无线充电技术应用攻略

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5w无线充电方案

5w无线充电方案

5w无线充电方案随着科技的不断发展,无线充电技术也日益成熟。

无线充电作为一种便捷、高效的充电方式,正逐渐成为智能设备用户的首选。

在过去的几年中,5W无线充电方案逐渐崭露头角,并得到了广泛的应用。

本文将重点介绍5W无线充电方案以及其在智能设备中的应用。

一、5W无线充电方案简介5W无线充电方案是一种利用电磁感应原理实现的充电技术。

其基本原理是,通过传输装置(即充电底座)向接收装置(即智能设备)发送电能,实现无线充电。

5W的充电功率是一种适中的选项,可以满足大部分智能设备的需求。

与传统的有线充电方式相比,5W无线充电方案具有以下优势:1.便捷:无需插拔充电线,只要将智能设备放在充电底座上,即可开始无线充电。

2.高效:采用5W充电功率,能够快速为智能设备充电,节省用户的时间。

3.安全:采用电磁感应原理,无需物理接触,避免了电击和短路等安全隐患。

二、5W无线充电方案的应用1.智能手机作为现代人们生活中不可或缺的伴侣,智能手机的充电方式一直备受关注。

5W无线充电方案为智能手机用户提供了更加便捷、高效的充电解决方案。

无需寻找充电线和充电口,只要将手机放在充电底座上,即可实现快速充电。

此外,5W的充电功率也能满足智能手机的充电需求。

2.智能手表智能手表作为一种新兴的智能设备,逐渐走入人们的生活。

然而,智能手表的充电问题一直限制了其使用的便捷性。

5W无线充电方案通过充电底座为智能手表提供电能,避免了插拔充电线的麻烦。

用户只需将手表放在充电底座上,即可实现快速充电,从而提高了使用体验。

3.智能耳机随着真无线耳机的流行,人们对于充电方式的要求也越来越高。

传统的充电方式需要耳机与充电盒通过充电线连接,不仅不便于携带,还容易出现线缆断裂的问题。

而5W无线充电方案则能够有效解决这些问题。

用户只需将智能耳机放入充电底座或盒中,即可实现快速充电,方便又安全。

4.其他智能设备除了以上提到的智能手机、智能手表和智能耳机,5W无线充电方案还可以应用于其他智能设备,如智能眼镜、智能摄像头等。

无线充电的四种方法

无线充电的四种方法

无线充电的四种方法1、无线电波式充电这是发展较为成熟的技术,类似于早期使用的矿石收音机,主要有微波发射装置和微波接收装置组成,可以捕捉到从墙壁弹回的无线电波能量,在随负载作出调整的同时保持稳定的直流电压;此种方式只需一个安装在墙身插头的发送器,以及可以安装在任何低电压产品的“蚊型”接收器;该领域的代表公司Powercast表示,其最终研制的微型高效接收电路,可以捕捉到从墙壁弹回的无线电波能量,在随负载作出调整的同时保持稳定的直流电压。

无线电波目前的技术仍然无法实现长距离有效传输,当电磁波能量越集中时,方向性才能够保证,像激光在空间传输要受到空气和尘埃的折射,导致能量转移率极低.2、电磁感应式充电无线充电使用的充电座和终端分别内置了线圈,使二者靠近便开始从充电座向终端供电。

为提高供电效率,需要使线圈之间的位置对齐,不产生偏移;电磁感应式无线充电技术已经量产且经过安全与市场验证,在生产成本上电磁感应式技术的产品低于其它技术.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垫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.3、磁场共振充电由能量发送装置,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,目前阶段还暂时无法实现商用化,如果要缩小线圈尺寸,接收功率自然也会下降.无线充电的应用大致可以分为如下类别:4、电场耦合式充电这种方式可以看作是谐振式的加强版,它需要发射和接收两个共振系统,可分别由感应线圈制成。

