無線充電器技術(shù)工作原理

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無線充電器技術(shù)工作原理

無線充電技術(shù)（Wireless charging technology；Wireless charge technology ），源于無線電力輸送技術(shù)，利用磁共振在充電器與設(shè)備之間的空氣中傳輸電能，線圈和電容器則在充電器與設(shè)備之間形成共振，實(shí)現(xiàn)電能高效傳輸?shù)募夹g(shù)。
麻省理工學(xué)院的研究團(tuán)隊(duì)在2007年6月7日美國《科學(xué)》雜志的網(wǎng)站上發(fā)表了他們稱為“無線電力”的研究成果。研究小組把共振運(yùn)用到電磁波的傳輸上而成功“抓住”了電磁波。
他們利用銅制線圈作為電磁共振器，一團(tuán)線圈附在傳送電力方，另一團(tuán)在接受電力方。當(dāng)傳送方送出某特定頻率的電磁波后，經(jīng)過電磁場擴(kuò)散到接受方，電力就實(shí)現(xiàn)了無線傳導(dǎo)。經(jīng)過多次試驗(yàn)，已經(jīng)能成功為一個(gè)兩米外的60瓦燈泡供電。

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無線充電已經(jīng)在電動(dòng)牙刷、電動(dòng)剃須刀、無線電話等部分家電產(chǎn)品中實(shí)用化，現(xiàn)在其應(yīng)用范圍又?jǐn)U大到了智能手機(jī)領(lǐng)域。

目前，尚無法判斷哪種無線充電標(biāo)準(zhǔn)最終會(huì)統(tǒng)一市場，但可以看到一些公司態(tài)度上的逐漸中立，我們希望能夠盡快看到標(biāo)準(zhǔn)上的統(tǒng)一，這樣才有可能加劇無線充電市場統(tǒng)一的進(jìn)程。試想一下，如果無線充電標(biāo)準(zhǔn)像DVD或是藍(lán)光介質(zhì)一樣統(tǒng)一，所有手機(jī)、平板、數(shù)碼相機(jī)都可通過一種充電墊無線充電，將是多么方便的一件事。

無線充電工作原理

物理學(xué)家早就知道，在兩個(gè)共振頻率相同的物體之間能有效地傳輸能量，而不同頻率物體之間的相互作用較弱。歌唱家演唱能將裝有不同水量瓶子中的一個(gè)震碎，而不影響其他瓶子就是這個(gè)道理。這也好比我們蕩秋千時(shí)，只需坐在上面讓下垂的雙腿同步擺動(dòng)就能給秋千帶來動(dòng)力一樣。無線充電技術(shù)正是利用了這個(gè)原理。同樣，無線充電技術(shù)也應(yīng)用了電磁波感應(yīng)原理，及相關(guān)的交流感應(yīng)技術(shù)，在發(fā)送和接收端用相應(yīng)的線圈來發(fā)送和接收產(chǎn)生感應(yīng)的交流信號(hào)來進(jìn)行充電的的一項(xiàng)技術(shù)，用戶只需要將充電設(shè)備放在一個(gè)“平板”上即可進(jìn)行充電，這樣的充電方式過去曾經(jīng)出現(xiàn)在手表和剃須刀上，但是當(dāng)時(shí)無法針對(duì)大容量鋰離子電池進(jìn)行有效充電。
最初由英國一家公司發(fā)明了一種新型無線充電器，它看上去就像一塊塑料鼠標(biāo)墊，這個(gè)“鼠標(biāo)墊”里裝有密集的小型線圈陣列，因此可產(chǎn)生磁場，將能量傳輸給裝有專用接收線圈的電子設(shè)備，從而進(jìn)行充電。接收線圈由磁性合金繞以電線制成，大小和形狀都與口香糖相似，所以可以很方便地貼在電子設(shè)備上。將手機(jī)等放在墊上就能充電，并能同時(shí)給多個(gè)設(shè)備充電。充電技術(shù)此前已經(jīng)出現(xiàn)，但這項(xiàng)新發(fā)明更為方便實(shí)用。手機(jī)等設(shè)備只要貼上接收線圈，放置在“鼠標(biāo)墊”上的任一位置都可充電，不像以前的一些技術(shù)那樣需要精確定位。幾個(gè)設(shè)備同時(shí)放在墊子上，可以同時(shí)進(jìn)行充電。充電器產(chǎn)生的磁場很弱，能夠給設(shè)備充電但不會(huì)影響附近的信用卡、錄像帶等利用磁性記錄數(shù)據(jù)的物品。
無線充電系統(tǒng)主要采用電磁感應(yīng)原理，通過線圈進(jìn)行能量耦合實(shí)現(xiàn)能量的傳遞。如圖所示，系統(tǒng)工作時(shí)輸入端將交流市電經(jīng)全橋整流電路變換成直流電，或用24V直流電端直接為系統(tǒng)供電。
經(jīng)過電源管理模塊后輸出的直流電通過2M有源晶振逆變轉(zhuǎn)換成高頻交流電供給初級(jí)繞組。通過2個(gè)電感線圈耦合能量，次級(jí)線圈輸出的電流經(jīng)接受轉(zhuǎn)換電路變化成直流電為電池充電。
變化的磁場會(huì)產(chǎn)生變化的電場，變化的電場會(huì)產(chǎn)生變化的磁場，其大小均與它們的變化率有關(guān)系，而正弦函數(shù)的變化率是另外一個(gè)正弦函數(shù)，所以電磁波能夠傳播出去，而感應(yīng)電壓的產(chǎn)生與磁通量的變化相關(guān)，所以線圈內(nèi)部變化的磁場產(chǎn)生感應(yīng)電壓，從而完成充電過程。
手機(jī)無線充是比較新穎的充電方式，其原理其實(shí)很簡單，就是將普通的變壓器主次級(jí)分開來達(dá)到無線的目的。當(dāng)然，無線充的工作頻率比較高，甚至可以拋棄鐵心直接線圈之間就可以達(dá)到能量傳遞的作用

