蓄電池充電機(jī)無線充電技術(shù)的幾個經(jīng)典問答
2017-10-23 10:02:25??????點擊：
Q何為蓄電池充電機(jī)無線充電技能？有何特征？
A所謂蓄電池充電機(jī)無線充電，正如其名字一樣是經(jīng)過無線的辦法來抵達(dá)電力傳輸?shù)募寄堋Ｅc慣例的把電源線銜接到手機(jī)上充電的辦法不同，它只需將手機(jī)直接放在充電臺上就能進(jìn)行充電了。
圖1所示、「充電器（電力輸出側(cè)）的線圈中流過交流電而發(fā)作磁通量，該磁通量和智能手機(jī)（電力接納側(cè)）的線圈相銜接，流過感應(yīng)電流?！惯\用這樣的電磁感應(yīng)原理進(jìn)行充電。
圖1蓄電池充電機(jī)無線充電圖例
Q蓄電池充電機(jī)無線充電器所面對哪些難題？
A在智能手機(jī)高耗能的年代，具有一款蓄電池充電機(jī)無線充電器作為外設(shè)移動電源仍是很不錯的，可是現(xiàn)在在技能方面，這種電源適配器還處在發(fā)展階段，關(guān)于蓄電池充電機(jī)無線充電技能，它面對著那些難題呢？
一，攪擾問題，平常我們都有這樣的閱歷，手機(jī)放在電腦或許電視周圍時候，如果有短信或許電話進(jìn)來，電腦或許電視屏幕就會遭到攪擾。如果把蓄電池充電機(jī)無線充電器放到房間里，是否也會對許多的家用電器發(fā)作攪擾呢？
二，功率問題，實踐證明，蓄電池充電機(jī)無線充電器充電的轉(zhuǎn)化率比起有線充電器來說，要低了不少，現(xiàn)在最高只能抵達(dá)85%，也算是一種動力糟蹋。所以運用在技能方面，還有提升的空間。
三，本錢問題，究竟蓄電池充電機(jī)無線充電技能盡管是早就有的技能，可是運用于充電仍是一個新事物。蓄電池充電機(jī)無線充電包括電源辦理模塊、發(fā)射電路、接納變換電路和充電電路，并且還會涉及到許多的專利費用，本錢必定高于現(xiàn)在廣泛運用的有線充電和全能充電器。
四，限制問題，就現(xiàn)在來說，蓄電池充電機(jī)無線充電器還無法抵達(dá)無線網(wǎng)絡(luò)那么大范圍的覆蓋率，盡管充電板和接納器是兩個部分，可是互相仍是不能分隔太遠(yuǎn)，不然充電功率會大幅下降乃至無法充電。
五，輻射問題，現(xiàn)在人們談輻射色變，蓄電池充電機(jī)無線充電由于電感線圈的存在，必然會發(fā)作磁力線輻射，可是在電流的輻射方面，現(xiàn)在蓄電池充電機(jī)無線充電器根本上將交流電整流后變換為直流電，且功率極小， 所以關(guān)于輻射的問題，依然是人們最為重視的方面。
信任信任跟著未來技能的前進(jìn)，蓄電池充電機(jī)無線充電器所面對的以上難題將會方便的處理，真實完結(jié)規(guī)?；某霎a(chǎn)與運用?，F(xiàn)在，各大充電器廠家在出產(chǎn)制作方面都做好了充分預(yù)備。
Q蓄電池充電機(jī)無線充電器會發(fā)作哪些噪聲問題？
A在蓄電池充電機(jī)無線充電器中，如圖2所示，①充電過程中低于100MHz的低頻帶中輻射放射（被釋放到空間的噪聲）變大，②充電過程中播映電視或許音頻，數(shù)據(jù)通信的接納靈敏度變差，會發(fā)作這兩種噪聲問題。
充電過程中單切割的播映無法接納信號、不能接聽來電，不能接納短信這類的問題。
圖2 蓄電池充電機(jī)有噪聲問題的頻帶
Q蓄電池充電機(jī)無線充電器中的噪聲攪擾機(jī)制是怎樣的？
A噪聲源來自于在約100kHz時驅(qū)動的變頻器。這種諧波成分在1GHz鄰近存在，會引起各種各樣的噪聲問題。
此外，電源線端放射的噪聲被作為輻射來調(diào)查，從電力輸出線圈放射的噪聲和智能手機(jī)的天線結(jié)合會引起按捺接納靈敏度的現(xiàn)象。
圖3蓄電池?zé)o線充電器的噪聲攪擾機(jī)制
Q在蓄電池充電機(jī)無線充電器中何種噪聲對策是有用的？
A噪聲對策的根底是在噪聲源宣布的噪聲抵達(dá)容易放射噪聲的天線之前就將噪聲按捺。如果不走漏，即使是蓄電池充電機(jī)無線充電器，能夠經(jīng)過在電源線的底部刺進(jìn)共模扼流圈（CMCC）來抵達(dá)減少輻射量的作用，在電力輸出線圈前刺進(jìn)低ESL電容器和共模扼流圈能夠抵達(dá)改進(jìn)接納靈敏度的作用。
圖4 蓄電池?zé)o線充電器的噪聲對策
經(jīng)過在電源線的底部刺進(jìn)共模扼流圈，能減低輻射量約20dB，CISPR22的規(guī)則中有清晰表明。此外，經(jīng)過在電力輸出線圈前刺進(jìn)低ESL電容器和共模扼流圈改進(jìn)接納靈敏度最大可達(dá)13dB，與不充電的時候的水平簡直相等。
