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无线充电技术综述
无线电能技术综述微航磁电技术有限公司简要:叙述了无线电能传输的概念和发展历程,着重对电磁感应式、电磁共振式和电磁辐射式三种无线电能传输进行了详细分析;电磁感应式传输距离近、效率低且需要补偿;电磁共振式是对感应式的突破。
可以在几米的范围内传输中等,其研究前景较好;电磁辐射式传输距离远,功率较大,但传输较远距离时需要高效整流天线和高方向性天线,其研制难度较大。
关键词:无线电能传输;电磁感应;磁谐振;微波所谓无线电能传输(Wirelss Power Transmission——wPT)就是借助于电磁场或电磁波进行能量传递的一种技术。
无线输电分为:电磁感应式、电磁共振式和电磁辐射式。
电磁感应可用于低功率、近距离传输;电磁共振适于中等功率、中等距离传输;电磁辐射则可用于大功率、远距离传输。
近年来,一些便携式电器如笔记本电脑、手机、音乐播放器等移动设备都需要电池和充电。
电源电线频繁地拔插,既不安全,也容易磨损。
一些充电器、电线、插座标准也并不完全统一,这样即造成了浪费,也形成了对环境的污染。
而在特殊场合下,譬如矿井和石油开采中,传统输电方式在安全上存在隐患。
孤立的岛屿、工作于山头的基站,很困难采用架设电线的传统配电方式。
在上述情形下,无线输电便愈发显得重要和迫切,因而它被美国《技术评论》杂志评选为未来十大科研方向之一。
在无线输电方面,我国的研究才刚刚起步,较欧美落后。
在此旨在阐述当前的技术进展,分析无线输电原理,为我国在无线输电方面的深入研究提供参考。
1 无线电能传输技术的发展历程最早产生无线输能设想的是尼古拉·特斯拉(Nikola Tesla),因而有人称之为无线电能传输之父。
1890年,特斯拉就做了无线电能传输试验。
特斯拉构想的无线电能传输方法是把地球作为内导体,把地球电离层作为外导体,通过放大发射机以径向电磁波振荡模式,在地球与电离层之间建立起大约8 Hz的低频共振,利用环绕地球的表面电磁波来传输能量。
无线充电技术简介
无线充电技术简介一、引言无线充电技术最早出现于19世纪末,当时的物理学家Nikola Tesla演示了磁共振耦合——在两个电路(一个发射器一个接收器)之间建立磁场,通过空气来传输电能。
但在之后的大约100年时间里,这项技术并没有得到多少实际应用。
直到近年来智能终端设备的广泛应用,尤其是智能手机的普及,才让无线充电技术得以重新发展和推广。
二、基本原理1. 技术概览目前,无线充电的方式主要有四种类型:通过电磁感应的磁耦合方式,通过电磁波近场谐振的磁共振方式,通过电场进行能量传输的电场耦合方式,以及通过电磁波辐射的微波传输方式。
四种方式的对比如下表:以上四种类型中,电磁感应的磁耦合方式在目前的便携式设备中应用最广泛,方案也最成熟;而微波传输的自由度更高,更为便捷,是未来便携式设备“隔空充电”,“追踪充电”方案实现的基础,但目前方案并不成熟;磁共振方式则更多应用于电动汽车的无线充电。
本文将主要介绍以磁耦合方式为基础的手机无线充电技术。
2. 手机无线充电原理法拉第电磁感应定律:闭合电路的一部分导体在磁场里做切割磁感线的运动时,导体中就会产生电流。
这是无线充电最基础的原理。
当电流通过线圈时,会产生磁场;当闭合电路磁通量发生变化时,会产生感应电动势。
结合手机无线充电来说,充电底座和手机背部各有一个线圈,充电底座通过线圈将电流转化为磁场,并且是不断变化的磁场。
而手机背部的线圈也因为底座磁场不断的变化,其中的磁通量也在不断变化,产生感应电动势,有了感应电流,再转化为直流电进行充电。
