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无线充电技术何者更优?磁感应PK磁共振

Siamak Bastami?? IDT科技模拟与电源事业部技术市场总监?? 2013年08月02日 ?? 收藏0
对于消费类市场,磁感应(Magnetic Induction,简称MI)或磁共振(Magnetic Resonant,简称MR)都是备选方案。无论消费市场朝哪个方向发展,一个已知的事实是,无线充电必将得到采用。在手机提供商的主要推动下,无线充电将开始向手机生态系统市场渗透。拥有强大生态系统的计算领域将紧随其后,使无线充电技术的采用进入下一个增长阶段。之后,无线电源技术很有可能扩展到支持手机和计算解决方案的基础设施中。未来的架构和解决方案中怎样运用无线电源技术,上述应用将仅仅是一个开端。

就磁感应技术而言,主要有两个流行标准:无线充电联盟(Wireless Power Consortium,简称WPC)和电源事务联盟(Power Matters Alliance,简称PMA)。这两个标准都相当成熟,很多产品已经用在消费市场了。无线电源联盟(Alliance for Wireless Power,简称A4WP)是第一个基于磁共振技术的标准。这些标准和解决方案都引起了一些疑问,例如,无线电源技术将向哪个方向发展?采用哪些解决方案是最好的?

移动设备

便利性是促使消费移动解决方案最先采用无线技术的关键因素之一。手机、平板电脑、媒体播放器、移动电视等不同的移动设备需要不同接口连接器的各种适配器,这意味着为了给移动设备充电,人们需要携带很多不同的连接器和适配器。拥有强大的支持性基础设施和生态系统的通用无线适配器,可以解决这些需求。在汽车、咖啡店、图书馆、餐馆、火车、飞机、办公室中提供无线充电,将满足人们所需的便利性。


图1:无线充电器系统:发送器和接收器方框图
POWER ADAPTER:电源适配器 Transmitter:发送器 ModulationDemodulation:调制解调Synchronous Half-Bridge Inverter:同步半桥逆变器 Status and PG Indicator:状态和 PG 指示器 Micro Controller:微控制器 2-way Secure Authentication:双向安全验证 Buck Converter:降压型转换器 Thermal Loop Control:热环路控制 Foreign Object Detection:异物检测 Clock:时钟 Power:功率 IDT Back Channel Communication:IDT 反向通道通信 Communication Link:通信链路 Receiver:接收器 Synchronous Full-Bridge Rectifier:同步全桥整流器 Thermal Control:热控制 USBAdaptor Control:USB适配器控制 LOAD:负载

磁路

磁感应和磁共振这两种技术的架构有很多相似之处。例如,二者都将磁场用作传送功率的桥梁。

在这两种技术中,电流被引入进一个谐振电路,进而产生磁场来传送功率。在电磁场场中接收和发送线圈的对准度以及二者之间的距离决定功率传输的效率;接收和发送线圈分离越远,功率传送效率就越低。还有其他一些因素对能量传送效率有很大影响,包括谐振频率、发送与接收线圈尺寸之比、耦合因数、线圈阻抗、趋肤效应、AC和DC组件以及线圈寄生参数。

随着x、y和z分离度以及发送和接收线圈之间比例角的增大,损耗和效率将受到极大的影响。

根据要求,包括成本和尺寸的考量,一个或多个线圈的解决方案都可以用于磁感应和磁共振这两种技术。


图2:磁场
MAGNETIC INDUCTANCE:励磁电感 Magnetic field mostly contained in between ferrite shielding:磁场大部分被限制在铁氧体屏蔽体之间 Surface:表面 Coil:线圈 Shielding:屏蔽层 Distance:距离 MAGNETIC RESONANCE:磁共振 Receiving Coil(s):接收线圈 Transmitting Coil:发送线圈 Magnetic field radiates outward – not shielded:磁场向外辐射——无屏蔽 Receiver:接收器 Magnetic Field:磁场 Transmitter:发送器

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无线充电?

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