無(wú)線(xiàn)充電的工作原理 ， 無(wú)線(xiàn)充電有什么重要意義？

隨著用電設(shè)備對(duì)供電質(zhì)量、安全性、可靠性、方便性、即時(shí)性、特殊場(chǎng)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(lái)越不能滿(mǎn)足實(shí)際需要。 無(wú)線(xiàn)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(guò)在發(fā)送和接收端各安置一個(gè)線(xiàn)圈，發(fā)送端線(xiàn)圈在電力的作用下向外界發(fā)出電磁信號(hào)，接收端線(xiàn)圈收到電磁信號(hào)并且將電磁信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏?，從而達(dá)到無(wú)線(xiàn)充電的目的。無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)是一種特殊的供電方式，它不需要電源線(xiàn)，依靠電磁波傳播，然后將電磁波能量轉(zhuǎn)化為電能，最終實(shí)現(xiàn)無(wú)線(xiàn)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(lái)越多的使用，與之相配套的充電器也沿用傳統(tǒng)的有線(xiàn)充電器。而有線(xiàn)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(shí)，廢棄后處理增加了對(duì)環(huán)境的污染。故為用戶(hù)提供更加可靠、便捷、方便、及時(shí)的充電設(shè)備迫在眉睫。

無(wú)線(xiàn)技術(shù)的發(fā)展，使得無(wú)線(xiàn)電功率的傳輸成為可能，無(wú)線(xiàn)充電器的研究與開(kāi)發(fā)也將實(shí)現(xiàn)用戶(hù)的要求。

未來(lái)的電池充電將會(huì)有三種主要形式：可視充電、智能充電和無(wú)線(xiàn)充電。2016年國(guó)際無(wú)線(xiàn)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(guò)200家，如蘋(píng)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(chǎng)商。一般來(lái)說(shuō)，一個(gè)Qi無(wú)線(xiàn)充電器有一個(gè)平面，被稱(chēng)為充電板，移動(dòng)設(shè)備可以放在上面充電。Qi指定三種不同的方法用于線(xiàn)圈校準(zhǔn)，即：引導(dǎo)定位(磁引力)(如圖1(a)所示)、自由定位(動(dòng)圈)(如圖1(b)所示)和自由定位(線(xiàn)圈陣列)(如圖1(c)所示)，下面對(duì)這三種方法進(jìn)行簡(jiǎn)單闡述。

第一，引導(dǎo)定位(磁引力)：即一個(gè)一對(duì)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(shì)簡(jiǎn)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(dòng)的初級(jí)線(xiàn)圈)：也是一對(duì)一能定位充電的設(shè)備充電，這種方法需要一個(gè)機(jī)械地可動(dòng)的初級(jí)線(xiàn)圈，調(diào)諧其與充電設(shè)備的位置相耦合，然而，可動(dòng)機(jī)械部件往往使系統(tǒng)可靠性降低，此外，對(duì)充電的多個(gè)設(shè)備，對(duì)初級(jí)線(xiàn)圈的馬達(dá)控制是復(fù)雜且昂貴的。第三，自由定位(線(xiàn)圈陣列)：允許多個(gè)設(shè)備充電的同時(shí)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(jià)，提供了更多的用戶(hù)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(lái)越多的使用，與之相配套的充電器也沿用傳統(tǒng)的有線(xiàn)充電器。而有線(xiàn)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(shí)，廢棄后處理增加了對(duì)環(huán)境的污染。故為用戶(hù)提供更加可靠、便捷、方便、及時(shí)的充電設(shè)備迫在眉睫。

無(wú)線(xiàn)技術(shù)的發(fā)展，使得無(wú)線(xiàn)電功率的傳輸成為可能，無(wú)線(xiàn)充電器的研究與開(kāi)發(fā)也將實(shí)現(xiàn)用戶(hù)的要求。 [3] 未來(lái)的電池充電將會(huì)有三種主要形式：可視充電、智能充電和無(wú)線(xiàn)充電。2016年國(guó)際無(wú)線(xiàn)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(guò)200家，如蘋(píng)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(chǎng)商。一般來(lái)說(shuō)，一個(gè)Qi無(wú)線(xiàn)充電器有一個(gè)平面，被稱(chēng)為充電板，移動(dòng)設(shè)備可以放在上面充電。Qi指定三種不同的方法用于線(xiàn)圈校準(zhǔn)，即：引導(dǎo)定位(磁引力)(如圖1(a)所示)、自由定位(動(dòng)圈)(如圖1(b)所示)和自由定位(線(xiàn)圈陣列)(如圖1(c)所示)，下面對(duì)這三種方法進(jìn)行簡(jiǎn)單闡述。

第一，引導(dǎo)定位(磁引力)：即一個(gè)一對(duì)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(shì)簡(jiǎn)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(dòng)的初級(jí)線(xiàn)圈)：也是一對(duì)一能定位充電的設(shè)備充電，這種方法需要一個(gè)機(jī)械地可動(dòng)的初級(jí)線(xiàn)圈，調(diào)諧其與充電設(shè)備的位置相耦合，然而，可動(dòng)機(jī)械部件往往使系統(tǒng)可靠性降低，此外，對(duì)充電的多個(gè)設(shè)備，對(duì)初級(jí)線(xiàn)圈的馬達(dá)控制是復(fù)雜且昂貴的。第三，自由定位(線(xiàn)圈陣列)：允許多個(gè)設(shè)備充電的同時(shí)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(jià)，提供了更多的用戶(hù)友好性。

交流電的無(wú)線(xiàn)傳輸，實(shí)際上與手機(jī)的無(wú)線(xiàn)充電基本工作原理是相似的，不同點(diǎn)在于傳輸功率以及距離的區(qū)別。無(wú)線(xiàn)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(wú)線(xiàn)充電的，比如電動(dòng)牙刷等等。

