无线充电器 无线充电器-简介,无线充电器-发展历史

无线充电器,是指利用电磁波感应原理进行充电的设备,原理类似于变压器。在发送和接收端各有一个线圈,发送端线圈连接有线电源产生电磁信号,接收端线圈感应发送端的电磁信号从而产生电流给电池充电,在充电过程中有很大的辐射且充电效率不高。

无线充电器_无线充电器 -简介


无线充电器

无线充电器,就是不用线的充电器。它通过线圈将电能以无线方式传输给电池电池的供应商。只需把电池和接收设备放在充电平台上即可对其进行充电。能量传输效率高,便于携带成为充电系统的研究方向之一。通过无线发射端和接收端 在一定的距离实现充电

无线充电器_无线充电器 -发展历史

早在19世纪30年代,迈克尔・法拉第就发现,周围磁场的变化将在电线中产生电流。19世纪90年代,爱迪生光谱辐射能研究项目的一名助手尼古拉・特斯拉就申请了最初的一个专利。但遗憾的是,这方面的研究延迟了一个世纪。

无线充电使用的充电座和终端分别内置了线圈,使二者靠近便开始从充电座向终端供电。为提高供电效率,需要使线圈之间的位置对齐,不产生偏移。因此,各厂商在位置定位方法方面纷纷开动脑筋。

日立麦克赛尔于2011年4月面向美国苹果的人气智能手机“iPhone”上市了无线充电器“AIRVOLTAGE”。由于iPhone不支持无线充电,所以需要套上内置有线圈的专用外壳才能使用。

松下于2011年6月投放了无线充电座“无接点充电板”。尺寸约为鼠标垫大小,表示实现了“位置自由(FreePositioning)”,将终端放在充电板上的任何位置均可充电。

从事智能手机外设业务的日本Oar公司于2011年8月推出了名为“无线充电板”的充电座。内置有磁铁,用于将终端吸引到指定位置。

2013年4月,诺基亚与多家企业达成协议,在维珍航空的候机厅以及CoffeeBean和TeaLeaf两大休闲餐饮连锁内,部署采用Qi协议的无线充电器。诺基亚2012年9月发布采用无线充电技术的诺基亚Lumia 920手机时就曾承诺,将为用户提供更多无线充电设施,而此举正是为了履行当时的承诺。

无线充电器_无线充电器 -组成

无线充电器总共可分为四部分:

1、WirelessPowerStation(无线电源站)

2、ReceiverCase(电源接收套)

3、MicroUSBCable(数据线)

4、PowerAdapter(电源适配器)

无线充电器_无线充电器 -原理与结构


无线充电器原理图

无线充电系统主要采用电磁感应原理,通过线圈进行能量耦合实现能量的传递。如图1所示,系统工作时输入端将交流市电经全桥整流电路变换成直流电,或用24V直流电端直接为系统供电。

经过电源管理模块后输出的直流电通过2M有源晶振逆变转换成高频交流电供给初级绕组。通过2个电感线圈耦合能量,次级线圈输出的电流经接受转换电路变化成直流电为电池充电。

知识:变化的磁场会产生变化的电场,变化的电场会产生变化的磁场,其大小均与它们的变化率有关系,而正弦函数的变化率是另外一个正弦函数,所以电磁波能够传播出去,而感应电压的产生与磁通量的变化相关,所以线圈内部变化的磁场产生感应电压,从而完成充电过程。
手机无线充是比较新颖的充电方式,其原理其实很简单,就是将普通的变压器主次级分开来达到无线的目的。当然,无线充的工作平率比较高,甚至可以抛弃铁心直接线圈之间就可以达到能量传递的作用。

知识――磁场共振
物理学家早就知道,在两个共振频率相同的物体之间能有效地传输能量,而不同频率物体之间的相互作用较弱。歌唱家演唱能将装有不同水量瓶子中的一个震碎,而不影响其他瓶子就是这个道理。这也好比我们荡秋千时,只需坐在上面让下垂的双腿同步摆动就能给秋千带来动力一样。
无线充电器原理图无线充电技术正是利用了这个原理。同样,无线充电技术也应用了电磁波感应原理,及相关的交流感应技术,在发送和接收端用相应的线圈来发送和接收产生感应的交流信号来进行充电的的一项技术,用户只需要将充电设备放在一个“平板”上即可进行充电,这样的充电方式过去曾经出现在手表和剃须刀上,但是当时无法针对大容量锂离子电池进行有效充电。

