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厲害的“無線充電技術”背后有著什么秘密?


時間:2018-01-24 作者:傳感器技術
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在傳輸效率方面,電磁共振方式可以達到40%60%,雖然相對較低但也進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,是目前業內的開發重點。

電磁耦合方式

相對于傳統的電磁感應式,電場耦合方式有三大優點:充電時設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到數米的長度,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的對比結果,電極或線圈間的錯位用dz/D(中心點距離/直徑)參數來表示,當該參數為0時,表示兩者完全重合,此時能效處于最高狀態。

當該參數為1時,表示兩者完全不重合。我們可以看到,此時電場耦合方式只是降低了20%的能量輸入,設備依然是可以正常充電,而電磁感應式稍有錯誤、能量效率就快速下降,錯位超過0.5時就完全無法正常工作,因此,電磁感應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的形狀。

這些特性決定了電場耦合技術可以被很容易地整合到薄型要求高的智能手機產品中,這也是該技術相對于其他方案最顯著的優點。顯而易見,若采用電場耦合技術,智能手機廠商在設計產品時就有很寬松的自由度,不會在充電模塊設計上遭受制肘。

第三個優點就是電極部分的溫度并不會上升——困擾無線充電技術的一個難題就是充電時溫度較高,會導致接近電極或線圈的電池組受熱劣化,進而影響電池的壽命。

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,因此在內部設計方面不必太刻意。電極部分不發熱主要得益于提高電壓,如在充電時將電壓提升到1.5kv左右,此時流過電極的電流強度只有區區數毫安,電極的發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生一定的熱量,一般會導致內部溫度提升1020℃左右,但電路系統可以被配置在較遠的位置上,以避免對內部電池產生影響。

電場耦合方式具有體積小、發熱低和高效率的優勢,缺點在于開發和支持者較少,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者,這項技術采用微波作為能量的傳遞信號,接收方接受到能量波以后,再經過共振電路和整流電路將其還原為設備可用的直流電。

這種方式就相當于我們常用的Wi-Fi無線網絡,發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。

關鍵詞:無線充電 測試測量 電磁波    瀏覽量:2590

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