智能無(wú)線充電系統(tǒng)的研究

　　摘要： 隨著社會(huì)科技高速發(fā)展，電子設(shè)備越來(lái)越廣泛的進(jìn)入到人們的日常生活中，便攜式電子產(chǎn)品的充電問(wèn)題也急需解決。文章提出將移動(dòng)電子設(shè)備與無(wú)線充電系統(tǒng)結(jié)合起來(lái)，利用電磁感應(yīng)原理，給移動(dòng)電子設(shè)備提供電能，從而達(dá)到智能識(shí)別充電終端，自動(dòng)匹配無(wú)線充電的電流的目的。

　　關(guān)鍵詞： 無(wú)線充電,電磁感應(yīng),智能識(shí)別

　　0 引言

　　電子產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，各種各樣的電子產(chǎn)品出現(xiàn)在市場(chǎng)上，隨之而來(lái)的是越來(lái)越多的充電器。不用品牌的充電器不具備通用性，使得使用者攜帶及充電有很大的不便。無(wú)線充電技術(shù)可以較好地解決這個(gè)問(wèn)題。

　　Qi是全球首個(gè)推動(dòng)無(wú)線充電技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化組織，它推出的無(wú)線充電標(biāo)準(zhǔn)具備便捷性和通用性。如果無(wú)線充電器滿足此規(guī)范，那么所有滿足此規(guī)范的手機(jī)產(chǎn)品都可以在這個(gè)充電器上充電。

　　1 無(wú)線充電技術(shù)的原理

　　目前無(wú)線電能傳輸技術(shù)主要包括三種：電磁感應(yīng)方式、電波輻射方式和磁場(chǎng)共振方式。其中電磁感應(yīng)方式[1]是以法拉第的電磁感應(yīng)耦合定律為基礎(chǔ)的，因磁通量變化產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)里做切割磁感線的運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體中就會(huì)產(chǎn)生電流，區(qū)別在于實(shí)現(xiàn)的是非接觸式的能量傳輸方式，此種方式對(duì)線圈的位置及線圈的工藝較敏感;電波輻射方式通過(guò)天線的發(fā)射和接收過(guò)程中的電磁波傳輸電能;磁場(chǎng)共振方式是以共振原理為基礎(chǔ)，通過(guò)兩個(gè)振幅相同的物體之間完成能量的傳輸。

　　比較三種無(wú)線電能傳輸技術(shù)，電磁感應(yīng)方式支持的功率較大，但允許的距離較短;電波輻射方式適合較長(zhǎng)距離的傳輸，但是允許的功率較小;電磁共振方式支持的功率和距離介于兩者之間，但實(shí)現(xiàn)較難。綜合考慮，電磁感應(yīng)方式最適合于目前便攜式設(shè)備的無(wú)線充電。

　　2 無(wú)線充電系統(tǒng)的電路

　　在無(wú)線充電過(guò)程中，整個(gè)流程主要分為兩個(gè)部分：充電器端和接收端。

　　充電器端流程主要實(shí)現(xiàn)的是手機(jī)的檢測(cè)、溫度的檢測(cè)以及功率的發(fā)射等。當(dāng)有金屬物接觸到電器端時(shí)，充電器會(huì)檢測(cè)所放置的金屬物是否為需充電物體，如果是，充電器會(huì)收到特定信號(hào)，并開(kāi)始對(duì)需充電物體進(jìn)行充電，否則，不進(jìn)行充電。在充電過(guò)程中，如果收到充電物體發(fā)送的節(jié)點(diǎn)信號(hào)，立即進(jìn)行確認(rèn)，然后每5秒檢測(cè)充電物體是否離開(kāi)。在充電過(guò)程中，如果檢測(cè)到充電器溫度過(guò)高，立即停止充電。

　　接收端流程主要包括指示燈控制、檢測(cè)充電過(guò)程、停止充電控制等。如果接收端收到充電器發(fā)來(lái)的檢測(cè)信號(hào)，及時(shí)作出回應(yīng)，然后等待充電器開(kāi)始充電。當(dāng)接收端檢測(cè)自身電池已經(jīng)充滿時(shí)，向充電器端發(fā)送節(jié)電信號(hào)以停止充電。

　　尤其注意的是，在充電過(guò)程中，如果充電器端檢測(cè)到電壓或電流異常、溫度過(guò)高等，應(yīng)立即停止充電，并且指示燈閃爍。如果充電正常停止，則指示燈不閃爍。

　　2.1 充電器端電路 整套充電器電路主要包含電源部分，存儲(chǔ)器部分，控制電路部分以及線圈。

　　電源的主要功能是將交流電轉(zhuǎn)換為直流電，并通過(guò)電路轉(zhuǎn)換得到特定的電流和電壓。存儲(chǔ)器主要功能是存儲(chǔ)充電過(guò)程中的各種狀態(tài)和各種參數(shù)。控制電路是整個(gè)充電系統(tǒng)中最重要的部分，主要功能是線圈控制、功率控制以及模數(shù)轉(zhuǎn)換等。線圈是核心器件，主要功能是將電能轉(zhuǎn)換為磁能并通過(guò)空間進(jìn)行傳輸。充電器的工作原理圖如圖1所示。

　　2.2 接收端電路 接收端的電路主要包含整流部分、控制電路部分以及線圈�？刂齐娐肥墙邮斩说闹行模�包括通信單元、功率控制單元以及模數(shù)轉(zhuǎn)換器等。接收端的線圈與充電器端的線圈功能相反，主要完成將接收到的磁能轉(zhuǎn)換為電能。接收端的電路如圖2所示。

　　3 總結(jié)

　　本文研究的無(wú)線充電技術(shù)采用電磁感應(yīng)原理，旨在解決便攜式設(shè)備需經(jīng)常充電但又不方便充電的問(wèn)題，同時(shí)能夠保證無(wú)線充電過(guò)程中的安全性。但是無(wú)線充電技術(shù)的實(shí)現(xiàn)還具有一些問(wèn)題，需要進(jìn)一步研究。

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