无线充电器_无线充电器 -辐射

从理论上说,这一系统对处在充电场的人完全无害,因为电量只在以同一频率共振的线圈之间传输。但对于这种无线充电技术,很多人可能产生担忧,就像当初对Wi-Fi和手机天线杆一样。

无线充电器_无线充电器 -优缺点

优点

1、无线充电创意十足

2、可同时支持两个设备

缺点

1、充电时间比直充稍长

2、操作稍麻烦

无线充电器 无线充电器-简介,无线充电器-发展历史

无线充电器_主要特点

1、从理论来说,无线充电技术对人体安全无害处,无线充电使用的共振原理是磁场共振,只在以同一频率共振的线圈之间传输,而其他装置无法接受波段,另外,无线充电技术使用的磁场本身就是对人体无害的。但无线充电技术毕竟是新型的充电技术,以迈源科的无线充电器来说,很多人都会担忧无线充电技术会像当初Wi-Fi和手机天线杆刚出现一样,其实技术本身是无害的。
2、迈源的无线充电技术利用磁共振在充电器与设备之间的电场和磁场中传输电能,线圈和电容器则在充电器与设备之间形成共振。
3、迈源表示这一系统可以在未来得到广泛应用,例如针对电动汽车的充电区以及针对电脑芯片的电量传输。采用这项技术研制的充电系统所需要的充电时间只有当前的一百五十分之一
4、转化率一直是很多人担心的问题,麻省理工学院通过研究表明,无线充电技术的损耗比起有线充电技术来说更高。迈源无线充电转化率比起有线要高几个百分点。高转化,也是无线充电器得以在全球进行应用的关键因素。但无线充电技术也受到距离的限制,未来发展,必然需要解决远距离传送对于波段和磁场范围的精准定位问题。
5、核心芯片是无线充电技术在产品应用的难点之一。精准辐射范围控制,磁场频率大小,其它控制等都是由芯片实现。

无线充电器_相关问题

市场应用发展瓶颈
1.核心无线充电技术不完善
2.辐射区域难以实现远距离传输
3.长距离定位对硬件的要求太高
4.磁场共振高度匹配可控制小
5.应用范围局限,没有得到延伸
6.市场因素与消费者心理导致开发商不愿意大力进行技术研发

辐射

麻省理工学院的研究人员表示,身体对电场的反应很强,但身体对磁场的反应则几乎没有,因此这一系统不会影响人体健康。不过,这还只是一种推测,有研究人员对此观点表示担心,在真正应用于生活前,还需要进一步进行试验。
做为电子类充电产品,充电器本身避免不了辐射,所以无线充电器有辐射是必然的。但无线充电器的功率很小,充电时间较长,所产生的辐射也小,应该不会对人产生较大的伤害。

