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新興科技探討:無線充電的發(fā)展趨勢與方案

發(fā)布時間:2014-03-27 責(zé)任編輯:mikeliu

【導(dǎo)讀】未來的技術(shù)中,一定會有無線充電技術(shù)的存在。雖然說現(xiàn)在的無線充電設(shè)備仍舊處于一個雛形階段,但是蘋果在美國已經(jīng)申請了這一專利,說明無線充電技術(shù)已經(jīng)被各大研發(fā)巨頭放在了桌面上,那么,無線充電技術(shù)的發(fā)展趨勢會是如何?

對于消費類市場,磁感應(yīng)或磁共振都是備選方案。無論消費市場朝哪個方向發(fā)展,一個已知的事實是,無線充電必將得到采用。在手機提供商的主要推動下,無線充電將開始向手機生態(tài)系統(tǒng)市場滲透。擁有強大生態(tài)系統(tǒng)的計算領(lǐng)域?qū)⒕o隨其后,使無線充電技術(shù)的采用進入下一個增長階段。之后,無線電源技術(shù)很有可能擴展到支持手機和計算解決方案的基礎(chǔ)設(shè)施中。未來的架構(gòu)和解決方案中怎樣運用無線電源技術(shù),上述應(yīng)用將僅僅是一個開端。

就磁感應(yīng)技術(shù)而言,主要有兩個流行標(biāo)準(zhǔn):無線充電聯(lián)盟和電源事務(wù)聯(lián)盟。這兩個標(biāo)準(zhǔn)都相當(dāng)成熟,很多產(chǎn)品已經(jīng)用在消費市場了。無線電源聯(lián)盟是第一個基于磁共振技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)。這些標(biāo)準(zhǔn)和解決方案都引起了一些疑問,例如,無線電源技術(shù)將向哪個方向發(fā)展?采用哪些解決方案是最好的?

新興科技探討:無線充電的發(fā)展趨勢與方案

無線充電器系統(tǒng):發(fā)送器和接收器方框圖

移動設(shè)備

便利性是促使消費移動解決方案最先采用無線技術(shù)的關(guān)鍵因素之一。手機、平板電腦、媒體播放器、移動電視等不同的移動設(shè)備需要不同接口連接器的各種適配器,這意味著為了給移動設(shè)備充電,人們需要攜帶很多不同的連接器和適配器。擁有強大的支持性基礎(chǔ)設(shè)施和生態(tài)系統(tǒng)的通用無線適配器,可以解決這些需求。在汽車、咖啡店、圖書館、餐館、火車、飛機、辦公室中提供無線充電,將滿足人們所需的便利性。

磁路

磁感應(yīng)和磁共振這兩種技術(shù)的架構(gòu)有很多相似之處。例如,二者都將磁場用作傳送功率的橋梁。

在這兩種技術(shù)中,電流被引入進一個諧振電路,進而產(chǎn)生磁場來傳送功率。在電磁場場中接收和發(fā)送線圈的對準(zhǔn)度以及二者之間的距離決定功率傳輸?shù)男剩唤邮蘸桶l(fā)送線圈分離越遠(yuǎn),功率傳送效率就越低。還有其他一些因素對能量傳送效率有很大影響,包括諧振頻率、發(fā)送與接收線圈尺寸之比、耦合因數(shù)、線圈阻抗、趨膚效應(yīng)、AC和DC組件以及線圈寄生參數(shù)。

隨著x、y和z分離度以及發(fā)送和接收線圈之間比例角的增大,損耗和效率將受到極大的影響。

根據(jù)要求,包括成本和尺寸的考量,一個或多個線圈的解決方案都可以用于磁感應(yīng)和磁共振這兩種技術(shù)。

電源管理

開發(fā)高性能電源管理架構(gòu)對磁共振和磁感應(yīng)解決方案的成功實現(xiàn)有很大影響。在發(fā)送器方面,為了把電流引入諧振電路,進行了DC到AC轉(zhuǎn)換。在磁感應(yīng)技術(shù)中,用半橋式或全橋式轉(zhuǎn)換器實現(xiàn)這種轉(zhuǎn)換,而在磁共振技術(shù)中,電流是通過功率放大器引入的。

結(jié)論

合乎情理的結(jié)論是,就具體應(yīng)用而言,最佳解決方案要根據(jù)所要求的功能和性能而定。如果要求在X、Y和Z方向自由定位或多設(shè)備充電能力,那么磁共振可能是首選解決方案。如果要求高效率并嚴(yán)格遵守法規(guī),那么符合WPC要求的解決放案也許是最佳選擇。不過,毫無疑問的是,能無縫識別基于磁感應(yīng)或磁共振的耦合設(shè)備并能有效和高效傳送功率的多模式解決方案,將是這些應(yīng)用的理想解決方案。

IDT已經(jīng)開發(fā)出了基于磁感應(yīng)和磁共振技術(shù)的解決方案。公司高度集成度的磁感應(yīng)解決方案已經(jīng)滿足并且超出了WPC(Qi)的要求。這些解決放案采用了非常先進的工藝技術(shù),以集成功率器件和智能功能,進而在接收器和發(fā)送器之間進行有效通信,并有效地控制閉合環(huán)路。這些集成解決方案需要的外部組件最少,有助于降低BOM成本和所需PCB的成本。

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