无线充电技术解析

无线充电技术解析

无线充电技术解析无线充电技术是指通过无线传能技术,将电能无线传输到需要电力供应的设备中,从而实现设备的充电。

它是一种便捷、高效、安全的充电方式,正逐渐改变人们对于充电的传统观念。

本文将深入解析无线充电技术的原理、应用以及未来发展趋势。

一、无线充电技术的原理无线充电技术主要依赖于电磁感应和电磁辐射两种原理。

电磁感应是通过变换电流产生的磁场,诱导被充电设备中的线圈内的电流,从而实现电能传输。

电磁辐射则是利用电磁波在空间中的传输特性,将电能无线传输到接收设备。

在无线充电的过程中,发射端通过电源提供电能,经过电磁感应或电磁辐射的方式传输到接收端。

接收端设备上的接收线圈接收到电磁信号后,将其转化为电能,用于设备的充电或供电。

整个过程中,需要确保发射端和接收端的线圈结构、频率、功率等参数的匹配,以确保充电效率和传输距离。

二、无线充电技术的应用1. 智能手机充电:随着智能手机的普及,充电成为人们日常生活中不可或缺的一部分。

通过无线充电技术,可以摆脱传统充电线的束缚,使得充电更加方便快捷。

只需将手机放在无线充电器上,即可实现自动充电,极大地提高了用户体验。

2. 电动汽车充电:随着对环境保护意识的增强,电动汽车逐渐成为人们的首选。

无线充电技术在电动汽车充电领域的应用具有广阔的前景。

通过在停车场等场所设置无线充电设备,可以使电动汽车在停车期间自动充电,提高电动汽车的续航里程和使用便利性。

3. 家居电子设备充电:无线充电技术也可以应用于家居电子设备的充电领域。

通过将无线充电设备集成到家具中,如床头柜、书桌等,可以为手机、平板电脑等设备提供便捷的充电方式,同时节省充电线的使用和管理。

三、无线充电技术的发展趋势随着科技的进步和人们对便利性的需求不断增加,无线充电技术也在不断创新和发展。

未来的发展趋势主要体现在以下几个方面:1. 跨设备充电:目前的无线充电技术主要针对个体设备的充电,未来无线充电技术有望实现多设备之间的互联互通,即可以通过一个充电设备同时为多个设备进行充电,进一步提高充电效率和便利性。

