无线充电方案说明
什么是无线充电？
?通过电磁感应的方式传递能量，要求有发射端和接收端
接收端发射端
QI 标准
?QI 标准定义发射和接收之间的通讯协议标准定义发射和接收之间的通讯协议，，硬件要求等参数参数，，以方便接收端正确的在任何有QI 标志的发射端上充电上充电。。
?QI 也需要在专门实验室做认证也需要在专门实验室做认证。。
解决方案（18V输入）?发射端：GPMQ8018A
解决方案（12V输入）?发射端：GPMQ8012A+3线圈
解决方案（12V输入）?发射端：GPMQ8012A+单线圈
解决方案（5V输入）?发射端：GPMQ8005A
解决方案?接收端：GPMQ8101A
方案规格1.1.输出电压控制输出电压控制输出电压控制；；2.2.与发射端通讯与发射端通讯
功能mA 10007000输出电流
实际可设计为实际可设计为00-5V V 5输出电压
Max.Typ.Min.
备注Unit Value 项目
接收端1.1.输出功率控制输出功率控制输出功率控制；；2.2.与接收端通讯与接收端通讯与接收端通讯；；3.3.状态指示状态指示状态指示；；4.4.接收端检接收端检
测；5.5.电流保护电流保护
功能与整体设计有关%747050效率
W 95.8输出功率
mA 500320输入电流
实际可设计为实际可设计为55-18V V 185输入电压
Max.Typ.Min.
备注Unit Value 项目
发射端
QI认证
测试记录发射端：
测试记录接收端：
半导体器件应用网 https://www.doczj.com/doc/a417222528.html,/news/196649.html 高集成度IDT无线充电解决方案 【大比特导读】IDT无线充电技术解决方案是一款高集成度、单芯片SOC解 决方案，支持QILOGOWPC认证，并且兼容POWERMATE模式，具有加密通讯，异物检测模式功能。IDT目前是英特尔整个平台无线充电技术唯一的合作伙伴。现已有多家厂商使用IDT无线充电解决方案。 IDT无线充电技术解决方案是一款高集成度、单芯片SOC解决方案，支持QILOGOWPC认证，并且兼容POWERMATE模式，具有加密通讯，异物检测模式功能。IDT目前是英特尔整个 平台无线充电技术唯一的合作伙伴。现已有多家厂商使用IDT无线充电解决方案。 IDT无线充电系统 发送端(TX)：接收端(RX)： DC转AC，频率110-205KHz。线圈感应磁场产生AC。 AC经线圈产生磁场。 AC转DC，经稳压输出5V。 通过线圈接收调制信号，解调后的信息决定发送功率通过线圈发送调制信号。 控制开关频率来调整功率 IDTP9025A接受演示版
采用1mm厚RX-A线圈 2层PCB 5V/1A输出 USB输出 FON封装，外围0402电容 无需EEPROM IDT无线充电接受端-方案特点 1、高度集成单芯片系统。量产只需外接18个电容+1个电阻+1个线圈。 2、PCB的面积可控制20mmX18mm，并可用普通FR4双面板。 3、经WPC认证符合WPCv1.1标准。 4、集成同步桥式全波整流器。 5、集成5V/1A线性稳压器。 6、异物检测(FOD)。 7、可通过外接电阻或I2C配置FOD。 8、过温过压过流保护。 9、充满电可自动关闭发送。 10、可外接NTC热敏电阻检测温度。 11、LED状态指示。 12、I2C借口可读取电压电流和频率值。
“无线充电”项目介绍方案 2013-1-13
一、无线充电项目概述 二、无线充电项目远景分析 三、无线充电项目近期进展 四、目前国内外公司研究状况
一、无线充电项目概述 我们都知道，无线能源似乎是一个听起来很棒的新奇概念，但是我们很 难想象会很快将它实现商业化。 据engadget 报道，美国宾州的一家公司，目前靠着这个Powercast 技术，已经和超过 百家的主要电子产品公司，签下内容尚未公 开的合作案，包括一些耗电量“相对较低” 的电子产品，诸如手机、MP3 随身听，还有汽 车零件、温度传感器、助听器，甚至是医疗 仪器等的制造业者。 基本上整个系统包含了两件东西，一个是 插在插座上的发信器，另一个是整合在电子 产品上，跟硬币大小差不多的接收器（技术 核心），只要在一定的范围内（目前是在 1 米的距离内，美国可达到10米左右），电能可 以瞬间自发信器传到对应的接受器。 该项技术之所以会得到这么多家厂商的 青睐，原因是在他独特的电磁波接收装置，能够根据不同的负载、电场强 度来作调整，同时还能维持稳定的直流电压，这也表示在空中散射的电磁 波功率， 能够被 减到最 低。（据 说这种 设备已 经获得 了FCC 认证） 最 神奇的是，这种接收器的制造成本只需要 5 美金。由于价格昂贵、产品笨重以及 不完善的解决方案，无线充电产品一直都没有能够真正的进入消费市场。 另外对于经常在外奔波的移动设备使用者，将来也可以在无线上网的同时，通过无线网络对自己的移动设备进行充电。 2010 年9 月1 日，全球首个推动无线充电技术的标准化组织——无线 充电联盟在北京宣布将Qi 无线充电国际标准率先引入中国。信息产业部通 信电磁兼容质量监督检验中心也加入该组织。