Q談?wù)劶寄?、商場與工業(yè)鏈？
A原理簡略，實作困難
蓄電池充電機(jī)無線充電的辦法在試驗階段有開宣布許多辦法，但現(xiàn)在僅有有時機(jī)量產(chǎn)產(chǎn)品化為線圈感應(yīng)式。線圈感應(yīng)式的原理很簡略，是百年前就被發(fā)現(xiàn)物理現(xiàn)象，但曩昔長久以來這樣的線圈感應(yīng)只運用在繞線式的變壓器中。前期就有人發(fā)現(xiàn)將繞線式的變壓器的將“E”型鐵心繞線后對向緊貼后接上市電就能夠感應(yīng)傳電，但間隔略為分隔后感應(yīng)作用就消失，這是由于在市電60Hz下，電磁波傳遞會跟著間隔添加能量快速闌珊。在如今的運用中，由于設(shè)備自身需求有外殼包裝，發(fā)射端加上接納端的外殼厚度至少從3mm起算，前期電動牙刷產(chǎn)品開發(fā)時就發(fā)現(xiàn)當(dāng)間隔擺開后需求將線圈上的操作頻率進(jìn)步才干讓電力能傳送的更遠(yuǎn)；在電磁波中有一個特性，就是頻率越高的電磁波能夠傳送比較長的間隔后能量衰減較低。后來RFID運用開端發(fā)展，主要就規(guī)劃的三個頻段LF低頻（125~135KHz）、HF高頻（13.56MHz）、UHF超高頻（860~960MHz）能夠運用，而這些頻段也造就了現(xiàn)在無線電力體系在規(guī)劃之初頻率選用的參考點。早在10年前電動牙刷的蓄電池充電機(jī)無線充電就現(xiàn)已上市，其時的傳送功率小、充電時間長，在現(xiàn)在的智能手持設(shè)備的耗電情況來看，其時的充電能量不敷運用所以10年來還無法有用化。但這幾年來發(fā)展出新的技能可用較高的“共振”接納功率運作辦法，由于這個技能較新所以各界的說法許多，但都是有一個很重要的特性，就是接納線圈上都會有裝備電容來構(gòu)成一個具有頻率特性的接納天線，在特定的頻率下能夠得到較大的功率移轉(zhuǎn)。這部份就跟前期的電磁感應(yīng)不同，當(dāng)間隔擺開后依然就能夠得到杰出的電力傳送作用。共振的原理十分簡略，就跟鋼琴調(diào)音師一樣放不同水量的玻璃杯，在精準(zhǔn)的調(diào)音下能夠?qū)⒛硞€玻璃杯透過共振將其振碎；但其它的文章都沒有說到，若是沒有經(jīng)過專業(yè)鋼琴調(diào)音師練習(xí)的一般人，可能永遠(yuǎn)也調(diào)不出能夠讓玻璃杯振碎的頻率！這就是原理簡略、實作困難。
展現(xiàn)簡略，上市困難
電子零件出廠時就像是未調(diào)過音的鋼琴，鋼琴透過專業(yè)的調(diào)音師精準(zhǔn)調(diào)校后能夠宣布高品質(zhì)的聲響；當(dāng)大量出產(chǎn)后為了本錢考量可能就無法在每一個產(chǎn)品都經(jīng)由專業(yè)人員調(diào)校再出貨，如果每一個產(chǎn)品都要專業(yè)人員來批改那就會有困難，由于專業(yè)人員有限。這就跟現(xiàn)在能夠看到許多蓄電池充電機(jī)無線充電產(chǎn)品在好久前就宣布了，在宣布會上產(chǎn)品都能夠完美表演，但過了好久的等候后還沒見產(chǎn)品上市？就跟剛說到的比如一樣，蓄電池充電機(jī)無線充電的產(chǎn)品為了抵達(dá)很好的共振作用必需經(jīng)過精準(zhǔn)的調(diào)校，在這樣的情況下量產(chǎn)會變的十分困難。所以蓄電池充電機(jī)無線充電體系的規(guī)劃首先必需求能針對共振這部份能自我調(diào)整，這樣才干處理量產(chǎn)難題。2008年INTEL即宣布了能夠離一公尺間隔的兩個線圈傳送電力用以點亮60瓦特?zé)襞荩计鋾r也宣告了無線電力年代現(xiàn)已到來；但三年曩昔了相關(guān)產(chǎn)品仍是沒有上市，仔細(xì)想一下能夠相距一公尺傳送電力，這么強(qiáng)大的電磁能量就算對人體沒影響、對周遭的電氣制品會有十分大的殺傷力。無線電力體系的原理與烹調(diào)電磁爐相同，透過電磁波來傳送能量只不過方針不同，電磁爐運用頻率約50KHz能量宣布后給鍋具加熱用已烹飪，曩昔網(wǎng)絡(luò)上就有流傳過一段影片就是將手機(jī)放在運作中的電磁爐表面上，在短時間內(nèi)手機(jī)即焚毀，這樣的原理一樣電磁波會穿過手機(jī)外殼直接對內(nèi)部的金屬結(jié)構(gòu)加熱終至焚毀。前文題到過，為了加長傳送間隔必需進(jìn)步傳送頻率，電磁爐的頻率較低在脫離數(shù)公分后就衰減到安全界限以下，INTEL宣布的相距一公尺傳送電力必需將頻率進(jìn)步到約13MHz才干傳送，在這個情況下線圈之間若是存在金屬物體將會被加熱而發(fā)作風(fēng)險，表演中工作人員能夠站在兩個線圈中心不會有風(fēng)險，是由于人體內(nèi)的金屬成份很少所以溫度上升有限。