电磁波如何实现无线充电

电磁波如何实现无线充电

电磁波如何实现无线充电无线充电是近年来迅速发展的技术之一,给人们的生活带来了极大的便利。

而实现无线充电的关键在于利用电磁波进行能量传输。

本文将探讨电磁波如何实现无线充电,并介绍其原理和应用。

一、电磁波无线充电的原理电磁波无线充电利用了电磁场的传播特性,通过发射器产生电磁波,接收器接收电磁波并将其能量转化为电能,从而实现无线充电。

具体原理如下:1. 发射器的作用发射器是无线充电系统的核心设备之一,它负责将电能转化为电磁能,并将其以电磁波的形式发射出去。

发射器内部装有电源模块和功率放大器,电源模块提供直流电能,功率放大器将直流电能转变成高频交流电能。

2. 电磁波的传播发射器产生的高频电能经过功率放大器放大后,通过天线发送出去,形成了电磁场。

电磁场以电磁波的形式传播,其中包含了能量。

3. 接收器的作用接收器用于接收电磁波并将其转化为电能。

接收器内部包括天线、整流电路和能量存储器等组件。

天线接收到电磁波后,将其转化为交流电能。

然后,交流电能通过整流电路转化为直流电能,存储在能量存储器中。

4. 电能转化接收器将接收到的电能存储起来后,经过电路调节等处理,可以用于给电子设备充电。

例如,可以连接到智能手机、平板电脑等设备的充电接口,将存储的直流电能传递给设备,实现无线充电。

二、电磁波无线充电的应用电磁波无线充电技术已经在许多领域得到了广泛应用。

下面是一些典型的应用场景:1. 智能手机充电智能手机已经成为我们日常生活中不可或缺的一部分,而电磁波无线充电技术为智能手机的使用提供了更便捷的充电方式。

无需通过插拔充电线,只需将手机放置在充电器附近,即可利用电磁波实现智能手机的无线充电。

2. 电动车充电传统电动车充电需要连接电源线,不仅不便携,还存在安全隐患。

而电磁波无线充电技术可以解决这一问题,只需在充电站附近的指定区域停车,车辆即可通过电磁波充电器进行无线充电,方便又高效。

3. 电子设备充电除了智能手机和电动车,其他电子设备如平板电脑、蓝牙耳机等也可以通过电磁波无线充电技术进行充电。

电磁波在无线充电技术中的应用

电磁波在无线充电技术中的应用

电磁波在无线充电技术中的应用随着科技的不断进步和人们对便利性的追求,无线充电技术正逐渐成为一项受人们关注的新兴技术。

而这一技术的实现主要依赖于电磁波的应用。

本文将探讨电磁波在无线充电技术中的作用和应用。

一、无线充电技术简介无线充电技术是指通过非接触方式传输电能,将电能从电源传输到设备的一种充电方式。

相比传统的有线充电方式,无线充电技术在保持设备充电状态的同时,给予用户更大的便利,免去了插拔电线的麻烦。

二、电磁波的基本原理电磁波是一种由电场和磁场相互作用而形成的能量传播媒介。

它的产生和传播需要载波频率的变化,并且遵循麦克斯韦方程组。

电磁波的频率范围广泛,包括了无线通信中的射频波段、微波波段以及可见光波段等。

三、电磁波在无线充电中的应用1. 电磁感应充电电磁波作为一种传输能量的媒介,可以通过感应作用将电能传输到无线充电设备中。

当充电设备放置在特定的充电座上时,充电座内部会产生一个交变的电磁场,而设备中的线圈会感应到这个电磁场,并将电能转化为直流电,从而实现充电。

2. 磁共振充电磁共振充电利用了电磁波在频率相匹配的情况下能够传输更远距离的特性。

通过在发射端引入特定的谐振电路和接收端的谐振电路,使得两者的频率相同。

当两者频率匹配时,电磁波能够通过空气传输,并在接收端的谐振电路中进行能量转换,从而实现无线充电。

3. 红外线无线充电红外线是电磁波的一种,具有较短的波长和高能量,常用于家电和电子设备的红外遥控。

在无线充电中,红外线可以通过光束的方式传输能量,当设备与红外线发射源对准时,能够实现能量的传输和充电。

四、电磁波在无线充电技术中的优势和挑战1. 优势电磁波在无线充电技术中有着以下优势:- 无需插拔,免去了充电线带来的麻烦;- 可实现设备的连续供电,更方便用户使用;- 传输距离相对较远,提高了灵活性和便利性。

2. 挑战电磁波在无线充电技术中也面临一些挑战:- 传输效率较低,能量在传输过程中会有一定的损耗;- 环境对传输效果有一定的影响,如金属障碍物会导致传输中断;- 安全性问题,如电磁波对人体的辐射等。