无线充电原理图文详解 支持无线充电的智能手机从2011年夏季前后开始上市。任何厂商的任何机型均可使用的“Qi”规格将成为全球标准。停车即可充电的EV（电动汽车）用充电系统也在推进研发。 无线充电已经在电动牙刷、电动剃须刀、无线电话等部分家电产品中实用化，现在其应用范围又扩大到了智能手机领域。 NTT DoCoMo在2011年夏季以后陆续上市了多款支持无线充电的智能手机和充电座。这些手机无需在手机上插上充电线缆，只需放置在充电座上即可为电池充电。今后NTT DoCoMo 将在电影院、餐厅、酒店、机场休息室等公共场所设置充电座，便于用户在外出时使用。 软银移动也预定2012年1月上市支持无线充电的智能手机。KDDI正在开发车载式智能手机的无线充电座。 未来无线充电的应用范围将有望扩大到EV的充电系统。 目前，市场上支持无线充电的智能手机和充电器大部分都符合总部位于美国的业界团体“无线充电联盟（WPC）”所制定的“Qi”规格。Qi源自汉语“气功”中的“气”，以松下、
韩国三星电子、英国索尼爱立信、芬兰诺基亚、电装为首，许多国家的家电厂商和汽车厂商都相继加盟了WPC。 无线充电方式包括“磁共振”及“电波接收”等多种方式，Qi采用的是“电磁感应方式”。通过实现标准化，只要是带有Qi标志的产品，无论是哪家厂商的哪款机型均可充电。 19世纪发现的物理现象 电磁感应方式采用了19世纪上半期发现的物理现象。众所周知，电流流过线圈时，周围会产生磁场。1820年，丹麦物理学家汉斯·奥斯特（Hans Oersted）发现了这种电磁效应。
用没有通电的其他线圈接近该磁场，线圈中就会产生电流，由此点亮灯泡。1831年，英国物理学家迈克尔·法拉第（Michael Faraday）发现了这个可从线圈向线圈供电的物理现象，并称之为电磁感应现象。
电源招聘专家 无线充电系统设计方案 无线充电是指具有电池的装置透过无线感应的方式取得电力而进行充电，其方便性可以让消费者愿意支付额外的费用购买无线充电相关产品；因为有商机才会有厂商愿意投入相关产品开发，目前可以知道非常多知名品牌厂商已经将无线充电这个功能列入新一代的产品的规格之一。由于这产技术相当新颖且各厂商有自己对技术的表述，所以无线充电、感应式电力、非接触充电、无接点充电都是泛指相同的技术，距离1mm到数公尺都是一样是无线，供电端与受电端交互作用就称感应，所以无线充电是广义的名词没有一定的规格。 原理简单·实作困难 无线充电的方法在实验阶段有开发出很多方法，但目前唯一有机会量产商品化为线圈感应式。线圈感应式的原理很简单，是百年前就被发现物理现象，但过去长久以来这样的线圈感应只运用在绕线式的变压器中。早期就有人发现将绕线式的变压器的将“E”型铁心绕线后对向紧贴后接上市电就可以感应传电，但距离略为分开后感应效果就消失，这是因为在市电60Hz下，电磁波传递会随着距离增加能量快速衰退。 在现今的应用中，由于装置本身需要有外壳包装，发射端加上接收端的外壳厚度至少从3mm 起算，早期电动牙刷产品开发时就发现当距离拉开后需要将线圈上的操作频率提高才能让电力能传送的更远；在电磁波中有一个特性，就是频率越高的电磁波可以传送比较长的距离后能量衰减较低。 后来rfid应用开始发展，主要就规划的三个频段LF低频(125~135KHz)、HF高频(13.56MHz)、UHF超高频(860~960MHz)可以使用，而这些频段也造就了目前无线电力系统在设计之初频率采用的参考点。早在10年前电动牙刷的无线充电就已经上市，当时的传送功率小、充电时间长，在现在的智能手持装置的耗电状况来看，当时的充电能量不敷使用所以10年来还无法实用化。但这几年来发展出新的技术可用较高的“共振”接收效率运作方式，由于这个技术较新所以各界的说法很多，但都是有一个很重要的特性，就是接收线圈上都会有配置电容来构成一个具有频率特性的接收天线，在特定的频率下可以得到较大的功率移转。这部份就跟早期的电磁感应不同，当距离拉开后依然就可以得到良好的电力传送效果。共振的原理非常简单，就跟钢琴调音师一样放不同水量的玻璃杯，在精准的调音下可以将某个玻璃杯透过共振将其振碎；但其它的文章都没有提到，若是没有经过专业钢琴调音师训练的一般人，可能永远也调不出可以让玻璃杯振碎的频率！这就是原理简单、实作困难。
简易无线充电系统DIY设计方案 1、原理简介 无线充电系统主要利用电磁感应原理。电磁感应方案就是利用变压器原理，通过初、次级线圈的感应来实现电能的传输。基于这种方式的无线电能传输系统主要有三大部分组成，即能量发送端、无接触变压器、能量接收端。当发送线圈中通以交变电流，该电流在将在周围介质中形成一个交变磁场，接收线圈中产生的感应电动势可供电给移动设备或者给电池充电。这种方案的特点是能量接收端和次级线圈相连，可灵活移动，电路简单，易于实现，可用于距离要求不高但又不需要机械和电气连接的场合。 2、系统设计 2.1总体设计 无线充电系统由电源电路、高频振荡电路、高频功率放大电路、发射、接收线圈和高频整流滤波电路 5 部分组成，系统框架如下图（1）所示，最后给可充电电池充电。从无线电路传输的原理上看，电能、磁能随着电场与磁场的周期变化以电磁波的形式向空间传播，要产生电磁波首先要有电磁振荡，电磁波的频率越高其向空间辐射能力的强度就越大，电磁振荡的频率至少要高于 100KHZ，才有足够的电磁辐射。 2.2 高频振荡电路设计
用CMOS 电路六反相器 CD4069 的晶体振荡电路CD4069 构成的两种晶体振荡电路如图（2）所示 用CD4069产生高频振荡比LC振荡电路的效果要好 2.3 功率放大器的设计 电路如图（3）所示 场效应管属于电压控制元件，是一种类似于电子管的三极管，与双极型晶体管相比，场效应晶体管具有输入阻抗高，输入功耗小，温度稳定性好，信号放大稳定性好，信号失真小，
噪声低等特点，而且其放大特性也比电子三极管好，图（ 3）功率场效应管电路中三个电阻R1、R2、R3 并联接到场效应管的栅极 G，前级的高频振荡电路也接到 G；原级 S 直接接地；漏极 D 接LC 振荡电路，其谐振频率和前级的高频振荡频率相同。 2.4发射、接收线圈电路流程图 4 如下所示