以常见的变压器举例,变压器的初级和次级线圈没有直接连接,而是通过磁场耦合将电能从初级传输到次级。
初级和次级通过铁芯相连提高耦合的效率。
而手机背部和底座的线圈之间没有铁芯,如图3所示,初级线圈的磁场在空间上是发射的。
这样就需要次级线圈贴近初级线圈,同时保持对齐才可以获得较大的传输效率。
因此磁耦合方式的无线充电,充电距离和自由度相对比较小。
无线充电简介介绍
安全与标准问题
总结词
无线充电技术的安全性和标准化有待 加强。
详细描述
无线充电技术的安全性和标准化问题 一直是关注的焦点。需要加强技术安 全监管,制定统一的标准和规范,确 保无线充电设备的安全性和兼容性。
05
无线充电技术的未来展望
技术创新与突破
高效能无线充电
随着无线充电技术的不断进步,未来将实现更高效率的无线充电 ,缩短充电时间,提高充电体验。
竞争格局
随着更多企业进入无线充电市场,竞争将更加激烈,预计将 推动无线充电技术的不断创新和成本降低。
对社会生活的影响与改变
便捷性提升
01
无线充电技术的发展将使人们的生活更加便捷,不再需要频繁
寻找充电线和插座,提高了生活效率。
环保贡献
02
无线充电技术的普及将减少因废弃充电器产生的电子垃圾,对
环保做出贡献。
无线充电技术的发展阶段
20世纪中期以后,随着电子技 术和磁耦合理论的不断发展,无 线充电技术逐渐进入实用阶段。
2000年代初,无线充电技术开 始在医疗、军事等领域得到应用
。
近年来,随着智能手机的普及和 技术的不断进步,无线充电技术 逐渐成为消费电子产品中的主流
配置。
无线充电技术的现状与未来趋势
目前,无线充电技术已经广泛应用于智能手机、智能手表、耳机等消费电子产品中 。
无线充电标准统一
为了实现电动汽车的普及,需要 统一无线充电标准,降低设备兼
容性问题。
其他无线充电应用场景
医疗设备无线充电
为植入式医疗设备提供无线充电解决 方案,如心脏起搏器等。
智能家居无线充电
公共设施无线充电
在机场、火车站等公共场所设置无线 充电设施,方便旅客为移动设备充电 。
无线充电技术简介
四.無線充電產品介紹
4.3 Power mat
其分为充电面板和特殊背盖(不过目前不是所有机型都有这种背盖),特殊背盖相当于一个接收器, 用户只需在手机上安装好背盖之后放在充电面板上即可开始充电.
对于其他没有特殊背盖的设备,其还配备了一个基本充电模块,它能配上各种不同的接头,以 便用户连接各种电子设备。
利用指向性的天线或雷射使电磁波集中朝同一方向发射是一个理论上可行做法,早在1968年, 美国航天工程师彼得· 格拉泽就提出轨道太阳能发电站(Solar Power Station)的构想,企图将搭载有 巨大太阳能发电系统的人造卫星,以微波的方法传送到地球的构想。但由于卫星上的传送器必须 不停的追随接收器,因此实际应用上受到太多局限。
三.無線充電技術原理:
3.1 电磁波方案
电磁波方案就是利用电磁波来载送能量或电力。 美国Power Cast公司开发了这项技术,可为各种电子产 品充电或供电,包括耗电量相对较低的电子产品,诸如 手机、MP3随身听、温度传感器、助听器,甚至汽车零 部件和医疗仪器。整个系统基本上包含了两个部件,称 为Power Caster的发射器模块和称为Power harvester的接收 器模块,前者可插入在插座上,后者则嵌入在电子产品 上。
电事实上以电磁波来传送电力并不十分可行,电磁波向 四面八方辐射,能量大量散失。以广播接收为例,射频广播 台的基地台以数十或数百千瓦(kW)大功率朝360度方向发射广 播讯号,但与发射机的功率相比,接收机所能接收到只能用 微乎其微来形容,其能量传输效率实在太低。
三.無線充電技術原理:
3.1 电磁波方案
无线充电技术简介
检测工程 李超波 2011/02/14