當(dāng)電磁波頻率加到1GHz以上就會直接對水分子加熱；這個原理就變成微波爐了，水分子被電磁波攪動后宣布熱量。所以微波爐與電磁爐不一樣，必需在屏蔽體內(nèi)操作避免為害到人體。這部份又與市面上的無線通訊產(chǎn)品不同，由于能量差距甚大；無線電力體系需求傳送電力而發(fā)送到受電設(shè)備所以需高功率傳送，無線通訊產(chǎn)品收到低功率信號后再透過內(nèi)部的電池將信號擴(kuò)大處理。所以不管是在13MHz會對金屬加熱或是1GHz以上直接傷害人體，無線電力在規(guī)劃時必需處理安全的問題才干上市，這就是展現(xiàn)簡略、上市困難。
三大效能指針：功率、安全、功率
電動牙刷早在10年前就堆出蓄電池充電機(jī)無線充電了，其時由于功率需求低所以不需求考慮功率與安全。前期的體系變換功率只要20%-30%，且沒有安全機(jī)制并不會辯識方針連續(xù)供電，這樣的體系就與微型電磁爐一樣。由于功率很小，接納需求只要0.1W上下，只要20%的變換功率下即有80%的能量于傳送中轉(zhuǎn)成熱量散逸，這樣推算發(fā)射器供給0.5W的能量到接納器為0.1W的能量，0.4W發(fā)作的熱量有限對體系的溫度上升不明顯，且體系最大輸出才干也不大即0.5W，所以在發(fā)射器上放置金屬異物也不會發(fā)作風(fēng)險；但今天的設(shè)備需求遠(yuǎn)高于0.1W，以熱銷的智能型手機(jī)來看接納需求5V-1A 即5W的充電能量，若用電動牙刷的體系進(jìn)行規(guī)劃問題就會很大了，接納端5W的需求在只要20%的變換功率下有20W的能量變換成熱能散逸，這樣的能量會發(fā)作巨大的熱能會導(dǎo)致體系溫度大幅上升，在這樣的推算下，體系最大輸出才干會在25W，若為無安全規(guī)劃下于發(fā)射器上放置金屬異物可能會導(dǎo)致火災(zāi)意外，所以在功率需求進(jìn)步后衍生的問題需求全新的規(guī)劃來完結(jié)蓄電池充電機(jī)無線充電，所以10年前即呈現(xiàn)的蓄電池充電機(jī)無線充電到今還改進(jìn)之中。新規(guī)劃的體系需為了抵達(dá)方針功率，必需先處理功率與安全的問題。
高變換功率仰賴先進(jìn)規(guī)范零件與資料
如今蓄電池充電機(jī)無線充電體系都選用共振的辦法進(jìn)行規(guī)劃，在架構(gòu)上都大至相同有下列這些結(jié)構(gòu)：
發(fā)射器內(nèi)有
1.直流電源輸入
2.頻率發(fā)作設(shè)備
3. 切換電力的開關(guān)
4. 發(fā)射的線圈與電容諧振組合
接納器內(nèi)有
A. 接納的線圈與電容諧振組合
B. 整流器
C. 濾波與穩(wěn)壓器
D. 直流電源輸出
在樣的架構(gòu)下從發(fā)射器的1.直流電源輸入到接納器 D.直流電源輸出應(yīng)過的每一個環(huán)節(jié)都是功率損耗的要害，在電源電路中電流經(jīng)過的每一個有阻抗特性的零件都會在上面損耗部份能量，這幾年資料的前進(jìn)也讓蓄電池充電機(jī)無線充電的有用化大增，其中有幾樣先進(jìn)零件是蓄電池充電機(jī)無線充電體系中與傳輸功率相關(guān)的，為了抵達(dá)高變換功率需求將這些零件與資料作組合運用。
a.頻率發(fā)作設(shè)備：現(xiàn)在稀有家公司將此部份開發(fā)成IC出售，其為發(fā)射電路板上的要害零件。
b.切換電力的開關(guān)：大多為MOSFET所構(gòu)成，低導(dǎo)通阻抗與高切換速度是選用的要害。
c.發(fā)射／接納的線圈與電容諧振組合：此部份為曩昔從未呈現(xiàn)過的技能，由于無規(guī)則可循所以只能透過不斷的測驗，別的未了阻絕多于的能量散到其它地方，于線圈的未感應(yīng)側(cè)都會家上磁性資料，這類的資料特性也是全新的運用。
d.整流器：由于在線圈上的操作都是高頻率、高電壓的能量信號需求能有用的換成直流電才干給受電設(shè)備運用，現(xiàn)在大多選用超低VF的蕭特基二極管所構(gòu)成。
e.濾波與穩(wěn)壓器：這部份難度在接納設(shè)備空間有限，規(guī)劃上要小型化的困難處，一般高變換功率的電路裝備大體積被迫零件。
規(guī)劃最艱難的部份在于安全
從前說到蓄電池充電機(jī)無線充電體系與電磁爐一樣會發(fā)射電磁波能量，這有兩大問題：