无线充电联盟15W的Qi无线充电方案 今年，针对智能手机的无线充电技术已经取得了巨大进展，但是，当你着急为手机充电时，最终还是会选择使用手机充电线。主要原因是，尽管无线充电很方便，并且无线充电站和支持无线充电技术的设备在逐步完善，但是这些系统充电速度还是无法跟快充电线相比。 现在，无线充电联盟（WPC）则公布了最新无线充电新标准，欲将无线充电速度大幅提升。可惜的是，WPC表示目前这个规格只开放予联盟的成员参考，理论上15W 应能为大家提供更快的无线充电效果。WPC指出「某些」厂商（国际厂商诸如Freesacle，Rohm，国内厂商上海新捷半导体NewEdge Techology等）已为设备配上快速的无线充电功能，明显地是暗示高通的Quick Charge 2.0 ，能在 30 分钟内充至 60% 电，而他们的 15W 无线充电规格也可以做到同样的效果。 尽管该组织还没公布具体的细节，但是据悉，他们开发出的15瓦无线充电系统能够为平板电脑等“大块头”设备无线充电，它的充电功率是常见无线手机充电系统的3倍，因此充电速度自然比较快。当然了，除了平板电脑外，这套系统还支持智能手机，便携式工业和医疗设备等。这些IC厂商表示，他们所开发的无线充电系统支持15W Qi标准以及无线充电
联盟标准。 （NewEdge Techology 15W无线充电方案原理） 事实上，无线充电技术已经不是什么新鲜事，但是获得无线充电联盟的支持，将有助于无线技术的渗透。同时，也暗示了，无线充电产业也意识到了他们所面临的来自快速有线充电技术的竞争压力。 目前还不清楚我们何时能够看到支持这种全新高能Qi无线充电标准手机和充电器。但是，我们期望有一天，当我们下班回家，将没有电的手机放到充电垫上后，能够为我们快速充满电。
浅谈ti无线充电芯片及方案 无线充电技术发展至今在电子领域已经被深入研究应用，虽然还未曾大范围普及，但在消费电子领域的发展已经取得不错的成绩。手机厂商也纷纷在自家旗舰机上加入这一革新性的先进充电技术，如三星S6、索尼Xperia Z3+、谷歌Nexus 6、诺基亚Lumia 930 等手机均采用了无线充电技术。 无线电源可在应用中带来实际的系统优势，例如，移除连接器以提高可靠性和耐用性、使系统能够防水以方便清洁并通过提高方便性来提供更好的用户体验。其他应用则可受益于移除接触点而带来的更高安全性，以及在极具挑战性的接口上传送电力甚至数据的能力。TI 是无线电源领域久经考验的行业翘楚，可提供广泛的解决方案来支持可穿戴设备、智能手机、汽车、工业和医疗应用。 德州仪器（TI）宣布推出一款支持业界首款全面集成型10 W无线充电解决方案，该解决方案的接收器及相应发送器更为高效，可帮助工业、医疗及个人电子产品的设计人员让设备在摆脱所有连接器的同时，更快、更高效地充电。此次推出的bq51025和bq500215目前都已投入量产，它们不仅支持防水、防尘以及便携式设计，而且还更快的为1节及2节（1S和2S）锂离子电池充电且不会产生过热。此外，该充电解决方案还兼容于市场上任何符合5W Qi标准的产品，有助于消费类电子产品可以更为灵活的在比以往更多的地方充电。 10W高效率无线充电Bq51025接收器不仅支持4.5V至10V的可编程输出电压，而且与TI bq500215无线电源发送器相结合，还可在10W功率下实现高达84%的充电效率，从而可显着提高散热性能。该功能齐备的无线电源接收器解决方案尺寸仅为 3.60 毫米 2.89毫米，可设计应用在众多便携式工业设计方案中，包括零售终端扫描仪、手持式医疗诊断设备以及平板电脑和超级本等个人电子产品。 最新发布的bq500215是一款专用的固定频率10W无线电源数字控制器发送器，兼容于5W Qi接收器。该发送器采用增强型异物检测（FOD）方法在发送任何电源之前可进行异物检
摘要：扔掉电源线，给自己的智能手机进行无线充电。相对于大功率电能传输，小功率的无线充电技术更具实用价值，需要频繁充电的智能手机是该项技术最大的受益者。 扔掉电源线，给自己的智能手机进行无线充电。这对于许多人来说可能有点天方夜谭。但事实上，无线充电技术很快就要进入大规模的商用化，这项此前不为大众所熟悉的技术，正悄然来到我们的面前。 老技术、新技术 以无线的方式传输电能，其实是一项非常古老的技术，它可以追溯到人类开始拥有电力的19世纪。当时对于电力的传送有两种思路，一种是以爱迪生为代表的有线派，即架设线缆用于电力的远距离传输，这种方案成熟可靠，缺点是工程量巨大，并且成本高昂。还有一种就是尼古拉·特斯拉(Nikola Tesla，世界上第一台交流电发电机的发明者)在19世纪末提出的无线传输方式，特斯拉当时构想通过电磁感应的方式，让电能以大地和天空电离层为介质进行低损耗的传送。这项实验据说获得成功，但是因政治和经济因素被中止。无线传输技术后来只是被用于电信号发送领域，也就是信息的交流，远距离能量传输从来都没有进入实用化，虽然它在物理学上是完全可行的。 诺基亚Lumia 920智能手机可实现无线充电
