无线充电原理-EDA365

无线充电原理

　　从基本原理上来分，无线充电分为电场耦合与磁场耦合两类。分别对应的能量传输器件为电容和电感。
　　(1)电场耦合：
　　电场耦合方式以日本村田制作所为代表。这类无线充电技术，发射器与接收器分别安装两个(或两组)独立的电容极板，当发射器与接收器靠近时，两组电容极板形成了两个电容。电容中通以高频、高压交变电流，便可实现电能从发射侧到接收侧的传输。
　　充电器或“发送器”和便携式设备或“接收器”用来有效地在组成电容的合适尺寸金属表面间实现纵向的准静电耦合。其中驱动电极或主动电极要比另外一个电极小，上面施加的电压较高，另外一个电极则是被动电极，尺寸较长，上面的电压较低。当然正常情况下，电容传输的能量是很小的，这与电极面积小有很大的关系。因此，为了满足给消费设备充电所需的功率水平(例如从5W至25W)，需要增加电极尺寸和耦合的电压值，具体取决于实际的配置。
　　为了实现耦合电极之间的无线收发、同时尽量减小对外的辐射量，需要进行正确地设计。因此需要进一步理解和确定正确的电极尺寸、它们的设计、工作电压、功率值、最佳工作频率和总的尺寸约束条件。一般情况下，理想的频率范围在200kHz至1MHz之间，有效耦合区的电压值在800V至1.52kV之间。
　　(2)磁场耦合：
　　目前受到广泛关注的手机无线充电、电动汽车无线充电技术更多的采用磁场耦合原理设计，其能量传输媒介为电感。在发射器与接收器上分别安装一个平面线圈电感。发射侧电感线圈用于产生激励磁场，根据电磁感应定律，当接收侧线圈处在这个磁场中时，在接收侧将产生电压。
　　磁场耦合原理的无线充电技术，更接近于常规的谐振式开关电源。