其一為當(dāng)發(fā)射器上沒有放方針充電設(shè)備時一樣在發(fā)射能量，長期下會形成動力的糟蹋，不符合現(xiàn)在產(chǎn)品節(jié)能的趨勢。別的一個問題較嚴(yán)峻，為當(dāng)發(fā)射器上放的是金屬異物，電磁波對其加熱；這個情況輕則焚毀設(shè)備，重則發(fā)作火災(zāi)危其人員生命財產(chǎn)。所以蓄電池充電機(jī)無線充電體系若要上市出售，必需求有一個重要的功用即為“受電端方針物辨識”，當(dāng)正確的方針物放置在發(fā)射器上才開端送電，若不是的話則不送電。用來偵測近間隔設(shè)備的辦法有許多，但在蓄電池充電機(jī)無線充電體系上有一個問題就是無法選用貴重的零件來完結(jié)這個功用，記住現(xiàn)在規(guī)劃的僅僅一個充電器，若本錢太高的話商場會無法接受這個功用。而現(xiàn)在有兩個有用的辦法來完結(jié)這個功用： 1. 磁力激活：在受電端上裝一個磁鐵，當(dāng)發(fā)射端感應(yīng)到磁力后開端發(fā)送能量，這個辦法簡略有用，由于沒有人會無意中放一個磁鐵在發(fā)射器上讓它焚毀。2.感應(yīng)線圈上的資料傳送：這是現(xiàn)在以為最安全的辦法，與RFID的原理相同，運用兩個線圈內(nèi)的電力傳送中，包括資料碼一同傳送；這個辦法最安全也是最難完結(jié)的，由于感應(yīng)線圈上有高能量的電力傳輸、別的還包括了體系的噪聲與負(fù)載電流改變的攪擾，怎么有用的傳送資料碼是一大難題。
可變功率體系需建立在數(shù)據(jù)傳輸機(jī)制上
一個抱負(fù)的體系為在蓄電池充電機(jī)無線充電發(fā)射器上放置不同的接納器，接納器可為不同的設(shè)備從小電力的耳機(jī)到大功率的筆記型計算機(jī)，都應(yīng)該要能對應(yīng)不同的方針物；但每個接納設(shè)備的電力需求都不一樣，這時發(fā)射器必需求能自動調(diào)節(jié)功率輸出。但這樣的功用要建立在發(fā)射器與接納器要能夠傳送資料碼來進(jìn)行交流，所以怎么運用感應(yīng)電力的線圈進(jìn)行資料碼傳送是研制的要害。關(guān)于這個技能數(shù)年前現(xiàn)已有多家公司投入開發(fā)，其每家公司的辦法有差異在實作上的穩(wěn)定性也需求再經(jīng)過驗證。
蓄電池充電機(jī)無線充電共通標(biāo)是抱負(fù)卻難以完結(jié)
現(xiàn)在有業(yè)者在推廣蓄電池充電機(jī)無線充電規(guī)范，抱負(fù)化的規(guī)范是能夠跨品牌運用。這個是一個很抱負(fù)化的方針，所謂的規(guī)范就針對兩個部份需求規(guī)范才干運作；榜首就是要有共通的共振頻率，電力傳輸是需求透過預(yù)設(shè)好的共振頻率來傳送，發(fā)射器供給的電磁波能量之頻率需求是接納器的共振頻率才干得到好的變換功率。第二就是規(guī)范的資料傳送碼或其它辨認(rèn)激活辦法，發(fā)射器需求對應(yīng)到正確的接納器才干開端送電。一個共通的規(guī)范的確是商場所等待的，現(xiàn)在在推進(jìn)蓄電池充電機(jī)無線充電規(guī)范化的集體現(xiàn)已運作多時，但在市面上的產(chǎn)品還算罕見，這部份能夠深化了解后能夠發(fā)現(xiàn)一些問題，一部份是其規(guī)范尚未完好以致研制人員照規(guī)范書開發(fā)確無法順暢將產(chǎn)品完結(jié)；另一個問題是該規(guī)范并不是免費的，當(dāng)產(chǎn)品上市前需求先付出相關(guān)專利的權(quán)利金，所以共通規(guī)范是未來的趨勢，但現(xiàn)在實際運用還未老練。
三大要害組件觸動三個工業(yè)鏈
就蓄電池充電機(jī)無線充電產(chǎn)品看有三大要害組件，其中有操控電路板、感應(yīng)線圈、磁性資料。
現(xiàn)在蓄電池充電機(jī)無線充電尚在起步階段，商場預(yù)期接下來的二到三年會開端高度生長，而四年后將會變成品牌產(chǎn)品的規(guī)范備規(guī)范之一。這個商場的生長會觸動的工業(yè)鏈不只在電子工業(yè)，感應(yīng)線圈需求精密治具出產(chǎn)這觸動的是機(jī)械工業(yè)，線圈上需求運用高效能電磁波屏蔽才干的磁性資料這觸動的是化學(xué)工業(yè)。所以一個產(chǎn)品的生長能夠觸動三個工業(yè)鏈，由于這個產(chǎn)品并不是曩昔現(xiàn)已存在的產(chǎn)品，而是全新的類別全新的運用，相關(guān)的資料都要從頭開發(fā)作產(chǎn)，對運營面來看這也是能夠開發(fā)的新領(lǐng)域。
