小型化无线充电接收电路装置设计文献综述

 2022-11-26 17:29:44

引言

自从1840年科学家揭示电磁感应现象及可用导线传输电能至今,电能的传输主要是由导线直接接触进行的。电子设备的充电一般都是通过插头和插座来进行的。但这种充电方式存在安全隐患。随着技术的发展,信息技术的革命,使得人们越来越追求安全与便利的设备。无线充电技术逐渐的得到了大家的认可,同时技术也得到了完善。虽然国内的无线充电技术的历程较短,但是在国内的无线充电市场具有广阔的环境,同时在无线射频充电的技术研究方向具有较好的发展方向[1]

国内外发展状况

国外:最初的无线充电器由多个密集的小型线圈阵列组成,通电产生的电磁场,将能量传送给装有线圈的电子设备,进行充电,这种充电器传输效率较低,成本高并且不能有效的进行充电。2007年6月麻省理工学院以Marin Soljacic为首的研究团队首次演示了利用电磁感应原理的灯泡无线供电技术,他们可以在一米距离内无线给60W的灯泡提供电力。[2]

研究者由此设想电源可以在这范围内为电池进行无线充电,进而推想只需要安装一个电源,即可为整个屋里的用电器供电。

Palm是最早将无线充电技术应用在手机充电器上[3]。他推出的充电设备“点金石”,就是利用电磁感应原理无线对手机进行充电。日本TDK公司新推出了一款无线充电音响,用户可以在享受音乐的同时对手机充电。该无线充电音响的顶部有一块无线充电板,手机仅需要放在音箱顶部即可充电。三星推出新款手机配备了无线充电器,诺基亚也为其旗舰型搭上了无线充电器。

索里亚契奇的设计,非辐射无线能量传输有限距离的限制,接收器越小则这个距离越短。他计算出笔记本电脑大小的物体可以在几米的范围内接受无线能量传输,这样在每个房间安装一个发射源,就可以给整个住宅的笔记本电脑供电了。他希望通过使用不同材料和改进技术,把效率提高到百分之七八十。他们相信改进后的设备将在三年到五年内为笔记本,电话等进行无线充电。

国内:国内无线供电器设计起步相对较晚,近年也得到了蓬勃发展且展现出欣欣向荣的趋势,市面上也出现了众多无线充电产品。从之前在电动牙刷,剃须刀等小功率产品的应用,发展到现在在手机充电器等方面更大功率的传输的巨大突破性的进展。甚至在汽车方面也有很大的进步[8]。作为Qi标准组织的一员,海尔在2011年CES上推出了概念性“无尾电视”,不需要电源线,信号线和网线。海尔称该产品采用了与麻省理工学院合作的无线电力传输技术。中国香港的美创公司出品的无线充电器也小有名气。深圳的畅客在无线充电器的发展也崭露头角。2017年11月26日晚,国内知名手机品牌金立首次加入了无线快充功能。在国产机中首次发布Qi标准无线充电技术,充电功率高达10W。有媒体实测证明,金立M7 Plus的无线充电输入端功率稳定在14W左右,完全可以媲美目前市面上主流的有线快充。现阶段国内的一些著名移动端生产商(华为、小米、OPPO、VIVO等等)也纷纷加入到了无线充电技术领域中,并推出了无线充电手机[7]

技术对比

现阶段,无线充电技术存在四种不同的方式:电磁感应技术、电磁共振技术、电磁耦合技术、和无线电波技术[4]

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