無(wú)線(xiàn)充電原理

1.三大國(guó)際聯(lián)盟及標(biāo)準(zhǔn)三大無(wú)精充電技術(shù)聯(lián)盟圖三大無(wú)精充電技術(shù)聯(lián)盟圖1無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)三大國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)盟目前的無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)正在不斷成熟，技術(shù)發(fā)展穩(wěn)步推進(jìn)，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)也在逐步成形。目前主流的無(wú)線(xiàn)充電標(biāo)準(zhǔn)有三種：PowerMattersAlliance(PMA)標(biāo)準(zhǔn)、Qi標(biāo)準(zhǔn)、AllianceforWirelessPower(A4WP)標(biāo)準(zhǔn)。ru-ctureSemiconductorsrmyCnmifiNSTRLlMEhTSmtUI/ITESKCOMPALVlSil^n(unrllh'lllilOperatori省電HUAWEI/mckia.Ktcru-ctureSemiconductorsrmyCnmifiNSTRLlMEhTSmtUI/ITESKCOMPALVlSil^n(unrllh'lllilOperatori省電HUAWEI/mckia.KtcEnergizerPan^soric。PHILIPS》fCcnsum^rKlr^nd$WfrefessPowerTechnology圖2WPC推出的Qi標(biāo)準(zhǔn)成員多達(dá)212家三大標(biāo)準(zhǔn)中，Qi標(biāo)準(zhǔn)是由成立于2008年12月17日的全球首個(gè)推動(dòng)無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化組織無(wú)線(xiàn)充電聯(lián)盟(WirelessPowerConsortium，簡(jiǎn)稱(chēng)"WPC”)制定的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。目前，WPC是全球應(yīng)用最為廣泛、產(chǎn)品化最多的無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)組織。WPC在全球成員單位超過(guò)200家，多是通訊產(chǎn)品的世界級(jí)巨頭。由飛利浦、Fulton幾家發(fā)起的無(wú)線(xiàn)電力傳輸聯(lián)盟經(jīng)過(guò)五年多的發(fā)展，目前共有212個(gè)成員，通過(guò)Qi認(rèn)證的無(wú)線(xiàn)充電產(chǎn)品已達(dá)到515款，其中包括三星GalaxyS-ViewFlipCover和其他各款手機(jī)充電器產(chǎn)品，包括諾基亞、LG、松下、索尼、Moto、夏普、富士通、NEC、Pantech等。這充分顯示了WPC的QI無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)在各大領(lǐng)域內(nèi)的迅猛發(fā)展。2010年8月31日，無(wú)線(xiàn)充電聯(lián)盟在北京正式將Qi無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)引入中國(guó)。2.無(wú)線(xiàn)充電原理無(wú)論不同的無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)的差別有多大，它們背后的原理就是我們熟知的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，具體來(lái)說(shuō)就是利用變化的電場(chǎng)產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，再利用變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)，從而產(chǎn)生電流為設(shè)備充電。一根通電導(dǎo)線(xiàn)周?chē)a(chǎn)生的磁場(chǎng)的方向垂直于電流方向，而且通常情況下是非常微弱的，但是如果將導(dǎo)線(xiàn)繞成圓形或者是螺形的話(huà)，相同方向的磁場(chǎng)便會(huì)疊加，從而形成較強(qiáng)的磁場(chǎng)。其實(shí)無(wú)線(xiàn)充電的原理就類(lèi)似于我們生活中常見(jiàn)的變壓器，都是利用一個(gè)線(xiàn)圈中的電流在另一個(gè)線(xiàn)圈中產(chǎn)生電流。但區(qū)別于變壓器通過(guò)鐵芯傳導(dǎo)磁場(chǎng)的方式，無(wú)線(xiàn)充電設(shè)備中的感應(yīng)線(xiàn)圈經(jīng)過(guò)了一些特殊的調(diào)整，是以空氣為介質(zhì)傳導(dǎo)磁場(chǎng)的，從而產(chǎn)生感應(yīng)電流。同時(shí)，和聲音的共振一樣，兩個(gè)線(xiàn)圈感應(yīng)也需要設(shè)置一個(gè)共振頻率，使接收線(xiàn)圈和輸出線(xiàn)圈的頻率一致，從而在輸出線(xiàn)圈電流很小的情況下，也能在接收線(xiàn)圈中產(chǎn)生足夠強(qiáng)的感應(yīng)電流。

圖3電磁感應(yīng)方式無(wú)線(xiàn)充電實(shí)現(xiàn)原理實(shí)現(xiàn)無(wú)線(xiàn)充電主要通過(guò)三種方式，即電磁感應(yīng)、電磁共振、以及遠(yuǎn)距離的無(wú)線(xiàn)電波作用。而前兩者已經(jīng)成為目前商用化無(wú)線(xiàn)充電產(chǎn)品采用的主要方式。原理示苞圖俊輸功率

作輸哽高優(yōu)點(diǎn)球點(diǎn)市場(chǎng)需求情匿磴感應(yīng)無(wú)我電波電流通通電線(xiàn)，電線(xiàn)產(chǎn)生磁場(chǎng)「瞧場(chǎng)時(shí)附近線(xiàn)圈產(chǎn)生感應(yīng)電隹「電壓即產(chǎn)生電流=發(fā)送端能量碰到共振頻率相同的挫收揣，因共振效應(yīng)產(chǎn)生電能傳輸。將環(huán)境電磁波駢換為電流，透過(guò)第二攝電路伐輸數(shù)卅?數(shù)原理示苞圖俊輸功率