A所謂蓄電池充電機(jī)無線充電，正如其名字一樣是經(jīng)過無線的辦法來抵達(dá)電力傳輸?shù)募寄堋Ｅc慣例的把電源線銜接到手機(jī)上充電的辦法不同，它只需將手機(jī)直接放在充電臺上就能進(jìn)行充電了。
圖1所示、「充電器（電力輸出側(cè)）的線圈中流過交流電而發(fā)作磁通量，該磁通量和智能手機(jī)（電力接納側(cè)）的線圈相銜接，流過感應(yīng)電流?！惯\用這樣的電磁感應(yīng)原理進(jìn)行充電。
圖1蓄電池充電機(jī)無線充電圖例
Q蓄電池充電機(jī)無線充電器所面對哪些難題？
A在智能手機(jī)高耗能的年代，具有一款蓄電池充電機(jī)無線充電器作為外設(shè)移動電源仍是很不錯的，可是現(xiàn)在在技能方面，這種電源適配器還處在發(fā)展階段，關(guān)于蓄電池充電機(jī)無線充電技能，它面對著那些難題呢？
一，攪擾問題，平常我們都有這樣的閱歷，手機(jī)放在電腦或許電視周圍時候，如果有短信或許電話進(jìn)來，電腦或許電視屏幕就會遭到攪擾。如果把蓄電池充電機(jī)無線充電器放到房間里，是否也會對許多的家用電器發(fā)作攪擾呢？
二，功率問題，實踐證明，蓄電池充電機(jī)無線充電器充電的轉(zhuǎn)化率比起有線充電器來說，要低了不少，現(xiàn)在最高只能抵達(dá)85%，也算是一種動力糟蹋。所以運用在技能方面，還有提升的空間。
三，本錢問題，究竟蓄電池充電機(jī)無線充電技能盡管是早就有的技能，可是運用于充電仍是一個新事物。蓄電池充電機(jī)無線充電包括電源辦理模塊、發(fā)射電路、接納變換電路和充電電路，并且還會涉及到許多的專利費用，本錢必定高于現(xiàn)在廣泛運用的有線充電和全能充電器。
四，限制問題，就現(xiàn)在來說，蓄電池充電機(jī)無線充電器還無法抵達(dá)無線網(wǎng)絡(luò)那么大范圍的覆蓋率，盡管充電板和接納器是兩個部分，可是互相仍是不能分隔太遠(yuǎn)，不然充電功率會大幅下降乃至無法充電。
五，輻射問題，現(xiàn)在人們談輻射色變，蓄電池充電機(jī)無線充電由于電感線圈的存在，必然會發(fā)作磁力線輻射，可是在電流的輻射方面，現(xiàn)在蓄電池充電機(jī)無線充電器根本上將交流電整流后變換為直流電，且功率極小， 所以關(guān)于輻射的問題，依然是人們最為重視的方面。
信任信任跟著未來技能的前進(jìn)，蓄電池充電機(jī)無線充電器所面對的以上難題將會方便的處理，真實完結(jié)規(guī)?；某霎a(chǎn)與運用?，F(xiàn)在，各大充電器廠家在出產(chǎn)制作方面都做好了充分預(yù)備。
Q蓄電池充電機(jī)無線充電器會發(fā)作哪些噪聲問題？
A在蓄電池充電機(jī)無線充電器中，如圖2所示，①充電過程中低于100MHz的低頻帶中輻射放射（被釋放到空間的噪聲）變大，②充電過程中播映電視或許音頻，數(shù)據(jù)通信的接納靈敏度變差，會發(fā)作這兩種噪聲問題。
充電過程中單切割的播映無法接納信號、不能接聽來電，不能接納短信這類的問題。
圖2 蓄電池充電機(jī)有噪聲問題的頻帶
Q蓄電池充電機(jī)無線充電器中的噪聲攪擾機(jī)制是怎樣的？
A噪聲源來自于在約100kHz時驅(qū)動的變頻器。這種諧波成分在1GHz鄰近存在，會引起各種各樣的噪聲問題。
此外，電源線端放射的噪聲被作為輻射來調(diào)查，從電力輸出線圈放射的噪聲和智能手機(jī)的天線結(jié)合會引起按捺接納靈敏度的現(xiàn)象。
圖3蓄電池?zé)o線充電器的噪聲攪擾機(jī)制
Q在蓄電池充電機(jī)無線充電器中何種噪聲對策是有用的？
A噪聲對策的根底是在噪聲源宣布的噪聲抵達(dá)容易放射噪聲的天線之前就將噪聲按捺。如果不走漏，即使是蓄電池充電機(jī)無線充電器，能夠經(jīng)過在電源線的底部刺進(jìn)共模扼流圈（CMCC）來抵達(dá)減少輻射量的作用，在電力輸出線圈前刺進(jìn)低ESL電容器和共模扼流圈能夠抵達(dá)改進(jìn)接納靈敏度的作用。
圖4 蓄電池?zé)o線充電器的噪聲對策
經(jīng)過在電源線的底部刺進(jìn)共模扼流圈，能減低輻射量約20dB，CISPR22的規(guī)則中有清晰表明。此外，經(jīng)過在電力輸出線圈前刺進(jìn)低ESL電容器和共模扼流圈改進(jìn)接納靈敏度最大可達(dá)13dB，與不充電的時候的水平簡直相等。
Q談?wù)劶寄?、商場與工業(yè)鏈？
A原理簡略，實作困難