qi 无线充电方案

qi 无线充电方案

Qi 无线充电方案简介Qi是一种无线充电技术,它使用电磁感应原理实现了将电能从一个设备(发送器)传输到另一个设备(接收器)的功能。

这种技术通过建立一个电磁场来传输电能,避免了使用电线进行物理连接的需求,使得充电更加的便捷和灵活。

本文将介绍Qi无线充电的原理、工作方式以及一些常见的应用场景。

原理Qi无线充电基于电磁感应原理,通过发送器产生的电磁场与接收器之间的电磁感应相互作用来传输能量。

具体来说,Qi充电系统中,有两个主要的组件:发送器和接收器。

发送器通常由一个电流通过的线圈组成,而接收器则由另一个与之匹配的线圈组成。

当发送器中的电流通过线圈时,将会产生一个电磁场。

这个电磁场穿透空气,通过感应作用传输到接收器中的线圈上。

接收器中的线圈接收到电磁场后,将通过感应而产生电流,进而用来为设备进行充电。

需要注意的是,Qi充电系统要求发送器和接收器之间必须平行且准确定位,以确保最大程度的电磁感应效果。

工作方式在Qi无线充电方案中,有两种主要的工作方式:靠垫充电和距离充电。

靠垫充电靠垫充电是最常见的Qi无线充电方式。

它通常用于将充电器嵌入到桌面、床头柜、汽车中等物体的表面上。

用户只需将支持Qi充电的设备放置在带有充电器的物体表面上,即可实现充电。

这种方式的优点是方便快捷,用户只需将设备放置在充电区域上即可,无需连接任何线缆。

然而,由于充电区域的限制,设备必须与充电器之间保持一定的接触面积,否则充电效果将会受到影响。

距离充电距离充电是一种不需要设备与充电器直接接触的充电方式。

它通常用于需要在一定距离内为设备进行充电的场景。

在距离充电中,发送器和接收器之间的距离可以在一定范围内变动。

通过反馈控制电路,系统可以自动调整充电功率和距离,以实现最佳的充电效果。

这种方式的优点是可适应性强,用户可以在一定范围内自由移动设备,而无需担心充电中断。

然而,由于距离充电需要更复杂的控制电路,因此与靠垫充电相比,其成本相对较高。

应用场景Qi无线充电技术在许多领域中都有广泛的应用。

无线充电接收方案

无线充电接收方案随着科技的不断发展,无线充电技术已经逐渐成为了现实。

传统有线充电方式的限制使得无线充电技术备受关注,而无线充电接收方案则成为了实现这一技术的重要环节。

本文将介绍一种创新的无线充电接收方案,为读者提供深入了解和应用该技术的基础知识。

一、背景介绍无线充电技术是指通过电磁波传输能量,将电能从发射设备传输到接收设备,实现电能无线传输的一种技术。

与传统有线充电方式相比,无线充电具有方便、高效、灵活等优势。

然而,在无线充电的过程中,接收设备扮演着至关重要的角色,因为它是将电能从发射设备接收并转换为可用电能的关键环节。

二、无线充电接收方案的原理和机制无线充电接收方案的核心是通过无线电波或者磁场等介质传递电能。

它由接收线圈、整流电路、调节电路和储能装置等组成。

1. 接收线圈接收线圈是无线充电接收方案的基础组件。

它可以是一条导线圈或者是一个线圈系统。

接收线圈将从发射设备传输过来的无线电波或者磁场转换为交流电信号。

2. 整流电路接收线圈所得到的交流电信号需要经过整流电路进行整流,将其转换为直流电能。

整流电路通常采用整流二极管等器件实现电能的转换和稳定。

3. 调节电路调节电路用于调节从整流电路输出的电能。

它可以根据接收设备的需要进行功率的调节和控制,以保证电能的有效转换和利用。

4. 储能装置储能装置用于存储从接收设备转换而来的电能。

常见的储能装置包括蓄电池、超级电容器等。

它们能够在充电过程中储存余下的电能,并在需要时为其他设备供电。

三、无线充电接收方案的应用领域无线充电接收方案广泛应用于以下领域:1. 移动设备如智能手机、平板电脑、手持终端等移动设备,无线充电接收方案能够为其提供便捷、高效的充电方式,解决有线充电带来的不便之处。

