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无线充电技术原理-无线充电原理技术

发布时间:2017-08-24 所属栏目:无线充电技术原理

一 : 无线充电原理技术

无线充电原理技术 电池寿命仍是目前移动产品的最大障碍,几乎没有一款智能手机能够在高强度的使用下坚持一整天,所以我们需要经常为其充电。显然,随时携带数据线和充电器是非常痛苦

无线充电技术 无线充电原理技术

的一件事,那么有没有什么结局方案至少让充电不那么麻烦?无线充电显然是最具潜力、也最容易实现的。不过,叫嚣了多年的无线充电技术至今尚未普及,究竟是什么原因阻挡了其发展?一起来了解一下。

无线充电的原理

最早实现无线充电的产品是电动牙刷,很多朋友应该都会接触到。早在上世纪90年代,无线充电技术就广泛应用

在各种品牌的电动牙刷中,原理也非常简单:在牙刷底部及充电座上配备一组感应线圈,它们靠近时就可实现充电操作。

当然,这种技术的缺陷是需要设备与充电底座非常靠近,所以人们也开始研发改进型技术,通过计算共振频率实现了约一米左右的无线传输距离,增强了实用性。

无线充电手机怎么了?

来到手机领域,早在

无线充电技术 无线充电原理技术

2009年,Palm就推出了Touchstone无线充电器。此后,我们看到了一系列的无线充电后盖+充电垫,但并未实现普及。市场上主流产品普遍存在的一个问题是:你只能为一款设备充电、同时充电垫对设备位置的摆放极为苛刻。

另外,无线充电的标准之争让你很难生活在一个通用的标准之下。据调研机构IHS的市场调查报告显示,无线充电市场在2013年已达2.16亿美元、并有望在2018年达到8.15亿美元。所以,很多厂商都希望建立自己的标准,从而独享这一极具潜力的市场。

无线充电标准之争

首先,无线充电标准主要分为Qi、PMA及A4WP

无线充电技术 无线充电原理技术

三种。其中Qi获得了最广泛的支持,包括三星、索尼、诺基亚、HTC、LG、华硕、高通等巨头;而PMA同样拥有大量支持者,如三星、索尼、HTC、LG、华硕、中兴等等。

其中,Qi

无线充电技术 无线充电原理技术

目前的最大成就是与星巴克及麦当劳合作,在部分国家的连锁店中配备无线充电垫。另外,通用汽车、凯迪拉克等部分车型也支持该技术。就目前支持的设备而言,Qi显然也具有一定优势,如诺基亚的Lumia、三星Galaxy、Nexus 5/7、HTC、LG等部分机型都在机身中集成了该技术,但大部分手机仍需要购买专用充电外壳来实现。

值得关注的还有A4WP的Rezence标准,由于技术上采用了更先进的磁共振,拥有更远充电距离、更强穿透性(可隔着衣服为设备充电),所以被誉为未来的无线充电技术。但就实际产品而言,目前还鲜有实际产品出现,需要等到今年年底才会看到。

总结

目前,尚无法判断哪种无线充电标准最终会统一市场,但可以看到一些公司态度上的逐渐中立,我们希望能够尽快看到标准上的统一,这样才有可能加剧无线充电市场统一的进程。试想一下,如果无线充电标准像DVD或是蓝光介质一样统一,所有手机、平板、数码相机都可通过一种充电垫无线充电,将是多么方便的一件事。

二 : 无线充电技术是什么 无线充电技术原理具体介绍

  其实来讲,无线充电这个名词我们已经不陌生了,有的厂商已经赋予行动了,但是,无线充电技术是什么?对于一些小白还是有点难度的,下面小编就给大家解答无线充电技术的原理知识吧。

  无线充电技术(Wireless charging technology;Wireless charge technology )。 无线充电技术,源于无线电力输送技术。无线充电,又称作感应充电、非接触式感应充电,是利用近场感应,也就是电感耦合,由供电设备(充电器)将能量传送至用电的装置,该装置使用接收到的能量对电池充电,并同时供其本身运作之用。由于充电器与用电装置之间以电感耦合传送能量,两者之间不用电线连接,因此充电器及用电的装置都可以做到无导电接点外露。