蓄電池充電機(jī)無線充電的辦法在試驗階段有開宣布許多辦法，但現(xiàn)在僅有有時機(jī)量產(chǎn)產(chǎn)品化為線圈感應(yīng)式。線圈感應(yīng)式的原理很簡略，是百年前就被發(fā)現(xiàn)物理現(xiàn)象，但曩昔長久以來這樣的線圈感應(yīng)只運用在繞線式的變壓器中。前期就有人發(fā)現(xiàn)將繞線式的變壓器的將“E”型鐵心繞線后對向緊貼后接上市電就能夠感應(yīng)傳電，但間隔略為分隔后感應(yīng)作用就消失，這是由于在市電60Hz下，電磁波傳遞會跟著間隔添加能量快速闌珊。在如今的運用中，由于設(shè)備自身需求有外殼包裝，發(fā)射端加上接納端的外殼厚度至少從3mm起算，前期電動牙刷產(chǎn)品開發(fā)時就發(fā)現(xiàn)當(dāng)間隔擺開后需求將線圈上的操作頻率進(jìn)步才干讓電力能傳送的更遠(yuǎn)；在電磁波中有一個特性，就是頻率越高的電磁波能夠傳送比較長的間隔后能量衰減較低。后來RFID運用開端發(fā)展，主要就規(guī)劃的三個頻段LF低頻（125~135KHz）、HF高頻（13.56MHz）、UHF超高頻（860~960MHz）能夠運用，而這些頻段也造就了現(xiàn)在無線電力體系在規(guī)劃之初頻率選用的參考點。早在10年前電動牙刷的蓄電池充電機(jī)無線充電就現(xiàn)已上市，其時的傳送功率小、充電時間長，在現(xiàn)在的智能手持設(shè)備的耗電情況來看，其時的充電能量不敷運用所以10年來還無法有用化。但這幾年來發(fā)展出新的技能可用較高的“共振”接納功率運作辦法，由于這個技能較新所以各界的說法許多，但都是有一個很重要的特性，就是接納線圈上都會有裝備電容來構(gòu)成一個具有頻率特性的接納天線，在特定的頻率下能夠得到較大的功率移轉(zhuǎn)。這部份就跟前期的電磁感應(yīng)不同，當(dāng)間隔擺開后依然就能夠得到杰出的電力傳送作用。共振的原理十分簡略，就跟鋼琴調(diào)音師一樣放不同水量的玻璃杯，在精準(zhǔn)的調(diào)音下能夠?qū)⒛硞€玻璃杯透過共振將其振碎；但其它的文章都沒有說到，若是沒有經(jīng)過專業(yè)鋼琴調(diào)音師練習(xí)的一般人，可能永遠(yuǎn)也調(diào)不出能夠讓玻璃杯振碎的頻率！這就是原理簡略、實作困難。
展現(xiàn)簡略，上市困難
電子零件出廠時就像是未調(diào)過音的鋼琴，鋼琴透過專業(yè)的調(diào)音師精準(zhǔn)調(diào)校后能夠宣布高品質(zhì)的聲響；當(dāng)大量出產(chǎn)后為了本錢考量可能就無法在每一個產(chǎn)品都經(jīng)由專業(yè)人員調(diào)校再出貨，如果每一個產(chǎn)品都要專業(yè)人員來批改那就會有困難，由于專業(yè)人員有限。這就跟現(xiàn)在能夠看到許多蓄電池充電機(jī)無線充電產(chǎn)品在好久前就宣布了，在宣布會上產(chǎn)品都能夠完美表演，但過了好久的等候后還沒見產(chǎn)品上市？就跟剛說到的比如一樣，蓄電池充電機(jī)無線充電的產(chǎn)品為了抵達(dá)很好的共振作用必需經(jīng)過精準(zhǔn)的調(diào)校，在這樣的情況下量產(chǎn)會變的十分困難。所以蓄電池充電機(jī)無線充電體系的規(guī)劃首先必需求能針對共振這部份能自我調(diào)整，這樣才干處理量產(chǎn)難題。2008年INTEL即宣布了能夠離一公尺間隔的兩個線圈傳送電力用以點亮60瓦特?zé)襞荩计鋾r也宣告了無線電力年代現(xiàn)已到來；但三年曩昔了相關(guān)產(chǎn)品仍是沒有上市，仔細(xì)想一下能夠相距一公尺傳送電力，這么強(qiáng)大的電磁能量就算對人體沒影響、對周遭的電氣制品會有十分大的殺傷力。無線電力體系的原理與烹調(diào)電磁爐相同，透過電磁波來傳送能量只不過方針不同，電磁爐運用頻率約50KHz能量宣布后給鍋具加熱用已烹飪，曩昔網(wǎng)絡(luò)上就有流傳過一段影片就是將手機(jī)放在運作中的電磁爐表面上，在短時間內(nèi)手機(jī)即焚毀，這樣的原理一樣電磁波會穿過手機(jī)外殼直接對內(nèi)部的金屬結(jié)構(gòu)加熱終至焚毀。前文題到過，為了加長傳送間隔必需進(jìn)步傳送頻率，電磁爐的頻率較低在脫離數(shù)公分后就衰減到安全界限以下，INTEL宣布的相距一公尺傳送電力必需將頻率進(jìn)步到約13MHz才干傳送，在這個情況下線圈之間若是存在金屬物體將會被加熱而發(fā)作風(fēng)險，表演中工作人員能夠站在兩個線圈中心不會有風(fēng)險，是由于人體內(nèi)的金屬成份很少所以溫度上升有限。