作輸哽高優(yōu)點(diǎn)球點(diǎn)市場(chǎng)需求情匿磴感應(yīng)無(wú)我電波電流通通電線(xiàn)，電線(xiàn)產(chǎn)生磁場(chǎng)「瞧場(chǎng)時(shí)附近線(xiàn)圈產(chǎn)生感應(yīng)電隹「電壓即產(chǎn)生電流=發(fā)送端能量碰到共振頻率相同的挫收揣，因共振效應(yīng)產(chǎn)生電能傳輸。將環(huán)境電磁波駢換為電流，透過(guò)第二攝電路伐輸數(shù)卅?數(shù)百KW小于大于100inW大于1M1.2,適應(yīng)短距充電蟋換效率較高適合較遠(yuǎn)距離充電轉(zhuǎn)操敦率中心50S.）11,適合較遠(yuǎn)距離充電A無(wú)線(xiàn)電波衷％可自助且踵時(shí)監(jiān)地充電充電距離短對(duì)非標(biāo)準(zhǔn)終繇充電『發(fā)熟甚至爆井的安全隱患會(huì)有呼俄主要成員:TL三星、H「C、LG等）2.轉(zhuǎn)換致率仍不很高土輻射安全隱患A4WP〔主要成員：三星、通、SKiMkfl*PeiTserAcListic等）業(yè)界關(guān)注匿高，預(yù)汁即將爆發(fā)尚無(wú)成熟樣品1?轉(zhuǎn)拽效率差N/A未被廣泛應(yīng)用圖4三種無(wú)線(xiàn)充電方式的對(duì)比2.1電磁感應(yīng)方式目前最為常見(jiàn)的充電解決方案采用電磁感應(yīng)方式。利用法拉第電磁感應(yīng)，當(dāng)電流通過(guò)線(xiàn)圈之后，便會(huì)產(chǎn)生出磁場(chǎng)；而產(chǎn)生的磁場(chǎng)又會(huì)形成電壓，有了電壓之后便會(huì)產(chǎn)生電流，有了電流便可以充電。通過(guò)初級(jí)和次級(jí)線(xiàn)圈感應(yīng)產(chǎn)生電流，從而將能量從傳輸端轉(zhuǎn)移到接收端。電流流過(guò)線(xiàn)圈會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)。其他未能電的線(xiàn)圈靠近該磁場(chǎng)就會(huì)產(chǎn)生電流。通過(guò)“電磁感應(yīng)”這個(gè)物理現(xiàn)象，可以將能量從左邊的能量發(fā)射線(xiàn)圈向右邊的能量接收線(xiàn)圈傳遞。無(wú)線(xiàn)充電聯(lián)盟（WPC）主要是采用此方法實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)移，目前主要為5W產(chǎn)品的低功耗應(yīng)用制定規(guī)范，也在嘗試為高功率產(chǎn)品制定規(guī)范。它可實(shí)現(xiàn)在一個(gè)平面上為多個(gè)電器進(jìn)行充電，充電板的發(fā)射端與充電產(chǎn)品接收端距離較近。該方案已經(jīng)有較多的實(shí)際應(yīng)用案例，但仍缺乏主流廠商引導(dǎo)市場(chǎng)，目前諸多廠商蠢蠢欲動(dòng)，預(yù)計(jì)很快需求將爆發(fā)。圖5電磁感應(yīng)方式無(wú)線(xiàn)充電實(shí)現(xiàn)原理2.2磁共振方式磁共振方式由美國(guó)麻省理工學(xué)院(MIT)物理學(xué)家馬林?索爾賈?？?MarinSoljacic)于2007年進(jìn)行了驗(yàn)證，自此受到了廣泛關(guān)注。磁共振方式的原理與聲音的共振原理相同。排列好振動(dòng)頻率相同的音叉，一個(gè)發(fā)聲的話(huà)，其他的也會(huì)共振發(fā)聲。同樣，排列在磁場(chǎng)中的相同振動(dòng)頻率的線(xiàn)圈，也可從一個(gè)向另一個(gè)供電。利用共振還可延長(zhǎng)傳輸距離。電磁感應(yīng)方式的供電距離最大為數(shù)mm?10cm左右，而磁共振方式如果線(xiàn)圈夠大，可向數(shù)米遠(yuǎn)以外供電。另外，磁共振方式不同于電磁感應(yīng)方式，無(wú)需使線(xiàn)圈間的位置完全吻合。共振無(wú)線(xiàn)充電，充電板與智能機(jī)裝置擁有同樣頻率的共振線(xiàn)圈，通過(guò)共振來(lái)充電，因此即便智能手機(jī)不與充電板接觸也可進(jìn)行充電。三星、高通等廠商發(fā)起的第二個(gè)無(wú)線(xiàn)充電聯(lián)盟

圖6電磁感應(yīng)方式無(wú)線(xiàn)充電實(shí)現(xiàn)原理A4WP(AllianceforWirelessPower),旨在推廣共振方式無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)的發(fā)展，希望拉長(zhǎng)無(wú)線(xiàn)充電距離。用戶(hù)只需將需要充電的終端放置在床頭柜、汽車(chē)控制臺(tái)、辦公桌等臺(tái)面，就可為多個(gè)終端同時(shí)充電，因而能夠帶來(lái)便捷的體驗(yàn)。該方案目前尚沒(méi)有見(jiàn)到成熟樣品，但一旦取得突破將可能成為新的殺手級(jí)應(yīng)用。2.3無(wú)線(xiàn)電波方式無(wú)線(xiàn)電波是另一個(gè)發(fā)展較為成熟的技術(shù)，其基本原理類(lèi)似于早期使用的礦石