无线充电的原理是什么

无线充电原理图文详解

支持无线充电的智能手机从2011年夏季前后开始上市。任何厂商的任何机型均可使用的“Qi”规格将成为全球标准。停车即可充电的EV（电动汽车）用充电系统也在推进研发。

无线充电已经在电动牙刷、电动剃须刀、无线电话等部分家电产品中实用化，现在其应用范围又扩大到了智能手机领域。

NTT DoCoMo在2011年夏季以后陆续上市了多款支持无线充电的智能手机和充电座。这些手机无需在手机上插上充电线缆，只需放置在充电座上即可为电池充电。今后NTT DoCoMo将在电影院、餐厅、酒店、机场休息室等公共场所设置充电座，便于用户在外出时使用。

软银移动也预定2012年1月上市支持无线充电的智能手机。KDDI正在开发车载式智能手机的无线充电座。

未来无线充电的应用范围将有望扩大到EV的充电系统。

目前，市场上支持无线充电的智能手机和充电器大部分都符合总部位于美国的业界团体“无线充电联盟（WPC）”所制定的“Qi”规格。Qi源自汉语“气功”中的“气”，以松下、韩国三星电子、英国索尼爱立信、芬兰诺基亚、电装为首，许多国家的家电厂商和汽车厂商都相继加盟了WPC。

无线充电方式包括“磁共振”及“电波接收”等多种方式，Qi采用的是“电磁感应方式”。通过实现标准化，只要是带有Qi标志的产品，无论是哪家厂商的哪款机型均可充电。

19世纪发现的物理现象

电磁感应方式采用了19世纪上半期发现的物理现象。众所周知，电流流过线圈时，周围会产生磁场。1820年，丹麦物理学家汉斯·奥斯特（Hans Oersted）发现了这种电磁效应。

用没有通电的其他线圈接近该磁场，线圈中就会产生电流，由此点亮灯泡。1831年，英国物理学家迈克尔·法拉第（Michael Faraday）发现了这个可从线圈向线圈供电的物理现象，并称之为电磁感应现象。

无线充电使用的充电座和终端分别内置了线圈，使二者靠近便开始从充电座向终端供电。为提高供电效率，需要使线圈之间的位置对齐，不产生偏移。因此，各厂商在位置定位方法方面纷纷开动脑筋。

无线充电原理图文详解

支持无线充电的智能手机从2011年夏季前后开始上市。任何厂商的任何机型均可使用的“Qi”规格将成为全球标准。停车即可充电的EV（电动汽车）用充电系统也在推进研发。

无线充电已经在电动牙刷、电动剃须刀、无线电话等部分家电产品中实用化，现在其应用范围又扩大到了智能手机领域。

NTT DoCoMo在2011年夏季以后陆续上市了多款支持无线充电的智能手机和充电座。这些手机无需在手机上插上充电线缆，只需放置在充电座上即可为电池充电。今后NTT DoCoMo将在电影院、餐厅、酒店、机场休息室等公共场所设置充电座，便于用户在外出时使用。

软银移动也预定2012年1月上市支持无线充电的智能手机。KDDI正在开发车载式智能手机的无线充电座。

未来无线充电的应用范围将有望扩大到EV的充电系统。

目前，市场上支持无线充电的智能手机和充电器大部分都符合总部位于美国的业界团体“无线充电联盟（WPC）”所制定的“Qi”规格。Qi源自汉语“气功”中的“气”，以松下、韩国三星电子、英国索尼爱立信、芬兰诺基亚、电装为首，许多国家的家电厂商和汽车厂商都相继加盟了WPC。

无线充电方式包括“磁共振”及“电波接收”等多种方式，Qi采用的是“电磁感应方式”。通过实现标准化，只要是带有Qi标志的产品，无论是哪家厂商的哪款机型均可充电。

19世纪发现的物理现象

电磁感应方式采用了19世纪上半期发现的物理现象。众所周知，电流流过线圈时，周围会产生磁场。1820年，丹麦物理学家汉斯·奥斯特（Hans Oersted）发现了这种电磁效应。 用没有通电的其他线圈接近该磁场，线圈中就会产生电流，由此点亮灯泡。1831年，英国物理学家迈克尔·法拉第（Michael Faraday）发现了这个可从线圈向线圈供电的物理现象，并称之为电磁感应现象。

无线充电使用的充电座和终端分别内置了线圈，使二者靠近便开始从充电座向终端供电。为提高供电效率，需要使线圈之间的位置对齐，不产生偏移。因此，各厂商在位置定位方法方面纷纷开动脑筋。

