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四大无线充电原理分析及无线充电技术联盟简介
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无线充电器批发

时间 : 2018-07-16 09:17 浏览量 : 429

    早在2011年夏季就已有支持Qi标准的无线充电智能手机上市,并且能够做到无论是哪个厂商生产的任何使用“Qi”规格标准的无线充电器均能使用无线充电功能。


    当时间来到2018年,迎来无线充普及爆发年,越来越多的智能设备支持无线充电功能,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,现在其应用范围再次扩大到智能手机领域。

    大家可能会很好奇无线充电原理是怎样的呢?


    无线充电原理技术的研究可以追溯到19世纪30年代,科学家迈克尔·法拉第首先发现了电磁感应原理,即周围磁场的变化将使电线中产生电流。到了 19世纪 90年代,爱迪生光谱辐射能研究项目的一名助手,也是后来的科学家尼古拉·特斯拉(Nikola Tesla) 证实了无线传输电波的可能性,并申请了首个专利。


    无线充电器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。


目前无线充电存在四种不同的商用技术:

    电磁感应技术、无线电波技术和电磁共振技术、电场耦合技术,几种技术各有特点。

一、无线充电原理之电磁感应式充电简介:

    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。

无线充电原理之电磁感应式充电原理示意图

    电磁感应式充电是目前使用频率最高,最普及的无线充电技术。WPC联盟、Qi标准就是属于利用无线充电原理之电磁感应式充电技术。


无线充电原理之电磁感应式充电简介【Qi标准】

    Qi是全球首个推动无线充电技术的标准化组织--无线充电联盟(Wireless Power Consortium,简称WPC)推出的“无线充电”标准,具备便捷性和通用性两大特征。

    (1)不同品牌的产品,只要有一个Qi的标识,都可以用Qi无线充电器充电。

    (2)Qi标准攻克了无线充电“通用性”的技术瓶颈,在不久的将来,手机、相机、电脑等产品都可以用Qi无线充电器充电,为无线充电的大规模应用提供可能。


二、无线充电原理之无线电波技术简介:

    无线电波式充电是一种发展较为成熟的无线充电技术,利用无线电波充电的无线充电器由微波发射装置和微波接受装置组成,可以捕捉到由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。这种无线充电器解决方案较为方便,只需在墙身插头处安装一个发送器,在低电压产品上安装一个接收器即可。

无线充电原理之无线电波技术原理示意图


三、无线充电原理之电磁共振技术简介:

    电磁共振充电是目前正在研究的一种无线充电技术,至今为止还无法实现商用。利用电磁共振充电的无线充电器由能量发送装置和能量接受装置组成,当这两个装置位于相同频率下时,引起共振,可以相互交换彼此的能量,从而将能量由输送端传送至接收端,完成无线充电。

无线充电原理之电磁共振技术原理示意图

    电磁磁场共振方式,则是现在最被看好、被认为是将来最有希望广泛应用于电动汽车的一种方式;磁场共振式供电,目前技术上的难点是,小型、高效率化比较难。现在的技术能力大约是直径半米的线圈,能在1m左右的距离提供60w的电力无线充电器产品


四、无线充电原理之电场耦合技术简介:

    充电模块是由2个非对称偶极子按垂直方向排列而成的,这组偶极子各由供电部分和接收部分的活性炭电极和接地电极组成。无线供电模块就是通过这2个非对称偶极子的电场耦合而产生的感应电场来供电的。

无线充电原理之电场耦合技术原理示意图

    电场耦合方式的三大特点:

    (1)充电时可实现位置自由;

    (2)电极薄

    (3)电极部的温度不会上升。

    因此无线充电原理之电场耦合技术不仅能够提供便利性,而且还可降低系统成本。目前已试制完成为平板终端及电子书等便携终端进行无线供电的供电台。


目前市场上无线充电技术有两大联盟:WPC和A4WP。

A:无线充电原理之技术联盟【WPC】

   为了推广无线充电技术的发展,2008年12月17日,飞利浦电子、德州仪器、国家半导体等几大公司携手组建无线充电联盟WPC,共同制定无线充电标准Qi,以提高不同产品的兼容性。Qi 采用了目前最为主流的电磁感应技术。

   2010年8月31日,无线充电联盟在北京宣布正式将Qi无线充电国际标准引入中国。

   截至2017年10月,WPC有来自行业各个细分市场的289个成员,在WPC联盟会员中,手机行业率先加入,包括三星、华为、诺基亚、黑莓等,以及很多手机无线充电器发射方案厂家加盟WPC。


B:无线充电原理之技术联盟【A4WP】

   A4WP是Alliance for Wireless Power标准的简称,由美国高通公司、韩国三星公司以及前面提到的Powermat公司共同创建的无线充电联盟创建。该联盟还包括Ever Win Industries、Gill Industries、Peiker Acustic和SK Telecom等成员,目标是为包括便携式电子产品和电动汽车等在内的电子产品无线充电设备设立技术标准和行业对话机制。

   作为磁共振技术支持者的高通公司,联手三星、 Powermat成立了无线充电联盟A4WP,主推磁共振技术。A4WP的无线充电技术不仅支持自由摆放,还支持同时给多个设备充电。


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