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厲害的“無線充電技術(shù)”背后有著什么秘密?


時(shí)間:2018-01-24 作者:傳感器技術(shù)
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在傳輸效率方面,電磁共振方式可以達(dá)到40%60%,雖然相對較低但也進(jìn)入商用化沒有任何問題。

電磁共振方式將電能以電磁波射頻或非輻射性諧振磁共振等形式傳輸,它具有較高的效率和非常好的靈活性,是目前業(yè)內(nèi)的開發(fā)重點(diǎn)。

電磁耦合方式

相對于傳統(tǒng)的電磁感應(yīng)式,電場耦合方式有三大優(yōu)點(diǎn):充電時(shí)設(shè)備的位置具備一定的自由度;電極可以做得很薄、更易于嵌入;電極的溫度不會顯著上升,對嵌入也相當(dāng)有利。

首先在位置方面,雖然它的距離無法像磁共振那樣能達(dá)到數(shù)米的長度,但在水平方向上也同樣自由,用戶將終端隨意放在充電臺上就能夠正常充電。

我們可以看到電場耦合與電磁感應(yīng)的對比結(jié)果,電極或線圈間的錯位用dz/D(中心點(diǎn)距離/直徑)參數(shù)來表示,當(dāng)該參數(shù)為0時(shí),表示兩者完全重合,此時(shí)能效處于最高狀態(tài)。

當(dāng)該參數(shù)為1時(shí),表示兩者完全不重合。我們可以看到,此時(shí)電場耦合方式只是降低了20%的能量輸入,設(shè)備依然是可以正常充電,而電磁感應(yīng)式稍有錯誤、能量效率就快速下降,錯位超過0.5時(shí)就完全無法正常工作,因此,電磁感應(yīng)式總是需要非常精確的位置匹配。

電場耦合方式的第二個特點(diǎn)是電極可以做到非常薄,比如它可以使用厚度僅有5微米的銅箔或者鋁箔,此外對材料的形狀、材料也都不要求,透明電極、薄膜電極都可以使用,除了四方形外,也可以做成其他任何非常規(guī)的形狀。

這些特性決定了電場耦合技術(shù)可以被很容易地整合到薄型要求高的智能手機(jī)產(chǎn)品中,這也是該技術(shù)相對于其他方案最顯著的優(yōu)點(diǎn)。顯而易見,若采用電場耦合技術(shù),智能手機(jī)廠商在設(shè)計(jì)產(chǎn)品時(shí)就有很寬松的自由度,不會在充電模塊設(shè)計(jì)上遭受制肘。

第三個優(yōu)點(diǎn)就是電極部分的溫度并不會上升——困擾無線充電技術(shù)的一個難題就是充電時(shí)溫度較高,會導(dǎo)致接近電極或線圈的電池組受熱劣化,進(jìn)而影響電池的壽命。

電場耦合方式則不存在這種困擾,電極部分的溫度并不會上升,因此在內(nèi)部設(shè)計(jì)方面不必太刻意。電極部分不發(fā)熱主要得益于提高電壓,如在充電時(shí)將電壓提升到1.5kv左右,此時(shí)流過電極的電流強(qiáng)度只有區(qū)區(qū)數(shù)毫安,電極的發(fā)熱量就可以控制得很理想。

不過美中不足的是,送電模塊和受電模塊的電源電路仍然會產(chǎn)生一定的熱量,一般會導(dǎo)致內(nèi)部溫度提升1020℃左右,但電路系統(tǒng)可以被配置在較遠(yuǎn)的位置上,以避免對內(nèi)部電池產(chǎn)生影響。

電場耦合方式具有體積小、發(fā)熱低和高效率的優(yōu)勢,缺點(diǎn)在于開發(fā)和支持者較少,不利于普及。

微波諧振方式

英特爾公司是微波諧振方式的擁護(hù)者,這項(xiàng)技術(shù)采用微波作為能量的傳遞信號,接收方接受到能量波以后,再經(jīng)過共振電路和整流電路將其還原為設(shè)備可用的直流電。

這種方式就相當(dāng)于我們常用的Wi-Fi無線網(wǎng)絡(luò),發(fā)收雙方都各自擁有一個專門的天線,所不同的是,這一次傳遞的不是信號而是電能量。

關(guān)鍵詞:無線充電 測試測量 電磁波    瀏覽量:2644

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