的功率水平(例如從5W至25W),,需要增加電極尺寸和耦合的電壓值,,具體取決于實際的配置。

為了實現(xiàn)耦合電極之間的無線收發(fā),、同時盡量減小對外的輻射量,,需要進行正確地設(shè)計。因此需要進一步理解和確定正確的電極尺寸,、它們的設(shè)計,、工作電壓、功率值,、最佳工作頻率和總的尺寸約束條件,。一般情況下,,理想的頻率范圍在200kHz至1MHz之間,有效耦合區(qū)的電壓值在800V至1.52kV之間,。

(2)磁場耦合:

目前受到廣泛關(guān)注的手機無線充電,、電動汽車無線充電技術(shù)更多的采用磁場耦合原理設(shè)計,其能量傳輸媒介為電感,。在發(fā)射器與接收器上分別安裝一個平面線圈電感,。發(fā)射側(cè)電感線圈用于產(chǎn)生激勵磁場,根據(jù)電磁感應(yīng)定律,,當接收側(cè)線圈處在這個磁場中時,,在接收側(cè)將產(chǎn)生電壓。

磁場耦合原理的無線充電技術(shù),,更接近于常規(guī)的諧振式開關(guān)電源,。

優(yōu)點

1、利用無線磁電感應(yīng)充電的設(shè)備可做到隱形,,設(shè)備磨損率低,,應(yīng)用范圍廣,公共充電區(qū)域面積相對的減小,,但減小的占地面積份額不會太大,。

2、技術(shù)含量高,,操作方便,,可實施相對來說的遠距離無線電能的轉(zhuǎn)換,但大功率無線充電的傳輸距離只限制在5米以內(nèi),,不會太遠,。

3、操作方便,。

缺點

1,、雖然設(shè)備技術(shù)含量高,但設(shè)備的經(jīng)濟成本投入較高,,維修費用大,。

2、因?qū)崿F(xiàn)遠距離大功率無線磁電轉(zhuǎn)換,,所以設(shè)備的耗能較高,。隨著無線充電設(shè)備的距離和功率的增大,無用功的耗損也就會越大,。

3,、無線充電技術(shù)設(shè)備本身實現(xiàn)的是二次能源轉(zhuǎn)換,也就是將網(wǎng)電降壓(或直接)變?yōu)橹绷麟姾笤谶M行一次較高頻率的開關(guān)控制交流變換輸出,。由于大功率的交直交電流轉(zhuǎn)換是進行電能的二次性無線傳輸原因,,所以電磁的空間磁損率太大,。

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