无线充电——你不知道的知识
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什么是无线充电?无线充电好在哪里?
从去年的iPhone发布会之后,越来越多的手机厂商迅速推出可供无线充电的手机,无线充电器就这么一下子火了起来,各大厂商纷纷打造自家无线充电器,大有百家争鸣之势,但是面对市面上众多的无线充电器,有很多的用户不清楚如何挑选一款合格的无线充电器。
而不清楚如何选择的原因,无外乎不了解。
那么,什么是无线充电?无线充电好在哪里?
目前市场上的手机无线充电器用的无线充电技术是源于无线电能传输技术,是完全不借助电线,利用磁铁为设备充电的技术。
它有五种充电标准:Qi标准、PMA标准、A4WP标准、iNPOFi技术、Wi-Po技术,主要通过三种方式实现,即电磁感应、无线电波、以及共振作用。
无线充电的优点也很明显:
1. 使用无线充电器可以摆脱充电线的束缚,避免数据线的反复插拔,对手机的损耗更小、手机寿命更高;
2. 办公桌上线材杂乱的情景将消失不见。
3. 摆脱充电线后,手机充电更加便捷,不用再拿着充电线,恭恭敬敬地给手机充电了。
4. 无线充电比有线充电要更安全,没有了外露的连接器,漏电、跑电等安全隐患都可以避免。
5. 如果普及了无线充电,所有电子产品都支持无线充电,那么出门在外也会更加便利,不需要携带数据线。
但是,一款好的无线充电器远远不止这些优点,以南孚最新推出的一款Aircharge无限派立式风冷无线充电器为例,它还兼具如下优点。
散热性能要好
都说细节决定成败,产品也是这样,手机无线充电器的散热性能就是很重要的一环,市面上一些无线充电器,外表看似好看,但是散热功能做的很差,导致了手机充电时发热严重,充电效率降低,而且还损害手机。
所以像这种的无线充电器是用不得的。
无线充电技术解析无线充电技术是指通过无线传能技术,将电能无线传输到需要电力供应的设备中,从而实现设备的充电。
它是一种便捷、高效、安全的充电方式,正逐渐改变人们对于充电的传统观念。
本文将深入解析无线充电技术的原理、应用以及未来发展趋势。
一、无线充电技术的原理无线充电技术主要依赖于电磁感应和电磁辐射两种原理。
电磁感应是通过变换电流产生的磁场,诱导被充电设备中的线圈内的电流,从而实现电能传输。
电磁辐射则是利用电磁波在空间中的传输特性,将电能无线传输到接收设备。
在无线充电的过程中,发射端通过电源提供电能,经过电磁感应或电磁辐射的方式传输到接收端。
接收端设备上的接收线圈接收到电磁信号后,将其转化为电能,用于设备的充电或供电。
整个过程中,需要确保发射端和接收端的线圈结构、频率、功率等参数的匹配,以确保充电效率和传输距离。
二、无线充电技术的应用1. 智能手机充电:随着智能手机的普及,充电成为人们日常生活中不可或缺的一部分。
通过无线充电技术,可以摆脱传统充电线的束缚,使得充电更加方便快捷。
只需将手机放在无线充电器上,即可实现自动充电,极大地提高了用户体验。
2. 电动汽车充电:随着对环境保护意识的增强,电动汽车逐渐成为人们的首选。
无线充电技术在电动汽车充电领域的应用具有广阔的前景。
通过在停车场等场所设置无线充电设备,可以使电动汽车在停车期间自动充电,提高电动汽车的续航里程和使用便利性。
3. 家居电子设备充电:无线充电技术也可以应用于家居电子设备的充电领域。
通过将无线充电设备集成到家具中,如床头柜、书桌等,可以为手机、平板电脑等设备提供便捷的充电方式,同时节省充电线的使用和管理。
三、无线充电技术的发展趋势随着科技的进步和人们对便利性的需求不断增加,无线充电技术也在不断创新和发展。
未来的发展趋势主要体现在以下几个方面:1. 跨设备充电:目前的无线充电技术主要针对个体设备的充电,未来无线充电技术有望实现多设备之间的互联互通,即可以通过一个充电设备同时为多个设备进行充电,进一步提高充电效率和便利性。
手机无线充电工作原理近年来,随着无线充电技术的逐渐成熟,手机无线充电已经成为手机行业的一大趋势。
那么,手机无线充电是如何实现的呢?本文将为您详细介绍手机无线充电的工作原理。
一、电磁感应原理手机无线充电主要基于电磁感应原理实现。
电磁感应是指通过磁场产生电场,或者通过电场产生磁场的现象。
而无线充电设备利用变化的磁场来产生电磁感应,从而实现对手机的无线充电。