直到一百年后的今天，这种局面才获得改变。在电动牙刷、剃须刀等不少低功率的日用家电产品中，我们看到了非接触式无线充电技术的应用，给用户带来相当的便利。随着无源式RFID电子标签的实用化和无线网络技术的大发展，诸如隔空点亮灯泡的无线供电实验也屡见报端，这一切都点亮了人们对“无线”未来生活的无限憧憬，科学界也不遗余力地朝着这个方向努力。 2001年5月，国际无线电力传输技术会议在印度洋上的法属留尼汪岛(Reunion Island, France)召开，法国国家科学研究中心的皮格努莱特(G. Pignolet)作了一个公开实验：他利用微波技术，将电能以无线的方式传输，最后点亮了一个40米外的200瓦灯泡。其后，据研究者有关文章介绍2003年在岛上建造的10千瓦试验型微波输电装置，已开始以2.45GHz 频率向接近1km的格朗巴桑村(Grand-Bassin)进行点对点无线供电。 到2006年末，也有报道称麻省理工学院在无线电力传输技术上获得突破：以物理学助教授马林·索尔贾希克为首的研究团队试制出的无线供电装置，可以点亮相隔2.1米远的60瓦电灯泡，能量效率可达到40％，相关内容刊登在2007年6月7日的《ScienceExpress》在线杂志上。这个“隔空点灯泡”实验引起了欧美及全球各大媒体的极大关注。后来英特尔西雅图实验室的Joshua R.Smith在这一成果上进行改进研究，并将供电效率提高到75%（1米范围内），这样的效率相当了不起，对于笔记本电脑、智能手机、平板这样的设备来说已足够优秀，而英特尔也在2008年8月的信息技术峰会上对此作了演示。 不过，相对于大功率电能传输，小功率的无线充电技术更具实用价值，需要频繁充电的智能手机是该项技术最大的受益者。在四年后的今天，我们在诺基亚Lumia 920智能手机上看到了商用级无线充电技术的身影，与此同时大量的手机厂商和外设厂商跟进，针对智能手机的无线充电技术一夜之间就进入爆发前夜。 无线充电四大“流派” 无线充电技术可以分为四种类型，第一类是通过电磁感应“磁耦合”进行短程传输，它的特点是传输距离短、使用位置相对固定，但是能量效率较高、技术简单，很适合作为无线充电技术使用。第二类是将电能以电磁波“射频”或非辐射性谐振“磁共振”等形式传输，它具有较高的效率和非常好的灵活性，是目前业内的开发重点。第三类是“电场耦合”方式，它具有体积小、发热低和高效率的优势，缺点在于开发和支持者较少，不利于普及。第四类则是将电能以微波的形式无线传送——发射到远端的接收天线，然后通过整流、调制等处理后使用，虽然这种方式能效很低，但使用最为方便，英特尔是这项方案的支持者。
关于无线充电技术方案实现的几点建议 一般见到的无线充电，运用的是电流磁效应和电磁感应的原理。1819 年，丹麦科学家厄斯特观察到一段导线上如果通有电流，四周将会产生磁场，可以让指北针偏转。后人则进一步发现，将导线围成环状，甚至绕成线圈，产生的磁场将会更强、更集中，这称为电流磁效应。 至于电磁感应，则是在1831 年由法拉第发现的。让一块磁铁或其他的磁场来源靠近一段没有电流的线圈，线圈上就会产生感应电流，称为电磁感应。值得注意的是，电磁感应的成立要点是磁场要有变化，例如磁铁愈来愈靠近(愈来愈远离其实也可以)。外加磁场若是一直保持不变，是不会有感应电流的。 总而言之，电流磁效应就是电流的流动在四周产生磁场，电磁感应则是不断变化的外加磁场使线圈产生感应电流。 利用电磁感应来充电 这两种物理现象同时运用，就可以进行无线充电。目前的无线充电设备，都包含一个充电座，里面其实正是线圈。将充电座接到家用插头后，线圈周围会因为电流磁效应而产生磁场。要充电的电子产品，里面也都有一个线圈，当它靠近充电座时，充电座的磁场将透过电磁感应，在电子产品的线圈上产生感应电流。感应电流导引到电池，就完成了充电座和电子产品间的无线充电。 你可能会问，磁场不是要改变才能有电磁感应吗?可是充电座与充电的对象距离却始终保持不变，这样为何会有电磁感应呢?原来，家用插座中流出的电是交流电，也就是说电流的方向不断的交替变化，一会儿顺着流，一会儿反着流。正因为如此，充电座线圈产生的磁场随之不断在变换方向，并非保持不变，符合电磁感应的要件。 近来愈来愈多智慧型手机、平板电脑开始提供无线充电的功能，但是不幸的是，它们充电
无线充电技术介绍 支持无线充电的智能手机从2011年夏季前后开始上市。任何厂商的任何机型均可使用的“Qi”规格将成为全球标准。停车即可充电的EV（电动汽车）用充电系统也在推进研发。 无线充电已经在电动牙刷、电动剃须刀、无线电话等部分家电产品中实用化，现在其应用范围又扩大到了智能手机领域。 NTT DoCoMo在2011年夏季以后陆续上市了多款支持无线充电的智能手机和充电座。这些手机无需在手机上插上充电线缆，只需放臵在充电座上即可为电池充电。今后NTT DoCoMo将在电影院、餐厅、酒店、机场休息室等公共场所设臵充电座，便于用户在外出时使用。 软银移动也预定2012年1月上市支持无线充电的智能手机。KDDI正在开发车载式智能手机的无线充电座。 未来无线充电的应用范围将有望扩大到EV的充电系统。 目前，市场上支持无线充电的智能手机和充电器大部分都符合总部位于美国的业界团体“无线充电联盟（WPC）”所制定的“Qi”规格。Qi源自汉语“气功”中的“气”，以松下、韩国三星电子、英国索尼爱立信、芬兰诺基亚、电装为首，许多国家的家电厂商和汽车厂商都相继加盟了WPC。 无线充电方式包括“磁共振”及“电波接收”等多种方式，Qi采用的是“电磁感应方式”。通过实现标准化，只要是带有Qi标志的产品，无论是哪家厂商的哪款机型均可充电。 19世纪发现的物理现象 电磁感应方式采用了19世纪上半期发现的物理现象。众所周知，电流流过线圈时，周围会产生磁场。1820年，丹麦物理学家汉斯〃奥斯特（Hans Oersted）
发现了这种电磁效应。 用没有通电的其他线圈接近该磁场，线圈中就会产生电流，由此点亮灯泡。1831年，英国物理学家迈克尔〃法拉第（Michael Faraday）发现了这个可从线圈向线圈供电的物理现象，并称之为电磁感应现象。 无线充电使用的充电座和终端分别内臵了线圈，使二者靠近便开始从充电座向
