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厉害的“无线充电技术”背后有着什么秘密?


时间:2018-01-24 作者:传感器技术
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在传输效率方面,电磁共振方式可以达到40%60%,虽然相对较低但也进入商用化没有任何问题。

电磁共振方式将电能以电磁波射频或非辐射性谐振磁共振等形式传输,它具有较高的效率和非常好的灵活性,是目前业内的开发重点。

电磁耦合方式

相对于传统的电磁感应式,电场耦合方式有三大优点:充电时设备的位置具备一定的自由度;电极可以做得很薄、更易于嵌入;电极的温度不会显著上升,对嵌入也相当有利。

首先在位置方面,虽然它的距离无法像磁共振那样能达到数米的长度,但在水平方向上也同样自由,用户将终端随意放在充电台上就能够正常充电。

我们可以看到电场耦合与电磁感应的对比结果,电极或线圈间的错位用dz/D(中心点距离/直径)参数来表示,当该参数为0时,表示两者完全重合,此时能效处于最高状态。

当该参数为1时,表示两者完全不重合。我们可以看到,此时电场耦合方式只是降低了20%的能量输入,设备依然是可以正常充电,而电磁感应式稍有错误、能量效率就快速下降,错位超过0.5时就完全无法正常工作,因此,电磁感应式总是需要非常精确的位置匹配。

电场耦合方式的第二个特点是电极可以做到非常薄,比如它可以使用厚度仅有5微米的铜箔或者铝箔,此外对材料的形状、材料也都不要求,透明电极、薄膜电极都可以使用,除了四方形外,也可以做成其他任何非常规的形状。

这些特性决定了电场耦合技术可以被很容易地整合到薄型要求高的智能手机产品中,这也是该技术相对于其他方案最显著的优点。显而易见,若采用电场耦合技术,智能手机厂商在设计产品时就有很宽松的自由度,不会在充电模块设计上遭受制肘。

第三个优点就是电极部分的温度并不会上升——困扰无线充电技术的一个难题就是充电时温度较高,会导致接近电极或线圈的电池组受热劣化,进而影响电池的寿命。

电场耦合方式则不存在这种困扰,电极部分的温度并不会上升,因此在内部设计方面不必太刻意。电极部分不发热主要得益于提高电压,如在充电时将电压提升到1.5kv左右,此时流过电极的电流强度只有区区数毫安,电极的发热量就可以控制得很理想。

不过美中不足的是,送电模块和受电模块的电源电路仍然会产生一定的热量,一般会导致内部温度提升1020℃左右,但电路系统可以被配置在较远的位置上,以避免对内部电池产生影响。

电场耦合方式具有体积小、发热低和高效率的优势,缺点在于开发和支持者较少,不利于普及。

微波谐振方式

英特尔公司是微波谐振方式的拥护者,这项技术采用微波作为能量的传递信号,接收方接受到能量波以后,再经过共振电路和整流电路将其还原为设备可用的直流电。

这种方式就相当于我们常用的Wi-Fi无线网络,发收双方都各自拥有一个专门的天线,所不同的是,这一次传递的不是信号而是电能量。

关键词:无线充电 测试测量 电磁波    浏览量:2092

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