二、无线充电设备无线充电设备主要由两个组件组成:发送端和接收端。
发送端为充电器,接收端为手机。
充电器通过变换电源的电能产生高频交流电,并将其输入到电磁辐射线圈中。
三、电磁辐射线圈电磁辐射线圈是手机无线充电的核心部件之一。
它由若干个匝数相等的线圈组成,并通过电流产生磁场。
手机接收端中的电磁感应线圈也具备类似的结构。
当发送端产生的交流电流通过电磁辐射线圈时,会产生一个变化的磁场,进而在接收端的电磁感应线圈上产生电磁感应。
四、电磁感应当接收端的电磁感应线圈在发送端产生的磁场作用下,会感应出交变电压。
这个交变电压会被手机的电路系统接收并转换成直流电能,用于手机的充电。
整个过程实现了无线充电的效果。
五、距离和效率手机无线充电的距离和效率是使用者普遍关心的问题。
一般而言,发送端和接收端的距离越近,传输效率越高。
若距离过长,电能传输会受到电磁波衰减的影响,导致充电效果下降。
另外,无线充电设备的功率也会影响充电效率。
较高的功率可以提高充电速度,但同时也会引起传输过程中的能量损耗和发热问题。
六、安全性手机无线充电技术在保证安全性方面进行了一系列的设计。
首先,无线充电设备会通过电流检测功能来避免过流和短路等危险情况。
其次,在传输过程中会对电磁波进行屏蔽,减少对人体的影响。
此外,无线充电设备还具备温度保护装置,当温度过高时会自动停止充电,以保证用户的安全。
七、未来展望手机无线充电技术的不断发展将为用户带来更便捷的充电体验。
目前,不仅手机厂商,诸如汽车厂商等也开始应用无线充电技术。
无线充电器—搜狗百科
无线充电器无线充电器是指不用传统的充电电源线连接到需要充电的终端设备上的充电器,采用了最新的无线充电技术,无线充电技术在 2007 年获得了 20 项专利,多种设备可以使用一台充电基站、手机、MP3播放器、电动工具和其他的电源适配器的有线充电情况不会存在了。
通过使用线圈之间产生的磁场,神奇的传输电能,电感耦合技术会成为连接充电基站和设备的桥梁。
当前的大部分充电器,例如iPod 和iPhone ,都通过金属电线直接接触的方式,给设备内置电池充电。
无线充电技术的优势在于便捷性和通用性。
缺点就是效率低和只能提供电能。
而Apple 的Dock 连接器不仅仅提供电能,同时还能把音频和视频文件通过USB 接口同步到设备上。
不过,无线充电技术还是会给 WiFi 和电池技术带来进步的。
对于不需要数据传输的设备来说,这一新技术会大大减少用户所需各种充电器的数量。
另外,通过采用无线充电技术,公共移动设备充电站有可能成为现实。
无线充电知识点梳理总结无线充电技术的基本原理无线充电技术的主要原理是利用电磁感应或者电磁辐射来传输能量。
电磁感应是由原电流而产生的磁场,这个磁场又可以激发另一根导线中的电流。
而电磁辐射是通过电磁波来传输能量,这种方式在远距离的无线充电中应用较多。
无线充电技术主要分为近场无线充电和远场无线充电两大类。
近场无线充电是指通过电磁感应来传输电能,传输距离较近,一般在几厘米到几十厘米之间。
这种充电方式通常用于电动牙刷、手机等小型设备的充电,其原理是将充电设备和被充电设备之间的电感耦合在一起,通过磁场的感应来传输能量。
而远场无线充电则是通过电磁辐射的方式来传输能量,传输距离较远,一般为数米到数十米。
这种充电方式通常用于电动汽车、充电宝等大型设备的充电,其原理是利用发射器发出电磁波,被充电设备上的接收器接收这些电磁波并转换为电能进行充电。
无线充电技术的发展历程无线充电技术的发展可以追溯到19世纪初,当时科学家们就已经开始研究电磁感应和电磁辐射等现象。
20世纪初,无线电技术的发展为无线充电技术的研究奠定了重要基础。
在20世纪60年代,美国的科学家和工程师们开始首次尝试利用电磁感应原理进行无线输电,他们在实验室中成功地将能量通过电磁感应传输了一公里距离。
之后,无线充电技术在各个领域逐渐得到应用,成为了一种备受关注的新型充电方式。
2010年之后,无线充电技术得到了更大规模的应用,这主要得益于移动智能设备市场的爆发式增长。
随着手机、平板电脑等移动设备的普及,人们对设备充电的要求也越来越高,这促使了无线充电技术的进一步发展。
目前,无线充电技术已经成为了移动设备领域的重要技术之一,许多大公司都在积极投入研发,推动无线充电技术的发展和应用。
