无线充电器原理图
心脏起搏器用无线充电器设计
心脏起搏器用无线充电系统设计自从1932年第一台心脏起搏器问世以来，人类不断在心脏起搏理论与实践基础上开拓创新，历经几代人的努力，心脏起搏器已经成为了一项成熟可靠的医疗技术。
自1960年起，全世界已有约200万人接受了心脏起搏器植人手术。
目前，心脏起搏器主要采用内置电池作为动力源，这种电池通常有5～10年的工作寿命，可是一旦能量接近耗尽，就需要动用手术更换电池，然而患者对起搏器何时电量耗尽并没有把握。
甚至需要在使用年限的前1-2年内定期赴医院接受检查。
这无疑会造成一些年老病人的不便。
随着近20年来科技突飞猛进的发展，许多新技术被应用于解决起搏器的动力源。
例如，核动力起搏器和“生物热电池”相继问世。
最近几年，无线充电技术成为热门的发展方向之一，如将其运用于起搏器则无需手术取出旧电池。
即可为体内心脏起搏器充电，一旦起搏器内的电池电力耗尽，可在身体外用一台特制充电器为其充电，从而极大地节约了患者的费用，减少了痛苦。
1 功能需求分析目前为止，将无线充电技术应用于心脏起搏器还处于方案设计和样机试制阶段，根据相关的医疗仪器标准，本文介绍的应用于心脏起搏器的无线充电设备应具备以下功能需求：(1)植人体内的接收端部分的体积力求尽可能小，以避免造成病人的不便。
因此，最好采用贴片元器件和集成电路芯片，部分元器件的使用也需要考虑到相关医疗标准。
(2)工作电压采用12～15V直流电，减小病人由于设备漏电而可能受到高电压伤害的可能。
(3)设备工作温度尽量低以防造成病人的不适，因此在组建放大电路时。
要考虑三极管等元器件的工作温度，或者采用集成电路来代替散热大的元器件。
(4)设备可以在5cm以内稳定供电。
以发射端工作时可以不接触到皮肤为最佳。
(5)为了确保病人的安全，在可能的情况下设计了电压和电流保护电路．确保万无一失。
(6)电路中采用漏电保护和抗干扰设计措施。
2 实现方案实现无线充电主要通过三种方式，即电磁感应、无线电波以及共振作用。
无线充电器原理图
无线充电器正向我们走来,本文介绍了无线充电器的结构与原理.爱好电子产品设计的朋友们可以参考.
简单实用的无线传能充电器,通过线圈将电能以无线方式传输给电池.只需把电池和接收设备放在充电平台上即可对其进行充电.实验证明．虽然该系统还不能充电于无形之中．但已能做到将多个校电器放置于同一充电平台上同时充电.免去接线的烦恼.
1无线充电器原理与结构
无线充电器系统主要采用电磁感应原理,通过线圈进行能量耦合实现能量的传递.如图1所示,系统工作时输入端将交流市电经全桥整流电路变换成直流电,或用24V直流电端直接为系统供电.经过无线充电器电源管理模块后输出的直流电通过2M有源晶振逆变转换成高频交流电供给初级绕组.通过2个电感线圈耦合能量,次级线圈输出的电流经接受转换电路变化成直流电为电池充电.
2无线充电器发射电路模块
如图3,无线充电器主振电路采用2MHz有源晶振作为振荡器.有源晶振输出的方波,经过二阶低通滤波器滤除高次谐波,得到稳定的正弦波输出,经三极管13003及其外围电路组成的丙类放大电路后输出至线圈与电容组成的并联谐振回路辐射出去．为接收部分提供能量.