SP3100 and NU1007 Evaluation Module SP3100 and NU1007 evaluation module (EVM) is a 5V-10V input and 10W output, high efficiency WPC wireless power transmitter. The design presents two-chip solution in small package with minimum component count. It is fully compliant with WPC V1.2.3, and yet can be easily customized for any customer-requested solutions. Therefore, the EVM design can communicate with any WPC compliant receivers and guarantee 5W output. The EVM can also support 10W output suitable for fast charger with corresponding coil and receivers. Content 1 Applications (2) 2 Schematic and Bill of Materials (3) 2.1 Schematic (3) 2.2 Bill of Materials (4) 3 PCB layout (5) 3.1 Layout Guidelines (5) 3.2 Layout Example s (7) 4 Connector and Test Point Descriptions (9) 5 Electrical Performance Specifications (10) 6 EVM Test Setup (11) 6.1 EVM Test Setup (11) 6.2 EVM Test Procedure (11) 6.2.1 Power on with no receiver (11) 6.2.2 Power transfer (11) 6.2.3 Over Current Protection(OCP) (11) 6.2.4 Over temperature protection(OTP) (12) 6.2.5 Efficiency (12) 6.2.6 Foreign Object Detection(FOD) (13)
无线充电器技术原理简介 -------------------------------------------------------------------------------- 无线充电技术利用了电磁波感应原理，及相关的交流感应技术，在发送和接收端用相应的线圈来发送和接收产生感应的交流信号来进行充电的的一项技术，用户只需要将充电设备放在一个“平板”上即可进行充电，这样的充电方式过去曾经出现在手表和剃须刀上，但是当时无法针对大容量锂离子电池进行有效充电。无线充电器技术原理构图如图2所示 最初由英国一家公司发明了一种新型无线充电器，它看上去就像一块塑料鼠标垫，这个“鼠标垫”里装有密集的小型线圈阵列，可产生磁场，将能量传输给装有专用接收线圈的电子设备，进行充电。接收线圈由磁性合金绕以电线制成，大小和形状都与口香糖相似，可以很方便地贴在电子设备上。将手机等放在垫上就能充电，并能同时给多个设备充电。 无线充电技术此前已经出现，但这项新发明更为方便实用。手机等设备只要贴上接收线圈，放置在“鼠标垫”上的任一位置都可充电，不像以前的一些技术那样需要精确定位。几个设备同时放在垫子上，可以同时进行充电。充电器产生的磁场很弱，能够给设备充电但不会影响附近的信用卡、录像带等利用磁性记录数据的物品。 电磁感应无线输电技术(无线充电技术) 电磁感应无线输电技术已经在诸如电动牙刷等小功率产品上获得了应用,但更大功率的传输目前还不现实。Intel日前则在会场上演示了无线公供电驱动一枚60W电灯泡。该项研究是由Intel西雅图实验室的Joshua R. Smith领导的,部分技术基于麻省理工学院物理学家Marin Soljacic的研究。可以在一米距离内无线给60W灯泡提供电力,效率高达75%。Intel 首席技术官Justin Rattner表示,未来可以将无线充电装置安装在办公桌内部,只要将笔记本或PDA等电器放在桌上就能够立即供电。
无线充电已经在电动牙刷、电动剃须刀、无绳电话等部分家电产品中实用化，现在其应用范围又扩大到了智能手机领域及电动汽车和列车领域。未来可以将无线充电装置安装在办公桌内部,只要将笔记本或PDA 等电器放在桌上就能够立即供 电。 以下是四种主要无线充电方式： 无线充电方式 充电 效率 使用频率范围 传输距离 电场耦合方式 电磁感应方式 92% 22KHz 数mm-数cm 磁共振方式 95% 13.56MHz 数cm-数m 无线电波方式 38% 2.45GHz 数m- 1.电磁感应方式
无线供电驱动一枚60W电灯泡，效率高达75%。 电磁感应无线充电产品示意图
电磁感应方式，送电线圈与受电线圈的中心必须完全吻合。稍有错位的话，传输效率就会急剧下降。下图靠移动送电线圈对准位置来提高效率。 目前，市场上支持无线充电的智能手机和充电器大部分都符合总部位于美国的业界团体“无线充电联盟（WPC）”所制定的“Qi”规格。Qi源自汉语“气功”中的“气”， 无线充电方式包括“磁共振”及“电波接收”等多种方式，Qi采用的是“电磁感应方式”。通过实现标准化，只要是带有Qi标志的产品，无论是哪家厂商的哪款机型均可充电。