當(dāng)電磁波頻率加到1GHz以上就會直接對水分子加熱；這個原理就變成微波爐了，水分子被電磁波攪動后宣布熱量。所以微波爐與電磁爐不一樣，必需在屏蔽體內(nèi)操作避免為害到人體。這部份又與市面上的無線通訊產(chǎn)品不同，由于能量差距甚大；無線電力體系需求傳送電力而發(fā)送到受電設(shè)備所以需高功率傳送，無線通訊產(chǎn)品收到低功率信號后再透過內(nèi)部的電池將信號擴(kuò)大處理。所以不管是在13MHz會對金屬加熱或是1GHz以上直接傷害人體，無線電力在規(guī)劃時必需處理安全的問題才干上市，這就是展現(xiàn)簡略、上市困難。
三大效能指針：功率、安全、功率
電動牙刷早在10年前就堆出蓄電池充電機(jī)無線充電了，其時由于功率需求低所以不需求考慮功率與安全。前期的體系變換功率只要20%-30%，且沒有安全機(jī)制并不會辯識方針連續(xù)供電，這樣的體系就與微型電磁爐一樣。由于功率很小，接納需求只要0.1W上下，只要20%的變換功率下即有80%的能量于傳送中轉(zhuǎn)成熱量散逸，這樣推算發(fā)射器供給0.5W的能量到接納器為0.1W的能量，0.4W發(fā)作的熱量有限對體系的溫度上升不明顯，且體系最大輸出才干也不大即0.5W，所以在發(fā)射器上放置金屬異物也不會發(fā)作風(fēng)險；但今天的設(shè)備需求遠(yuǎn)高于0.1W，以熱銷的智能型手機(jī)來看接納需求5V-1A 即5W的充電能量，若用電動牙刷的體系進(jìn)行規(guī)劃問題就會很大了，接納端5W的需求在只要20%的變換功率下有20W的能量變換成熱能散逸，這樣的能量會發(fā)作巨大的熱能會導(dǎo)致體系溫度大幅上升，在這樣的推算下，體系最大輸出才干會在25W，若為無安全規(guī)劃下于發(fā)射器上放置金屬異物可能會導(dǎo)致火災(zāi)意外，所以在功率需求進(jìn)步后衍生的問題需求全新的規(guī)劃來完結(jié)蓄電池充電機(jī)無線充電，所以10年前即呈現(xiàn)的蓄電池充電機(jī)無線充電到今還改進(jìn)之中。新規(guī)劃的體系需為了抵達(dá)方針功率，必需先處理功率與安全的問題。
高變換功率仰賴先進(jìn)規(guī)范零件與資料
如今蓄電池充電機(jī)無線充電體系都選用共振的辦法進(jìn)行規(guī)劃，在架構(gòu)上都大至相同有下列這些結(jié)構(gòu)：
發(fā)射器內(nèi)有
1.直流電源輸入
2.頻率發(fā)作設(shè)備
3. 切換電力的開關(guān)
4. 發(fā)射的線圈與電容諧振組合
接納器內(nèi)有
A. 接納的線圈與電容諧振組合
B. 整流器
C. 濾波與穩(wěn)壓器
D. 直流電源輸出
在樣的架構(gòu)下從發(fā)射器的1.直流電源輸入到接納器 D.直流電源輸出應(yīng)過的每一個環(huán)節(jié)都是功率損耗的要害，在電源電路中電流經(jīng)過的每一個有阻抗特性的零件都會在上面損耗部份能量，這幾年資料的前進(jìn)也讓蓄電池充電機(jī)無線充電的有用化大增，其中有幾樣先進(jìn)零件是蓄電池充電機(jī)無線充電體系中與傳輸功率相關(guān)的，為了抵達(dá)高變換功率需求將這些零件與資料作組合運用。
a.頻率發(fā)作設(shè)備：現(xiàn)在稀有家公司將此部份開發(fā)成IC出售，其為發(fā)射電路板上的要害零件。
b.切換電力的開關(guān)：大多為MOSFET所構(gòu)成，低導(dǎo)通阻抗與高切換速度是選用的要害。
c.發(fā)射／接納的線圈與電容諧振組合：此部份為曩昔從未呈現(xiàn)過的技能，由于無規(guī)則可循所以只能透過不斷的測驗，別的未了阻絕多于的能量散到其它地方，于線圈的未感應(yīng)側(cè)都會家上磁性資料，這類的資料特性也是全新的運用。
d.整流器：由于在線圈上的操作都是高頻率、高電壓的能量信號需求能有用的換成直流電才干給受電設(shè)備運用，現(xiàn)在大多選用超低VF的蕭特基二極管所構(gòu)成。
e.濾波與穩(wěn)壓器：這部份難度在接納設(shè)備空間有限，規(guī)劃上要小型化的困難處，一般高變換功率的電路裝備大體積被迫零件。
規(guī)劃最艱難的部份在于安全
從前說到蓄電池充電機(jī)無線充電體系與電磁爐一樣會發(fā)射電磁波能量，這有兩大問題：