主要內容:
Contents
无线充电讲义
大家好,我是大家的老朋友,尹志鹏。
今天在这里向大家介绍一项新兴的射频技术,无线充电技术,由于本人的才识所限,我今天在这里只是对无线技术进行简单的讲解,力求启发民智,激发兴趣,希望在下面的一段时间里您不会觉得无聊。
在我讲解之前,请允许我向我的组员张元杰,胡修瑞,刘刚,王嘉楠致敬,他们在幕后的努力是值得我敬佩的,还要感谢老师给予这种展示自我能力的机会,同时谢谢大家稀稀拉拉有经久不息的掌声。
下面我们进入正题我将分由5个部分讲解首先我们进入第一部分,无线充电技术简介,与其说简介不如说是我们为无线充电技术下的一个通俗易懂的定义。
那,什么是无线充电技术呢?我将请在座的某一位来回答,开个玩笑,还是我自己来作答吧,所谓的无线充电技术,简单地讲,就是没有线,也可以为电池充电,这种充电方式适用的范围较广,从日常生活的手机,MP3这之类的低功耗电器,到植入病人体内的医疗设备,再到部分低功耗的传感器网络。
是一种既适用于科技,又贴近生活的技术。
我们现今每个人都有一个手机,但自从进入了智能机时代,手机电量一直是我们的一大话题,现在只要你带着几个充满电的充电宝,到哪里都是最可爱的人。
可是,携带这样的东西毕竟还是过于麻烦,所以无线充电技术是一个较好的解决方案。
那么,这样的技术是从哪里来的呢,是谁发明了它,是谁传承了它,我们即将进入第二部分,由我来为大家介绍无线充电技术的前世今生。
无线电能传输技术(Wireless Power Transfer Technology)又称无接触电能传输(Contactless Power Transmission,CPT)技术。
早在1890年,著名电气工程师(物理学家)尼古拉·特斯拉(Nikola Tesla)就已提出。
无线充电的概念虽然早已提出,但是并未得到足够的重视,虽然有些电动牙刷、无绳电话就已经开始采用这种技术来充电。
不过当时的技术很不成熟,其电力传输效率很低,发热量大,辐射也较大,安全性不好,在一段很长时间内无线充电技术没有什么声音。
无线充电技术简介---李超波
被充電產品必須置於充電器附近,終端 產品中的次級線圈和電路之間必須進行 屏蔽,充電器必須具備對被充電產品進 行辨識的能力,否則會向附近任意金屬 物傳輸能量,導致其發熱產生危險。
四.無線充電產品介紹
4.1 Energizer劲量
Energizer勁量近期將發佈的無線充電器將是率先支持Qi標準首批次產品之一,屆時
四.無線充電產品介紹
4.2 Splash power
Splash power無線充電設備由兩個部分組成:Splash Pad充電板和SplashModule電力接收器
• Splash Pad充電板 • 充電板是一個移動設備通用的充電平臺,其優點在於:對放置在板上的電器產生感應電流來 為這些設備充電 尺寸大小有多種選擇,適合不同地方的需要 板面可採用各種材料和樣式 • Splash Module電力接收器
利用電磁諧振原理實現的無線充電效率40%
一.無線充電技術簡介:
1.1 什麽是無線充電
到底什麽是無線充電? 無線充電是指不通過物理聯接,將電力電能靠無線的方式傳送出去,來實現為手機、MP3、藍
牙耳機等耗電量相對較小的電子產品充電的目的。當然,這是大家首先想到的應用手段,事實上, 短距離無線充電還可以實現為低功耗無線傳感器網路以及病人體內的醫用植入設備進行充電。
• 電力傳輸的電磁感應誘導原理: • 圖中表示的是一個電力傳輸誘導系統的基本原理,它由一個發射線圈L1和一個接受線
圈L2組成.磁力系統的兩個線圈是耦合感應。在發送線圈的交流電產生一個磁場,在 接受線圈裡誘導一個電壓,這個電壓能被應用於移動設備電源或充電電池.