在伦 敦利用其最新研发的感应式电能传输技术成功实现为电动汽车无线充电。在展示过程中，该公司将电能接收垫安装于雪铁龙电动汽车车身下侧，这样电池就可以通过无线充电系统进行无线充电。
电动牙刷无线充电示意图 一种无线充电器发送和接收原理图
2. 磁共振方式 磁共振方式的原理与声音的共振原理相同。排列好振动频率相同的音叉，一个发声的话，其他的也会共振发声。同样，排列在磁场中的相同振动频率的线圈，也可从一个向另一个供电。 相比电磁感应方式，利用共振可延长传输距离。磁共振方式不同于电磁感应方式，无需使线圈间的位置完全吻合。 应用： 三菱汽车展示供电距离为20cm，供电效率达90％以上。线圈之间最大允许错位为20cm。如果后轮靠在车挡上停车，基本能停在容许范围内。 索尼公司发布的一款样机：无电源线的电视机利用磁场共振实现无线供电的电视机。 还有将供电线圈埋入道路中，在红灯停车时和行驶中为电动汽车充电的构想，以及利用植入轨道中的线圈为行驶中的磁悬浮列车供电的设想。 磁共振方式由能量发送装置，和能量接收装置组成，当两个装置调整到相同频率，或者说在一个特定的频率上共振，它们就可以交换彼此的能量。
无线充电技术 无线充电技术（Wireless charging technology；Wireless charge technology ）。无线充电技术，源于无线电力输送技术。无线充电，又称作感应充电、非接触式感应充电，是利用近场感应，也就是电感耦合，由供电设备（充电器）将能量传送至用电的装置，该装置使用接收到的能量对电池充电，并同时供其本身运作之用。由于充电器与用电装置之间以电感耦合传送能量，两者之间不用电线连接，因此充电器及用电的装置都可以做到无导电接点外露。[1] 概述 麻省理工学院的研究团队在2007年6月7日美国《科学》杂志的网站上发表了他们的研究成果。研究小组把共振运用到电磁波的传输上而成功“抓住”了电磁波。他们利用铜制线圈作为电磁共振器，一团线圈附在传送电力方，另一团在接受电力方。当传送方送出某特定频率的电磁波后，经过电磁场扩散到接受方，电力就实现了无线传导。这项被他们称为“无线电力”的技术经过多次试验，已经能成功为一个两米外的60瓦灯泡供电。这项技术的最远输电距离还只能达到2.7米，
但研究者相信，电源已经可以在这范围内为电池充电。而且只需要安装一个电源，就可以为整个屋里的电器供电。 共振原理 麻省理工学院的科研组不是第一个提出无线能量转换的组织。科学家早在19世纪就发现了电磁转换现象，从理论上说，电力可转化为通过无形的介质传播的电磁波，实现电力的无线输送。但是电磁波向四面八方辐射，能量大量散失，因此“无线输电”的研究始终进展不大，19世纪的物理学家和工程师尼古拉·特斯拉进行了远程无线能量转换系统实验，但是当他的财力用尽后，这项最有野心的尝试(29米高的瓦登克莱弗塔)宣告失败。其他尝试包括激光等定向能量转换机制。然而，它们与麻省理工学院的工作不同，这些都需要连续的可视线路，这对住宅周围的电力设施不好。 无线充电技术给两个手机无线充电[2] 研究组成员，助理教授马林·索亚克教授和他的科研组正在改进这个设备。“这是一项还未得到发展的系统，它证明能量转换行得通。但
大功率无线充电解决方案 篇一：高集成度IDT无线充电解决方案 高集成度IDT无线充电解决方案 【大比特导读】IDT无线充电技术解决方案是一款高集成度、 单芯片SOC解决方案，支持QILOGOWPC认证，并且兼容POWERMATE模式，具有加密通讯，异物检测模式功能。IDT 目前是英特尔整个平台无线充电技术唯一的合作伙伴。现已有多家厂商使用IDT无线充电解决方案。 IDT无线充电技术解决方案是一款高集成度、单芯片SOC解决方案，支持QILOGOWPC认证，并且兼容POWERMATE 模式，具有加密通讯，异物检测模式功能。IDT目前是英特尔整个平台无线充电技术唯一的合作伙伴。现已有多家厂商使用IDT无线充电解决方案。 IDT无线充电系统 发送端(TX) ：接收端(RX)： DC转AC，频率110-205KHz。线圈感应磁场产生AC。AC经线圈产生磁场。 AC转DC，经稳压输出5V。 通过线圈接收调制信号，解调后的信息决定发送功率通过线圈发送调制信号。控制开关频率来调整功率IDTP9025A接受演示版
采用1mm厚RX-A线圈 2层PCB 5V/1A输出 USB输出 FON封装，外围0402电容无需EEPROM IDT无线充电接受端-方案特点 1、高度集成单芯片系统。量产只需外接18个电容+1个电阻+1个线圈。 2、PCB的面积可控制20mmX18mm，并可用普通FR4双面板。 3、经WPC认证符合标准。 4、集成同步桥式全波整流器。 5、集成5V/1A线性稳压器。 6、异物检测(FOD)。 7、可通过外接电阻或I2C配置FOD。 8、过温过压过流保护。 9、充满电可自动关闭发送。 10、可外接NTC热敏电阻检测温度。 11、LED状态指示。 12、I2C借口可读取电压电流和频率值。 13、3X3mm WLCSP和5X5mm TQFN封装 IDTP9038发送演示版 采用TX-A5线圈 5V输入 LED状态指示 程序存在外置EEPROM里，可更新 IDT无线充电发送端-方案特点 1、高度集成单芯片系统 2、可用普通FR4双面板。 3、经WPC认证符合标准。 4、5VDC输入()。 5、8W 发送功率。 6、集成全桥逆变器以优化线圈驱动，保证较低的EMI/RFI辐射。 7、充满电可自动关闭发送。 8、过温过压过流保护。 9、64bit安全加密。 10、异物检测(FOD)。 11、
