|
作者：無線充電圈 這篇文章主要是面對所有無線充電行業(yè)的從業(yè)人員，而不單純是技術研發(fā)人員，只要你對初高中物理有一些了解我們相信基本能夠看懂。后續(xù)再陸續(xù)推出一些針對不同層次和不同階段的同行朋友的經(jīng)典技術文章，希望對無線充電行業(yè)有一些積極的幫助。 文章主要解決下面幾個問題： 1>無線充電是怎么充電的？ 2>無線充電為什么可以無線充電？ 3>無線充電是基于什么原理？ 4>無線充電器的構(gòu)成是什么樣的？ 5>無線充電有什么好處？ 第一個問題：無線充電器是怎么充電的 很多人其實對無線充電是怎么充電并沒有一個概念，很多人也希望它像WiFi一樣，只要有WiFi的地方，連接上就能用。 理想的情況簡單認為就是沒有線，到處都可以充電。無論是家里、辦公室、酒店、咖啡廳、地鐵、機場都能隨時連接無線充電網(wǎng)給手機充電。估計幾年以后無線充電將覆蓋每個領域，無處不在。 
但現(xiàn)實的情況是無線充電還達不到上面理想的狀態(tài)，不僅僅是基礎設施的問題，而是技術的問題，我們現(xiàn)在的無線充電，充電器和手機的距離一般都在5mm以內(nèi)（現(xiàn)階段的Qi標準的無線充電情況），未來的磁共振標準可以做到125px以內(nèi)（A4WP標準的無線充電情況）。
現(xiàn)在階段的Qi標準的無線充電器需要緊貼且對位好充電位置，距離充電器位置越遠充電效率越低，具體10mm以上基本上不能充電，上下左右移動范圍一般一般只有10mm左右，且偏離中心位置遠大，充電效率越低。 無線充電的充電效率一般在70%左右，好的可以做到75%左右，差一點的只有65%左右。 隨著技術的進步，無線充電的距離和充電效率都將會有很大改善。 第二個問題：無線充電器為什么可以無線充電 無線充電是發(fā)射端（充電器）和接收端（手機等）各有一個線圈，發(fā)射端把電能通過發(fā)射線圈轉(zhuǎn)換為磁場，發(fā)射線圈的磁場穿過接收端線圈，根據(jù)基礎物理的法拉第電磁感應定律，在接收線圈中將產(chǎn)生電場，最后通過接收端輸出電能給手機充電。 這是最基本的電場轉(zhuǎn)換為磁場，磁場再轉(zhuǎn)換為電場的電磁場原理。
發(fā)射端和接收端如下圖所示：
線圈也是無線充電的重點模塊，且接收和發(fā)射的線圈會有一些差異，Qi標準的發(fā)射和接收線圈如下圖：
第三個問題：無線充電是基于什么原理 業(yè)內(nèi)有主要兩個技術流派，一個是磁感應，一個是磁共振。 業(yè)內(nèi)主要有三大充電標準（關于三大標準的詳細介紹后續(xù)文章會后介紹，請關注無線充電圈的官方微信：WXCDQ360），分別是WPC公司的Qi標準，PMA公司的Power2.0標準和A4WP公司的Rezence標準，其中WPC和PMA暫時是基于磁感應技術，A4WP是基于磁共振技術。 磁感應技術 基本原理是基于LC諧振原理和磁耦合原理。 發(fā)射線圈的固有諧振頻率為
接收線圈的固有諧振頻率為
發(fā)射端線圈的信號頻率工作在fp0附近，接收端線圈信號頻率工作在fs0附近，且當兩個線圈靠的比較近的時候，兩個線圈的磁場耦合會比較好，耦合系數(shù)M會比較高，這樣充電效率就會比較高。Qi標準規(guī)定發(fā)射和接收之間的能量傳輸?shù)男盘栴l率為110K~205KHz。
且發(fā)射器和接收器之間的通信的傳輸也是通過兩個線圈之間的耦合實現(xiàn)的，接收端把通信信號調(diào)制在功率信號上，發(fā)射器通過解調(diào)把通信信號解調(diào)出來，雙方通過約定好的協(xié)議實現(xiàn)通信的傳輸。Qi規(guī)定的通信信號頻率為2KHz。
磁共振技術 磁共振技術和磁感應技術在原理上有類似的地方，也是基于LC諧振原理和磁場耦合原理，只是磁共振往前再走了一步，就是發(fā)射端和接收端的功率信號的頻率要求會很高，要求接發(fā)射和接收端必須都工作在諧振點，且頻率相同，因此稱為共振。我們知道，在諧振點耦合時，整個效率是最好的，能量的浪費是最小的。 磁共振情況，能量的傳輸距離稍遠一點，但能量的傳輸頻率會高很多。
A4WP規(guī)定能量的傳輸頻率為6.78MHz，另外A4WP發(fā)送端和接收端的信號通信采用帶寬為2.4GHz的Smart Bluetooth通信協(xié)議。 關于磁感應和磁共振技術的詳細內(nèi)容在后續(xù)的技術文章會有介紹（請關注無線充電圈官方微信：WXCDQ360） 第四個問題：無線充電器的構(gòu)成是什么樣的 無線充電器主要由三個部分構(gòu)成：外殼、主板和線圈。
主板是整個系統(tǒng)的核心模塊，一般包括主芯片，功率器件，其他電子器件等。
第五個問題：無線充電有什么好處 無線充電相對于有線充電，有其獨特的優(yōu)點： 1> 美觀，便利，沒有線的纏繞，也不需要經(jīng)常帶充電線 2> 方便，兼容，不需要擔心充電接頭不兼容的問題，也不用擔心用的iPhone還是三星等手機 3> 安全、可靠，不存在充電過程中接打電話存在漏電而被高壓電擊的風險 4> 提高了電池使用壽命，方便持續(xù)給電池補充能量而不存在電池過放的情況，提高了電池的循環(huán)壽命
說明：有些圖片源自于網(wǎng)絡，可能是一些公司的產(chǎn)品宣傳圖片，在此借用，謝謝！ 更多無線充電經(jīng)典技術介紹，敬請關注官方微信：無線充電圈（公眾號：WXCDQ360），春節(jié)后會陸續(xù)發(fā)布。 |