2. 汽车行业在汽车行业,无线充电接收方案可以用于电动车辆的充电。

通过将充电设备嵌入到地面或者停车位上,电动车辆只需停放在指定位置即可实现充电,方便快捷。

3. 家居领域无线充电接收方案也可以应用于家居领域,例如智能家居系统、智能电视、家用电器等。

无线充电方案

无线充电方案随着智能手机的普及和使用,无线充电技术也越来越受到关注和重视。

无线充电是指通过电磁波传输能量来给设备充电,无需连接任何线缆或插头。

市场上已经有很多不同的无线充电技术方案,下面我们将介绍几种常用的无线充电方案。

一、感应式无线充电感应式无线充电是目前最主流的无线充电方案之一。

它利用电磁感应原理,将电能通过感应线圈在发送端与接收端之间无线传输。

在感应式无线充电中,发送端将能量转换为电磁波并通过感应线圈发送出去,接收端的感应线圈将电磁波转换回电能来为设备充电。

感应式无线充电的优点是充电效率高,充电速度快,还带有保护措施,可确保设备充电过程中不会受到过多的热量损耗。

但该技术也有一些缺点,比如需要在充电装置和设备之间放置线圈,充电距离较短等。

二、磁共振无线充电磁共振无线充电技术是一种高效、距离较远的无线充电方案。

该技术是利用磁共振原理,两个线圈之间通过磁共振能量传输达到充电的目的。

充电底座发送出能量的频率,通过类似共振的方式,匹配设备上的接收线圈,达到能量的传输和充电。

相比较感应式无线充电,磁共振无线充电距离更远,具有充电的灵活性和可扩展性,并且还能支持多台设备同时充电,充电速度也相对较快。

但该技术的唯一缺点是充电效率不如感应式无线充电。

三、射频天线无线充电射频天线无线充电技术是一种较新的无线充电方案,其原理是通过微小的天线在特定的频率下发射射频信号,以无线方式为设备充电。

该技术的工作原理类似于在 WiFi 无线网络中使用的路由器或基站,只不过在这种情况下,路由器或基站使用的是射频信号来连接设备,而不是数据包。

射频天线无线充电的优点是具有更长的充电范围和适用于不同类型的设备,并且可以将设备集成到更远的位置。

但是,它也有一些缺点,首先是充电的效率较低,并且无法同时充电多台设备。

四、太阳能无线充电太阳能无线充电是一种新兴的环保充电方案,它利用太阳能源将充电器以及设备直接连接到外部电源上,以无线方式为设备充电。

无线充电器产品说明书详细解读充电器的充电方式和兼容性便捷充电体验

无线充电器产品说明书详细解读充电器的充电方式和兼容性便捷充电体验无线充电器产品说明书为了帮助用户更好地了解和使用无线充电器产品,本文将详细解读无线充电器的充电方式和兼容性,同时介绍如何获得便捷的充电体验。