2．（20分）设计电动汽车无线充电系统，要求： 1）给出系统整体设计方案； 2）设计系统功率2.2kW，输入电压220V，输出电压300V； 3）给出系统simulink仿真图及关键部分波形图； 4）给出系统主要参数设计过程。 1、设计方案 无线充电系统的设计功率为2.2kW，输入电压为工频交流220V，输出电压为直流300V。根据设计要求，需要该系统有一定的自调压能力。 整体设计方案为：先通过一个交直交变频器输出高频交流电，将这个高频交流电通过无线传输装置（仿真中用耦合电感代替）传输到汽车内置的接收装置。通过整流电路转化为直流电，最后通过一个带负反馈的调压电路输出300V电压并能控制充电电流。具体设计过程如下： 2.1、首先使用一个二极管不控整流模块，将220V电转化为直流电，并使用LC滤波，滤波后的电压约为350V。 二极管不控整流模块如下图： 经过LC滤波之后的输出电压：
2、使用IGBT全控器件搭建单相逆变模块，将直流350V转化为高频交流电，频率为20kHz。一般来说，频率越高，传输同样的能量使用的耦合电感越小，能量的损失也越小。由于受到器件开关速度的显示和工业标准的限制，使用电磁感应方式的无线充电系统频率不超过100kHz。在这里我的传输频率为20kHZ，符合要求。 前半部分的整体仿真模型。包括二极管整流模块，高频逆变模块，耦合电感作为无线传输模块： 经过逆变模块后产生的高频方波交流电，频率为20kHz：
经过耦合线圈传输到副边的高频交流电，由于耦合线圈相当于一个电感，电压传输到副边后稍微有些畸变。另外耦合线圈相当于变压器，将电压升高到600V 左右。 无线能量传输模块的设计非常复杂，在这里不做具体设计。仿真中只使用耦合线圈作为无线传输模块，接受前端的高频交流电，并通过第二个整流电路变为直流电，在这里我使用了全控型器件搭建第二个整流桥，这样可以通过改变移相角使其具有一定的调压能力。 耦合线圈副边，使用IGBT搭建单相全控整流电路：
无线充电工作原理分类 无线充电技术分为三类：电磁感应式、共振式和微波传输。 13.1.2.1电磁感应式 目前大多数产品的无线充电功能都采用电磁感应技术。电磁感应技术主要 利用经典电磁理论和变压器理论，结合现代电力自控技术，实现电能无线传输。感应式电能传输的基本原理如图13-6所示。在初级线圈加入交流电流I s，产生 交变磁场强度H，经由空气介质耦合产生磁通密度Φ。根据法拉第电磁感应定律，次级线圈因为磁通密度Φ变化而感应出电动势，感应电动势ε=dΦ/d t。 图13-6电磁感应基本理论 电磁感应技术分为感应耦合和容性耦合。其中，感应耦合的传输形式如变 压器、电容等，基于铁磁芯的感应式电能传输方式在传统变压器和电机中得到 广泛的应用，但是由于磁场铁芯和电场媒质的限制，它们不适合向运动的物体 传输无线的隔离大气隙的能量。 如果工作频率足够高，磁场变化率将在原、副绕组之间引起很强的电磁感应，使得大气隙能量传输可行。 感应电能传输技术涉及的主要技术领域有电磁感应耦合技术、现代电力电 子能量变换技术、高频磁技术、谐振逆变技术、软开关技术以及现代控制理论；具体到一个实际系统，还涉及结构设计、通信与控制技术等。感应电能传输的 基本原理框图如图13-7所示，直接利用工频交流电作为能量供应源，可采用两 相或三相工频电源，视实际的电源容量要求合理选择。工频电源在经过整流电 路之后向逆变电路提供平稳的直流电流。该直流电流经过逆变电路的高频逆变 之后，向松耦合感应装置的初级绕组提供高频交变电流。松耦合感应装置作为
感应式电能传输的关键组件，其初级绕组中通过的高频电流产生感应电磁场， 并在次级绕组中产生电磁感应。在次级绕组中得到的感应电动势再通过整流或 逆变后提供给直流或交流负载使用，完成非接触供电的整个能量传输过程。 图13-7电磁感应原理 另外，考虑存在多个能量接收绕组，各个绕组之间的互相影响成为关键。 当某个绕组负载的等效阻抗太小（极端情况为短路）或太大（极端情况为开路）时，反应阻抗均不正常，此时将导致其他绕组负载不能工作，必须在用电设备 端加上负载供电控制单元，以保证整个系统运行的稳定性和可靠性。 13.1.2.2共振式 共振式无线电能传输的理论依据是，如果两个振荡电路具有相同的频率， 在波长范围内，通过近场瞬时波耦合，感应器产生的驻波在远远小于损耗时间内，允许能量高效地从一个物体传到另一个物体。由于共振波长远远大于振荡 器尺寸，所以不受附近物理的影响，而且由于磁场和生物体之间相互作用很弱，对生物体比较安全，适用于中距离传输，但是这种技术尚未达到实用化程度。 2006年10 月，美国麻省理工学院教授马林?索尔贾希克（Marin Solijacic） 提出了通过“磁场共振”技术实现无线电能传输的新理论，把磁场共振运用到电 能传递上。他们利用铜制线圈作为电磁共振器，一组线圈附在传送电力方，另 一组在接收电力方。当传送方送出某特定频率的电磁波后，经过电磁场扩散到 接收方。他们成功地把一盏距离发射器2.13m的60W电灯点亮（如图13-8所示），相应的研究成果发表在2007 年的《Science》杂志上。这个“隔空点灯泡”实验引起了欧美及全球各大媒体的极大关注，并进行了“Goodbye Wires”之类的 广泛报道，被认为是无线电能传输技术的里程碑。他本人因为这一发明获得了 麦克阿瑟基金会2008 年的“天才奖”，其相应的技术被称为“WiTricity”。
