無線充電的工作原理 ， 無線充電有什么重要意義？

隨著用電設(shè)備對供電質(zhì)量、安全性、可靠性、方便性、即時性、特殊場合、特殊地理環(huán)境等要求的不斷提高，使得接觸式電能傳輸方式越來越不能滿足實際需要。 無線充電器是利用電磁感應(yīng)原理進(jìn)行充電的設(shè)備，其原理和變壓器相似，通過在發(fā)送和接收端各安置一個線圈，發(fā)送端線圈在電力的作用下向外界發(fā)出電磁信號，接收端線圈收到電磁信號并且將電磁信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏?，從而達(dá)到無線充電的目的。無線充電技術(shù)是一種特殊的供電方式，它不需要電源線，依靠電磁波傳播，然后將電磁波能量轉(zhuǎn)化為電能，最終實現(xiàn)無線充電。

新型的電子產(chǎn)品尤其是便攜式電子產(chǎn)品如數(shù)碼相機(jī)、手機(jī)、平板電腦等在人們的工作和生活中得到越來越多的使用，與之相配套的充電器也沿用傳統(tǒng)的有線充電器。而有線充電器的兼容性、通用性比較差，使用者攜帶、充電均不方便。同時，廢棄后處理增加了對環(huán)境的污染。故為用戶提供更加可靠、便捷、方便、及時的充電設(shè)備迫在眉睫。

無線技術(shù)的發(fā)展，使得無線電功率的傳輸成為可能，無線充電器的研究與開發(fā)也將實現(xiàn)用戶的要求。

未來的電池充電將會有三種主要形式：可視充電、智能充電和無線充電。2016年國際無線充電聯(lián)盟(WPC)的成員只有138家，但在今年WPC的技術(shù)企業(yè)已超過200家，如蘋果、三星、HTC、華為、聯(lián)想、小米、諾基亞、索尼等多家主流手機(jī)廠商。一般來說，一個Qi無線充電器有一個平面，被稱為充電板，移動設(shè)備可以放在上面充電。Qi指定三種不同的方法用于線圈校準(zhǔn)，即：引導(dǎo)定位(磁引力)(如圖1(a)所示)、自由定位(動圈)(如圖1(b)所示)和自由定位(線圈陣列)(如圖1(c)所示)，下面對這三種方法進(jìn)行簡單闡述。

第一，引導(dǎo)定位(磁引力)：即一個一對一的固定位置充電為放置的充電設(shè)備和達(dá)到精確校準(zhǔn)作引導(dǎo)，這種校準(zhǔn)方法的優(yōu)勢簡單，但它在充電設(shè)備中需要一系列被磁鐵吸引的材料，因此，渦流相關(guān)的功率損耗(從而溫度升高)將被引誘磁吸引子。第二，自由定位(具有可移動的初級線圈)：也是一對一能定位充電的設(shè)備充電，這種方法需要一個機(jī)械地可動的初級線圈，調(diào)諧其與充電設(shè)備的位置相耦合，然而，可動機(jī)械部件往往使系統(tǒng)可靠性降低，此外，對充電的多個設(shè)備，對初級線圈的馬達(dá)控制是復(fù)雜且昂貴的。第三，自由定位(線圈陣列)：允許多個設(shè)備充電的同時不考慮他們的位置，與上面兩種方法相比，這種校準(zhǔn)方法是以更昂貴、更復(fù)雜的繞組結(jié)構(gòu)和控制電子元素為代價，提供了更多的用戶友好性。

新型的電子產(chǎn)品尤其是便攜式電子產(chǎn)品如數(shù)碼相機(jī)、手機(jī)、平板電腦等在人們的工作和生活中得到越來越多的使用，與之相配套的充電器也沿用傳統(tǒng)的有線充電器。而有線充電器的兼容性、通用性比較差，使用者攜帶、充電均不方便。同時，廢棄后處理增加了對環(huán)境的污染。故為用戶提供更加可靠、便捷、方便、及時的充電設(shè)備迫在眉睫。

無線技術(shù)的發(fā)展，使得無線電功率的傳輸成為可能，無線充電器的研究與開發(fā)也將實現(xiàn)用戶的要求。 [3] 未來的電池充電將會有三種主要形式：可視充電、智能充電和無線充電。2016年國際無線充電聯(lián)盟(WPC)的成員只有138家，但在今年WPC的技術(shù)企業(yè)已超過200家，如蘋果、三星、HTC、華為、聯(lián)想、小米、諾基亞、索尼等多家主流手機(jī)廠商。一般來說，一個Qi無線充電器有一個平面，被稱為充電板，移動設(shè)備可以放在上面充電。Qi指定三種不同的方法用于線圈校準(zhǔn)，即：引導(dǎo)定位(磁引力)(如圖1(a)所示)、自由定位(動圈)(如圖1(b)所示)和自由定位(線圈陣列)(如圖1(c)所示)，下面對這三種方法進(jìn)行簡單闡述。

第一，引導(dǎo)定位(磁引力)：即一個一對一的固定位置充電為放置的充電設(shè)備和達(dá)到精確校準(zhǔn)作引導(dǎo)，這種校準(zhǔn)方法的優(yōu)勢簡單，但它在充電設(shè)備中需要一系列被磁鐵吸引的材料，因此，渦流相關(guān)的功率損耗(從而溫度升高)將被引誘磁吸引子。第二，自由定位(具有可移動的初級線圈)：也是一對一能定位充電的設(shè)備充電，這種方法需要一個機(jī)械地可動的初級線圈，調(diào)諧其與充電設(shè)備的位置相耦合，然而，可動機(jī)械部件往往使系統(tǒng)可靠性降低，此外，對充電的多個設(shè)備，對初級線圈的馬達(dá)控制是復(fù)雜且昂貴的。第三，自由定位(線圈陣列)：允許多個設(shè)備充電的同時不考慮他們的位置，與上面兩種方法相比，這種校準(zhǔn)方法是以更昂貴、更復(fù)雜的繞組結(jié)構(gòu)和控制電子元素為代價，提供了更多的用戶友好性。