无线充电技术的主要应用场景无线充电技术目前主要应用于以下几个领域:1.移动智能设备:手机、平板电脑等移动智能设备是无线充电技术的主要应用对象。
无线充电技术可以让这些设备在使用过程中不需要频繁地接触充电器,提高了用户的使用体验。
无线充电技术介绍及应用这篇文章主要是面对所有无线充电行业的从业人员,而不单纯是技术研发人员,只要你对初高中物理有一些了解我们相信基本能够看懂。
希望大家看完此篇文章后能够明白什么是无线充电技术。
无线电充电原理无线充电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。
实现无线充电技术主要通过三种方式:电磁感应式、磁场共振式、无线电波式。
1.电磁感应式充电:初级线圈一定频率的交流电,通过电磁感应在次级线圈钟产生一定的电流,从而将能量从传输端转移到接收端。
目前最为常见的充电垫解决方案就采用了电磁感应,事实上,电磁感应解决方案在技术实现上并无太多神秘感,中国本土的比亚迪公司,早在2005年12月申请的非接触感应式充电器专利,就使用了电磁感应技术。
2.无线电波式充电:这是发展较为成熟的技术,类似于早期使用的矿石收音机,主要有微波发射装置和微波接收装置组成,可以捕捉到从墙壁弹回的无线电波能量,在随负载作出调整的同时保持稳定的直流电压。
此种方式只需一个安装在墙身插头的发送器,以及可以安装在任何低电压产品的“蚊型”接收器。
文章中需要解决的问题:第一个问题:无线充电器是怎么充电的很多人其实对无线充电是怎么充电并没有一个概念,很多人也希望它像WiFi一样,只要有WiFi的地方,连接上就能用。
理想的情况简单认为就是没有线,到处都可以充电。
无论是家里、办公室、酒店、咖啡厅、地铁、机场都能随时连接无线充电网给手机充电。
估计几年以后无线充电将覆盖每个领域,无处不在。
无线充电存在的意义是为了给电池充电,如果对电池不懂,就不要谈充电,更不要谈无线充电,想了解无线充电,先了解电池,这里说的电池主要是指锂电池。
无线充电——你不知道的知识1.无线充电系统1.1无线充电系统整体结构与功能图1 无线充电系统结构——图片来源于《应用于便携式电子设备的小功率无线充电系统的研究与开发》整流滤波:将220V/50Hz的交流电转换为高压直流电;DC-DC:将高压直流电降压,输出低压直流电;高频逆变:低压直流电经过高频逆变电路转换成低压高频交流电(频率约为100 - 200 kHz),以便于发射端线圈产生强大的感应磁场;整流滤波:由于电磁感应的原理,接收端在强大的感应磁场中产生低压高频感应电流,该电流经过AC-DC电路后变成直流电,此时就可以直接供给负载使用(功率为5 W电压一般为5 V,10 W电压9 V,15 W电压12 V,小米9最新20W电压为15 V,无线充电电流一般不超过1.5 A)。
1.2 无线充电系统调控过程图2 无线充电系统调控过程检测阶段:发射端检测到放置物体的位置后,发射一个小的测量信号来监控物体的放置和移动,判断是否进入下一阶段,这个信号不会唤醒接收端;判断阶段:发射端将发射功率信号,并检测可能来自接收端的响应,从而判断响应是接收端还是未知的对象。
如果发射端接收到正确的信号,将继续进入识别和配置阶段,保持功率信号输出;识别和配置阶段:接收端会将所需要的能量信号传递回发射端。
发射端需要将收到的信号解码,根据接收端所需要的能量调节输出功率,当无法解码时默认传输功率为5 W;功率发射阶段:“识别与配置”阶段完成后,发射端启动功率传输模式。
接收端控制电路向发射端发送误差包,将整流电压调整到线性稳压器效率最大化所需的水平,并将实际接收到的功率包发送给发射端进行外目标检测(FOD,Foreign Object Detection,异物检测),可保证安全、高效的功率传输;结束阶段:充电结束后接收端发出EPT(End Power Transfer,结束功率传输)信号,当接收端受到EPT信号时终止功率传输。
1.3 无线充电Qi标准为什么选用100~205 kHz?Qi标准基于电磁感应的充电技术,频率是100 - 205 kHz,无线充电传输的是能量而不是信号,因为100-205 kHz是对人体无害的低频非电离频率,采用这个频率将大大减小对人体的伤害。
什么是无线充电技术?
