车载无线充电器的原理,车载充电器的工作原理

首页 > 经验 > 作者:YD1662022-11-07 10:58:06

一.常见的无线充电 介绍

近年来越来越多的智能手机开始配备无线充电功能,目前无线充电方式主要有四种:电磁感应式、磁场共振式、无线电波式、电场耦合式。

充电方式

电磁感应式

磁场共振式

无线电波式

电场耦合式

简要说明

初级线圈一定频率的交流电,通过电磁感应在次级线圈中产生一定的电流,从而将能量从传输端转移到接收端。

利用磁共振现象进行的非接触供电方式

由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。

将两个平面电极平行排列,利用电场耦合原理来供电的方式

功率、效率

功率小、效率最高

功率大、效率适中

功率最小、效率最低

功率小、效率高

无线距离

距离短

距离远

距离最远

距离短

优点

适合短距离高效率充电。

适合远距离大功率充电,效率适中

适合远距离小功率充电,自动随时随地充电。

适合短距离、高效率充电,位置不用固定。

缺点

特定摆放位置才能充电

磁场辐射、安全、健康

转换效率低、传输功率小

体积大,功率小

目前这四种无线充电方式中,电磁感应式无线充电方案最为成熟、被商用最广泛,比如我们手机需要用到的各种无线充电器,就是利用了这种技术方案。

二.了解qi无线充电过程

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。

基于Qi的系统工作频率通常在87至205 kHz的范围内,在功率从第一线圈传输到第二线圈的意义上类似于传统变压器,但由于无线充线圈之间的磁耦合度要低很多,因此也有很大不同。传统变压器的磁耦合系数接近1,而基于Qi的系统的磁耦合系数通常在0.5或以下,由于能量转化效率和有线充电相比并不高,多余的能量会以热量的形式散发,导致无线充电一段时间后,手机和底座都会发烫。这也是很多无线充电底座都会配置风扇的原因。同时,由于金属有电磁屏蔽的作用,所以带有无线充电的手机的背盖都不会用金属,一般会采用玻璃、陶瓷,或者塑料。

车载无线充电器的原理,车载充电器的工作原理(1)

车载无线充电器的原理,车载充电器的工作原理(2)

无线QI充电过程:

无线充电WPC通信序列简单介绍:
1) selection阶段:用于检测是否有RX存在,检测方法可以是定期发射固定频率的信号(Analog Ping),也可以使用检测电容的变化来实现检测;

2ping阶段:检测到RX后,TX会发送足够能量的信号(Digital Ping)启动RX的通讯功能。RX回应信号强度指示包,TX收到信号强度包后,会维持电源信号,系统进入下一阶段;

3) identification & configuration阶段:RX将WPC信息参数,比如所需最大输出功率等参数发送给TX。如果是EPP模式,由于其包含5W,10W,15W三种功率水平,不同的底座支持的最大传输功率不同。因此在这里会多出Negotiation阶段和Calibration阶段,用于协商来确定最终的传输功率,以及过程中的功率大小。
4) power transfer阶段: 完成配置后,进入电力传输阶段。RX会检测整流后的电压电流,发送错误包(Error Packet)使TX增大或减少发射功率。此外,RX会定期发送收到功率包发给TX,如果TX发现收到功率与所发射功率差异过大,为确保传输安全,会停止发射功率并关闭系统。如果RX不再需要电源(电池已经充满)时,会发送结束功率传输包,TX接收到后返回selection阶段。

车载无线充电器的原理,车载充电器的工作原理(3)

车载无线充电器的原理,车载充电器的工作原理(4)

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