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无线充电系统设计原理与实作

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关键字: 无线充电 发射器 接收器 到了2011 年初,无线充电技术经过数年的推广与演进后开始受到各界瞩目。无线充电是指具有电池的装置透过无线感应的方式取得电力而进行充电,其方便性可以让消费者愿意支付额外的费用购买无线充电相关产品;因为有商机才会有厂商愿意投入相关产品开发,目前可以知道非常多知名品牌厂商已经将无线充电这个功能列入新一代的产品的规格之一。由于这产技术相当新颖且各厂商有自己对技术的表述,所以无线充电、感应式电力、非接触充电、无接点充电都是泛指相同的技术,距离 1mm 到数公尺都是一样是无线,供电端与受电端交互作用就称感应,所以无线充电是广义的名词没有一定的规格。 原理简单,实作困难 无线充电的方法在实验阶段有开发出很多方法,但目前唯一有机会量产商品化为线圈感应式。线圈感应式的原理很简单,是百年前就被 发现 物 理现 象 ,但过去 长 久 以来 这样的线圈感应只 运 用在绕 线式的变 压 器中 。早 期 就有人 发现 将绕 线式的变 压 器的将“E”型 铁 心 绕 线后对向 紧 贴 后接上 市 电就可以感应传 电,但距离略 为分 开后感应效 果 就消失 ,这是因为在市 电60Hz 下 ,电磁 波 传 递 会随 着 距离增 加 能量快 速 衰 退 。在现 今 的应用中 ,由于装置本 身 需 要有外壳 包 装,发射端加 上 接收端的外壳 厚 度 至 少 从 3mm 起 算 ,早 期 电动 牙 刷 产品开发时 就发现 当距离拉 开后需 要 将线圈上 的操 作频 率 提 高 才能让电力能传 送 的更 远 ;在电磁 波 中 有一个特 性,就是频 率 越 高 的电磁 波 可以传 送 比 较 长 的距离后能量衰 减 较 低 。后来 RFID 应用开始发展 ,主 要 就规划 的三 个频 段LF 低 频 (125~135KHz)、HF 高 频 (13.56MHz)、UHF 超 高频 (860~960MHz)可以使 用,而这些 频 段也 造 就了目前无线电力系 统 在设 计 之初频 率 采 用的参 考 点。早 在10 年前电动 牙 刷 的无线充电就已经上 市 ,当时 的传 送 功率 小 、充电时 间 长 ,在现 在的智 能手 持 装置的耗 电状 况 来 看 ,当时 的充电能量不 敷 使 用所以10 年来 还 无法实用化。但这几 年来 发展 出新的技术可用较 高 的“共 振 ”接收效 率 运 作方式,由于这个技术较 新所以各界的说 法很多...

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