一种位置自由的低功耗无线充电系统

作者:最新平台发布时间:2022-10-18 01:24

本文摘要:随着智能手机的蓬勃发展与普及,人们对于手机的倚赖程度更加强劲。然而,受限于电池技术的制约,手机的电池频率随着功能的扩展也急遽增加,由原本的两三天一差使上升到现在的一天一差使甚至更加较少。无线充电技术的经常出现使得电池的过程更为便利,同时也解决问题了有所不同手机之间的兼容性问题。

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随着智能手机的蓬勃发展与普及,人们对于手机的倚赖程度更加强劲。然而,受限于电池技术的制约,手机的电池频率随着功能的扩展也急遽增加,由原本的两三天一差使上升到现在的一天一差使甚至更加较少。无线充电技术的经常出现使得电池的过程更为便利,同时也解决问题了有所不同手机之间的兼容性问题。

目前,主流的无线充电技术主要还包括以下3类:  1)电磁感应:在两个设备中分别用于一只具备振荡电路特性的线圈构成一组发送线圈,在发送到设备的线圈再加几兆赫兹的交变电流,那么接管设备的线圈上就不会产生感应器电动势,从而构建了电能的无线传输。目前,基于电磁感应的无线充电技术的传输功率为几瓦到几百瓦,传输距离大于1cm。  2)无线电波:根据电磁学原理由此可知,垂直导体篮内通过超高频的交流电,其周围就不会构成电磁波,在特定的频率内,我们叫这本导体棒升空出有了无线电波。

如果把一个圆环形的线圈作为天线,放到无线电波的周期变化的磁场里,那么线圈里就不会感应器出有适当的电流。基于无线电波的无线充电技术利用了电波能量可以通过天线发送到和接管的原理,必要在整流电路中将电波的交流波形转换成直流后加以利用。

基于无线电波的无线充电技术的传输功率大于100毫瓦,传输距离最低可以超过10米。  3)电磁共振方式:在两个共振频率完全相同的物体之间能有效地的传输能量,而有所不同频率物体之间的相互作用较强。

根据这个原理,麻省理工学院的研究小组在灯泡试验中,用两个铜线圈作为电磁共振器。其中一个线圈相连在电源上作为发射器,另一个线圈连在灯泡上作为接收器。通电后,发射器需要以10MHz的频率振动,但它并不向外升空电磁波,而是在它的周围构成一个强劲的非电磁辐射磁场。这个非电磁辐射磁场可以协商的与接管线圈展开能量传输。

基于电磁共振的无线充电技术的传输功率需要超过几千瓦,传输距离可约数米。  本文使用TI的BQ500410A芯片来包含无线充电系统的TX末端,RX末端使用TI的BQ51013B。

该方案用于3个升空线圈阵列来拓展方位权利,同时具备宿主金属检测(PMOD)和外来物体检测(FOD)的功能,保证了电池过程的安全性。  1原理讲解  1.1传输原理  基于电磁感应的无线充电技术与变压器相近,都是基于电磁感应原理构建的。

经典的电磁学可以总结为一组知名的麦克斯韦方程组,即:  由上述麦克斯韦方程组可以显现出,变化的电场不会产生变化的磁场,变化的磁场也不会产生变化的电场。如此重复,就构成了电磁场。以一个波长为界,到场源为中心的一个波长范围内,沦为近场区,又称感应场;远超过一个波长的范围沦为远场区,又称辐射场。感应场内电磁场强度大,但是波动慢;忽略,电磁辐射场内电磁场强度小,但是波动较慢。

  基于电磁感应的无线充电技术就是应用于了这一原理。升空末端利用直流电源技术将电网整流过的直流电逆变为高频的交流电,因此升空线圈的周围就不会产生交变的磁场。

坐落于感应场的接管线圈由于电磁感应的起到产生感应器电动势,再行经过整流、整形后可供阻抗用于。  1.2系统结构  一套原始的无线充电系统还包括TX末端和RX末端两部分,其结构框图如图1右图。  无线充电的结构类似于一个空心变压器,能量传输通过线圈耦合的方式来构建。

一般来说升空线圈及其驱动电路被加装在一个电池板内,接管线圈及其驱动电路则被映射到须要电池的设备中,如智能手机等。能量传输的效率与线圈之间的距离、线圈偏移的程度、线圈方向、线圈材质、磁场屏蔽、阻抗匹配、升空频率及频率等因素有关。

其中,线圈之间的距离及偏移程度对传输效率有很大的影响。  图1无线充电系统框图  本文使用3个升空线圈阵列来拓展电池区域,以便取得更佳的电池效率及体验。

BQ500410A以400ms的时间间隔依序使能3个升空线圈,同时使能适当的COMM对系统信号通路的仿真电源。BQ500410A不会找寻最弱的COMM对系统信号,然后驱动适当的升空线圈工作,以取得最差的线圈给定。

因此,在同一时刻只有一个升空线圈是工作的,其他两个升空线圈则正处于待机状态。  为了增加电磁辐射,该无线充电系统还在发送两端线圈的背部各减少了一块铁氧体于隔年磁片,使得能量传输的区域被容许在了两块于隔年磁片之间,防止了无线充电系统工作时产生的电磁辐射对智能手机或其它设备带给阻碍。


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