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淺談無線充電技術(shù)

2012-12-24 來源:微波射頻網(wǎng)搜集整理 字號(hào):

一、引言

•  隨著生活中的電子設(shè)備越來越多,在不知不覺中各種“理不清”的線纜以及需要事先布置好的插座卻給我們帶來了與日俱增的困擾。

•  植入體內(nèi)的醫(yī)療設(shè)備如何長(zhǎng)期供電?

•  節(jié)點(diǎn)的供電問題

無線傳感網(wǎng)絡(luò)

二、無線充電技術(shù)的發(fā)展

1、19世紀(jì)30年代,邁克爾·法拉第發(fā)現(xiàn)周圍磁場(chǎng)的變化將在電線中產(chǎn)生電流。
2、19世紀(jì)90年代,尼古拉·特斯拉提出無線電力傳輸?shù)臉?gòu)想。
3、香港城市大學(xué)電子工程學(xué)系許樹源教授在早幾年成功研制出“無線電池充電平臺(tái)”,需要產(chǎn)品與充電器接觸,它主要利用的是近場(chǎng)電磁耦合原理。
4、2007年,美國(guó)麻省理工學(xué)院的馬林·索爾賈希克等人在無線電能傳輸方面取得了新進(jìn)展,他們利用兩米外地一個(gè)電源“隔空”點(diǎn)亮了一盞60瓦的電燈泡。
5、2008年12月17日成立無線充電聯(lián)盟
      2010年8月31日,無線充電聯(lián)盟在北京正式將Qi無線充電技術(shù)引入中國(guó)。
6、最近,有幾家公司已經(jīng)生產(chǎn)處無線充電的手機(jī)、MP3、便攜式電腦、電動(dòng)汽車。

Powermat公司展示了為不同電子產(chǎn)品進(jìn)行無線充電的設(shè)備

海爾公司推出的“無尾電視”

三、無線充電技術(shù)的簡(jiǎn)介

什么是無線充電技術(shù)?
無線充電技術(shù)(Wireless charging technology;Wireless charge technology )。無線充電技術(shù)引源于無線電力輸送技術(shù),利用磁共振在充電器與設(shè)備之間的空氣中傳輸電荷,線圈和電容器則在充電器與設(shè)備之間形成共振,實(shí)現(xiàn)電能高效傳輸?shù)募夹g(shù)。

無線充電技術(shù)的原理

三種無線充電方式:

Ⅰ、電磁感應(yīng)式
電磁感應(yīng)——初級(jí)線圈通以一定頻率的交流電,通過電磁感應(yīng)在次級(jí)線圈產(chǎn)生電流,從而將能量從傳輸端轉(zhuǎn)移到接受端。

 

Ⅱ、無線電波式
類似于早期使用的礦石收音機(jī),主要有微波發(fā)射裝置和微波接受裝置組成,接受電路可以捕捉到從墻壁彈回的無線電波能量,在隨負(fù)載做出調(diào)整的同時(shí)保持穩(wěn)定的直流電壓。

 

Ⅲ、磁場(chǎng)共振式
由能量發(fā)送裝置和能量接受裝置組成,當(dāng)兩個(gè)裝置調(diào)整到相同頻率或者說在一個(gè)特定的頻率上共振,它們就可以交換彼此的能量

 

Ⅳ、其他(微波、超聲波、激光)

技術(shù)種類 傳輸功率 傳輸距離 缺點(diǎn)
電磁感應(yīng) 幾瓦到幾百千瓦 <=1cm 被充電產(chǎn)品必須置于充電器附近
無線電波 上百毫安 10m左右 傳輸功率小
電磁共振 幾千瓦 3m至4m 必須對(duì)頻率進(jìn)行保護(hù)

四、無線電能傳輸?shù)闹饕I(lǐng)域

•  隨著電動(dòng)汽車的快速發(fā)展和技術(shù)需求,無線輸電的特點(diǎn)決定無線輸電必將在此領(lǐng)域大有可為。

 

無線充電式充電站設(shè)想

•  手機(jī)、照相機(jī)無接觸充電

•  醫(yī)學(xué)(醫(yī)療器械)

•  軌道交通
目前,采用無線方式為軌道交通供電也是目前的研究熱點(diǎn)之一。

•  物聯(lián)網(wǎng)(無線傳感器)
無線電力傳輸技術(shù)可以有效的解決物聯(lián)網(wǎng)中各個(gè)傳感器供電問題,擺脫大量電池的更換問題。

 

五、當(dāng)前需要解決的問題

•  電磁輻射的安全問題
高能量的能量密度勢(shì)必會(huì)對(duì)人身安全帶來影響,據(jù)美國(guó)超聲協(xié)會(huì)認(rèn)定人們身體所能承受的超聲波能量密度也僅為100mW/㎡。

•  電磁兼容性
無線電能傳輸系統(tǒng)在工作時(shí)周圍空間會(huì)存在高頻電磁場(chǎng),這就要求系統(tǒng)本身具有較高的電磁兼容指標(biāo)。
解決電磁兼容問題要采取有效的抗干擾措施、屏蔽技術(shù)、合理使用電磁波不同的頻段、避免交叉、重疊等造成不必要的電磁干擾。

•  產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化:是解決產(chǎn)品推廣的關(guān)鍵
無線充電聯(lián)盟主推國(guó)際無線充電標(biāo)準(zhǔn)QI。聯(lián)盟現(xiàn)有成員包括諾基亞、三星、索尼愛立信等50多家公司。
QI無線沖電標(biāo)準(zhǔn)包括界面定義、表現(xiàn)要求、認(rèn)證測(cè)試三個(gè)部分,只有獲得認(rèn)證的產(chǎn)品才能允許使用QI標(biāo)識(shí)。

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