無線充電系統(tǒng)主要采用電磁感應原理,通過線圈進行能量耦合實現能量的傳遞。如圖所示,系統(tǒng)工作時輸入端將交流市電經全橋整流電路變換成直流電,或用24V直流電端直接為系統(tǒng)供電。經過電源管理模塊后輸出的直流電通過2M有源晶振逆變轉換成高頻交流電供給初級繞組。通過2個電感線圈耦合能量,次級線圈輸出的電流經接受轉換電路變化成直流電為電池充電。變化的磁場會產生變化的電場,變化的電場會產生變化的磁場,其大小均與它們的變化率有關系,而正弦函數的變化率是另外一個正弦函數,所以電磁波能夠傳播出去,而感應電壓的產生與磁通量的變化相關,所以線圈內部變化的磁場產生感應電壓,從而完成充電過程。手機無線充是比較新穎的充電方式,其原理其實很簡單,就是將普通的變壓器主次級分開來達到無線的目的。當然,無線充的工作頻率比較高,甚至可以拋棄鐵心直接線圈之間就可以達到能量傳遞的作用。
手機無線充電裝置與被無線充電手機裝置之間僅僅存在以磁場傳送能量的方式。早在1831年法拉第發(fā)現了電子磁感應現象,揭示了電與磁的關系,通俗點說,電能生磁,磁也能生電,而我們目前主流的無線充電技術,磁感應無線充電技術,就是利用這一原理,在我們手機的背部和無線充電器上都各有一個線圈,當充電器的線圈通電之后,線圈就會產生磁場,當我們把手機放在充電器上,我們手機位置的線圈就會感應到磁場,從而產生了感應電流;奧斯特的電流磁效應,既任何通有電流的導線都可以在其周圍產生磁場的現象,這是你的無線充電器,交流電在經過電源適配器后會變成直流電,進入無線電充;無線電充充的功率全橋會將直流電轉化為交流電,通入無線電充的線圈中。當交流電通過閉合導線和線圈時,線圈的周圍會產生圓形的磁場,手機背部諧振電路中的線圈會接收到這個特定頻率的磁場,并通過諧振電路中的電容產生交流電流,交流電流通過整流橋再轉化為直流電流給電池充電,這就是完整的無線電充充電過程。
利用電磁感應原理進行充電的設備,其原理和變壓器相似,通過在發(fā)射端和接收端設置線圈,發(fā)射端線圈在電力的作用下向外發(fā)送電磁信號,接收端線圈接收電磁信號并將電磁信號轉換為電流,從而達到無線充電的目的。無線充電技術是一種特殊的供電方式,它不需要電源線,依靠電磁波的傳播,將電磁波能量轉化為電能,最終實現無線充電。小功率無線充電常采用電磁感應式,如對手機充電的Qi方式,而中興的電動車無線充電則采用感應模式。大功率無線充電通常采用諧振式(大多數電動汽車都是這樣充電的)將能量從供電設備(充電器)傳輸到用電設備。該裝置利用接收到的能量為電池充電,同時為電池自身的運行提供能量。
無線充電的使用標準:(1) 來自電力發(fā)送器的模擬 ping 檢測到對象的存在。(2) 來自電力發(fā)送器的數字 ping 為模擬 ping 的加長版,允許功率接收器時間響應信號強度分組。如果信號強度包有效,則功率發(fā)送器保持線圈通電并進入下一步。(3) 在識別和配置階段,功率接收器將發(fā)送一些數據包來識別它們,并向功率發(fā)射器提供配置和設置信息。(4)在電力傳輸階段,電力接收器向電力發(fā)送器發(fā)送控制誤差包,正常運行時,控制錯誤包每250毫秒發(fā)送一次,大信號變化時每32毫秒發(fā)送一次。此外,在正常工作期間,電源發(fā)送器每5S發(fā)送一次電源包。(5) 為了終止電力傳輸,電力接收器發(fā)送一條“終止充電”消息或者 1.25s 內不進行通信,使電力發(fā)送器進入低功耗狀態(tài)。在 Qi 標準下,手機、相機、電腦等產品都可以用Qi無線充電器充電,大規(guī)模的無線充電將成為可能。