无线充电技术是一种通过无线传输能量的方式,将电能从充电设备传输到被充电设备,实现电子设备的充电过程。
与传统的有线充电方式相比,无线充电技术具有不用插拔充电线、方便快捷、减少接口磨损、降低安全风险等优点,因而在许多领域得到了广泛的应用。
无线充电技术主要包括以下几种:
电磁感应充电:利用两个相距较近的线圈之间的电磁感应作用,将电能从发射端传输到接收端,实现无线充电。
常见的应用包括感应式充电板和电动牙刷充电器等。
电磁共振充电:通过将发射端和接收端的线圈调谐到相同的频率,使它们在一定距离内发生共振,从而实现高效的电能传输。
电磁共振充电技术适用于距离较远、功率较大的充电场景,如家庭无线充电器、电动汽车充电等。
射频能量传输:利用射频天线将射频能量发送到接收端的天线,再通过整流和稳压电路将射频信号转换为直流电能,实现无线充电。
射频能量传输技术通常用于小型设备的充电,如智能手表、耳机等。
激光充电:利用激光器将光能转换为电能,通过激光束将电能传
输到接收端,实现无线充电。
激光充电技术具有高效率和较远传输距离的优点,但需要考虑激光对人体和环境的安全影响。
无线充电技术已经被广泛应用于智能手机、智能手表、无线耳机、智能家居设备、电动汽车等领域,为用户提供了更加便捷和舒适的充电体验。
随着技术的不断进步和应用场景的不断拓展,无线充电技术将在未来得到更广泛的应用。
无线充电是什么原理无线充电是一种新型的充电技术,它不需要通过传统的充电线连接设备和电源,而是通过无线电波或者磁场来实现充电。
无线充电技术的出现给人们的生活带来了很大的便利,不仅可以摆脱繁琐的充电线,还可以为移动设备提供更加灵活的充电方式。
那么,无线充电究竟是如何实现的呢?接下来,我们就来详细了解一下无线充电的原理。
无线充电的原理主要是通过电磁感应来实现的。
在无线充电系统中,通常会有两个主要部分,一个是充电器,另一个是接收器。
充电器通过电源将电能转换成电磁能,然后将电磁能传输到接收器中,最终将电磁能转换成电能,从而实现对设备的充电。
具体来说,无线充电器中会有一个发射线圈,当充电器接通电源时,会产生交变电流,从而在发射线圈中产生交变磁场。
而接收器中也会有一个接收线圈,当接收线圈处于充电器的磁场中时,就会感应出交变电流。
接收器会将这个交变电流转换成直流电,然后通过连接设备的充电接口,将电能传输到设备中,从而实现无线充电的过程。
无线充电的原理基本上就是这样,通过电磁感应来实现电能的传输和转换。
无线充电技术的发展离不开电磁学、电磁感应和电能转换等基础理论的支持,同时也需要先进的电子技术和材料工艺来实现。
目前,无线充电技术已经在一些移动设备上得到了广泛的应用,例如智能手机、智能手表、耳机等,而且随着技术的不断进步,无线充电的效率和距离也在不断提高,相信在不久的将来,无线充电技术会成为人们生活中不可或缺的一部分。
总的来说,无线充电的原理是基于电磁感应来实现的,通过发射器将电能转换成电磁能,然后通过接收器将电磁能转换成电能,从而实现对设备的无线充电。
无线充电技术的发展给人们的生活带来了很大的便利,也为移动设备的发展提供了更加灵活的充电方式。
随着技术的不断进步,相信无线充电技术会在未来得到更广泛的应用,为人们的生活带来更多的便利。
无线充电原理图文详解
无线充电是一种不需要通过电线或接触物理接口,通过电磁场或者其他形式的无线传输能量的方式进行充电的技术。
其原理主要包括两个部分:能量的传输和能量的接收。
能量的传输部分主要由一个功率源、一个发射器和一个传输介质组成。
功率源通常是一个电源或者电池,用来提供电能。
发射器是一个产生电磁场的装置,通常使用电磁感应原理或者谐振原理来产生电磁脉冲或者电场。
传输介质可以是空气、水或者其他物质,其作用是传输电磁脉冲或电场。
能量的接收部分主要由一个接收器和一个负载组成。
接收器是一个接收电磁脉冲或电场的装置,通常使用电磁感应原理或者谐振原理来接收电能。
负载是一个需要能量的装置,比如移动设备或者电动车。
在充电过程中,功率源提供电能,发射器产生电磁脉冲或电场,并将其传输到接收器。
接收器接收电磁脉冲或电场,并通过电磁感应或者谐振将其转换为电能。
转换后的电能通过导线或者其他方式传输到负载上,以供其使用或者充电。
无线充电的原理在于电磁感应或者谐振。
电磁感应原理是指通过变化的磁场产生感应电流,而谐振原理是指通过共振的方式实现能量的传输。
需要注意的是,无线充电在传输过程中会有能量损耗,因此效率相对有线充电会稍低。
此外,无线充电技术目前还面临一些
挑战,比如距离限制、传输效率等问题。
随着技术的不断发展,相信无线充电将会越来越普及,并且在未来的应用中发挥重要的作用。
无线充电使用方法无线充电是一种无需连接电线即可为电子设备充电的技术。
这种技术通过使用电磁感应原理,将电能传输到设备中,从而实现充电功能。
无线充电的使用方法与传统有线充电相比有一些不同之处。
在本文中,我将详细介绍无线充电的使用方法。
首先,要使用无线充电功能,您需要一台支持无线充电的设备。
目前,许多智能手机、平板电脑和其他电子设备都已经内置了无线充电功能。
如果您的设备没有内置无线充电功能,您可以购买一个无线充电适配器来实现该功能。
这些适配器通常可以插入设备的充电口,并通过无线充电技术将电能传输到设备中。
无线充电设备通常包括两个主要组成部分:充电垫和充电接收器。
充电垫是一个带有内置线圈的设备,可以连接到电源以供电。