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什么阻擋了無線充電技術(shù)普及？
來到手機(jī)領(lǐng)域，早在2009年，Palm就推出了Touchstone無線充電器。此后，我們看到了一系列的無線充電后蓋+充電墊，但并未實(shí)現(xiàn)普及。市場上主流產(chǎn)品普遍存在的一個(gè)問題是：你只能為一款設(shè)備充電、同時(shí)充電墊對(duì)設(shè)備位置的擺放極為苛刻。
另外，無線充電的標(biāo)準(zhǔn)之爭讓你很難生活在一個(gè)通用的標(biāo)準(zhǔn)之下。據(jù)調(diào)研機(jī)構(gòu)IHS的市場調(diào)查報(bào)告顯示，無線充電市場在2013年已達(dá)2.16億美元、并有望在2018年達(dá)到8.15億美元。所以，很多廠商都希望建立自己的標(biāo)準(zhǔn)，從而獨(dú)享這一極具潛力的市場。
目前，尚無法判斷哪種無線充電標(biāo)準(zhǔn)最終會(huì)統(tǒng)一市場，但可以看到一些公司態(tài)度上的逐漸中立，我們希望能夠盡快看到標(biāo)準(zhǔn)上的統(tǒng)一，這樣才有可能加劇無線充電市場統(tǒng)一的進(jìn)程。試想一下，如果無線充電標(biāo)準(zhǔn)像DVD或是藍(lán)光介質(zhì)一樣統(tǒng)一，所有手機(jī)、平板、數(shù)碼相機(jī)都可通過一種充電墊無線充電，將是多么方便的一件事。

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支持無線充電的手機(jī)有哪些？
三星Galaxy S6
三星Galaxy S6 Edge
三星Galaxy S6 Active
索尼Xperia Z4v
谷歌Nexus 4、Nexus 5、Nexus 7內(nèi)置無線充電功能。
摩托羅拉Droid Turbo
諾基亞lumia920、lumia820、lumia1020、lumia1520、lumia icon 929
YotaPhone 2
夏普 SH-07D、SH-04D、SH-02D、SH-13C
HTC Droid DNA、Butterfly、incredible 4G LTE、HTC 8X、HTC 8XT

其它還有將近60多個(gè)品牌的手機(jī)都有支持無線充電功能的機(jī)型。

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開關(guān)電源的電磁兼容性設(shè)計(jì)

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| 發(fā)布時(shí)間：2017.08.04 來源：充電器廠家

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