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      無線充電技術(shù)論文(2)

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      無線充電技術(shù)論文

        無線充電技術(shù)論文篇二

        手機(jī)無線充電技術(shù)的研究

        【摘 要】手機(jī)是用戶群體最大的一個電子產(chǎn)品,但是由于充電器攜帶不便,手機(jī)無電給用戶帶來了很多的麻煩。本文首先分析無線充電技術(shù)中的原理,然后以手機(jī)為實(shí)驗(yàn)對象,將無線充電與有線充電相比較,顯示出無線充電的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn),最后分析無線充電器的內(nèi)部構(gòu)造,為以后的無線充電器的開發(fā)與更新提供了理論及數(shù)據(jù)依據(jù)。

        【關(guān)鍵詞】手機(jī)充電 無線充電 電磁感應(yīng)

        一、前言

        電子信息產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展促進(jìn)著各式各樣的電子產(chǎn)品,手機(jī)屬于電子產(chǎn)品中的一個大的類別,每個手機(jī)都有其相對應(yīng)的充電器,每換一部手機(jī),原來的手機(jī)充電器就廢棄了。大量舊充電器給環(huán)境的處理帶來了巨大的負(fù)擔(dān),主要的原因就是手機(jī)充電器不能通用。對于手機(jī)的使用者而言,攜帶手機(jī)充電器非常得不便。隨著人們對于無線通訊的需求,手機(jī)技術(shù)的發(fā)展和生產(chǎn)成本的降低使得手機(jī)快速普及,同時支持無線充電功能的手機(jī)會更加受到人們的青睞。

        二、無線充電技術(shù)的概述

        (一)無線充電原理

        無線充電的原理主要就是兩個部分,一個是電磁感應(yīng),另一個就是感應(yīng)電動勢。電磁感應(yīng)定律其主要原理是閉合電路的一部分在磁場里做切割磁感線運(yùn)動時就會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,有了感應(yīng)電動勢就能夠驅(qū)動電子形成電流。通過這個原理我們給線圈提供一個不斷變化的磁通量,線圈內(nèi)就會產(chǎn)生電流,再將這部分電流整合為直流為手機(jī)充電。

        感應(yīng)電動勢的模型可以通過下圖可以看出來,線圈1集成在無線充電器端,線圈2集成在手機(jī)端,充電器端的線圈半徑要大于手機(jī)端的線圈。兩者之前存在一定的距離,給線圈1施加一定的正弦電流,就會在線圈2出產(chǎn)生一定的磁感應(yīng)。

        (二)無線充電技術(shù)分類

        無線充電技術(shù)按照原理和運(yùn)作方式可以分為三種,電磁感應(yīng)、無線電波以及電磁共振。

        電磁感應(yīng)就是利用一對線圈之間的電磁感應(yīng)來實(shí)現(xiàn)充電技術(shù)。在發(fā)送端與接收端都有一個線圈,發(fā)送端是無線充電器端,線圈集成為初級線圈也叫做發(fā)射線圈;在手機(jī)端也有一個線圈,線圈集成為次級線圈也叫做接受線圈。當(dāng)電流通過發(fā)射線圈之后,便會產(chǎn)生磁場,接收線圈接受了磁場就會產(chǎn)生電磁感應(yīng),從而產(chǎn)生電動勢,有了電壓就會產(chǎn)生感應(yīng)電流,就可以為手機(jī)沖電。這種技術(shù)兩者之間的距離需要小于1cm,用戶需要將待沖設(shè)備放在無線充電器表面上充電。

        無線電波由于空間巨大從而耗能高,所以使用比較少,基本原理類似于早期使用的礦山收音機(jī)。其中的微型高效接收器可以接收空間傳輸?shù)臒o線電波。此技術(shù)由于存在巨大的空間損耗,所以一般只是使用在小功率的電子設(shè)備上,接受裝置與發(fā)射裝置之間的距離不能超過幾米。