无线充电器技术原理简介 无线充电技术利用了电磁波感应原理，及相关的交流感应技术，在发送和接收端用相应的线圈来发送和接收产生感应的交流信号来进行充电的的一项技术，用户只需要将充电设备放在一个“平板”上即可进行充电，这样的充电方式过去曾经出现在手表和剃须刀上，但是当时无法针对大容量锂离子电池进行有效充电。无线充电器技术原理构图如图2所示 最初由英国一家公司发明了一种新型无线充电器，它看上去就像一块塑料鼠标垫，这个“鼠标垫”里装有密集的小型线圈阵列，可产生磁场，将能量传输给装有专用接收线圈的电子设备，进行充电。接收线圈由磁性合金绕以电线制成，大小和形状都与口香糖相似，可以很方便地贴在电子设备上。将手机等放在垫上就能充电，并能同时给多个设备充电。 无线充电技术此前已经出现，但这项新发明更为方便实用。手机等设备只要贴上接收线圈，放置在“鼠标垫”上的任一位置都可充电，不像以前的一些技术那样需要精确定位。几个设备同时放在垫子上，可以同时进行充电。充电器产生的磁场很弱，能够给设备充电但不会影响附近的信用卡、录像带等利用磁性记录数据的物品。 电磁感应无线输电技术(无线充电技术) 电磁感应无线输电技术已经在诸如电动牙刷等小功率产品上获得了应用,但更大功率的传输目前还不现实。Intel日前则在会场上演示了无线公供电驱动一枚60W电灯泡。该项研究是由Intel西雅图实验室的Joshua R. Smith领导的,部分技术基于麻省理工学院物理学家Marin Soljacic的研究。可以在一米距离内无线给60W灯泡提供电力,效率高达75%。Intel 首席技术官Justin Rattner表示,未来可以将无线充电装置安装在办公桌内部,只要将笔记本或PDA等电器放在桌上就能够立即供电。
实用无线充电器设计[附电路图] ?基本功能是通过线圈将电能以无线方式传输给电池。只需把电池和接收设备放在充电平台上即可对其进行充电。实验证明．虽然该系统还不能充电于无形之中．但已能做到将多个校电器放置于同一充电平台上同时充电。免去接线的烦恼。 1 无线充电器原理与结构 无线充电系统主要采用电磁感应原理，通过线圈进行能量耦合实现能量的传递。如图1所示，系统工作时输入端将交流市电经全桥整流电路变换成直流电，或用24V直流电端直接为系统供电。经过电源管理模块后输出的直流电通过2M 有源晶振逆变转换成高频交流电供给初级绕组。通过2个电感线圈耦合能量，次级线圈输出的电流经接受转换电路变化成直流电为电池充电。
?2．2 发射电路模块 如图3，主振电路采用2 MHz有源晶振作为振荡器。有源晶振输出的方波，经过二阶低通滤波器滤除高次谐波，得到稳定的正弦波输出，经三极管13003及其外围电路组成的丙类放大电路后输出至线圈与电容组成的并联谐振回路辐射出去．为接收部分提供能量。 ?2．2 接收电路模块 测得与电容组成的并联谐振回路的空芯耦合线圈的线径为O．5 mm，直径为7 cm，电感为47 uH，载波频率为2 MHz。 根据并联谐振公式得匹配电容C约为140 pF。因而．发射部分采用2MHz有源晶振产生与谐振频率接近的能源载波频率。
2.3 充电电路 ?笔记本电脑无线电源的制作 ?笔记本电脑无线电源面临的问题 笔记本电脑的有线电源通常为20V/3A左右。对于一般常见的开关电源来说，加上一些损耗，这个电源的贮备功率要求在70W以上，这是一个瓶颈值。在这个有线电源的功率接近极限值的情况下，要用无线电源来实现与有线电源相同的供电和充电功能，无疑是一个极大的技术挑战，将面临以下多方面的技术问题： 1.功率问题 2.效率问题
Qi标准及无线充电解决方案介绍 Qi标准及无线充电解决方案介绍 无线充电技术在消费类市场表现出巨大的市场潜力。在不使用连线的情况下给电子设备充电不但可为便携式设备用户提供一种便利的解决方案，而且还让广大设计人员能够寻找到更具创新性的问题解决方法。许多电池供电型便携式设备均能受益于这种技术，从手机到电动汽车不一而足。 电感耦合方法可以实现高效和通用的无线充电。为了便于使用并且让设计人员和消费者都受益，无线充电联盟(WPC) 制定出了一种标准，在供电设备(无线发射端，充电站)和用电设备(无线接收端，便携式设备)之间创建了互操作性。WPC 成立于2008 年，由亚洲、欧洲和美国的各行业公司组成，其中包括电子设备制造厂商和原始设备制造商(OEM)。WPC 标准定义了电感耦合(线圈结构)的类型，以及低功率无线设备所用的通信协议。在这种标准下工作的任何设备都可以与任何其他WPC 兼容设备配对。这种方法的一个重要的好处是其利用这些线圈来实现无线发送端和无线接收端之间的通信。 无线充电WPC 标准 WPC 标准下，无线传输的;;低功率;;就是说功耗仅为0～5W。达到这一标准范围的系统在两个平面线圈之间使用电感耦合来将电力
从无线发送端传输给无线接收端。两个线圈之间的距离一般为5mm。输出电压调节由一个全局数字控制环路负责，这时无线接收端会与无线发送端通信，并要求或多或少的功率。该通信是一种通过反向散射调制从无线接收端到无线发送端的单向通信。在反向散射调制中，无线接收端线圈受到负载，从而改变无线发送端的电流消耗。我们对这些电流变化进行监控，并解调成两个设备协同工作所需的信息。 WPC 标准定义了系统的三个主要方面;;;;提供电力的无线发送端、使用电力的无线接收端以及这两种设备之间的通信协议。下面，我们将详细介绍这三个方面。 无线发送端 电力传输方向始终是从无线发送端到无线接收端。无线发送端的关键电路是用于向无线接收端传输电力的一次线圈、驱动一次线圈的控制单元以及解调一次线圈电压或者电流的通信电路。我们对无线发送端设计的灵活性进行了限制，旨在向无线接收端提供一致的电力和电压电平。 无线接收端将自己作为无线发送端的一个兼容设备，同时也提供配置信息。一旦发射器开始电力传输，无线接收端就向无线发送端发送一些误差数据包，从而要求或多或少的电力。一旦接收到一个;;终