请您仔细阅读以下内容。

一、充电方式无线充电器采用电磁感应原理进行充电,它包括两个主要部分:主机和充电盖。

主机负责通过电流产生磁场,而充电盖中的线圈则接收磁场并将其转化为电能,从而实现无线充电的功能。

1. 充电器主机充电器主机通常由电源适配器、电路板和充电电池组成。

用户需将主机连接到电源适配器上,并将适配器插入电源插座,以确保主机正常工作。

2. 充电盖充电盖是无线充电器的关键部分,其形状和尺寸与充电设备保持一致,可以是充电底座、充电垫或充电台等形式。

用户只需将充电设备放置在充电盖上即可开始充电。

二、兼容性无线充电器具有较强的兼容性,可以使用于多种设备,包括但不限于手机、平板电脑、智能手表等。

1. 手机兼容性无线充电器适用于多数市售手机,例如苹果、三星、华为等品牌的手机均可使用无线充电器进行充电。

2. 平板电脑兼容性大部分平板电脑也支持无线充电功能,无论是iPad、三星Galaxy Tab还是其他品牌的平板电脑,都可以通过无线充电器实现便捷充电。

3. 智能手表兼容性无线充电器也能够兼容智能手表的充电需求。

不论是苹果手表、小米手表还是其他品牌的智能手表,都可以通过该充电器进行充电。

综上所述,无线充电器具有较好的兼容性,可适用于多种设备,为用户提供了更加便捷的充电方式。

三、便捷充电体验无线充电器除了具备充电功能外,还提供了一系列便捷的充电体验,使用户的充电过程更加轻松和愉快。

1. 无需插拔电线相对于传统有线充电方式,无线充电器无需插拔电线,只需将设备放置或贴合在充电底座上即可开始充电,节省了用户的操作时间和精力。

2. 多设备同时充电无线充电器还支持多设备同时充电,用户可以将多个设备同时放置在充电底座上,同时满足多个设备的充电需求,方便快捷。

无线充电器及其控制方法与流程

无线充电器及其掌控方法与流程无线充电技术是一种新兴的无线能量传输方式。

它能够有效地提高工作效率和便利性。

无线充电器是一种使用无线能量传输的设备,它能够将电能传输到支持无线充电技术的移动设备。

本文将从无线充电技术的基本原理、无线充电器的构造、无线充电器的掌控方法与流程等方面进行介绍。

一、无线充电技术的基本原理:无线充电技术的基本原理是靠电磁感应原理来实现的。

其核心是将电能在发射器和接收器之间进行无线传输。

它的工作原理仿佛于电磁场的感应原理。

通过在发射和接收之间建立一个变化的电磁场,从而在接收端产生一个交变电压,通过接收端的变压器转化成所需要的电能,实现电能的远距离无线传输。

二、无线充电器的构造:无线充电器的构成部分包括发射器和接收器。

其中发射器重要由电源模块、驱动模块、振荡模块、功率放大模块等部分构成。

接收器重要由磁感应线圈、整流模块、稳压模块、设备电路、电池等部分构成。

三、无线充电器的掌控方法与流程:无线充电器的掌控方法包括智能掌控和手动掌控两种方式。

智能掌控通过采纳适应性算法和不确定性掌控方法,实现对充电器进行自适应掌控和自动稳定处理。

手动掌控则是通过人工操作进行掌控。

无线充电器的流程分为两个部分:发射器和接收器。

发射器流程包括驱动模块掌控发射器的振荡、功率放大模块将信号发送出去、振荡器通过变换电磁场,将电能无线传输到接收端。

接收器流程包括磁感应线圈接受发射端发送的信号、整流模块将交流电转化成直流电、稳压模块进行电能稳压掌控、设备电路对电能进行调整、电池接收电能进行充电。

四、无线充电器的优缺点:从使用效果上看,无线充电器具备很多优势,包括便利快捷、无需恢复电池、避开电池短寿命和简单损坏。

从技术角度上看,无线充电器也具备一些潜在缺陷,包括能量传输距离、效率和成本的限制等。

综上所述,无线充电器是一种新兴的无线能量传输方式,它具有很大的应用潜力。

通过适用的掌控方法和流程,无线充电器可以更好的实现对移动设备的无线充电。

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无线充电技术应用攻略(一):用原理制作实物 2012年04月17日 15:24 作者:Jupiter

一、无线充电的概念简介 我们都知道,无线能源似乎是一个听起来很棒的新奇概念,但是我们很难想象会很快将它实现商业化。

无线充电是什么? 无线充电是指利用电磁波感应原理进行充电的设备,原理类似于变压器。在发送和接收端各有一个线圈,发送端线圈连接有线电源产生电磁信号,接收端线圈感应发送端的电磁信号从而产生电流给电池充电。

无线充电技术,源于无线电力输送技术,利用磁共振在充电器与设备之间的空气中传输电荷,线圈和电容器则在充电器与设备之间形成共振,实现电能高效传输的技术。

据engadget报道,美国宾州的一家公司,目前靠着这个 Powercast 技术,已经和超过百家的主要电子产品公司,签下内容尚未公开的合作案,包括一些耗电量 “相对较低” 的电子产品,诸如手机、MP3 随身听,还有汽车零件、温度感应器、助听器,甚至是医疗仪器等的制造业者。

基本上整个系统包含了两件东西,一个是插在插座上的发信器,另一个电子产品上,跟硬币大小差不多的接收器(技术核心),只要在一定的范围内(目前是在 90 厘米的距离内),电源能够瞬间自发信器传到对应的接受器。

该项技术之所以会得到这么多家厂商的青睐,原因是在他独特的无线电波接收装置,能够根据不同的负载、电场强度来作调整,同时还能维持稳定的直流电压,这也表示在空中乱喷的电磁波功率,能够被减到最低。(据说这种设备已经获得了 FCC 的认可) 最神奇的是,这接收器的制造成本,竟然只要 5 块钱美金;目前预计将在 2008 年底,也许会更快,就会出现在部份的电子产品上头了。另外各位常常在外奔波的笔电使用者,也不用心急,等到各位的笔电/UMPC 耗电量降到了个位数(目前的极限),你将来在外头上网,应该是不需要带充电器了,不过以后网络费可能要跟电费绑在一起了。

二、无线充电系统设计原理与实物制作 到了2011年初,无线充电技术经过数年的推广与演进后开始受到各界瞩目。无线充电是指具有电池的装置透过无线感应的方式取得电力而进行充电,其方便性可以让消费者愿意支付额外的费用购买无线充电相关产品;因为有商机才会有厂商愿意投入相关产品开发,目前可以知道非常多知名品牌厂商已经将无线充电这个功能列入新一代的产品的规格之一。由于这产技术相当新颖且各厂商有自己对技术的表述,所以无线充电、感应式电力、非接触充电、无接点充电都是泛指相同的技术,距离1mm到数公尺都是一样是无线,供电端与受电端交互作用就称感应,所以无线充电是广义的名词没有一定的规格。