充电接收器则是设备本身,它也有一个内置线圈,可以接收无线充电设备发送的电能。
使用无线充电的第一步是将充电垫连接到电源。
您可以使用充电垫的电源适配器将其插入墙上的插座中,或者使用USB线将其连接到计算机上。
一旦充电垫连接到电源,它就会开始工作,并发出一种无线充电信号。
接下来,您需要将需要充电的设备放在充电垫上。
对于内置无线充电功能的设备,您只需将其放置在充电垫上即可开始充电。
对于没有内置无线充电功能的设备,您需要连接一个无线充电适配器到设备的充电口上,然后再将其放在充电垫上。
当设备放置在充电垫上后,充电接收器中的线圈会与充电垫中的线圈进行电磁感应,从而实现电能传输。
在这个过程中,充电垫将电能转换为电磁场,并将其发送给充电接收器。
充电接收器将接收到的电磁场转换为电能,并传输到设备中进行充电。
这个过程是在无线充电设备中通过特定的电路实现的。
在充电的过程中,您可以在设备上看到充电指示灯亮起,表明设备正在接收充电信号。
您还可以通过设备的充电界面或其他应用程序查看设备的充电状态。
当设备充电完成后,您可以将其从充电垫上取下,并断开充电垫与电源的连接。
无线充电通常需要一定的时间才能将设备充满电,具体需要的时间取决于设备的电池容量和充电器的功率。
手机无线充电工作原理手机无线充电是一种方便快捷的充电方式,它不需要通过传统的充电线连接手机和电源,而是通过电磁感应或者电磁辐射的方式,将电能传输到手机内部进行充电。
下面我将详细介绍手机无线充电的工作原理。
一、电磁感应充电原理电磁感应充电是目前较为常见的手机无线充电方式。
它基于法拉第电磁感应定律,通过变换电流产生的磁场与接收线圈产生的感应电势来实现无线充电。
在手机上,有一个内置的发射线圈,称为发射线圈。
而充电器上也有一个接收线圈,称为接收线圈。
当充电器处于工作状态时,发射线圈通过变换电流产生一个交变磁场。
接收线圈感应到磁场后,会产生感应电势。
接下来,手机中的无线充电芯片会将感应电势转换为直流电,并经过电池管理系统进行电池充电。
这样,手机就可以通过电磁感应的方式实现无线充电。
二、电磁辐射充电原理电磁辐射充电是另一种手机无线充电的方式。
它基于无线能量传输技术,通过电磁场辐射的方式将能量传输到手机进行充电。
在手机上,同样有一个内置的发射线圈。
而在充电器上,则有一个发射器。
发射器通过电源提供能量,并通过电磁场辐射的方式将能量传输到手机上。
手机上的接收器感应到电磁场后,可以通过一个整流电路将电磁能量转换为直流电。
然后,直流电经过电池管理系统进行电池充电。
三、手机无线充电的适用范围手机无线充电技术的适用范围主要取决于充电器和手机的兼容性。
目前,市场上出现了许多支持无线充电的手机,例如苹果的iPhone 8及以上系列,三星的Galaxy系列等。
同时,为了提高充电效果和充电距离,一些厂商还推出了专门的无线充电设备。
这些设备通常配备有高效的电磁感应或电磁辐射技术,并具备较长的充电距离。
总体而言,手机无线充电技术的适用范围在不断扩大,相信在不久的将来,更多品牌和型号的手机将支持无线充电。
四、手机无线充电的优势与局限性手机无线充电技术具有许多优势。
首先,它消除了传统充电线的限制,不再需要插拔充电线,更加便捷。
其次,无线充电可以减少电源接口的磨损,延长充电设备的使用寿命。
无线充电技术详解无线充电技术是一种通过非物理接触方式实现电能传输的技术,正在逐渐改变人们的充电方式和生活方式。
其起源可追溯到19世纪,尼古拉·特斯拉曾进行无线输电试验。
目前,无线充电主要有电磁感应式、电磁共振式、无线电波式和电场耦合式四种实现模式。
电磁感应式无线充电原理是电流通过送电线圈产生磁场,对受电线圈产生感应电动势从而产生电流,转化效率较高但传输距离短,对摆放位置要求高,且金属感应接触易发热。
磁场共振式无线充电原理是发送端和接收端调整到相同频率共振来传输电能,传输距离较远、功率较大,适合远距离大功率充电,但效率较低,传输损耗大,且需保护频段免受干扰。
无线电波式无线充电原理是将环境电磁波转换为电流并传输,其传输间隔中等、速度较快,但稳定性、安全性较低,成本投入高。
电场耦合式无线充电原理是通过垂直方向耦合两组非对称偶极子产生的感应电场传输电力,适合短距离充电,转换效率高,位置可不固定,但需大体积设备且功率较小。
近年来,无线充电技术发展迅速。
2007 年,麻省理工学院的研究团队成功为两米外的60 瓦灯泡供电。
2010 年,WPC 发布了Qi 1.0 标准。
2012 年,第一批无线充电手机发布,此后三星、苹果、华为、小米等品牌相继入局。
2019 年,苹果发布了磁吸无线充电。
2023 年9 月,苹果携手WPC 带来了Qi2。
无线充电技术应用广泛,包括电子设备充电(如智能手机、平板电脑、可穿戴设备)、汽车充电(电动汽车在行驶或停车时自动充电)、家居和办公场所(无线充电家具、公共区域设置无线充电设备)、医疗设备(无线充电心脏起搏器、假肢等)以及工业制造、航空航天等多个领域。
然而,目前无线充电技术仍面临一些挑战,如传输距离有限、传输效率待提高、成本较高等。
未来需要继续加强技术研发和创新,推动无线充电技术不断进步和完善。
无线充电技术的起源和发展历程无线充电技术的起源可以追溯到19世纪。
1890年,物理学家尼古拉·特斯拉就进行了无线输电实验,构想通过地球和电离层建立低频共振来传输能量,但因经费等问题未能实现。
探讨关于无线充电的5个问题
1、无线充电到底是什么情况,怎么实现无线充电?