无线充电技术原理介绍:利用物理学的“共振”原理——两个振动频率相同的物体能高效传输能量

  1.输电线中的电能传入用铜制造的天线中。

  2.天线以10兆赫的波长振动,产生电磁波。

  3.天线发出的能量传播到2米(6.5英尺)外。

  4.同样以10兆赫的频率震动的膝上型电脑接收到电流,能量充入设备中。

  5.没有转换成膝上型电脑的能量不会被天线重新吸收。不能产生10兆赫共振的人和其他物体不会对它产生干扰。

三 : 无线充电原理技术

无线充电原理技术 电池寿命仍是目前移动产品的最大障碍,几乎没有一款智能手机能够在高强度的使用下坚持一整天,所以我们需要经常为其充电。[www.61k.com]显然,随时携带数据线和充电器是非常痛苦

无线充电技术 无线充电原理技术

的一件事,那么有没有什么结局方案至少让充电不那么麻烦?无线充电显然是最具潜力、也最容易实现的。不过,叫嚣了多年的无线充电技术至今尚未普及,究竟是什么原因阻挡了其发展?一起来了解一下。

无线充电的原理

最早实现无线充电的产品是电动牙刷,很多朋友应该都会接触到。早在上世纪90年代,无线充电技术就广泛应用

无线充电技术 无线充电原理技术

在各种品牌的电动牙刷中,原理也非常简单:在牙刷底部及充电座上配备一组感应线圈,它们靠近时就可实现充电操作。[www.61k.com)

当然,这种技术的缺陷是需要设备与充电底座非常靠近,所以人们也开始研发改进型技术,通过计算共振频率实现了约一米左右的无线传输距离,增强了实用性。

无线充电手机怎么了?

来到手机领域,早在

无线充电技术 无线充电原理技术

2009年,Palm就推出了Touchstone无线充电器。此后,我们看到了一系列的无线充电后盖+充电垫,但并未实现普及。市场上主流产品普遍存在的一个问题是:你只能为一款设备充电、同时充电垫对设备位置的摆放极为苛刻。

无线充电技术 无线充电原理技术

另外,无线充电的标准之争让你很难生活在一个通用的标准之下。(www.61k.com)据调研机构IHS的市场调查报告显示,无线充电市场在2013年已达2.16亿美元、并有望在2018年达到8.15亿美元。所以,很多厂商都希望建立自己的标准,从而独享这一极具潜力的市场。

无线充电标准之争

首先,无线充电标准主要分为Qi、PMA及A4WP

无线充电技术 无线充电原理技术

三种。其中Qi获得了最广泛的支持,包括三星、索尼、诺基亚、HTC、LG、华硕、高通等巨头;而PMA同样拥有大量支持者,如三星、索尼、HTC、LG、华硕、中兴等等。

无线充电技术 无线充电原理技术

其中,Qi

无线充电技术 无线充电原理技术

目前的最大成就是与星巴克及麦当劳合作,在部分国家的连锁店中配备无线充电垫。(www.61k.com)另外,通用汽车、凯迪拉克等部分车型也支持该技术。就目前支持的设备而言,Qi显然也具有一定优势,如诺基亚的Lumia、三星Galaxy、Nexus 5/7、HTC、LG等部分机型都在机身中集成了该技术,但大部分手机仍需要购买专用充电外壳来实现。

值得关注的还有A4WP的Rezence标准,由于技术上采用了更先进的磁共振,拥有更远充电距离、更强穿透性(可隔着衣服为设备充电),所以被誉为未来的无线充电技术。但就实际产品而言,目前还鲜有实际产品出现,需要等到今年年底才会看到。

总结

无线充电技术 无线充电原理技术

目前,尚无法判断哪种无线充电标准最终会统一市场,但可以看到一些公司态度上的逐渐中立,我们希望能够尽快看到标准上的统一,这样才有可能加剧无线充电市场统一的进程。[www.61k.com]试想一下,如果无线充电标准像DVD或是蓝光介质一样统一,所有手机、平板、数码相机都可通过一种充电垫无线充电,将是多么方便的一件事。

四 : 脑电波技术原理简介

脑电波 脑电波技术原理简介

脑电波 脑电波技术原理简介

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五 : 无线充电技术:无线充电技术-概述,无线充电技术-工作原理


