無線充電器技術(shù)及低成本分立式無線充電器解決方案

感應(yīng)式無線電力傳輸變得越來越流行。最近，許多手機制造商宣布他們生產(chǎn)的新型手機將支持無線充電功能。大多數(shù)新型手機都使用了基于感應(yīng)電力傳輸?shù)臒o線充電技術(shù)。這種技術(shù)也可用于其他便攜設(shè)備。為了令無線充電系統(tǒng)的設(shè)計更加簡單，無線充電聯(lián)盟（WPC）孕育而生，并提出了一個低功耗標(biāo)準(zhǔn)。
　　本文將介紹無線電力傳輸?shù)幕纠碚摬⒏攀鯳PC提出的“Qi”標(biāo)準(zhǔn)。最后，將介紹一個符合Qi標(biāo)準(zhǔn)的低成本分立式無線充電器解決方案。
　　基本理論
　　基于感應(yīng)電源的無線電力傳輸?shù)幕纠碚摲浅：唵?。眾所周知，交流電場將產(chǎn)生磁場，交流磁場也將產(chǎn)生電場。在發(fā)射機中，直流電源轉(zhuǎn)換為交流電，并產(chǎn)生交流電場。在接收機處，線圈拾取來自交流磁場的電源，并將交流電轉(zhuǎn)換成直流電作為輸出負(fù)載。
　　發(fā)射線圈和接收線圈彼此分離，泄漏電感大且耦合系數(shù)小。因此，傳輸效率非常低。為提高傳輸效率，必須采用一個補償電路。常用方法就是在發(fā)送機側(cè)和接收機側(cè)分別放置一個補償電容，形成一個帶有發(fā)送線圈和接收線圈的諧振電路，用于改善電源傳輸。圖1顯示了兩個補償電路方法的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。通常情況下，在發(fā)送機側(cè)放置一個電容以形成帶有發(fā)送線圈的串聯(lián)諧振電路，而在接收機側(cè)有兩種不同的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。一種是形成帶有接收線圈的串聯(lián)諧振電路的電容，另一種是形成帶有接收線圈的平行諧振電路的電容。
　　
　　圖1 -兩個諧振電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
　　電壓傳輸函數(shù)如下所示：
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　　Cp和Lp為發(fā)射機側(cè)發(fā)送線圈的串聯(lián)電容值和電感值，而Cs和Ls為接收機側(cè)接收線圈的串聯(lián)或平行電容值和串聯(lián)電感值。M為互感系數(shù)。ω0為諧振頻率。ωn為標(biāo)準(zhǔn)化工作頻率。n為兩個線圈電感的比率。Q為品質(zhì)因子。K為耦合系數(shù)。α為發(fā)射串聯(lián)電容與接收電容的比率。R為輸出負(fù)載。