测得与电容组成的并联谐振回路的空芯耦合线圈的线径为O．5mm,直径为7cm,电感为47uH,载波频率为2MHz.根据并联谐振公式得匹配电容C约为140pF.因而．无线充电器发射部分采用2MHz有源晶振产生与谐振频率接近的能源载波频率.。
无线充电技术(四种主要方式)原理与应用实例图文详解
无线充电已经在电动牙刷、电动剃须刀、无绳电话等部分家电产品中实用化，现在其应用范围又扩大到了智能手机领域及电动汽车和列车领域。
未来可以将无线充电装置安装在办公桌内部,只要将笔记本或PDA 等电器放在桌上就能够立即供电。
以下是四种主要无线充电方式：无线充电方式 充电效率使用频率范围传输距离电场耦合方式电磁感应方式92%22KHz数mm-数cm磁共振方式95%13.56MHz 数cm-数m无线电波方式38% 2.45GHz 数m-1.电磁感应方式无线供电驱动一枚60W电灯泡，效率高达75%。
电磁感应无线充电产品示意图电磁感应方式，送电线圈与受电线圈的中心必须完全吻合。
稍有错位的话，传输效率就会急剧下降。
下图靠移动送电线圈对准位置来提高效率。
目前，市场上支持无线充电的智能手机和充电器大部分都符合总部位于美国的业界团体“无线充电联盟（WPC）”所制定的“Qi”规格。
Qi源自汉语“气功”中的“气”， 无线充电方式包括“磁共振”及“电波接收”等多种方式，Qi采用的是“电磁感应方式”。
通过实现标准化，只要是带有Qi标志的产品，无论是哪家厂商的哪款机型均可充电。
在伦敦利用其最新研发的感应式电能传输技术成功实现为电动汽车无线充电。
在展示过程中，该公司将电能接收垫安装于雪铁龙电动汽车车身下侧，这样电池就可以通过无线充电系统进行无线充电。
电动牙刷无线充电示意图一种无线充电器发送和接收原理图2. 磁共振方式磁共振方式的原理与声音的共振原理相同。
排列好振动频率相同的音叉，一个发声的话，其他的也会共振发声。
同样，排列在磁场中的相同振动频率的线圈，也可从一个向另一个供电。
相比电磁感应方式，利用共振可延长传输距离。
磁共振方式不同于电磁感应方式，无需使线圈间的位置完全吻合。
应用：三菱汽车展示供电距离为20cm，供电效率达90％以上。
线圈之间最大允许错位为20cm。
如果后轮靠在车挡上停车，基本能停在容许范围内。
索尼公司发布的一款样机：无电源线的电视机利用磁场共振实现无线供电的电视机。
无线充电技术
1、Qi标准
无线充电示例Qi是全球首个推动无线充电技术的标准化组织--无线充电联盟(Wireless Power Consortium, 简称WPC)推出的“无线充电”标准，具备便捷性和通用性两大特征。首先，不同品牌的产品，只要有一个Qi的标 识，都可以用Qi无线充电器充电。其次，它攻克了无线充电“通用性”的技术瓶颈，在不久的将来，手机、相机、 电脑等产品都可以用Qi无线充电器充电，为无线充电的大规模应用提供可能。
磁场共振
由能量发送装置，和能量接收装置组成，当两个装置调整到相同频率，或者说在一个特定的频率上共振，它 们就可以交换彼此的能量，是目前正在研究的一种技术，由麻省理工学院(MIT)物理教授Marin Soljacic带领的 研究团队利用该技术点亮了两米外的一盏60瓦灯泡，并将其取名为WiTricity。该实验中使用的线圈直径达到 50cm，还无法实现商用化，如果要缩小线圈尺寸，接收功率自然也会下降。
电磁感应式
初级线圈一定频率的交流电，通过电磁感应在次级线圈中产生一定的电流，从而将能量从传输端转移到接收 端。目前最为常见的充电解决方案就采用了电磁感应，事实上，电磁感应解决方案在技术实现上并无太多神秘感， 中国本土的比亚迪公司，早在2005年12月申请的非接触感应式充电器专利，就使用了电磁感应技术 。
电动汽车无线充电
国外现状
国内现状
国外现状
目前在国际上，汽车厂商如奥迪、宝马、奔驰、沃尔沃、丰田等，通信公司如高通等都已经开始研究电动汽 车无线充电技术。其中奥迪的无线充电技术方案主要是针对传输过程中效率流失的问题，该方案通过一种可升降 的无线充电系统，使得电缆端的发射线圈更靠近电动汽车底部的接收线圈，从而提高电力传输效率 。宝马与奔 驰合作研发的无线充电技术已经经过了测试，并应用到了宝马i8车系上。至于沃尔沃则已经完成了电动汽车车载 无线充电系统测试，据说整个充电过程用时3个小时都不到。由于无线充电技术相对较成熟，目前在国外有些地方 已经开始投入使用，2014年韩国铺设了一条长达12公里的无线充电路段，车辆行驶在路上可边开车边充电。