其一為當(dāng)發(fā)射器上沒有放方針充電設(shè)備時一樣在發(fā)射能量，長期下會形成動力的糟蹋，不符合現(xiàn)在產(chǎn)品節(jié)能的趨勢。別的一個問題較嚴(yán)峻，為當(dāng)發(fā)射器上放的是金屬異物，電磁波對其加熱；這個情況輕則焚毀設(shè)備，重則發(fā)作火災(zāi)危其人員生命財產(chǎn)。所以蓄電池充電機(jī)無線充電體系若要上市出售，必需求有一個重要的功用即為“受電端方針物辨識”，當(dāng)正確的方針物放置在發(fā)射器上才開端送電，若不是的話則不送電。用來偵測近間隔設(shè)備的辦法有許多，但在蓄電池充電機(jī)無線充電體系上有一個問題就是無法選用貴重的零件來完結(jié)這個功用，記住現(xiàn)在規(guī)劃的僅僅一個充電器，若本錢太高的話商場會無法接受這個功用。而現(xiàn)在有兩個有用的辦法來完結(jié)這個功用： 1. 磁力激活：在受電端上裝一個磁鐵，當(dāng)發(fā)射端感應(yīng)到磁力后開端發(fā)送能量，這個辦法簡略有用，由于沒有人會無意中放一個磁鐵在發(fā)射器上讓它焚毀。2.感應(yīng)線圈上的資料傳送：這是現(xiàn)在以為最安全的辦法，與RFID的原理相同，運用兩個線圈內(nèi)的電力傳送中，包括資料碼一同傳送；這個辦法最安全也是最難完結(jié)的，由于感應(yīng)線圈上有高能量的電力傳輸、別的還包括了體系的噪聲與負(fù)載電流改變的攪擾，怎么有用的傳送資料碼是一大難題。
可變功率體系需建立在數(shù)據(jù)傳輸機(jī)制上
一個抱負(fù)的體系為在蓄電池充電機(jī)無線充電發(fā)射器上放置不同的接納器，接納器可為不同的設(shè)備從小電力的耳機(jī)到大功率的筆記型計算機(jī)，都應(yīng)該要能對應(yīng)不同的方針物；但每個接納設(shè)備的電力需求都不一樣，這時發(fā)射器必需求能自動調(diào)節(jié)功率輸出。但這樣的功用要建立在發(fā)射器與接納器要能夠傳送資料碼來進(jìn)行交流，所以怎么運用感應(yīng)電力的線圈進(jìn)行資料碼傳送是研制的要害。關(guān)于這個技能數(shù)年前現(xiàn)已有多家公司投入開發(fā)，其每家公司的辦法有差異在實作上的穩(wěn)定性也需求再經(jīng)過驗證。
蓄電池充電機(jī)無線充電共通標(biāo)是抱負(fù)卻難以完結(jié)
現(xiàn)在有業(yè)者在推廣蓄電池充電機(jī)無線充電規(guī)范，抱負(fù)化的規(guī)范是能夠跨品牌運用。這個是一個很抱負(fù)化的方針，所謂的規(guī)范就針對兩個部份需求規(guī)范才干運作；榜首就是要有共通的共振頻率，電力傳輸是需求透過預(yù)設(shè)好的共振頻率來傳送，發(fā)射器供給的電磁波能量之頻率需求是接納器的共振頻率才干得到好的變換功率。第二就是規(guī)范的資料傳送碼或其它辨認(rèn)激活辦法，發(fā)射器需求對應(yīng)到正確的接納器才干開端送電。一個共通的規(guī)范的確是商場所等待的，現(xiàn)在在推進(jìn)蓄電池充電機(jī)無線充電規(guī)范化的集體現(xiàn)已運作多時，但在市面上的產(chǎn)品還算罕見，這部份能夠深化了解后能夠發(fā)現(xiàn)一些問題，一部份是其規(guī)范尚未完好以致研制人員照規(guī)范書開發(fā)確無法順暢將產(chǎn)品完結(jié)；另一個問題是該規(guī)范并不是免費的，當(dāng)產(chǎn)品上市前需求先付出相關(guān)專利的權(quán)利金，所以共通規(guī)范是未來的趨勢，但現(xiàn)在實際運用還未老練。
三大要害組件觸動三個工業(yè)鏈
就蓄電池充電機(jī)無線充電產(chǎn)品看有三大要害組件，其中有操控電路板、感應(yīng)線圈、磁性資料。
現(xiàn)在蓄電池充電機(jī)無線充電尚在起步階段，商場預(yù)期接下來的二到三年會開端高度生長，而四年后將會變成品牌產(chǎn)品的規(guī)范備規(guī)范之一。這個商場的生長會觸動的工業(yè)鏈不只在電子工業(yè)，感應(yīng)線圈需求精密治具出產(chǎn)這觸動的是機(jī)械工業(yè)，線圈上需求運用高效能電磁波屏蔽才干的磁性資料這觸動的是化學(xué)工業(yè)。所以一個產(chǎn)品的生長能夠觸動三個工業(yè)鏈，由于這個產(chǎn)品并不是曩昔現(xiàn)已存在的產(chǎn)品，而是全新的類別全新的運用，相關(guān)的資料都要從頭開發(fā)作產(chǎn)，對運營面來看這也是能夠開發(fā)的新領(lǐng)域。
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