无线电池充电的概念已经出现了好几年，现在终于在智能手机领域获得了一些吸引力。然而，不幸的是，由于多种竞争标准和一些物理限制，这个想法还没有在手机之外被普遍采用。
今天，随着标准的筛选和易于实施的集成电路的可用性，无线充电将向前发展。这个行业正在寻找新的应用，比如智能手表和其他可穿戴设备。事实上，几乎任何用电池供电的便携式设备都可以进行无线充电:厨房电器、剃须刀和牙刷、商店工具、工业设备、医疗设备、汽车等等。
无线充电基于电磁感应的基本电气原理。这个想法是说明的数字．交流电源连接到产生磁场的线圈;然后，磁场在被充电设备的另一个线圈中感应到交流电压。线圈之间没有电连接，但物理上彼此靠得很近，这样就有足够的磁场产生电压，为电池充电提供足够的能量。无线充电的概念
无线电池充电系统的基本元件和电路，显示信号流。
这两个线圈构成一个没有共同铁心的变压器。电源线圈或发射线圈为初级绕组，接收线圈为次级绕组。线圈通常是没有铁芯的扁平螺旋形导线。
发射机单元采用交流电源线输入，直流电源供电，反过来以所需的频率为振荡器信号源供电。这个信号叫做载波。典型的频率范围是100 kHz到10 MHz。
功率放大器（PA）促进了信号电平，为接收器提供足够的电源。匹配电路可确保从PA到初级线圈的最大功率传输。发射器线圈通常嵌入扁平垫或垫中，坐在待充电的装置。
为了传输最大功率，接收器线圈必须与发射器线圈完全对齐。这提供了靠近耦合的系数。如果线圈未对准，则耦合系数将显着较低，从而降低电力传输的整体效率。这种物理限制是无线充电的主要缺点之一。
然后将来自接收器线圈的AC整理到DC中并施加到DC-DC转换器/调节器，该DC-DC转换器/调节器产生直流输出电压，该电压转到动力装置中的电池充电器。
通过今天的无线充电标准运行的独特功能是发射器和接收器之间的通信设施。该通信路径允许发射器和接收器彼此检测和识别，并使适合于设备充电的内部设置。一种类型的通信路径使用加载-调制AC载波的编码信号。另一种类型的通信路径采用像蓝牙这样的无线技术。
感应充电方法的变化利用共振的概念。电容器连接到变压器线圈以将它们谐振到载波频率。这在线圈中产生更高的电流以提高能量传递。然而，其主要好处是，谐振线圈不需要完全对准可用耦合。这种方式也可以以这种方式指责多个设备。今天使用的大多数无线充电系统是非谐振类型。
无线充电标准
在无线充电业务中，曾经有——现在仍然有——多种标准在竞争。最常见的两个标准是来自无线电力联盟(WPC)和空气燃料联盟的标准。在这两种标准中，WPC的Qi标准使用得更为广泛。
这两个组织都提供非谐振感应标准;联盟也提供了一个共振标准，而WPC最近也增加了一个共振版本。不过，目前还没有一种共振充电系统投入商用。的表格下面概述了这些标准的基本特征。
注意事项：（1）6.78-MHz频率是FCC批准的RF的高功率非通信应用的频率之一，例如RF等离子体或感应加热。（2）负载调制，有时称为背部散射调制，基本上是低级别的载体类似于在一些RFID标签中使用的载体。
优点和缺点
当然，无线充电的主要优点是不需要充电电缆。这一优点也消除了通常不可靠的连接器和电缆相关的电线。其他的优点是充电的方便和方便，在像智能手表这样的小设备中，没有连接器节省了空间，降低了成本。
几个缺点也用无线充电裁剪。首先，需要使用发射器及其线圈的充电垫，这是一种额外的成本项目。由于添加的线圈和设备中的其他组件，无线也更昂贵。在此之上，线圈向智能手机或其他设备增加厚度。最后，由于该方法固有的效率低，无线充电比直接电缆充电慢得多。并且不要忘记必须在充电垫上精确对准设备以确保最佳耦合。
设计无线充电的设备
详细的设计程序超出了本文的范围，但这是成功设计的关键步骤：
1.选择要使用的标准。这通常取决于你所设计产品的市场情况。更常见的选择是WPC Qi或非共振空气燃料标准。从赞助商处获取详细的标准规格。
2.考虑双模设计。如今，可以使充电设备与两个最常见的归纳标准中的任何一种一起工作，这在更加多彩性中构建。
3.识别具有特定芯片设计标准的半导体供应商。如果设计可穿戴，请寻找目标此类别的IC．
5.选择有评估板和/或参考设计的供应商，使设计更快和更容易。
6.小心选择感应线圈。线圈是设计中最关键的组成部分，无论是电气还是物理。可穿戴设备或其他微型产品需要特殊的小线圈(可能需要定制的线圈)。与线圈供应商如伍尔特电子工作，以找到最好的部分为您的设计。
测试设计
测试无线设计一般需要以下测试仪器:
•数字多用表(DMM):用于电压和电流测量。对于AC测量，确保DMM的频率响应足够高以适应正在测量的信号。
•数字示波器:执行日常电压和电流波形的监测和测量。确保您拥有所有必要的匹配探针。
•LCR仪表：用于测量变压器线圈的电感、Q、Z以及相关的电容、电阻和匹配网络的测量。
•矢量网络分析仪(VNA)用于变压器线圈和功率放大器的s参数测量。
调查哪些测试仪器供应商有用于无线充电器测试的设备和软件。
一些常见的测试对接收器测试很重要:
•启动序列
•直流输出纹波
•负载瞬变
•反馈控制路径上的调制深度
•过电压保护装置
•DC-DC和AC-DC效率
要了解这些测试和其他测试的细节，看看这个参考文献．
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