在民用车市场,去年7月,宝马曾与戴姆勒达成合作,共同开发无线充电技术。此前宝马曾与西门子公司合作开发非接触充电技术,并于2011年在德国柏林进行测试。分析人士表示,研发汽车搭载的智能手机无线充电器技术将会是无线充电市场大众化的1个起点。目前,作为一般用途的无线充电器价格过高,而消费者优先选择购买装有无线充电器的汽车,生产企业提高成品和附件的生产能力后,无线充电器价格将有所下降。
尽管众多车企与电子巨头都对无线充电技术充满热情,但外界对于该项技术的可行性仍有诸多质疑。由于无线充电技术不管是采用电磁感应式还是磁场共振式,都有发射能量和接受能量的过程,因此,充电过程的安全性饱受质疑,人们都在担忧是否会造成辐射。与此同时,无线充电技术未形成统一的标准也让其未来发展饱受争议。与有线充电技术一样,标准化也是阻碍无线充电技术发展的障碍之一。电磁感应和磁场共振2种方式孰优孰劣还未产生定论,单就其中1种方式而言,不同的企业和研究组织也使用了不同的标准。
无线充电技术中所使用的线圈形状就是个问题。互不兼容的方式和设备,让没有统一标准的无线充电技术,难言发展和普及。1个统一的行业规范是很有必要的,因为无线充电涉及到诸多安全、可靠性的考虑。但是,电动汽车的无线充电仍然处于1个刚刚发展的阶段,关于技术的标准化工作正在进行。无线充电技术普及后,需要的成本问题也是关键。
无线充电技术的出现,必然会引爆电动汽车市场。电动汽车已经推出将近十年,始终不温不火,核心原因就在于电池成本高、充电难。如果无线充电技术被推广,不仅可以解决汽车充电问题,还可大大推动清洁能源进程。

无线充电技术_无线充电技术 -设备的实现

无线充电技术 无线充电技术:无线充电技术-概述,无线充电技术-工作原理
应用图无线充电技术在消费类市场表现出巨大的潜力。在不使用连线的情况下给电子设备充电不但可为便携式设备用户提供1种便利的解决方案,而且还让广大设计人员能够寻找到更具创新性的问题解决方法。许多电池供电型便携式设备均能受益于这种技术,从手机到电动汽车不一而足。
电感耦合方法可以实现高效和通用的无线充电。为了便于使用并且让设计人员和消费者都受益,无线充电联盟(WPC)制定出了1种标准。在供电设备(电力发射器,充电站)和用电设备(电力接收器,便携式设备)之间创建了互操作性。WPC成立于2008年,由亚洲、欧洲和美国的各行业公司组成,其中包括电子设备制造厂商和原始设备制造商(OEM)。WPC标准定义了电感耦合(线圈结构)的类型,以及低功耗无线设备所用的通信协议。在这种标准下工作的任何设备都可以与任何其他WPC兼容设备配对。这种方法的1个重要的好处是其利用这些线圈来实现电力发送器和电力接收器之间的通信。典型的应用图,请参见图1。

1无线充电WPC标准

WPC标准下,无线传输的“低功耗”就是说功耗仅为0~5W。达到这一标准范围的系统在2个平面线圈之间使用电感耦合来将电力从电力发送器传输给电力接收器。2个线圈之间的距离一般为5mm。输出电压调节由1个全局数字控制环路负责,这时电力接收器会与电力发送器通信,并要求或多或少的功耗。该通信是1种通过反向散射调制从电力接收器到电力发送器的单向通信。在反向散射调制中,电力接收器线圈受到负载,从而改变电力发送器的电流消耗。我们对这些电流变化进行监控,并解调成2个设备协同工作所需的信息。
WPC标准定义了系统的3个主要方面——提供电力的电力发送器、使用电力的电力接收器以及这2种设备之间的通信协议。下面,我们将详细介绍这3个方面。

2电力发送器

电力传输方向始终是从电力发送器到电力接收器。电力发送器的关键电路是用于向电力接收器传输电力的一次线圈、驱动一次线圈的控制单元以及解调一次线圈电压或者电流的通信电路。我们对电力发送器设计的灵活性进行了限制,旨在向电力接收器提供一致的电力和电压电平。
电力接收器将自己作为电力发送器的1个兼容设备,同时也提供配置信息。一旦发射器开始电力传输,电力接收器就向电力发送器发送一些误差数据包,从而要求或多或少的电力。一旦接收到1个“终止电力”消息,或者如果1.25秒以上都没有接收到数据包,则电力发送器停止供电。没有电力传输时,电力发送器则进入低功耗待机模式。
WPC规范允许使用固定和移动配置。单个固定线圈(称作类型A1)为TI支持的解决方案。
电力发送器(其通常为1个平面用户将电力接收器放置在上面)连接至电源。符合WPC标准的设备线圈起到了1个50%占空比谐振半桥的作用,其输入为19-VDC(±1V)。如果电力接收器需要或多或少的功率,则线圈频率会发生变化,但会保持在110到205kHz之间,具体取决于功率需求。