无线充电器工作原理
无线充电器工作原理
无线充电器是一种利用电磁感应原理进行充电的设备。
其工作原理主要分为两个步骤：发射端和接收端。
在发射端，无线充电器内部有一个称为发射线圈的元件，通过电流的流动在线圈中产生变化的电磁场。
这个电磁场会在空气中传播并且能够穿透非金属材料，例如塑料、玻璃等。
因此，当我们将手机或其他支持无线充电的设备放置在无线充电器的发射端附近时，手机内部也有一个接收线圈。
当发射端的发射线圈产生的电磁场与接收端的接收线圈相交时，发生电磁感应。
在接收端，接收线圈将接收到的电磁能量转化为电能。
接收线圈内部的磁铁会感应到接收到的电磁场的变化，并且产生交变磁通。
通过电磁感应定律，交变磁通会在接收线圈内部产生感应电动势。
当我们将手机或其他设备放置在无线充电器的接收端附近时，手机内部的电池会接收到无线充电器传输过来的电能，从而实现无线充电。
需要注意的是，无线充电器的距离和位置对充电效果有一定影响。
一般来说，发射端和接收端之间的距离在几厘米到几十厘米之间是比较理想的工作距离。
此外，发射端和接收端之间的位置需要对准，以确保电磁场的有效传输和接收。
综上所述，无线充电器利用电磁感应原理，在发射端产生电磁场，在接收端通过电磁感应将电磁能转化为电能，从而实现无线充电的功能。
无线充电器的工作距离和位置对充电效果有一定影响，因此需要注意使用时的放置和对准。
无线充电——你不知道的知识
无线充电——你不知道的知识1.无线充电系统1.1无线充电系统整体结构与功能图1无线充电系统结构——图片来源于《应用于便携式电子设备的小功率无线充电系统的研究与开发》整流滤波：将220V/50Hz的交流电转换为高压直流电；DC-DC：将高压直流电降压，输出低压直流电；高频逆变：低压直流电经过高频逆变电路转换成低压高频交流电（频率约为100-200kHz），以便于发射端线圈产生强大的感应磁场；整流滤波：由于电磁感应的原理，接收端在强大的感应磁场中产生低压高频感应电流，该电流经过AC-DC电路后变成直流电，此时就可以直接供给负载使用（功率为5W电压一般为5V，10W电压9V，15W电压12V，小米9最新20W电压为15V，无线充电电流一般不超过1.5A）。
1.2无线充电系统调控过程图2无线充电系统调控过程检测阶段：发射端检测到放置物体的位置后，发射一个小的测量信号来监控物体的放置和移动，判断是否进入下一阶段，这个信号不会唤醒接收端；判断阶段：发射端将发射功率信号，并检测可能来自接收端的响应，从而判断响应是接收端还是未知的对象。
如果发射端接收到正确的信号，将继续进入识别和配置阶段，保持功率信号输出；识别和配置阶段：接收端会将所需要的能量信号传递回发射端。
发射端需要将收到的信号解码，根据接收端所需要的能量调节输出功率，当无法解码时默认传输功率为5W；功率发射阶段：“识别与配置”阶段完成后，发射端启动功率传输模式。
接收端控制电路向发射端发送误差包，将整流电压调整到线性稳压器效率最大化所需的水平，并将实际接收到的功率包发送给发射端进行外目标检测（FOD，Foreign Object Detection，异物检测），可保证安全、高效的功率传输；结束阶段：充电结束后接收端发出EPT（End Power Transfer，结束功率传输）信号，当接收端受到EPT信号时终止功率传输。
1.3无线充电Qi标准为什么选用100~205kHz？Qi标准基于电磁感应的充电技术，频率是100-205kHz，无线充电传输的是能量而不是信号，因为100-205kHz是对人体无害的低频非电离频率，采用这个频率将大大减小对人体的伤害。
无线充电技术介绍ppt课件
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无线充电技术发展 ❖ 现在各个领域无线充电技术产品全面发展!!!