三.無線充電技術原理:
3.3 電磁感應方案
电动汽车无线充电技术概述
特点
采用磁场聚焦技术,提高了无线充电的效率 。
应用领域
主要应用于电动汽车无线充电领域,为电动 汽车提供快速、便捷的充电服务。
05
无线充电技术应用场景
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
家庭场景
总结词
方便快捷、广泛适用
详细描述
在家庭场景中,无线充电技术为电动汽车提供了极大的便利。用户只需将车辆停放在安 装了无线充电装置的停车位上,即可自动为车辆充电,无需进行繁琐的电缆连接。此外 ,家庭场景中的无线充电技术还可以为其他移动设备提供充电服务,进一步扩大了其应
特点
接收器的性能直接影响电动汽车的 充电效果,因此需要具备高效、稳 定和安全的特点。
充电控制单元
定义
01
充电控制单元是整个无线充电系统的控制中心,负责监测和控
制充电过程。
工作原理
02
充电控制单元通过与发送器和接收器之间的通信,监测充电状
态、调整充电功率和防止过热等异常情况。
特点
03
充电控制单元需具备高度的可靠性和安全性,以确保充电过程
汽车充电站场景
总结词
高效便捷、提高用户体验
详细描述
在汽车充电站场景中,无线充电技术的应用 具有显著的优势。通过安装无线充电装置, 用户无需担心电缆的连接和充电桩的位置问 题,只需将车辆停放在指定的停车位上,即 可快速、高效地完成充电。这种无线充电方 式提高了充电站的运营效率和用户体验,有
助于推动电动汽车的普及和应用。
电动汽车无线充电技术概
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
述
• 引言 • 无线充电技术原理 • 无线充电系统组成 • 无线充电技术标准与协议 • 无线充电技术应用场景 • 无线充电技术的挑战与前景 • 结论
无线充电技术资料
目录1.原理 (3)2无线充电的效率 (3)2.1待机耗电 (3)2.2充电效率 (3)2.3总耗电量 (3)2.4对无线充电器耗电量的测算 (4)2.4.1有线充电器耗电量 (4)2.4.2无线充电器的耗电量 (4)2.4.3与有线充电器的对比 (4)3感应电能传输的基本原理 (5)4传输效率 (5)5功率损耗优值系数(FOM) (6)6品质因数 (7)7耦合因数 (8)8反射阻抗 (9)9谐振耦合 (12)10电磁场限值‐国际非电离辐射防护委员会颁布的基本限制 (12)11向空间传输的最大功率 (14)12屏蔽效能 (15)13其他资料 (17)目录: (17)论文 (18)14基于使用无线充电系统和传统有线电源适配器的节电比较 (24)14.1. 引言 (24)14.2. 案例研究一——单负载与多负载的充电及待机功率 (25)14.3. 案例研究二——单次充电的总能耗及其他能耗 (27)14.3.1 能量传输效率对比 (27)14.3.3 5年间一负荷充电总耗能的整体比较 (28)14.4. 结论 (29)15让无线真正成为无线 (29)对通用无线电能方案的需求 (29)摘要 (30)执行概要 (30)简介–万事俱备 (30)挑战 – 无线电能产业的兴起 (31)ECOUPLED TM解决方案 (32)结束语 (35)DAVID W BAARMAN 高级技术总监 (35)1.原理参看《how‐it‐works.swf》视频2无线充电的效率电池充电器的能源消耗主要取决于两个方面:充电效率和待机耗电。
2.1待机耗电许多人在充电完毕后仍将充电器和底座插在电源上,这会产生大量的待机耗电(也叫“空载耗电”)。
通过简单计算可以看出,待机模式下的耗电量几乎等于电池充电时的耗电量。
我们假设这些人同样一直将无线电池充电器插在电源上。
对此,我们的主要设计目标之一是最大程度地降低待机耗电。
我们的确降低了待机耗电量,并演示了一个待机耗电仅0.0001瓦(100微瓦)的系统。
无线充电技术
