無線充電器技術(shù)和解決方案

　　品質(zhì)因數(shù)

　　在等式(6)中，Q稱為品質(zhì)因數(shù)。發(fā)射器線圈或輸出電阻改變會影響Q值。在無線充電器系統(tǒng)中，工作點設(shè)置在諧振頻率上。發(fā)射器諧振頻率和接收器諧振頻率始終相同。因此諧振頻率上的電壓傳遞函數(shù)值(ωn=1)就是我們感興趣的。圖3 說明系統(tǒng)電壓傳遞函數(shù)相對于Q值改變。

　　從該圖中我們可以看出，當(dāng)Q值變小時，諧振頻率點的電壓傳遞函數(shù)曲線變化更明顯。在這種情況下，電壓傳遞函數(shù)對頻率極為敏感，無法輕松地將輸出保持穩(wěn)定。另一方面，當(dāng)Q值變大時，諧振頻率的曲線變化變慢，但電壓傳遞函數(shù)變得極低。要獲得相同的輸出電壓，我們必須在發(fā)射器上施加更大的輸入電壓和電流，而這會顯著降低效率。因此我們需要仔細(xì)選擇合適的Q值。和往常一樣，范圍為4至6之間。

　　耦合因數(shù)

　　在等式(7)中，k稱為耦合因數(shù)。正如我們所知，發(fā)射器產(chǎn)生磁通量。到達(dá)接收器的磁通量越多，線圈耦合的越好。耦合因數(shù)用于測量此耦合度。耦合因數(shù)值介于0和1之間，其中0是指發(fā)射器線圈和接收器線圈是獨立的，而1是指它們完美耦合。當(dāng)線圈完美耦合時，發(fā)射器線圈產(chǎn)生的磁通量全部被接收器線圈收集。

　　圖4顯示耦合因數(shù)如何影響電壓傳遞函數(shù)曲線。從該圖中，可以發(fā)現(xiàn)有一個k值，其中電壓傳遞函數(shù)達(dá)到峰值，這表示實現(xiàn)了最大性能。因此良好耦合的線圈對于獲得更佳的系統(tǒng)性能至關(guān)重要。

　　WPC無線充電器標(biāo)準(zhǔn)

　　為設(shè)立一個稱為“Qi”的短距離移動設(shè)備無線功率傳輸標(biāo)準(zhǔn)，創(chuàng)建了無線充電聯(lián)盟。WPC標(biāo)準(zhǔn)定義低功率無線設(shè)備中的電感耦合工作方法以及功率發(fā)射器和接收器之間的通信協(xié)議。它還定義從發(fā)射器到接收器傳輸?shù)淖畲蠊β蕿?W，發(fā)射器線圈與接收器線圈之間的典型距離為5mm。基本系統(tǒng)原理圖如圖5所示。依據(jù)WPC標(biāo)準(zhǔn)工作的任何設(shè)備都可與任何其他符合WPC標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備配合使用。在Qi標(biāo)準(zhǔn)V1.1中，添加了異物檢測(FOD)功能。

　　功率發(fā)射器

　　WPC標(biāo)準(zhǔn)中有三種功率發(fā)射器類型：導(dǎo)向定位、具有移動線圈的自由定位以及具有線圈矩陣的自由定位如圖6中所示。