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无线充电的壮大,有线充电终结

来源:无线充电智造专家【深圳市一鑫创研技术有限公司】      2019/8/29 22:29:34      点击:

无线充电的壮大,有线充电终结

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尽管目前有线充电仍然占据大头,但无线充电的更大便利性正在加大无线充电的市场。

深圳市一鑫创研无线充电器厂家认为尼古拉·特斯拉是对的,事实证明我们可以无线传输电能。他在19世纪晚期以多种方式证明了这一点。然而,像往常一样,他走在了时代的前面。直到最近,这些工作通常都是失败、被忽视或被解雇的。现在,研究人员和开发人员终于找到了让无线传输以实际方式进行的方法。

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无线电力传输主要用于在难以置信的产品范围内充电。最早的应用是在电动牙刷和剃须刀中使用简单的感应充电器。如今,大多数无线充电器都是智能手机、可穿戴设备,甚至是笔记本电脑。其他消费者目标包括助听器和高尔夫球车。对混合动力汽车(hevs)和全电动汽车(evs)的无线充电是有意义的。一个常见的工业应用是无线充电的电动叉车。

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有两种基本的方法可以在没有电线的情况下传输电能:近场和远场。近场法基本上就是磁力联轴器。该操作是变压器的操作,其中一个发射机(tx)线圈是主要绕组,而接收器(rx)线圈是二次绕组。

电力传输是无线的;发射机与接收机之间没有直接的电气连接。然而,使这项工作顺利的关键是尽量缩短tx和rx之间的距离,并确保这两个线圈最优地对齐。传输的功率和整个过程的效率取决于线圈之间的耦合程度。典型的耦合在0.3-0.6范围内。

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远场传输是真正的无线电波,而不是磁场感应。在远场中,tx天线以一个直角向另一个方向产生电场和磁场。在距离天线一定距离的地方,通常有几个波长,磁场就会断裂,并穿过空间,到达接收信号的rx天线,并产生一个小的有用电压。

远场的问题是,在tx和rx之间的距离的平方上,功率水平下降。为了便于使用,远场或射频法必须传输更高的功率,并尽可能缩短距离。

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共振的重要性

为了提高近场线圈之间的能量传输,采用共振原理。在主线圈和次级线圈中加入一个电容来产生共振。回想一下,谐振频率是电感(l)和电容(c)值的函数:

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f = 1/2π√(lc)

1、该示意图显示了谐振无线电源耦合中如何使用串联谐振电路。

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串联谐振电路是无线充电器中最常见的一种(图1)。在谐振时,当xl = xc时,理想电感器和电容器的电压降为相等。因此,它们的作用抵消了对电流的零阻力。在实践中,线圈电阻(r)限制电流。是线圈的q决定电流产生的量:

q = xl / r

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xl = 2πfl

主线圈的不同磁场感应电压进入次级线圈。该电压与线圈和电容器串联,形成串联谐振电路。输出是通过电容器上的电压。如果q是高的,一个高电流流和谐振现象产生一个谐振电压在电容器上的增加。这种电压随后被调整到直流,用于电池充电。电压提升量由:

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vc = qv

其中vc为电容电压,vs为电路源电压;在这种情况下,感应电压。

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总的来说,谐振系统能产生更高的功率和更高的效率。虽然关键的物理因素是两个线圈相互之间的位置,但共振系统对位置的容忍度更大,并且可以比普通的感应充电机工作更长的距离。

无线充电到目前为止,这种感应式电源的主要用途是电池充电。特殊的电路和充电产品可以在没有电缆的情况下,给智能手机、手表和其他可穿戴设备充电。充电装置,称为充电板,包含tx线圈和相关电路,并由交流电源运行。智能手机或其他设备包含rx线圈和电池充电电路。你只要把手机放在垫子上就可以了。

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你必须确保线圈正确地对准了最佳的权力转移。如果不是这样,就会有更少的电能传输,充电时间也更长。大多数垫子都有视觉或物理上的线索来帮助你将设备放置在最佳位置。

另一种凯发网址是多少的解决方案是在充电板中使用多个tx线圈来覆盖更大的区域。这些可能会重叠,以确保无论你把手机放在哪里,你都会得到一个好的传输。

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汽车无线充电是一个新趋势。多家汽车制造商现在都在用无线充电板或垃圾桶建造。目前,大多数高端智能手机,如苹果iphone 8、x和三星galaxy s8都有完整的无线充电功能。一些健身和其他手表也包含线圈和充电电路。

标准无线充电的早期开发工作产生了多种方法和系统。最广泛使用的标准叫做qi(发音为chee)。该标准由无线电力联盟(wpc)开发,由多个半导体制造商在芯片中实现,并内置超过2亿部智能手机。wpc测试和认证基于qi的产品,以确保许多qi产品之间的充分的互操作性。以下是对基本特征的总结:

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三种基本功率:0到5w, 0到15w, 0到120 w。

低功率的版本使用5毫米的线圈分离(当线圈对齐时最好)和最大40毫米(1.57英寸)。

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操作频率:110 - 205khz(典型~140 khz)。谐振耦合。

tx与rx之间的数据通信链路。(rx可告知电力需求tx;当充电完成时,rx可以通知tx。反向散射请求调制数据链路,速率为2 kb/s。

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图2显示了qi充电器和智能手机目标的简化框图。

2、这些是无线充电应用的主要组成部分。交流电源电压被转换为直流电源,从而产生用于tx线圈的高频交流电。rx线圈接收振荡磁场并产生一个信号,并将其整流到dc中,用于在智能手机或其他设备中运行充电器。rx和tx之间提供了一个通信链路。<