无线充电技术百科名片无线充电技术(Wireless charging technology ;Wireless charge technology )。
无线充电技术引,源于无线电力输送技术,利用磁共振在充电器与设备之间的空气中传输电荷,线圈和电容器则在充电器与设备之间形成共振,实现电能高效传输的技术。
一、无线充电技术应用实例 无线充电技术点亮两个灯泡二、无线充电技术概要麻省理工学院的研究团队在2007年6月7日美国《科学》杂志的网站上发表了他们的研究成果。
研究小组把共振运用到电磁波的传输上而成功“抓住”了电磁波。
他们利用铜制线圈作为电磁共振器,一团线圈附在传送电力方,另一团在接受电力方。
当传送方送出某特定频率的电磁波后,经过电磁场扩散到接受方,电力就实现了无线传导。
这项被他们称为“无线电力”的技术经过多次试验,已经能成功为一个两米外的60瓦灯泡供电。
目前这项技术的最远输电距离还只能达到2.7米,但研究者相信,电源已经可以在这范围内为电池充电。
而且只需要安装一个电源,就可以为整个屋里的电器供电。
富士通表示这一系统可以在未来得到广泛应用,例如针对电动汽车的充电区以及针对电脑芯片的电量传输。
采用这项技术研制的充电系统所需要的充电时间只有当前的一百五十分之一。
三、利用共振原理“抓住”电磁波 无线充电技术给两个手机无线充电麻省理工学院的科研组不是第一个提出无线能量转换的组织。
科学家早在19世纪就发现了电磁转换现象,从理论上说,电力可转化为通过无形的介质传播的电磁波,实现电力的无线输送。
但是电磁波向四面八方辐射,能量大量散失,因此“无线输电”的研究始终进展不大。
19世纪的物理学家和工程师尼古拉·特斯拉进行了远程无线能量转换系统实验,但是当他的财力用尽后,这项最有野心的尝试(29米高的瓦登克莱弗塔)宣告失败。
其他尝试包括激光等定向能量转换机制。
然而,它们与麻省理工学院的工作不同,这些都需要连续的可视线路,这对住宅周围的电力设施不好。
无线充电技术详解
无线充电技术详解无线充电技术是一种通过非物理接触方式实现电能传输的技术,正在逐渐改变人们的充电方式和生活方式。
其起源可追溯到19世纪,尼古拉·特斯拉曾进行无线输电试验。
目前,无线充电主要有电磁感应式、电磁共振式、无线电波式和电场耦合式四种实现模式。
电磁感应式无线充电原理是电流通过送电线圈产生磁场,对受电线圈产生感应电动势从而产生电流,转化效率较高但传输距离短,对摆放位置要求高,且金属感应接触易发热。
磁场共振式无线充电原理是发送端和接收端调整到相同频率共振来传输电能,传输距离较远、功率较大,适合远距离大功率充电,但效率较低,传输损耗大,且需保护频段免受干扰。
无线电波式无线充电原理是将环境电磁波转换为电流并传输,其传输间隔中等、速度较快,但稳定性、安全性较低,成本投入高。
电场耦合式无线充电原理是通过垂直方向耦合两组非对称偶极子产生的感应电场传输电力,适合短距离充电,转换效率高,位置可不固定,但需大体积设备且功率较小。
近年来,无线充电技术发展迅速。
2007 年,麻省理工学院的研究团队成功为两米外的60 瓦灯泡供电。
2010 年,WPC 发布了Qi 1.0 标准。
2012 年,第一批无线充电手机发布,此后三星、苹果、华为、小米等品牌相继入局。
2019 年,苹果发布了磁吸无线充电。
2023 年9 月,苹果携手WPC 带来了Qi2。
无线充电技术应用广泛,包括电子设备充电(如智能手机、平板电脑、可穿戴设备)、汽车充电(电动汽车在行驶或停车时自动充电)、家居和办公场所(无线充电家具、公共区域设置无线充电设备)、医疗设备(无线充电心脏起搏器、假肢等)以及工业制造、航空航天等多个领域。
然而,目前无线充电技术仍面临一些挑战,如传输距离有限、传输效率待提高、成本较高等。
未来需要继续加强技术研发和创新,推动无线充电技术不断进步和完善。
无线充电技术的起源和发展历程无线充电技术的起源可以追溯到19世纪。
