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無線充電的壯大，有線充電終結

盡管目前有線充電仍然占據大頭，但無線充電的更大便利性正在加大無線充電的市場。

深圳市一鑫創研無線充電器廠家認為尼古拉·特斯拉是對的，事實證明我們可以無線傳輸電能。他在19世紀晚期以多種方式證明了這一點。然而，像往常一樣，他走在了時代的前面。直到最近，這些工作通常都是失敗、被忽視或被解雇的。現在，研究人員和開發人員終于找到了讓無線傳輸以實際方式進行的方法。

無線電力傳輸主要用于在難以置信的產品范圍內充電。最早的應用是在電動牙刷和剃須刀中使用簡單的感應充電器。如今，大多數無線充電器都是智能手機、可穿戴設備，甚至是筆記本電腦。其他消費者目標包括助聽器和高爾夫球車。對混合動力汽車(HEVs)和全電動汽車(EVs)的無線充電是有意義的。一個常見的工業應用是無線充電的電動叉車。

無線電力理論

有兩種基本的方法可以在沒有電線的情況下傳輸電能:近場和遠場。近場法基本上就是磁力聯軸器。該操作是變壓器的操作，其中一個發射機(TX)線圈是主要繞組，而接收器(RX)線圈是二次繞組。

電力傳輸是無線的;發射機與接收機之間沒有直接的電氣連接。然而，使這項工作順利的關鍵是盡量縮短TX和RX之間的距離，并確保這兩個線圈最優地對齊。傳輸的功率和整個過程的效率取決于線圈之間的耦合程度。典型的耦合在0.3-0.6范圍內。

遠場傳輸是真正的無線電波，而不是磁場感應。在遠場中，TX天線以一個直角向另一個方向產生電場和磁場。在距離天線一定距離的地方，通常有幾個波長，磁場就會斷裂，并穿過空間，到達接收信號的RX天線，并產生一個小的有用電壓。

遠場的問題是，在TX和RX之間的距離的平方上，功率水平下降。為了便于使用，遠場或射頻法必須傳輸更高的功率，并盡可能縮短距離。

共振的重要性

為了提高近場線圈之間的能量傳輸，采用共振原理。在主線圈和次級線圈中加入一個電容來產生共振。回想一下，諧振頻率是電感(L)和電容(C)值的函數:

f = 1/2π√(LC)

1、該示意圖顯示了諧振無線電源耦合中如何使用串聯諧振電路。

串聯諧振電路是無線充電器中最常見的一種(圖1)。在諧振時，當XL = XC時，理想電感器和電容器的電壓降為相等。因此，它們的作用抵消了對電流的零阻力。在實踐中，線圈電阻(R)限制電流。是線圈的Q決定電流產生的量:

Q = XL / R

XL = 2πfl

主線圈的不同磁場感應電壓進入次級線圈。該電壓與線圈和電容器串聯，形成串聯諧振電路。輸出是通過電容器上的電壓。如果Q是高的，一個高電流流和諧振現象產生一個諧振電壓在電容器上的增加。這種電壓隨后被調整到直流，用于電池充電。電壓提升量由:

VC = qv

其中VC為電容電壓，Vs為電路源電壓;在這種情況下，感應電壓。

總的來說，諧振系統能產生更高的功率和更高的效率。雖然關鍵的物理因素是兩個線圈相互之間的位置，但共振系統對位置的容忍度更大，并且可以比普通的感應充電機工作更長的距離。

無線充電到目前為止，這種感應式電源的主要用途是電池充電。特殊的電路和充電產品可以在沒有電纜的情況下，給智能手機、手表和其他可穿戴設備充電。充電裝置，稱為充電板，包含TX線圈和相關電路，并由交流電源運行。智能手機或其他設備包含RX線圈和電池充電電路。你只要把手機放在墊子上就可以了。

你必須確保線圈正確地對準了最佳的權力轉移。如果不是這樣，就會有更少的電能傳輸，充電時間也更長。大多數墊子都有視覺或物理上的線索來幫助你將設備放置在最佳位置。

另一種解決方案是在充電板中使用多個TX線圈來覆蓋更大的區域。這些可能會重疊，以確保無論你把手機放在哪里，你都會得到一個好的傳輸。

汽車無線充電是一個新趨勢。多家汽車制造商現在都在用無線充電板或垃圾桶建造。目前，大多數高端智能手機，如蘋果iPhone 8、X和三星Galaxy S8都有完整的無線充電功能。一些健身和其他手表也包含線圈和充電電路。

標準無線充電的早期開發工作產生了多種方法和系統。最廣泛使用的標準叫做Qi(發音為chee)。該標準由無線電力聯盟(WPC)開發，由多個半導體制造商在芯片中實現，并內置超過2億部智能手機。WPC測試和認證基于Qi的產品，以確保許多Qi產品之間的充分的互操作性。以下是對基本特征的總結:

三種基本功率:0到5w, 0到15w, 0到120 W。

低功率的版本使用5毫米的線圈分離(當線圈對齊時最好)和最大40毫米(1.57英寸)。

操作頻率:110 - 205kHz(典型~140 kHz)。諧振耦合。

TX與RX之間的數據通信鏈路。(RX可告知電力需求TX;當充電完成時，RX可以通知TX。反向散射請求調制數據鏈路，速率為2 kb/s。

圖2顯示了Qi充電器和智能手機目標的簡化框圖。

2、這些是無線充電應用的主要組成部分。交流電源電壓被轉換為直流電源，從而產生用于TX線圈的高頻交流電。RX線圈接收振蕩磁場并產生一個信號，并將其整流到dc中，用于在智能手機或其他設備中運行充電器。RX和TX之間提供了一個通信鏈路。<