無(wú)線(xiàn)充電的工作原理

無(wú)線(xiàn)充電的主要優(yōu)點(diǎn)是可以擺脫充電線(xiàn)纜的束縛，可以隨用隨充，對(duì)于電動(dòng)牙刷來(lái)講，也是考慮防水以及防塵的考慮。因?yàn)殡妱?dòng)牙刷使用的環(huán)境屬于潮濕環(huán)境，長(zhǎng)時(shí)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(wú)線(xiàn)充電也有缺點(diǎn)，它的工作效率比起有線(xiàn)來(lái)講是要低一些的。無(wú)線(xiàn)充電與有線(xiàn)充電的主要區(qū)別在于電能傳輸?shù)慕橘|(zhì)，有線(xiàn)充電是通過(guò)電纜，無(wú)線(xiàn)充電則是將電能轉(zhuǎn)換成其他能量進(jìn)行傳輸，再通過(guò)轉(zhuǎn)換還原成電能，這個(gè)中間能量就是磁場(chǎng)。

無(wú)線(xiàn)充電的工作原理實(shí)際上無(wú)線(xiàn)電廣播有相似之處，兩者都是將電信號(hào)變成磁信號(hào)傳輸，接收部分再將磁信號(hào)轉(zhuǎn)成電信號(hào)。不同的是無(wú)線(xiàn)電廣播接收信號(hào)的強(qiáng)度并不需要太大，因?yàn)槠浔旧磉€可以通過(guò)有源放大部分將信號(hào)進(jìn)行放大，而無(wú)線(xiàn)充電有所不同，它接收的就是電能，利用的也是電能，這是實(shí)實(shí)在在的能量。所以無(wú)線(xiàn)充電就需要考慮傳輸?shù)男蕟?wèn)題，以及傳輸距離

無(wú)線(xiàn)充電的能量傳輸就像變壓器一樣，固定不變的磁場(chǎng)是無(wú)法感應(yīng)出電壓的，想要通過(guò)磁場(chǎng)感應(yīng)出電壓，就需要交變磁場(chǎng)。能夠引起交變磁場(chǎng)的電壓，可以是交流電也可以是脈動(dòng)直流。對(duì)于工頻變壓器來(lái)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(jí)感應(yīng)出電壓，但是無(wú)線(xiàn)充電輸入的是直流電壓，就需要一部分電路將這個(gè)電壓變成脈動(dòng)直流，由于頻率的高低會(huì)影響傳輸效率，所以就需要變成高頻的脈動(dòng)直流，這一點(diǎn)實(shí)際上與開(kāi)關(guān)電源的工作過(guò)程是一樣的。輸入的直流電壓經(jīng)過(guò)振蕩電路的控制，驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)管之后，就會(huì)把直流電變成脈動(dòng)直流電，輸入到發(fā)射線(xiàn)圈中，接收線(xiàn)圈感應(yīng)出電能之后經(jīng)過(guò)整流、濾波以及穩(wěn)壓等過(guò)程，輸出合適的直流電壓給手機(jī)等電器充電。發(fā)射線(xiàn)圈相當(dāng)于變壓器的初級(jí)，而接收線(xiàn)圈相當(dāng)于變壓器的次級(jí)。由于無(wú)線(xiàn)充電的能量傳輸并沒(méi)有良好的磁通介質(zhì)，所以它相當(dāng)于一個(gè)松耦合變壓器。

不知道大家有沒(méi)有發(fā)現(xiàn)，目前，手機(jī)的無(wú)線(xiàn)充電功能在使用過(guò)程中必須得把手機(jī)放在指定的充電板上才可以實(shí)現(xiàn)手機(jī)的無(wú)線(xiàn)充電功能。不知道你有沒(méi)有過(guò)這樣的疑問(wèn)，既然是無(wú)線(xiàn)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(pán)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(lái)講，按照手機(jī)目前無(wú)線(xiàn)充電方式和實(shí)現(xiàn)原理來(lái)說(shuō)，一般歸結(jié)為三大類(lèi)，磁場(chǎng)共振、電磁感應(yīng)和無(wú)線(xiàn)電波?，F(xiàn)在來(lái)講，用的最多的也就是電磁感應(yīng)。相對(duì)于其他兩種無(wú)線(xiàn)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(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單運(yùn)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(jiǎn)單，很多初中生都對(duì)這項(xiàng)技術(shù)原理都有所了解，想必小伙伴們也在課堂上學(xué)過(guò)電磁感應(yīng)技術(shù)吧!下面就由小編來(lái)簡(jiǎn)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(gè)線(xiàn)圈，當(dāng)充電板的線(xiàn)圈接通電源之后，就給下面的線(xiàn)圈加上交流電從而會(huì)產(chǎn)生一個(gè)不斷變化的磁場(chǎng)，當(dāng)我們把手機(jī)放在充電板上的時(shí)候手機(jī)背蓋上的線(xiàn)圈就會(huì)感應(yīng)到磁場(chǎng)的變化，從而手機(jī)背蓋上的線(xiàn)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(lái)就實(shí)現(xiàn)了無(wú)線(xiàn)充電。

但是目前手機(jī)的無(wú)線(xiàn)充電功還是不太成熟，充電慢，充電效率低等問(wèn)題，其次在無(wú)線(xiàn)充電距離上存在很大不足，目前現(xiàn)階段手機(jī)的無(wú)線(xiàn)充電的有效充電距離大概在10mm以?xún)?nèi)，可以這個(gè)距離是非常短了。而且我們手機(jī)充電的時(shí)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(huì)直接影響無(wú)線(xiàn)充電的效率。