无线充电是怎么回事,顾名思义就是充电不要插线。
类似与WiFi一样,很方便。
理论上可以随时随地给手机等电子设备供电。
但无线充电暂时还不能像WiFi一样传输那么远的距离,现在成熟的方案只能在10mm以内的距离实现无线充电,一般为3~5mm左右的距离比较好,这类无线充电的技术采用的是磁感应无线充电技术。
随着技术的成熟,预计在未来的2~3年,无线充电的充电距离可以达到10~30cm左右,基本可以满足随时随地自由不受束缚的充电需求。
要实现无线充电需要一个发射端和一个接收端。
发射端就是无线充电器,接收端就是手机等。
在发射端有一个线圈,接收端也需要一个线圈。
发射端通过控制板和线圈发射能量,接收端通过控制板和线圈接收能量,这样就可以实现无线充电。
如下图的Nokia手机的无线充电情况,手机放在无线充电器上就可开始充电,无需通过USB接口连接充电。
只要有无线充电器和带无线充电的手机就可以充电。
无线充电器通过Micro USB连接到普通的充电器或者笔记本等就可以正常工作,把带无线充电的手机放在上面就可以开始充电。
如下图所示,通过USB连接好无线充电器就可以充电。
2、为什么需要无线充电?
无线充电先对与传统的有线充电有几大你不得不选择它的优点:
a、没有线的缠绕,简洁美观,看起来舒服,生活品质更高;
b、不用经常插拔,即放即充,方便快捷,让你的手机永不缺电;。
手机无线充电是什么原理手机无线充电是指通过无线技术将电能传输到手机电池的充电方式。
目前,主要有电磁感应充电、磁共振充电和雷达波充电等技术应用于手机无线充电中。
其中,电磁感应充电是最为常见的一种无线充电技术,其原理是利用电磁感应将电能传输到手机电池,从而实现充电的目的。
在电磁感应充电中,主要包括两个部分,发送端和接收端。
发送端通常是充电器,通过内部的线圈产生交流电磁场,而接收端则是手机,内部也有线圈来接收发送端的电磁场。
当发送端和接收端的线圈处于一定的距离内,并且频率匹配时,就会产生电磁感应,从而实现无线充电。
具体来说,当充电器通电时,内部的线圈会产生交流电磁场,而手机内部的线圈则会受到这个电磁场的影响,从而在手机内部产生感应电流。
这个感应电流会经过手机内部的电路进行整流和调节,最终充入手机电池中,完成无线充电的过程。
在实际应用中,电磁感应充电技术已经得到了广泛的应用。
无线充电器可以通过简单的放置,就能够实现对手机的充电,不需要插拔充电线,极大地方便了用户的使用。
同时,也减少了充电线的磨损和损坏,延长了手机和充电器的使用寿命。
除了电磁感应充电,磁共振充电也是一种常见的无线充电技术。
磁共振充电原理与电磁感应充电类似,都是通过电磁场来实现无线充电,但是磁共振充电可以实现更远距离的充电,而且在传输效率上也有所提高。
雷达波充电则是一种较为新颖的无线充电技术,其原理是利用雷达波来实现充电。
这种技术可以实现更远距离的充电,甚至可以穿墙充电,但目前在实际应用中还存在一定的技术难题和成本问题,尚未得到大规模的应用。
总的来说,手机无线充电技术是通过电磁感应、磁共振或雷达波等方式实现的,其原理都是利用电磁场来传输电能,从而实现对手机的充电。
随着技术的不断进步和发展,相信手机无线充电技术会变得更加普及和便利,为用户带来更好的充电体验。
无线充电——你不知道的知识1.无线充电系统1.1无线充电系统整体结构与功能图1无线充电系统结构——图片来源于《应用于便携式电子设备的小功率无线充电系统的研究与开发》整流滤波:将220V/50Hz的交流电转换为高压直流电;DC-DC:将高压直流电降压,输出低压直流电;高频逆变:低压直流电经过高频逆变电路转换成低压高频交流电(频率约为100-200kHz),以便于发射端线圈产生强大的感应磁场;整流滤波:由于电磁感应的原理,接收端在强大的感应磁场中产生低压高频感应电流,该电流经过AC-DC电路后变成直流电,此时就可以直接供给负载使用(功率为5W电压一般为5V,10W电压9V,15W电压12V,小米9最新20W电压为15V,无线充电电流一般不超过1.5A)。
1.2无线充电系统调控过程图2无线充电系统调控过程检测阶段:发射端检测到放置物体的位置后,发射一个小的测量信号来监控物体的放置和移动,判断是否进入下一阶段,这个信号不会唤醒接收端;判断阶段:发射端将发射功率信号,并检测可能来自接收端的响应,从而判断响应是接收端还是未知的对象。