        電磁共振傳輸距離比較大,實(shí)驗(yàn)中運(yùn)用到的線圈的直徑高達(dá)幾十厘米,此種方法還不能商業(yè)化,因?yàn)樯虡I(yè)化產(chǎn)品中使用的線圈都是幾厘米的,但是尺寸過小接收端接收的功率就會降低。不過隨著技術(shù)的不斷更新,相信在以后的電子產(chǎn)品中電磁共振原理的無線充電器可以得到廣泛的應(yīng)用。

        三、無線充電和有線充電的充電時間對比

        根據(jù)無線充電器設(shè)計的要求,無線充電器的充電時間不能超過有線充電一小時,而且總時間不能超過4個小時。

        我們對同一個手機(jī)分別進(jìn)行了無線充電和有限充電直到充滿,得到了充電時間。有線充電時間為110分鐘,恒流電流為750mA,過程包括滴流充電、恒流充電和恒壓充電。而無線充電的時間為150分鐘,恒流電流為560mA,整個過程也包括滴流充電、恒流電流和恒壓電流。

        對此實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析,無線充電的時間為150分,只比有線充電時間長40分鐘,而且總的時間沒有超過4個小時,完全符合設(shè)計的需求。

        四、無線充電控制電路

        (一)功率傳輸流程

        功率傳輸流程可以分為充電器端控制流程、手機(jī)端控制流程和手機(jī)充電端流程。

        充電器端控制流程主要包括對手機(jī)的檢測、溫度檢測保護(hù)和發(fā)射功率等。充電器檢測手機(jī)是否放置在充電器上,同時還要識別是否是手機(jī)裝置,如果放置的不是手機(jī)只是普通的金屬則會停止充電過程;如果接收到了無線充電器信號的反饋,就進(jìn)行確認(rèn)并開始充電,同時每5秒針檢測手機(jī)是否被拿走,如果手機(jī)拿走則停止充電。

        手機(jī)端控制流程包括線圈檢測、接收功率等。手機(jī)一旦接收到無線充電器的信號時,手機(jī)需要打開控制電路并對線圈進(jìn)行檢測,如果線圈的位置沒有問題,就會發(fā)送信號反饋給無線充電器,然后就等待無線充電器確認(rèn)并傳輸電流給手機(jī)。手機(jī)一旦充滿電,就要發(fā)送信號給無線充電器,讓無線充電器停止電流傳輸。

        手機(jī)端充電流程包括開始充電、指示燈控制、檢測是否充滿電和停止充電控制等。

        (二)硬件電路

        (1)充電器端電路。整套充電器電流包括電源部分、線圈、存儲器部分、控制電流部分以及檢測電流電壓部分。電源部分是將交流電轉(zhuǎn)換成直流電,并經(jīng)過轉(zhuǎn)換電路得到所需要的電流和電壓;線圈是電流傳輸?shù)暮诵牧慵?fù)責(zé)將電流轉(zhuǎn)換成磁場并從空間中傳輸出去;存儲部分是負(fù)責(zé)存儲器充電狀態(tài)和參數(shù)控制等;控制電流部分是是控制線圈電流的開關(guān),控制輸出功率的大小,檢測電流和電壓的指標(biāo)。

        (2)手機(jī)端電路。手機(jī)端電流包括蒸餾部分、線圈和控制電路部分,以及溫度、電流和電壓的檢測??刂齐娐窞榻邮斩说目刂浦行?,包含功率控制、檢測溫度、電流和電壓的參數(shù)指標(biāo);線圈是電力傳輸?shù)暮诵牟考?,?fù)責(zé)將接收到的磁能轉(zhuǎn)換為電能。

        小結(jié):無線充電器具有便于攜帶的優(yōu)點(diǎn),而且與有線充電比較起來,雖然在時間上比有線充電長,但是之間的差距并不是特別大。三種無線充電技術(shù)目前還存在著一定的缺陷,隨著技術(shù)的不斷發(fā)展,不斷解決自身的缺點(diǎn),將之商業(yè)化,將更加滿足用戶的需求。

        參考文獻(xiàn):

        [1]龔宇才,潘雙來.電路理論基礎(chǔ)[J].航空工業(yè)出版社.2000.

        [2]江緝光,劉秀成.電路原理[J]清華大學(xué)出版社第二版.2007.3

        
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