1890年,物理学家尼古拉·特斯拉就进行了无线输电实验,构想通过地球和电离层建立低频共振来传输能量,但因经费等问题未能实现。
无线充电技术:无线充电技术-概述,无线充电技术-工作原理 无线充电技术
无线充电技术:无线充电技术-概述,无线充电技术-工作原理无线充电技术无线充电技术:无线充电技术-概述,无线充电技术-工作原理无线充电技术话题:无线充电技术消费者心理技术无线充电技术,利用磁铁立即为一个以上的设备充电并且完全不借助电线,这项技术允许设备在距离充电器最远可达几米远的地方进行无线充电,富士通的无线充电技术利用磁共振在充电器与设备之间的空气中传输电荷,线圈和电容器则在充电器与设备之间形成共振。
无线充电技术_无线充电技术 -概述两部手机正进行无线充电“无线充电”是利用1种特殊设备将电源插座的电力转变为可充电的电波,从而在扔掉电线的情况下直接对电子设备充电。
无线充电大致上是通过磁场输送能量。
无线充电还有1个好处是省电,无线充电设备的效能接收在70%左右,具备电满自动关闭功能,避免了不必要的能耗。
而且,这个效能接收率在不断提高,很快将能达到98%。
对于不同的电子产品,电源接口能自动对应,需要充电时,发射器和接收芯片会同时自动开始工作,充满电时,两方就会自动关闭。
它还能自动识别不同的设备和能量需求。
[)无线充电技术_无线充电技术 -工作原理原理简单介绍无线充电技术是靠2种新的设备来实现的,第1个是充电器,它要与电力相连接,然后会有1个“托盘”与充电器进行中转,只要手机与“托盘”距离在规定范围内,那么手机就会自动进行无线充电。
由于传输的不是一些简单的数据,而是电力,因此无线充电在目前的距离要求比较严格,手机与“托盘”在现在只能实现1厘米之内的近距离充电,但是随着技术的进步,这一距离可能会拉长。
虽然电力没有直接接触到手机产品,但是靠无线方式为手机充的电在使用效果上仍然和普通充电方式一样,续航能力并不会有所损失。
共振原理:1.无线充电技术同样以10兆赫的频率震动的膝上型电脑接收到电流,能量充入设备中。
无线充电技术2.无线充电技术天线以10兆赫的波长振动,产生电磁波。
3.无线充电技术使用的天线发出的能量传播到2米(6.5英尺)外。
无线充电技术详解
星公司以及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。
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。首先,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。其次,它攻克了无线充电“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。 目前,市场比较主流的无线充电技术主要通过三种方式,即电磁感应、无 线电波、以及共振作用,而Qi采用了目前最为主流的电磁感应技术。在技 术应用方面,中国公司已经站在了无线充电行业的最前沿。据悉,目前Qi 在中国的应用产品主要是手机,这是第一个阶段,以后将发展运用到不同 类别或更高功率的数码产品中。截至目前,联盟成员数量已增加到74家, 包括飞利浦、HTC、诺基亚、三星、索尼爱立信、百思买等知名企业都已 是联盟的成员。
2.磁场共振充电:由能量发送装置,和能量接收装置组成,当 两个装置调整到相同频率,或者说在一个特定的频率上共振,它们 就可以交换彼此的能量,它是目前正在研究的一种技术,还无法实 现商用化。
3.无线电波式充电:这是发展较为成熟的技术,类似于早期使 用的矿石收音机,主要有微波发射装置和微波接收装置组成,可以 捕捉到从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。此种方式只需一个安装在墙身插头的发送器,以 及可以安装在任何低电压产品的“蚊型”接收器。
无线充电技术
Boom!
