關于智能無線充電系統的研究 _知識百科

電子產業快速發展，各種各樣的電子產品出現在市場上，隨之而來的是越來越多的充電器。不用品牌的充電器不具備通用性，使得使用者攜帶及充電有很大的不便。無線充電技術可以較好地解決這個問題。
Qi是全球首個推動無線充電技術的標準化組織，它推出的無線充電標準具備便捷性和通用性。如果無線充電器滿足此規范，那么所有滿足此規范的手機產品都可以在這個充電器上充電。
【關于智能無線充電系統的研究】 1 無線充電技術的原理
目前無線電能傳輸技術主要包括三種：電磁感應方式、電波輻射方式和磁場共振方式。其中電磁感應方式[1]是以法拉第的電磁感應耦合定律為基礎的，因磁通量變化產生感應電動勢，閉合電路的一部分導體在磁場里做切割磁感線的運動時，導體中就會產生電流，區別在于實現的是非接觸式的能量傳輸方式，此種方式對線圈的位置及線圈的工藝較敏感;電波輻射方式通過天線的發射和接收過程中的電磁波傳輸電能;磁場共振方式是以共振原理為基礎，通過兩個振幅相同的物體之間完成能量的傳輸。
比較三種無線電能傳輸技術，電磁感應方式支持的功率較大，但允許的距離較短;電波輻射方式適合較長距離的傳輸，但是允許的功率較小;電磁共振方式支持的功率和距離介于兩者之間，但實現較難。綜合考慮，電磁感應方式最適合于目前便攜式設備的無線充電。
2 無線充電系統的電路
在無線充電過程中，整個流程主要分為兩個部分：充電器端和接收端。
充電器端流程主要實現的是手機的檢測、溫度的檢測以及功率的發射等。當有金屬物接觸到電器端時，充電器會檢測所放置的金屬物是否為需充電物體，如果是，充電器會收到特定信號，并開始對需充電物體進行充電，否則，不進行充電。在充電過程中，如果收到充電物體發送的節點信號，立即進行確認，然后每5秒檢測充電物體是否離開。在充電過程中，如果檢測到充電器溫度過高，立即停止充電。
接收端流程主要包括指示燈控制、檢測充電過程、停止充電控制等。如果接收端收到充電器發來的檢測信號，及時作出回應，然后等待充電器開始充電。當接收端檢測自身電池已經充滿時，向充電器端發送節電信號以停止充電。
尤其注意的是，在充電過程中，如果充電器端檢測到電壓或電流異常、溫度過高等，應立即停止充電，并且指示燈閃爍。如果充電正常停止，則指示燈不閃爍。
2.1 充電器端電路整套充電器電路主要包含電源部分，存儲器部分，控制電路部分以及線圈。
電源的主要功能是將交流電轉換為直流電，并通過電路轉換得到特定的電流和電壓。存儲器主要功能是存儲充電過程中的各種狀態和各種參數。控制電路是整個充電系統中最重要的部分，主要功能是線圈控制、功率控制以及模數轉換等。線圈是核心器件，主要功能是將電能轉換為磁能并通過空間進行傳輸。充電器的工作原理圖如圖1所示。
2.2 接收端電路接收端的電路主要包含整流部分、控制電路部分以及線圈。控制電路是接收端的中心，包括通信單元、功率控制單元以及模數轉換器等。接收端的線圈與充電器端的線圈功能相反，主要完成將接收到的磁能轉換為電能。接收端的電路如圖2所示。
3 總結
本文研究的無線充電技術采用電磁感應原理，旨在解決便攜式設備需經常充電但又不方便充電的問題，同時能夠保證無線充電過程中的安全性。但是無線充電技術的實現還具有一些問題，需要進一步研究。