端口统一

为避免不必要的浪费和产生更多的电子垃圾,中国正在执行手机充电器端口统一标准化。但对于无线充电技术来说,这一点将会得到最大程度的普及:不但手机可以使用,数码相机、iPhone和iPad、笔记本也都可以一同分享这种充电设备。日本富士通甚至准备推出一个更为高级的技术,将这种成功从便携式电子产品扩大到电动汽车充电中。富士通公司此举最终目的是在街头设置公用“充电点”,可以为便携数码设备以及电动汽车用户实现更方便地24小时全天候充电服务。除此之外无线充电器更聪明可节省耗能。虽然无线充电设备的效能接收在70%左右,和有线充电设备相等,但是它具备电满自动关闭功能,避免了不必要的能耗。而且这个效能接收率在不断提高。
手机将内置充电接受器,并统一无线充电标准
要实现手机等产品的无线充电,必须有两个部分:发射器,与电源连接,负责向广阔空间发射电能;接收器,一般安装在电子产品上,用以接受电能。无线充电技术已经开始在手机产品中运用了,以iPhone手机为例,无线充电生产商为使其可具备无线充电功能,则对其进行了改装,安装了一种类似“苹果皮”的“衣服”。作为无线充电接收器,它是以增加手机充电外壳的形式出现,但相关改造产品中国或将可以推出。这个外壳被称为“Qi门”,它支持iPhone与黑莓手机,用户不需更换手机可抢先体验这一功能。在2013年初,无线充电接收器会充分“瘦身”,成为手机产品中内置的无线充电接收芯片,只有指甲盖那么大。诺基亚、飞利浦、LG、三星、索尼爱立信、iPhone、HTC、谷歌、中兴、Sharp以及RIM等众多国际知名手机厂商都很支持这一技术,无线充电器也有可能会与手机一起捆绑进行销售。
手机无线充电关键在于兼容性,Qi标准可确保品牌兼容
无线充电技术主要利用电磁技术,在发射器将电流转化为电磁,手机通过内置芯片接收器将电磁转化为电流为手机充电。无线充电技术推广的关键在于确保各厂家无线充电器能够兼容,Qi标准的制定使无线充电有了统一的技术规范,确保同一充电器对多品牌和多产品的兼容性。无线充电联盟主席MennoTreffers对外表示,Qi无线充电标准采用的是电磁感应技术,相比于其他技术,效率和安全性都更高。Qi无线充电标准包括接口、性能以及法规三方面,这将对无线充电技术的普及是相当大的挑战,所以通过Qi标准的手机将可通过任何通过Qi认证的充电基站、底座或是其它可充电装置进行无线充电。Qi对于装置的第一项先期要求就是不得高于5瓦特,这对于一些希望笔记本电脑也能同样通过无线充电技术的厂商可能是一大限制。
已有厂商推出Qi标准无线充电产品,市场广泛
全球最大的电池和便携式照明设备商Energizer(劲量)表示将会很快推出支持Qi标准的无线充电器产品,并首先为苹果iPhone3GS和黑莓BlackberryCurve8900用户带来无线充电的全新体验。同时市场调研公司iSuppli提供的数据显示,无线充电设备市场在2013年将达到140亿美元的规模。飞利浦已经开始生产含有无线充电设置新型手机了。飞利浦X723手机已经现身,其采是3.2英寸240X400屏幕,带GPS和300万像素摄像头。可喜的是,该机将标配无线充电器XeniumQ1(Qi无线充电联盟标准),但具体上市时间和价格目前尚未透露。

接收天线

尽管本文重点介绍充电器,顺便也概略介绍下接收天线。因为这类无线充电装置本质是一个变压器,初级装在充电器中,次级装在终端中。
因为与充电器不配套的接收天线会引起充电电路中电流的波动,如何选择好充电天线呢?
第一:终端天线需带磁屏蔽
充电天线若只是一个空心线圈,则附近金属器物靠近时,会导致涡流,使得充电效率下降,充电器能量辐射不出去,电流增大,充电器发热。
第二:充电器选用的磁性介质分为有机磁性材料和无机磁性材料两大类。
有机磁性的材料可以做成很薄且有翘性,适合手机后盖壳贴合,用于手机中;无机的磁性材料是烧结的铁氧体制成,易碎,适合大的空间安装。

无线充电器_无线充电器 -发展前景

随着苹果的加入,无线充电领域的战场又将掀起一股血雨腥风;谷歌、NOKIA都已经先行发布了带无线充电模块的手机,率先进入战场,苹果最近提交了“近场磁共振”的充电专利,也进入了战备状态。
这些大佬们都看好无线充电的市场前景,无线充电的四大优势让他们逃不出手掌心,把最后一根电源线剪掉的诱惑确实太大了。可见这个市场一片光明。
可以预见的是将来的数码产品都会以无线为主,它们都自带了无线充电的模块,只需要一个发射平台,他们就能随时随地可以充电。为了满足市场的需要,无线充电器也就应运而生了,国内已经有一些厂家开始研发无线充电器了,并已经推出了产品,想尝鲜的朋友可以先试试,UCT联合盛创就是其中之一,目前推出的产品有适用于苹果4/4S手机,三星盖世系列手机的无线充电套装,而且会紧跟时代的潮流,尽量满足消费者的需求,推出更新的产品。

  

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