无线充电技术的分类
2
2 无线充电的四种实现方法
磁场感应
顾名思义,利用磁场感应来实 现充电技术的完成
METHOD
利用空间电场为媒介,通过电 场传递能量
电场感应
磁场共振
利用磁场之间的频率共振实现
可以实现远距离通信的利用电 磁波来实现的充电技术
电磁波
① 磁感应
磁感应式的基本原理就 是给初级线圈通以一定 频率的交流电,产生磁 场并通过电磁感应在次 级线圈中产生电流,从 而实现能量的传输。
1 历史与发展
近代无线充电技术的发展
无线充电的概念起源很早。早期对无线电能传输的应用尝试基本都失败了。 进入新世纪之后,无线充电技术又重新被关注起来。其背后的原因是什么 呢?这一轮的尝试是否还会重蹈 的覆辙并最终归于平淡? 近代无线充电技术的兴起,有几个先决条件。 首先是电网系统的完善。在世界的大多数国家,电网作为基础设施,经过 几十或者上百年的发展,都已经比较完善。人们可以较为方便地从电网得 到电能的供应。电能已经不再如百年前一样稀缺。基本上有人的地方就有 电能的供应。也就是说跨区域的长距离无线电能传输的需求大范围内消亡 了。 其次是,电源技术得到了快速的发展。电力电子作为一个专门的学科出现 大致始于上个世纪60年代。伴随着航空技术的发展,受到太空竞赛的刺激, 航天电源的需求增加,因而电源技术也得到了发展和完善。经过几十年的 发展,开关电源理论以及半导体器件的制作工艺均得到了很大的发展。现 阶段人们可以更为容易地实现高频开关电源,实现更好的功率密度和更高 的电源效率。
① 磁感应
第一代磁感应无线充电技术最为人诟病的是使用 时空间自由度低。即充电区域的面积很小, 需 要准确地放置在这个位置上,且不能有较多的垂 直间隔。这一点从上图三星S6充电器拆解之后的 线圈面积可以看出,也可以从 背贴的面积大小 上进行推断。只有 背贴的线圈和充电器里的线 圈位置正对时,才能够进行无线充电,其有效充 电面积大概是两个一元硬币大小。这一点使得很 多人在使用时经常遇到因为对不准位置而造成充 电失败的情况。这种情况的多次发生就极大的影 响了用户使用体验。换言之,较高的学习成本阻 碍了这种技术的广泛应用。
无线充电技术综述
无线充电技术综述摘要:通常电能的传输主要是通过导线进行的。
对电器设备中的蓄电池充电,一般是通过电流电压变换控制电路和插头、插座等接口的物理连来实现的。
这种电能传输方式在进行大功率充电时存在高压触电的危险,且在水下,采矿,化工等对防水,防爆要求很高的环境下,这种连接容易受到腐蚀、水、灰尘和污物的影响,使得系统的安全性、可靠性及使用寿命较低,且极易引发事故,极大地限制了恶劣条件下电能的传输。
无接触能量传输技术正是为了弥补这些不足而发明的一种基于高频逆变技术和磁耦合技术的新技术。
关键词:无线充电,智能手机,电磁感应,磁共振,无线电波Summary of wireless charging technologyThe second group: Li Yujun, Zhang Yanting, Sun AnhuiAbstract:Usually electricity transmission is mainly done through a wire. For battery charging of electrical equipment, typically by current voltage change of control circuit and the plug and socket interface physical even. This way of power transmission in existing in high power charging the risk of electric shock, high pressure and under water, mining, chemical industry and so on for waterproof, explosion-proof demanding environment, this kind of connection are susceptible to corrosion, the influence of water, dust and dirt, make the system of safety, reliability and service life is low, and easy to cause accident, greatly limits the harsh conditions of electricity transmission. Contactless energy transmission technology is to make up for these deficiencies and invented a kind of high frequency inverter technology and magnetic coupling technology based on new technology.Keyword: wireless charging, smartphone, electromagnetic induction,magnetic resonance, radio waves一、无线充电技术的历史及发展现状早在1890年,著名电气工程师(物理学家)Nikola Tesla就已提出无线传输店里的猜想。