原理简单,实作困难 无线充电的方法在实验阶段有开发出很多方法,但目前唯一有机会量产商品化为线圈感应式。线圈感应式的原理很简单,是百年前就被发现物理现象,但过去长久以来这样的线圈感应只运用在绕线式的变压器中。早期就有人发现将绕线式的变压器的将“E”型铁心绕线后对向紧贴后接上市电就可以感应传电,但距离略为分开后感应效果就消失,这是因为在市电60Hz下,电磁波传递会随着距离增加能量快速衰退。在现今的应用中,由于装置本身需要有外壳包装,发射端加上接收端的外壳厚度至少从3mm起算,早期电动牙刷产品开发时就发现当距离拉开后需要将线圈上的操作频率提高才能让电力能传送的更远;在电磁波中有一个特性,就是频率越高的电磁波可以传送比较长的距离后能量衰减较低。后来RFID应用开始发展,主要就规划的三个频段LF低频(125~135KHz)、HF高频(13.56MHz)、UHF超高频(860~960MHz)可以使用,而这些频段也造就了目前无线电力系统在设计之初频率采用的参考点。早在10年前电动牙刷的无线充电就已经上市,当时的传送功率小、充电时间长,在现在的智能手持装置的耗电状况来看,当时的充电能量不敷使用所以10年来还无法实用化。但这几年来发展出新的技术可用较高的“共振”接收效率运作方式,由于这个技术较新所以各界的说法很多,但都是有一个很重要的特性,就是接收线圈上都会有配置电容来构成一个具有频率特性的接收天线,在特定的频率下可以得到较大的功率移转。这部份就跟早期的电磁感应不同,当距离拉开后依然就可以得到良好的电力传送效果。共振的原理非常简单,就跟钢琴调音师一样放不同水量的玻璃杯,在精准的调音下可以将某个玻璃杯透过共振将其振碎;但其它的文章都没有提到,若是没有经过专业钢琴调音师训练的一般人,可能永远也调不出可以让玻璃杯振碎的频率!这就是原理简单、实作困难。 展示简单,上市困难 电子零件出厂时就像是未调过音的钢琴,钢琴透过专业的调音师精准调校后可以发出高品质的声音;当大量生产后为了成本考量可能就无法在每一个产品都经由专业人员调校再出货,如果每一个产品都要专业人员来修正那就会有困难,因为专业人员有限。这就跟目前可以看到很多无线充电产品在很久前就发表了,在发表会上产品都可以完美演出,但过了很久的等待后还没见产品上市?就跟刚提到的例子一样,无线充电的产品为了达到很好的共振效果必需经过精准的调校,在这样的状况下量产会变的非常困难。所以无线充电系统的设计首先必需要能针对共振这部份能自我调整,这样才能解决量产难题。2008年INTEL即发表了可以离一公尺距离的两个线圈传送电力用以点亮60瓦特灯泡,发表当时也宣告了无线电力时代已经到来;但三年过去了相关产品还是没有上市,仔细想一下可以相距一公尺传送电力,这么强大的电磁能量就算对人体没影响、对周遭的电气制品会有非常大的杀伤力。无线电力系统的原理与烹调电磁炉相同,透过电磁波来传送能量只不过目标不同,电磁炉使用频率约50KHz能量发出后给锅具加热用已烹饪,过去网络上就有流传过一段影片就是将手机放在运作中的电磁炉表面上,在短时间内手机即烧毁,这样的原理一样电磁波会穿过手机外壳直接对内部的金属构造加热终至烧毁。前文题到过,为了加长传送距离必需提高传送频率,电磁炉的频率较低在离开数公分后就衰减到安全界限以下,INTEL发表的相距一公尺传送电力必需将频率提高到约13MHz才能传送,在这个状况下线圈之间若是存在金属物体将会被加热而发生危险,表演中工作人员可以站在两个线圈中间不会有危险,是因为人体内的金属成份很少所以温度上升有限。当电磁波频率加到1GHz以上就会直接对水分子加热;这个原理就变成微波炉了,水分子被电磁波搅动后发出热量。所以微波炉与电磁炉不一样,必需在屏蔽体内操作避免为害到人体。这部份又与市面上的无线通讯产品不同,因为能量差距甚大;无线电力系统需要传送电力而发送到受电装置所以需高功率传送,无线通讯产品收到低功率讯号后再透过内部的电池将讯号放大处理。所以不管是在13MHz会对金属加热或是1GHz以上直接伤害人体,无线电力在设计时必需解决安全的问题才能上市,这就是展示简单、上市困难。