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无线充电技术发展
❖ 依据研究机构iSuppli的调查，全球无线充电装置市场规模2010年为1.2亿美元 ，2011年成长达到8.9亿美元，2015年可达到237亿美元。无线充电装置未来 受到消费类电子产品、可携式装置、电动车的应用而大幅成长。
生活中人们难免被各种“理不清剪还乱” 的电源线、数据线所困扰！！！
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你 能 想 象 以 后 摆 脱 线 缆 无 线 生 活 吗 ？ ？ ？
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无线充电技术发展
❖ 迈克尔.法拉第
迈克尔·法拉第（Michael Faraday， 1791年9月22日～1867年8月25日） 英国物理学家、化学家，也是著名的 自学成才的科学家。生于萨里郡纽因 顿一个贫苦铁匠家庭，仅上过小学。 1831年，他作出了关于电力场的关 键性突破，永远改变了人类文明。迈 克尔·法拉第是英国著名化学家戴维 的学生和助手，他的发现奠定了电磁 学的基础，是麦克思韦的先导。 1831年10月17日，法拉第首次发现 电磁感应现象，在电磁学方面做出了 伟大贡献。
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无线充电技术发展
❖ 尼古拉.特斯拉
尼古拉·特斯拉（Nikola Tesla，1856 年－1943年），塞尔维亚裔美籍发 明家、机械工程师和电力工程是。因 主持设计了现代广泛应用的交流电力 系统而最为人知。19世纪末，20世 纪初，他对电力学和磁力学做出了杰 出贡献。他的专利和理论工作依据现 代交变电流电力系统，包括多相电力 分配系统和交流电发电机，带起了第 二次工业革命。1882年，他继爱迪 生发明直流电（DC）后不久，发明 了“高频率”（15,000赫兹）交流发 电机（于1891年获得专利），并创 立了多项电力传输技术。
无线充电器原理与结构
目前．手机、MP3和笔记本电脑等便携式电子设备进行充电主要采用的是一端连接交流电源，另一端连接便携式电子设备充电电池的传统充电方式。
这种方式有很多不利的地方，首先频繁的插拔很容易损坏接头．另外也可能带来触电的危险。
因此．非接触式感应充电器在上个世纪末期诞生．凭借其携带方便、成本低、无需布线等优势迅速受到各界关注。
因此，实现无线充电，能量传输效率高，便于携带成为充电系统的研究方向之一。
本文设计了一种简单实用的无线传能充电器，通过线圈将电能以无线方式传输给电池。
只需把电池和接收设备放在充电平台上即可对其进行充电。
实验证明．虽然该系统还不能充电于无形之中．但已能做到将多个校电器放置于同一充电平台上同时充电。
免去接线的烦恼。
1.无线充电器原理与结构无线充电系统主要采用电磁感应原理，通过线圈进行能量耦合实现能量的传递。
如图1所示，系统工作时输入端将交流市电经全桥整流电路变换成直流电，或用24V直流电端直接为系统供电。
经过电源管理模块后输出的直流电通过2M有源晶振逆变转换成高频交流电供给初级绕组。
通过2个电感线圈耦合能量，次级线圈输出的电流经接受转换电路变化成直流电为电池充电。
2．2 发射电路模块如图3，主振电路采用2 MHz有源晶振作为振荡器。
有源晶振输出的方波，经过二阶低通滤波器滤除高次谐波，得到稳定的正弦波输出，经三极管13003及其外围电路组成的丙类放大电路后输出至线圈与电容组成的并联谐振回路辐射出去．为接收部分提供能量。
测得与电容组成的并联谐振回路的空芯耦合线圈的线径为O．5 mm，直径为7 cm，电感为47 uH，载波频率为2 MHz。
根据并联谐振公式得匹配电容C约为140 pF。
因而．发射部分采用2MHz有源晶振产生与谐振频率接近的能源载波频率。
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灵感来源：……
目的：……
无线充电麦克风的电路原理
简单实用的无线传能充电器，通过线圈将电能以无线方式传输给电池。
只需把电池和接收设备放在充电平台上即可对其进行充电。
1 无线充电器原理与结构