如果发射端接收到正确的信号,将继续进入识别和配置阶段,保持功率信号输出;识别和配置阶段:接收端会将所需要的能量信号传递回发射端。
发射端需要将收到的信号解码,根据接收端所需要的能量调节输出功率,当无法解码时默认传输功率为5W;功率发射阶段:“识别与配置”阶段完成后,发射端启动功率传输模式。
接收端控制电路向发射端发送误差包,将整流电压调整到线性稳压器效率最大化所需的水平,并将实际接收到的功率包发送给发射端进行外目标检测(FOD,Foreign Object Detection,异物检测),可保证安全、高效的功率传输;结束阶段:充电结束后接收端发出EPT(End Power Transfer,结束功率传输)信号,当接收端受到EPT信号时终止功率传输。
1.3无线充电Qi标准为什么选用100~205kHz?Qi标准基于电磁感应的充电技术,频率是100-205kHz,无线充电传输的是能量而不是信号,因为100-205kHz是对人体无害的低频非电离频率,采用这个频率将大大减小对人体的伤害。
另一方面,此频率和绝大多数无线设备不在一个频道上,不会影响其它无线设备。
1.4无线充电线圈测试要求100kHz/1V中,1V是什么意思?测试频率100kHz,1V为激励电压。
供电电压:为测试设备提供能量,使之处于一种稳定的工作状态,常见的供电电压为220V;激励电压:作为信号输入用的,它使电路具有一定的响应(输出),从而得到响应(输出)与激励(输入)之间具有特定的函数关系。
无线充电线圈常见的LCR测试仪是Agilent E4980A,采用自动平衡电桥法的原理,在220V的供电电压下正常工作,由信号源产生一个频率为100kHz,电压为1V的信号,通过无线充电系统后得到输出信号,对比分析计算电感、Q值和交流电阻。
2.无线充电线圈无线充电常见发射端线圈有丝包线线圈和多股绞线线圈,接收端常见线圈有FPC(Flexible Printed Circuit柔性电路板)线圈和多股绕线线圈,2.1丝包线线圈和多股绞线线圈图3丝包线线圈图4多股绞线线圈这两种线圈一般用在无线充电发射端,整个产品对厚度的要求没有那么高(公差可以给到±0.5mm ),制作成本低、工艺简单,一般都是常规品(例如A11线圈)。
丝包线:在漆包绞线的表面再包覆一层或两层天然纤维或化学纤维之后而形成的线,包括涤纶丝包线、尼龙丝包线、自粘丝包线(丙酮粘合、热风粘合),其中丙酮自粘丝包线是最常用的;多股绞线:用多股铜线按照一定规则和方向做圆周螺旋缠绕在一起,形成一股多芯的电源线,多股绞线通过热风粘合绕成线圈。
多股绞线最大外径经验计算公式:D=1.155*d*√n其中:1.155——系数;d ——单根铜线最大外径;n ——绞线的股数为什么用多股线而不用同等线径的铜线来绕制线圈呢?第一,方便加工。
多股线比较柔软,弯曲性比较好,而同等线径的铜线较硬,很难加工;第二,降低趋肤效应。
无线充电工作频率100-200kHz ,高频电流在导体中通过,随着与导体表面的距离逐渐增加,导体内的电流密度呈指数递减,即导体内的电流会集中在导体的表面,这就是趋肤效应。
单股线径粗的铜线趋肤效应严重,造成发热和效率降低;多股线中单根漆包线相互绝缘而且线径较小,可有效降低趋肤效应影响。
2.2FPC 线圈(1)常见FPC 结构图5单面板、双面板和镂空板单面板:不能用作FPC 线圈(单面有铜,布线时不能交叉,线圈内引线无法导出),适用于单面有焊盘的FPC 端子;双面板:适用于各种FPC 线圈和FPC 端子;镂空板:适用于双面有焊盘的FPC 端子,和单面板一样不能用作FPC 线圈。
单面板和镂空板结构不同用途也不同。
单层板由铜箔基材(铜箔+PI )+PI 保护膜两部分组成,铜箔胶PI PI 胶铜基材铜箔胶PI PI胶铜箔胶PIPI 胶铜箔胶铜箔基材保护膜焊盘只出现在有PI保护膜的一面,另一面无法开窗形成焊盘;镂空板由PI保护膜+铜箔+PI保护膜三部分组成,但是焊盘可以出现在两面(通过PI膜开窗控制),适用范围更广。