三大效能指针:效率、安全、功率 电动牙刷早在10年前就堆出无线充电了,当时由于功率需求低所以不需要考虑效率与安全。早期的系统转换效率只有20%-30%,且没有安全机制并不会辩识目标连续供电,这样的系统就与微型电磁炉一样。由于功率很小,接收需求只有0.1W上下,只有20%的转换效率下即有80%的能量于传送中转成热量散逸,这样推算发射器提供0.5W的能量到接收器为0.1W的能量,0.4W产生的热量有限对系统的温度上升不明显,且系统最大输出能力也不大即0.5W,所以在发射器上放置金属异物也不会产生危险;但今日的装置需求远高于0.1W,以热销的智能型手机来看接收需要5V-1A 即5W的充电能量,若用电动牙刷的系统进行设计问题就会很大了,接收端5W的需求在只有20%的转换效率下有20W的能量转换成热能散逸,这样的能量会产生庞大的热能会导致系统温度大幅上升,在这样的推算下,系统最大输出能力会在25W,若为无安全设计下于发射器上放置金属异物可能会导致火灾意外,所以在功率需求提高后衍生的问题需要全新的设计来完成无线充电,所以10年前即出现的无线充电到今还改良之中。新设计的系统需为了达到目标功率,必需先解决效率与安全的问题。

高转换效率仰赖先进规格零件与材料 现今无线充电系统都采用共振的方式进行设计,在架构上都大至相同有下列这些构造: 发射器内有 1.直流电源输入 2.频率产生装置 3. 切换电力的开关 4. 发射的线圈与电容谐振组合 接收器内有 A. 接收的线圈与电容谐振组合 B. 整流器 C. 滤波与稳压器 D. 直流电源输出

在样的架构下从发射器的1.直流电源输入到接收器 D.直流电源输出应过的每一个环节都是效率损耗的要点,在电源电路中电流通过的每一个有阻抗特性的零件都会在上面损耗部份能量,这几年材料的进步也让无线充电的实用化大增,其中有几样先进零件是无线充电系统中与传输效率相关的,为了达到高转换效率需要将这些零件与材料作组合运用。

a.频率产生装置:目前有数家公司将此部份开发成IC销售,其为发射电路板上的关键零件。

b.切换电力的开关:大多为MOSFET所构成,低导通阻抗与高切换速度是选用的要点。 c.发射/接收的线圈与电容谐振组合:此部份为过去从未出现过的技术,由于无规则可循所以只能透过不断的尝试,另外未了阻绝多于的能量散到其它地方,于线圈的未感应侧都会家上磁性材料,这类的材料特性也是全新的应用。 d.整流器:由于在线圈上的操作都是高频率、高电压的能量讯号需要能有效的换成直流电才能给受电装置使用,目前大多采用超低VF的萧特基二极管所构成。

e.滤波与稳压器:这部份难度在接收装置空间有限,设计上要小型化的困难处,通常高转换效率的电路配置大体积被动零件。

设计最艰难的部份在于安全 先前提到无线充电系统与电磁炉一样会发射电磁波能量,这有两大问题: 其一为当发射器上没有放目标充电装置时一样在发射能量,长时间下会造成能源的浪费,不符合现在产品节能的趋势。另外一个问题较严重,为当发射器上放的是金属异物,电磁波对其加热;这个状况轻则烧毁装置,重则发生火灾危其人员生命财产。所以无线充电系统若要上市销售,必需要有一个重要的功能即为“受电端目标物辨识”,当正确的目标物放置在发射器上才开始送电,若不是的话则不送电。用来侦测近距离装置的方法有很多,但在无线充电系统上有一个问题就是无法采用昂贵的零件来完成这个功能,记住目前设计的只是一个充电器,若成本太高的话市场会无法接受这个功能。而目前有两个实用的方法来完成这个功能: 1. 磁力激活:在受电端上装一个磁铁,当发射端感应到磁力后开始发送能量,这个方法简单有效,因为没有人会无意中放一个磁铁在发射器上让它烧毁。2.感应线圈上的资料传送:这是目前认为最安全的方法,与RFID的原理相同,利用两个线圈内的电力传送中,包含资料码一起传送;这个方法最安全也是最难完成的,因为感应线圈上有高能量的电力传输、另外还包含了系统的噪声与负载电流变化的干扰,如何有效的传送资料码是一大难题。

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