醫(yī)療設(shè)備的無線充電應(yīng)用實(shí)例說明

　　想象一下，你是一家大城市急救室的醫(yī)療技師。你在各個(gè)病房之間穿梭，使用便攜式診斷設(shè)備協(xié)助醫(yī)護(hù)人員做診斷。工作壓力大，病人源源不斷，你根本沒時(shí)間去找插座，把你的設(shè)備插上去。你大概愿意把設(shè)備放到一個(gè)地方，讓它自動(dòng)充電，這樣你就能到下一個(gè)病人和傷者那里，他們需要?jiǎng)幼餮杆俸透咝У尼t(yī)護(hù)人員。對(duì)你和病人來說幸運(yùn)的是，無線充電已經(jīng)是一種現(xiàn)成的技術(shù)。

　　標(biāo)準(zhǔn)

　　行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范正在引領(lǐng)無線充電的發(fā)展。無線Wireless Power Consortium’s （WPC）標(biāo)準(zhǔn)也被稱為Qi（發(fā)音“奇”）。這個(gè)規(guī)范又分為系統(tǒng)的三個(gè)核心部分—功率發(fā)射機(jī)、功率接收機(jī)，以及兩個(gè)設(shè)備之間的通信協(xié)議。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的主要特性是（見下面的框圖）：

　　來源：無線充電聯(lián)盟網(wǎng)站

　　一種從底座到便攜式設(shè)備的非接觸式功率傳輸方法，這種方法的物理基礎(chǔ)是線圈之間的近場(chǎng)電磁感應(yīng)。

　　使用一個(gè)次級(jí)（或接收）線圈，傳輸大約5W功率。

　　傳輸范圍內(nèi)的工作頻率為110Hz至 205kHz

　　在底座表面擺放便攜式設(shè)備的方式有兩種：

　　一種方式是在底座表面的指定位置擺放便攜式設(shè)備，底座通過該表面的一個(gè)或幾個(gè)固定的位置提供能量。

　　自由定位允許便攜式設(shè)備隨意擺放在充電站表面，從該表面的任何地方提供能量。

　　非常低的待機(jī)功耗是可以達(dá)到的，這取決于具體的實(shí)現(xiàn)方法。

　　能夠靈活地把系統(tǒng)集成進(jìn)便攜式設(shè)備

　　一個(gè)簡(jiǎn)單的通信協(xié)議就能使便攜式設(shè)備能夠完全控制能量傳輸過程。

　　能量傳輸過程分為4個(gè)階段：

　　· 選擇階段：功率發(fā)射機(jī)監(jiān)視充電接口，探測(cè)要充電的設(shè)備是否擺放到位。如果沒有探測(cè)到設(shè)備，功率發(fā)射機(jī)將不停地Ping功率接收機(jī)。如果在給定的時(shí)間里沒有探測(cè)到要充電的設(shè)備，功率發(fā)射機(jī)就會(huì)進(jìn)入待機(jī)模式。

　　· Ping階段 ：類似于聲納，功率發(fā)射機(jī)發(fā)出一個(gè)數(shù)字Ping信號(hào)，探測(cè)可充電設(shè)備。如果探測(cè)到設(shè)備，功率發(fā)射機(jī)就把功率信號(hào)保持在ping信號(hào)的電平，然后進(jìn)入識(shí)別和配置階段。如果沒有探測(cè)到設(shè)備，功率發(fā)射機(jī)就返回到選擇階段。

　　· 識(shí)別和配置階段：功率發(fā)射機(jī)與功率接收機(jī)協(xié)商，確定給接口上需要充電的設(shè)備提供多大的功率。如果設(shè)備從接口上移開，功率發(fā)射機(jī)就返回到選擇階段。

　　· 功率傳輸階段：功率發(fā)射機(jī)向功率接收機(jī)提供能量，根據(jù)功率接收機(jī)的反饋情況調(diào)整所需要的電流。在功率傳輸過程中出現(xiàn)異常情況時(shí)，安全功能會(huì)適時(shí)關(guān)閉功率傳輸，并返回到選擇階段。

　　這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)得到電子行業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域內(nèi)超過90家公司的支持。

　　技術(shù)

　　無線充電使用近場(chǎng)電磁感應(yīng)原理，將能量從充電底座（pad）傳送到便攜設(shè)備。在不斷變化的距離上，充電底座里的發(fā)射機(jī)線圈（Tx）向嵌入在手機(jī)這樣的便攜式設(shè)備里的接收機(jī)線圈（Rx）傳送能量。充電底座里的發(fā)射機(jī)/初級(jí)線圈在上電時(shí)產(chǎn)生一個(gè)類似于傳統(tǒng)變壓器的電磁場(chǎng)，感應(yīng)電流流過便攜式設(shè)備上的次級(jí)線圈。（充電底座有一個(gè)功率轉(zhuǎn)換電路，將電能轉(zhuǎn)換為電磁場(chǎng)。在接收機(jī)端，功率拾取單元將電磁場(chǎng)重新轉(zhuǎn)換為電能，對(duì)設(shè)備的電池充電）。發(fā)射機(jī)和接收機(jī)互相之間進(jìn)行通信，控制充電過程。

　　Vishay Dale Electronics的IWAS系列Qi無線充電接收線圈/防護(hù)罩是第一批可用于符合WPC規(guī)范的器件的商用無線充電線圈。IWAS系列的效率達(dá)到70%或更高，為接收線圈提供高磁導(dǎo)率防護(hù)罩，阻斷充電磁通，防止其損壞敏感元件或電池。IWAS系列無線充電接收線圈/防護(hù)罩的性能不會(huì)受到永磁的不利影響。

　　IWAS線圈的優(yōu)點(diǎn)

　　IWAS接收機(jī)線圈采用專利的IHLP?技術(shù)制造。線圈使用一個(gè)磁性導(dǎo)線線圈，裝在一個(gè)復(fù)合材料的芯/防護(hù)罩上，使IWAS接收機(jī)線圈比競(jìng)爭(zhēng)技術(shù)多了一些明顯的優(yōu)點(diǎn)：

　　· 無線充電接收線圈的高磁導(dǎo)率防護(hù)罩

　　o 防護(hù)罩材料特性

　　1. 磁導(dǎo)率： 24

　　2. 電阻率： 在100V下大于 10 MΩ

　　3. 鐵芯損耗：4000 mW/cc，在500高斯， 250 kHz下

　　4. 磁飽和：50 %，在400高斯下（可達(dá)350 Oe）

　　· 高飽和鐵粉—不受永磁的影響

　　· 堅(jiān)固耐用的結(jié)構(gòu)

　　· 不需要充電接口連接器，而連接器在清洗/消毒的時(shí)候會(huì)腐蝕或泄漏

　　· 一個(gè)充電區(qū)可放多個(gè)設(shè)備，不用考慮制造商

　　· 尺寸和形狀可以定制，以適合任何符合WPC規(guī)范的設(shè)備

　　· 符合RoHS指令2002/95/EC

　　安裝

　　IWAS-48