(2)工艺流程(双面板)开料:将整卷双面板原材料(铜箔基材)裁切成设计拼板大小尺寸;钻孔:在基材表面钻出所需通孔,为连接两面线路导电作铺垫(双层板上下两层铜之间有PI,在钻孔和镀铜之前是不导电的),或者为后工序作识别和定位使用;镀铜:在基材通孔壁上吸附一层离子钯,通过催化氧化还原反应,在离子钯的基体上沉积一层金属铜层(镀铜时上下两层铜箔通孔处沉积的金属铜层会使两层铜箔导通);清洗:去除铜面氧化物并增加铜面的粗糙度,加强后序(贴干膜/丝印油墨)产品的附着力;贴干膜:干膜(Dry film)是一种高分子化合物,经紫外线照射后能够产生一种聚合反应,形成一种稳定的物质附着在板面,从而达到阻挡蚀刻的功能。
在已镀好铜的板材表面贴上一层干膜,作为图形转移的胶片;对位曝光:将菲林(银盐感光胶片)对准已贴好干膜板材上,用UV光(紫外光线)照射。
菲林上已成像的地方会阻止UV光透过,无法曝光,干膜不能发生聚合反应,无法保护此处板材后面的蚀刻;菲林上未成像的地方UV透过照射在干膜上,发生聚合反应附着在板面,阻挡后续的蚀刻,形成留铜区(即线路);图6对位曝光示意图显影:将线路图形未曝光区域的干膜通过Na2CO3或者K2CO3冲洗,将未发生聚合反应的干膜溶解,露出铜材,留下已曝光区域的干膜图形;蚀刻:显影后露出铜面的区域通过蚀刻液(氯化铜)腐蚀掉,留下干膜覆盖的图形部分;Cu+CuCl2=2CuClCuCl+HCl+H2O2→CuCl2+H2O退膜、除油、微蚀和钝化:将已经蚀刻成形的线路图形上面的干膜用脱膜液(NaOH)退掉,再经除油除去板材表面氧化物,微蚀增强铜面附着力,并在线路表面钝化生成一层铜面保护层,以避免贴覆盖膜前表面容易氧化;贴覆盖膜:在铜箔线路上,覆盖一层保护膜,以避免线路氧化或短路,同时起绝缘及产品弯折作用;层压:将已经贴好覆盖膜的产品,利用平整性很强的压机高温高压;使得覆盖膜的粘合剂融化、流动并充分填充到线路间隙中,使线路铜箔和覆盖膜紧密结合在一起,起到保护作用。
2.3超薄多股并绕线圈图7超薄多股并绕线圈和铜线分布图超薄多股并绕线圈与多股绞线线圈不同。
多股绞线线圈是多股漆包线拧成一股,然后绕成线圈,线圈比较厚;超薄多股并绕线圈是多根铜线并排绕线,所有的铜线并排在同一个平面,能减小趋肤效应的同时将线圈做到很薄(铜芯直径0.11mm的铜线可以绕成0.15mm厚度的线圈),适合在接收端中使用。
超薄多股并绕线圈的成本相比于FPC线圈低很多,在性能上基本持平,内引线引出时会导致整体的厚度增大,可以通过线圈+FPC端子+开槽磁板(开槽形状与FPC端子形状一致,间距0.15 mm比较合适)来降低整体厚度。
3.无线充电磁板3.1纳米晶磁板制备非晶带材:通过快速凝固的工艺将熔融的金属浆料制成非晶带材;热处理:将非晶带材经过热处理,非晶带材析出微小晶粒成为纳米晶带材;覆膜叠片:将纳米晶带材通过双面胶叠在一起,在叠层完成后的磁板上下表面附上一层胶带,既满足贴合的需要,也防止磁板掉粉(热处理后的带材很脆,容易破碎掉粉);裂片:纳米晶磁板的初始磁导率可以达到几万,不满足使用,裂片后磁导率大幅度下降,常用磁导率为650,配合线圈使用满足电性要求;模切:将卷带的纳米晶磁板模切成需要的形状。
3.2铁氧体磁板图8铁氧体磁板制备过程配料:按原材料比例配料,并混合均匀;流延:将配置好的浆料涂覆在基带上面;排置:成型后切片,多片排置在同一个坩埚里面(单片烧结效率低、成本高);烧结:高温烧结得到铁氧体磁片;分片:将叠在一起的磁片分开;贴胶:单片贴胶+覆膜,跟纳米晶磁板相似;裂片:原理跟纳米晶磁板一致,铁氧体磁板的初始磁导率相对较低(几千不等);模切:模切成需要的形状满足生产。
4.顺络电子无线充电线圈4.1无线充电线圈产品顺络电子可以设计和生产各种无线充电线圈,研发能力强,响应速度快,能保质保量的满足客户需求;公司有大量的自动化生产设备,具有丰富的量产经验,生产的线圈具有可靠性高、外观好、均匀性好等特点。
图9圆形无线充电线圈图10方形无线充电线圈图11FPC 线圈(左)和多股并绕超薄线圈(中间为FPC 端子引出)4.2顺络无线充电线圈组的优势顺络电子股份有限公司1.材料研发团队强2.自产磁板性能好3.良好的供应商合作 1.工程师经验丰富2.电磁仿真能力强 3.设计与样品结合紧密丰富的量产经验,设备自动化程度高。