无线充电技术概述
无线充电技术概述13.1.1 无线充电发展历史对自由的追求是人类亘古不变的天性,随着科技不断发展,无线通信技术让人们摆脱了位置和距离的束缚,享受随时随地通信的便利性。
而在电能传输方面,人们同样释放出对于摆脱线缆的渴望,各种移动电源解决方案层出不穷。
科技的发展速度是惊人的,无线充电技术悄然进入人们的视野,特别在消费类电子产品中,具有无线充电的手机已经上市;在汽车领域,电动汽车无线充电解决方案基本成型,虽然还不成熟,但是显示出巨大的市场潜力。
追溯无线充电的历史,要先从无线供电说起。
在19世纪,对于电力传输有两种思路,一种是以爱迪生为代表的有线派,即架设线缆用于电力的远距离传输,这种方案成熟可靠,缺点是工程量巨大,并且成本高昂;还有一种是以尼古特·特斯拉(如图13-1所示)为代表的无线派。
早在1890年,尼古特·特斯拉就开始构想无线供电的方法:把地球作为内导体,距离地面约60 km的电图13-1尼古拉·特斯拉离层作为外导体,在地球与电离层之间建立起大约8Hz 的低频共振,再利用环绕地球的表面电磁波来远距离传输电力,他想象电能可以像广播一样传遍全球。
1900 年,特斯拉得到了150000 美金的研究经费,并开始计划建造华登克里夫塔。
这个塔一度被当时的报纸称为“特斯拉的百万大建筑”,如图13-2所示。
特斯拉希望用这个塔进行跨大西洋的无线电广播和无线电能传输实验。
特斯拉最终建成了一座高187 英尺的铁塔,其顶部有一个直径为68 英尺的半球形圆顶。
图13-2华登克里夫塔但是1908 年通古斯大爆炸之后,特斯拉停止了无线电能传输实验。
后来因为摩根撤资,特斯拉陷入经济困难,华登克里夫塔被拆除抵债。
尽管特斯拉的研究最终没有结果,但是他当初的无线输电构想为后来无线供电的发展奠定了基础。
20世纪20 年代中期,日本的H.Yagi 和S.Uda 论述了无线输电概念的可行性;30 年代,美国学者开始研究不利用导线去点亮电灯的输电方案;60~70 年代,Raytheon 公司的William C. Brown 做了大量无线供电方面的研究工作,使得这一概念变成试验结果,奠定了现代无线供电的实验基础。
无线充电器技术原理简介
无线充电器技术原理简介--------------------------------------------------------------------------------无线充电技术利用了电磁波感应原理,及相关的交流感应技术,在发送和接收端用相应的线圈来发送和接收产生感应的交流信号来进行充电的的一项技术,用户只需要将充电设备放在一个“平板”上即可进行充电,这样的充电方式过去曾经出现在手表和剃须刀上,但是当时无法针对大容量锂离子电池进行有效充电。
无线充电器技术原理构图如图2所示最初由英国一家公司发明了一种新型无线充电器,它看上去就像一块塑料鼠标垫,这个“鼠标垫”里装有密集的小型线圈阵列,可产生磁场,将能量传输给装有专用接收线圈的电子设备,进行充电。
接收线圈由磁性合金绕以电线制成,大小和形状都与口香糖相似,可以很方便地贴在电子设备上。
将手机等放在垫上就能充电,并能同时给多个设备充电。
无线充电技术此前已经出现,但这项新发明更为方便实用。
手机等设备只要贴上接收线圈,放置在“鼠标垫”上的任一位置都可充电,不像以前的一些技术那样需要精确定位。
几个设备同时放在垫子上,可以同时进行充电。
充电器产生的磁场很弱,能够给设备充电但不会影响附近的信用卡、录像带等利用磁性记录数据的物品。
电磁感应无线输电技术(无线充电技术)电磁感应无线输电技术已经在诸如电动牙刷等小功率产品上获得了应用,但更大功率的传输目前还不现实。
Intel日前则在会场上演示了无线公供电驱动一枚60W电灯泡。
该项研究是由Intel西雅图实验室的Joshua R. Smith领导的,部分技术基于麻省理工学院物理学家Marin Soljacic的研究。
可以在一米距离内无线给60W灯泡提供电力,效率高达75%。
Intel 首席技术官Justin Rattner表示,未来可以将无线充电装置安装在办公桌内部,只要将笔记本或PDA等电器放在桌上就能够立即供电。