交流電的無線傳輸，實際上與手機(jī)的無線充電基本工作原理是相似的，不同點在于傳輸功率以及距離的區(qū)別。無線充電也是現(xiàn)在生活中比較常用的一種充電方式，除了手機(jī)以外，還有很多電器是支持無線充電的，比如電動牙刷等等。

無線充電的工作原理

無線充電的主要優(yōu)點是可以擺脫充電線纜的束縛，可以隨用隨充，對于電動牙刷來講，也是考慮防水以及防塵的考慮。因為電動牙刷使用的環(huán)境屬于潮濕環(huán)境，長時間在這種環(huán)境下使用容易造成充電接口的氧化。當(dāng)然無線充電也有缺點，它的工作效率比起有線來講是要低一些的。無線充電與有線充電的主要區(qū)別在于電能傳輸?shù)慕橘|(zhì)，有線充電是通過電纜，無線充電則是將電能轉(zhuǎn)換成其他能量進(jìn)行傳輸，再通過轉(zhuǎn)換還原成電能，這個中間能量就是磁場。

無線充電的工作原理實際上無線電廣播有相似之處，兩者都是將電信號變成磁信號傳輸，接收部分再將磁信號轉(zhuǎn)成電信號。不同的是無線電廣播接收信號的強(qiáng)度并不需要太大，因為其本身還可以通過有源放大部分將信號進(jìn)行放大，而無線充電有所不同，它接收的就是電能，利用的也是電能，這是實實在在的能量。所以無線充電就需要考慮傳輸?shù)男蕟栴}，以及傳輸距離

無線充電的能量傳輸就像變壓器一樣，固定不變的磁場是無法感應(yīng)出電壓的，想要通過磁場感應(yīng)出電壓，就需要交變磁場。能夠引起交變磁場的電壓，可以是交流電也可以是脈動直流。對于工頻變壓器來講，由于輸入的工頻交流電壓，這就不需要電路變換了，就可以直接由次級感應(yīng)出電壓，但是無線充電輸入的是直流電壓，就需要一部分電路將這個電壓變成脈動直流，由于頻率的高低會影響傳輸效率，所以就需要變成高頻的脈動直流，這一點實際上與開關(guān)電源的工作過程是一樣的。輸入的直流電壓經(jīng)過振蕩電路的控制，驅(qū)動開關(guān)管之后，就會把直流電變成脈動直流電，輸入到發(fā)射線圈中，接收線圈感應(yīng)出電能之后經(jīng)過整流、濾波以及穩(wěn)壓等過程，輸出合適的直流電壓給手機(jī)等電器充電。發(fā)射線圈相當(dāng)于變壓器的初級，而接收線圈相當(dāng)于變壓器的次級。由于無線充電的能量傳輸并沒有良好的磁通介質(zhì)，所以它相當(dāng)于一個松耦合變壓器。

不知道大家有沒有發(fā)現(xiàn)，目前，手機(jī)的無線充電功能在使用過程中必須得把手機(jī)放在指定的充電板上才可以實現(xiàn)手機(jī)的無線充電功能。不知道你有沒有過這樣的疑問，既然是無線充電，那么為什么還必須要把手機(jī)放在手機(jī)的充電托盤上呢，為什么不是像wifi那樣，只要在一定范圍內(nèi)就可在任意位置充電呢?從大體上來講，按照手機(jī)目前無線充電方式和實現(xiàn)原理來說，一般歸結(jié)為三大類，磁場共振、電磁感應(yīng)和無線電波?，F(xiàn)在來講，用的最多的也就是電磁感應(yīng)。相對于其他兩種無線充電方式，電磁感應(yīng)技術(shù)則顯得更加成熟，充電效率相比其他方式也更高，其次就是他的實現(xiàn)結(jié)構(gòu)更加簡單運行也更穩(wěn)定。所以我們手機(jī)上面目前采用的都是這種電磁感應(yīng)式的。

電磁感應(yīng)技術(shù)的工作原理也非常的簡單，很多初中生都對這項技術(shù)原理都有所了解，想必小伙伴們也在課堂上學(xué)過電磁感應(yīng)技術(shù)吧!下面就由小編來簡單給大家介紹一下手機(jī)的電磁感應(yīng)技術(shù)。首先在充電板和手機(jī)上分別有兩個線圈，當(dāng)充電板的線圈接通電源之后，就給下面的線圈加上交流電從而會產(chǎn)生一個不斷變化的磁場，當(dāng)我們把手機(jī)放在充電板上的時候手機(jī)背蓋上的線圈就會感應(yīng)到磁場的變化，從而手機(jī)背蓋上的線圈就感應(yīng)出了電流，然后再把電流轉(zhuǎn)化為直流電給我們手機(jī)電池進(jìn)行充電，這樣一來就實現(xiàn)了無線充電。

但是目前手機(jī)的無線充電功還是不太成熟，充電慢，充電效率低等問題，其次在無線充電距離上存在很大不足，目前現(xiàn)階段手機(jī)的無線充電的有效充電距離大概在10mm以內(nèi)，可以這個距離是非常短了。而且我們手機(jī)充電的時候也需要放在充電板的正中心上，如果不是正中心的位置也會直接影響無線充電的效率。