无线充电器的设计制作

Wireless battery charger

关键字：无线充电电路图

工作原理

将直流电转换成高频交流电，然后通过没有任何有有线连接的原、副线圈之间的互感耦合实现电能的无线馈送。基本方案如图

1 电能发送部分

如图2,无线电能发送单元的供电电源有两种：220V交流和24V直流（如汽车电源），由继电器J选择。按照交流优先的原则，图中继电器J的常闭触点与直流（电池BT1）连接。正常情况下S3处于接通状态。

无线充电模块

当有交流供电时，整流滤波后的约26V直流使继电器J吸合，发送电路单元便工作于交流供电方式，此时直流电源BT1与电能发送电路断开，同时LED1（绿色）发光显示这一状态。

经继电器J选择的+24V直流电主要为发射线圈L1供电，此外，经IC1（78L12）降压后为集成电路IC2供电，为保证J的动作不影响发送电路的稳定工作，电容C2的容量不得小于2200uF。

电能的无线传送实际上是通过发射线圈L1和接收线圈L2的互感作用实现的，这里L1与L2构成一个无磁芯的变压器的原、副线圈。为保证足够的功率和尽可能高的效率，应选择较高的调制频率，同时要考虑到器件的高频特性，经实验选择1.6MHz较为合适。

IC2为CMOS六非门CD4069,这里只用了三个非门，由F1,F2构成方波振荡器，产生约1.6MHz的方波，经F3缓冲并整形，

如图12－2所示，由于电路完全对称，电容器的充放电时间常数相同, 故输出为对称的方波。改变R和C的值，可以改变输出振荡频率。非门3用于输出波形整形。

一般取R≤1KΩ,当R＝1KΩ，C＝100pf～100µf时，f＝nHz～nMHz，脉冲宽度tw1＝tw2＝0.7RC，T＝1.4RC）

得到幅度约11V的方波来激励CMOS功放管IRF640.足以使其工作在开关状态（丁类），以保证尽可能高的转换效率。为保证它与L1C8回路的谐振频率一致。可将C4定为100pF,R1待调。为此将R1暂定为3K,并串入可调电阻RP1。在谐振状态，尽管激励是方波，但L1中的电压是同频正弦波。

无线充电技术工作原理

无线充电的工作原理主要基于电磁感应、电磁共振、无线电波（RF）、电场耦合传输技术，这些技术允许电能通过非物理接触的方式从充电基座（或发射器）传输到电子设备（或接收器）的电池中。以下是这三种主要无线充电技术的工作原理：

① 电磁感应式无线充电：

1．这是目前应用最广泛、技术最成熟的无线充电方式。其基本原理与变压器相似，利用交变电流通过初级线圈产生交变磁场，次级线圈则感应出电动势并转换为电流，从而实现电能的无线传输。

2．充电时，充电设备（如手机）放置在无线充电板上，两者内置的线圈相互靠近。充电板上的线圈连接至电源并产生交变磁场，手机内的线圈感应到这一磁场后产生电流，进而为手机电池充电。

3．优点：效率高、技术成熟、成本相对较低。

4．缺点：传输距离短（一般需几毫米至几厘米），且要求设备位置相对固定。

② 电磁共振式无线充电：

1．电磁共振技术通过调整发射器和接收器的频率，使它们在同一频率上共振，从而更有效地传输电能。这种技术的传输距离比电磁感应更远，可达数米。

2．发射器和接收器都包含能够产生和接收共振的线圈，它们被调谐到相同的频率。当发射器通电并产生交变磁场时，与接收器线圈频率相同的部分会被放大并传输给接收器。

3．优点：传输距离较远，适用于多个设备同时充电。

4．缺点：效率相对较低，且对设备位置和方向有一定要求。

③ 无线电波（RF）传输式无线充电：

1．无线电波式无线充电利用微波或毫米波等无线电波将电能传输到接收设备。这种方法类似于无线通信，但传输的是电能而非信息。

2．发射器将电能转换为无线电波并发射出去，接收器则捕捉这些无线电波并将其转换回电能。这种技术可以实现较远距离的电能传输，但技术复杂度和成本较高。

3．优点：传输距离远，理论上可以实现较远的无线充电。

4．缺点：效率低，能量在传输过程中会有较大损失；且可能对周围电子设备产生干扰。

总的来说，无线充电技术的发展为人们的生活带来了极大的便利，不同的技术各有优缺点，适用于不同的应用场景。随着技术的不断进步，无线充电的效率和传输距离有望进一步提高，从而推动其更广泛的应用。