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浅谈什么是无线充电器以及工作原理

作者:索源科技来源:http://www.szsoy.cn 日期:2019-08-09

随着用电设备对供电质量、安全性、可靠性、方便性、即时性、特殊场合、特殊地理环境等要求的不断提高,使得接触式电能传输方式越来越不能满足实际需要。
无线充电器是利用电磁感应原理进行充电的设备,其原理和变压器相似,通过在发送和接收端各安置一个线圈,发送端线圈在电力的作用下向外界发出电磁信号,接收端线圈收到电磁信号并且将电磁信号转变为电流,从而达到无线充电的目的。无线充电技术是一种特殊的供电方式,它不需要电源线,依靠电磁波传播,然后将电磁波能量转化为电能,最终实现无线充电。

无线充电器

新型的电子产品尤其是便携式电子产品如数码相机、手机、平板电脑等在人们的工作和生活中得到越来越多的使用,与之相配套的充电器也沿用传统的有线充电器。而有线充电器的兼容性、通用性比较差,使用者携带、充电均不方便。同时,废弃后处理增加了对环境的污染。故为用户提供更加可靠、便捷、方便、及时的充电设备迫在眉睫。无线技术的发展,使得无线电功率的传输成为可能,无线充电器的研究与开发也将实现用户的要求。
未来的电池充电将会有三种主要形式:可视充电、智能充电和无线充电

研究现状

无线充电打破了电能传输只能依靠导线直接接触式传输的方式,属于非接触式传输,能够避免接触式电能传输可能带来的接触火花、滑动磨损、爆炸电击等问题。无线电能传输方式主要分三种:电磁感应式、电磁谐振式和电磁辐射式。电磁感应式是目前最常用的无线电能传输方式,其技术已经量产,在生产成本上低于其他技术,并且通过安全与商场验证。目前,有三大主流联盟致力于无线充电技术的开发及标准制定,这三大联盟是Alliance for Wireless Power(A4WP),Power Matters Alliance(PAM)及Wireless Power Consortium(WPC)。Qi标准为WPC推出的“无线充电”标准,采用了目前最主流的电磁感应式充电技术。Qi标准主要针对便携式电子产品如照相机、视频和音乐播放器、玩具、个人护理及手机等。目前,小功率无线充电器的研究设计主要针对手机端无线充电,采用的都是基于TI公司的BQ500211专用芯片,在一些小功率终端也都采用的是专用集成芯片,使用专用集成芯片在初期开发上能节省开发时间,但从长远上考虑不利于成本的降低及后期的扩展升级。
无线充电技术虽然得到了一定的发展,但在发展过程中仍旧存在一些棘手的技术问题。第一,充电效能不高。一旦距离稍微远了一点充电的效率就会急剧降低,需要浪费大量的时间和资源才能完成充电,故而使用意义不大。第二,充电过程中的安全问题。大功率的无线充电设备会产生大量的电磁辐射,对身体健康造成一定的不良影响,同时也会对飞机、通信等产生干扰影响。第三,实用性方面。目前的无线充电技术还是只能需要固定在某个定点的位置才能实现,这并不方便故而实用性不高。第四,价格昂贵,由于无线充电技术目前还只是处于初步研发应用阶段,研究的成本较高,所以其研发的产品价格也相对高昂。 

工作方式

电磁感应
这是最常见的无线充电器的工作方式,它利用电磁感应的原理,通过初级和次级线圈之间的电磁感应来产生电流,从而实现能量在空间范围内的传递;这种无线充电器的实现方式得到了无线充电联盟的推广。
无线电波
无线电波是现阶段无线充电器发展比较成熟的一种无线充电方式,它的工作原理是利用微型高效接收的电路来捕捉空间中的无线电波,然后将电磁能转化为稳定的电能。目前已经有公司宣称可以实现对几米以外小于蜂窝电话的电子设备进行无线充电。

电磁共振
这是一种还处于研发阶段的无线充电技术,此项技术主要由美国麻省理工学院物理教授所带领的团队进行研究,英特尔公司的工程师以该项技术作为基础,实现了在距离电源约1米左右的地方点亮了一个60瓦的灯泡,而且具有75%的传输效率。英特尔的工程师表示下一个目标将是利用这种无线充电技术,对经过改装的笔记本电脑进行充电。不过要想实现这一目标,还需要解决好电磁场对电脑中其它元件的干扰和影响。

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