无线充电器系统主要采用电磁感应原理，通过线圈进行能量耦合实现能量的传递。
如图1所示，系统工作时输入端将交流市电经全桥整流电路变换成直流电，经过无线充电器电源管理模块后输出的直流电通过2M有源晶振逆变转换成高频交流电供给初级绕组。
通过2个电感线圈耦合能量，次级线圈输出的电流经接受转换电路变化成直流电为电池充电。
2 无线充电器发射电路模块
如图3，无线充电器主振电路采用2 MHz有源晶振作为振荡器。
有源晶振输出的方波，经过二阶低通滤波器滤除高次谐波，得到稳定的正弦波输出，经三极管13003及其外围电路组成的丙类放大电路后输出至线圈与电容组成的并联谐振回路辐射出去．为接收部分提供能量。
测得与电容组成的并联谐振回路的空芯耦合线圈的线径为O．5 mm，直径为7 cm，电感为47 uH，载波频率为2 MHz。
根据并联谐振公式得匹配电容C约为140 pF。
因而．无线充电器发射部分采用2MHz有源晶振产生与谐振频率接近的能源载波频率。
目前所需做的工作
1 电路的识别，各分块电路的整体把握
2 关键概念和公式的理解与应用
3 整个装置的设置，这是难点也是难点，但是做好1，2就应该没问题
4 成品的制作，这个先不着急，有时间就做
5 任务的分配，123是需要整个小组都要参与的，而前期的准备要分人尽快完成
6 现在你就请老师看一下，这个基本电路是否可行，行我们就继续研究。
要想自己设计出电路，难度比较大，我们可以利用别人的电路，来运用到我们的发明上来，我们做一个资源的整合。
附录：废电池的坏处
废电池的坏处主要有：废电池里边含有汞、镉等等重金属，它们释放到大自然里会对环境造成很严重的危险。
废电池的危害：废弃在自然界电池中的汞会慢慢从电池中溢出来，进入土壤或水源，再通过农作物进入人体，损伤人的肾脏。
在微生物的作用下，无机汞可以转化成甲基汞，聚集在鱼类的身体里，人食用了这种鱼后，甲基汞会进入人的大脑细胞，使人的神经系统受到严重破坏，重者会发疯致死。
著名的日本水俣病就是甲基汞所致。
镉渗出污染土地和水体，最终进入人体使人的肝和肾受损，也会引起骨质松软，重者造成骨骼变形。
汽车废电池中含有酸和重金属铅泄漏到自然界可引起土壤和水源污染，最终对人造成危害。
废电池污染及其处理已经成为目前社会最为关注的环保焦点之一。
国家环保总局科技标准司有关人士认为，随着我国电池的种类、生产量和使用量的不断扩大，废旧电池的数量和种类也在不断增加。
废旧电池含有汞、铅、镉、镍等重金属及酸、碱等电解质溶液，对人体及生态环境有不同程度的危害。
据了解，其中对人体健康和生态环境危害较大、列入危险废物控制名录的废电池主要有：含汞电池，主要是氧化汞电池；铅酸蓄电池；含镉电池，主要是镍镉电池。
湖南省动力化学电源工程技术研究中心杨毅夫博士告诉笔者，尽管我国一些大型电池生产企业已经开始生产无汞电池，但是大量中小企业生产的仍然是含汞电池，因其价格便宜，应用面广，销售量相当大。
铅酸蓄电池主要应用在汽车、电动自行车、通讯备用电源和应急电源等方面。
而镍镉电池则普遍用于手机、电动工具、电动玩具等方面，是一种可充电电池。
有关资料显示，一节一号电池烂在地里，能使1平方米的土壤永久失去利用价值；一粒纽扣电池可使600吨水受到污染，相当于一个人一生的饮水量。
在对自然环境威胁最大的几种物质中，电池里就包含了汞、铅、镉等多种，若将废旧电池
混入生活垃圾一起填埋，或者随手丢弃，渗出的汞及重金属物质就会渗透于土壤、污染地下水，进而进入鱼类、农作物中，破坏人类的生存环境，间接威胁到人类的健康。
人体一旦吸收这些重金属以后，会出现哪些病症呢？据有关专家介绍，汞是一种毒性很强的重金属，对人体中枢神经的破坏力很大，上世纪五十年代发生在日本的震惊中外的水俣病就是由于汞污染造成的。
目前我国生产的含汞碱性干电池的汞含量达1％－5％，中性干电池的汞含量为0．025％，我国电池生产消耗的汞每年就达几十吨之多。
镉在人体内极易引起慢性中毒，主要病症是肺气肿、骨质软化、贫血，很可能使人体瘫痪。
而铅进入人体后最难排泄，它干扰肾功能、生殖功能。
专家们认为，由于电池污染具有周期长、隐蔽性大等特点，其潜在危害相当严重，处理不当还会造成二次污染。
据杨毅夫博士介绍，我国沿海某省的一些农民在回收铅酸蓄电池中的铅时，因为回收处理不当，把含有铅和硫酸的废液倒掉，不仅造成了铅中毒，而且使当地农作物无法生长。