3电力接收器

电力接收器通常为1种便携式设备。电力接收器的关键电路是用于从电力发送器接收电力的次级线圈、用于将AC转换为DC的整流电路、用于将未稳压DC转换为经过稳压的DC的电源调节电路以及用于将信号调制到次级线圈的通信电路。电力接收器负责其身份认证和电源要求的所有通信,因为电力发送器只是1个“收听者”。
尽管为了让其符合WPC标准我们对电力发送器的设计进行了限制,但设计电力接收器时却可以有更多的自由。我们可以调节电力接收器的线圈尺寸,以满足设备的体积要求。利用5-V、500-mA输出的70%典型效率,我们对电力接收器的线圈电压进行全波整流。由于2个设备之间的通信是单向的,因此WPC选择电力接收器作为“述说者”。电感电能传输通过耦合一次到次级线圈的磁场工作。非耦合磁力线围绕一次线圈旋转,且只要磁力线不耦合寄生负载其便不会出现损耗(例如:金属的涡流损耗等)。

4通信协议

通信协议包括模拟和数字声脉冲(pinging);身份识别和配置以及电力传输。电力接收器放置在电力发送器上面时出现的典型启动顺序如下:
a来自电力发送器的模拟ping检测到对象的存在。
b来自电力发送器的数字ping为模拟ping的加长版,并让电力接收器有时间回复1个信号强度包。如果该信息强度包有效,则电力发送器会让线圈保持通电并进行下1步骤。
c身份识别和配置阶段期间,电力接收器会发送一些数据包,对其进行身份识别,并向电力发送器提供配置和设置信息。
d在电力传输阶段,电力接收器向电力发送器发送控制误差包,以增加或者减少电力。正常运行期间,每隔约250ms便发送这些包,而在大信号变化期间会每隔32ms发送一次。另外,在正常运行期间,电力发送器会每隔5秒钟便发送一次电力包。
e为了终止电力传输,电力接收器会发送一条“终止充电”消息,或者1.25秒时长内都不进行通信。2种事件中的任何1个都会让电力发送器进入低功耗状态。

5 TI的WPC兼容解决方案

TI是WPC的创始会员之一,并在制定稳健的无线充电规范方面起到了积极的作用。TI利用3种新开发的IC同时为电力接收器和电力发送器提供可靠的解决方案。电力接收器使用MSP430bq1010和bq25046器件。电力发送器基于bq500110,其支持A1型(单线圈)结构。接收器和发射器IC均能够与其他WPC兼容解决方案通用。
电力接收器中的MSP430bq1010处理所有逻辑功能和通信。板上模数转换器监控进入bq25046的电压电平以及从bq25046流出的电流电平。bq25046向MSP430bq1010提供负载电流信息,之后其使用这一信息来控制电力发送器的工作点。bq25046拥有1个为MSP430bq1010和逻辑电路供电的低电流3.3-V低压降调节器(LDO),而1个更大的5.0-VLDO能够向主输出提供高达1A的电流。
电力发送器解决方案通过bq500110实现。这种器件对来自电力接收器的串行数据进行解调和解码。控制电路首先确认电力接收器实际为1种WPC兼容设备,然后对电力发送器进行相应的配置。
TI的BQTESLA100LPEVM套件将单独的发送器和接收器设计组合到1个包括了机械封装的1个套件中。该套件既可用于IC评估也可以用作设计实例。WPC已确认这些电力发送器和接收器解决方案符合1.0版规范。无需使用软件来操作EVM,其仅需要1个19-V输入。在高达1A电流条件下,EVM套件的输出为5V。发送器EVM包括多个LED选项,用于直观指示电力发送器状态。另外,2个蜂鸣器选项提供电力传输开始的声音提示。

6 结论

WPC标准是一整套让制造厂商相信其组件可以与其他为电感电力传输而设计的各种WPC认证组件协调工作的指导原则,从而开发大量的解决方案。
本文标题:无线充电技术原理-无线充电原理技术
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