这篇文章首要是面临一切无线充电职业的从业人员,而不单纯是技能研制人员,只需你对初高中物理有一些了解,信任根本能够看懂。后续再连续推出一些针对不同层次和不同阶段的同行朋友的经典技能文章,期望对无线充电职业有一些活跃的协助。
文章首要处理下面几个问题:
1>无线充电是怎样充电的?
2>无线充电为什么能够无线充电?
3>无线充电是依据什么原理?
4>无线充电器的构成是什么样的?
5>无线充电有什么长处?
第一个问题:无线充电器是怎样充电的?
许多人其实对无线充电是怎样充电并没有一个概念,许多人也期望它像WiFi相同,只需有WiFi的当地,衔接上就能用。
抱负的状况简略以为便是没有线,处处都能够充电。无论是家里、办公室、酒店、咖啡厅、地铁、机场都能随时衔接无线充电网给手机充电。估量几年今后无线充电将掩盖每个范畴,无处不在。
但实际的状况是无线充电还达不到上面抱负的状况,不仅仅是根底设施的问题,而是技能的问题,咱们现在的无线充电,充电器和手机的间隔一般都在5mm以内(现阶段的Qi规范的无线充电状况),未来的磁共振规范能够做到125px以内(A4WP规范的无线充电状况)。
现在阶段的Qi规范的无线充电器需求紧贴且对位好充电方位,间隔充电器方位越远充电功率越低,详细10mm以上根本上不能充电,上下左右移动规模一般一般只要10mm左右,且违背中心方位远大,充电功率越低。
无线充电的充电功率一般在70%左右,好的能够做到75%左右,差一点的只要65%左右。
跟着技能的前进,无线充电的间隔和充电功率都将会有很大改进。
第二个问题:无线充电器为什么能够无线充电?
无线充电是发射端(充电器)和接纳端(手机等)各有一个线圈,发射端把电能经过发射线圈转换为磁场,发射线圈的磁场穿过接纳端线圈,依据根底物理的法拉第电磁感应定律,在接纳线圈中将发生电场,最终经过接纳端输出电能给手机充电。
这是最根本的电场转换为磁场,磁场再转换为电场的电磁场原理。
发射端和接纳端如下图所示:
线圈也是无线充电的要点模块,且接纳和发射的线圈会有一些差异,Qi规范的发射和接纳线圈如下图:
第三个问题:无线充电是依据什么原理?
业界有首要两个技能门户,一个是磁感应,一个是磁共振。
业界首要有三大充电规范,分别是WPC公司的Qi规范,PMA公司的Power2.0规范和A4WP公司的Rezence规范,其间WPC和PMA暂时是依据磁感应技能,A4WP是依据磁共振技能。
磁感应技能
根本原理是依据LC谐振原理和磁耦合原理。
发射线圈的固有谐振频率为:
接纳线圈的固有谐振频率为:
发射端线圈的信号频率作业在fp0邻近,接纳端线圈信号频率作业在fs0邻近,且当两个线圈靠的比较近的时分,两个线圈的磁场耦合会比较好,耦合系数M会比较高,这样充电功率就会比较高。Qi规范规则发射和接纳之间的能量传输的信号频率为110K~205KHz。
且发射器和接纳器之间的通讯的传输也是经过两个线圈之间的耦合完成的,接纳端把通讯信号调制在功率信号上,发射器经过解调把通讯信号解调出来,两边经过约定好的协议完成通讯的传输。Qi规则的通讯信号频率为2KHz。
磁共振技能
磁共振技能和磁感应技能在原理上有相似的当地,也是依据LC谐振原理和磁场耦合原理,仅仅磁共振往前再走了一步,便是发射端和接纳端的功率信号的频率要求会很高,要求接发射和接纳端有必要都作业在谐振点,且频率相同,因而称为共振。咱们知道,在谐振点耦合时,整个功率是最好的,能量的糟蹋是最小的。
磁共振状况,能量的传输间隔稍远一点,但能量的传输频率会高许多。
A4WP规则能量的传输频率为6.78MHz,别的A4WP发送端和接纳端的信号通讯选用带宽为2.4GHz的Smart Bluetooth通讯协议。
关于磁感应和磁共振技能的详细内容在后续的技能文章会有介绍
第四个问题:无线充电器的构成是什么样的?
无线充电器首要由三个部分构成:外壳、主板和线圈。
主板是整个体系的中心模块,一般包含主芯片,功率器材,其他电子器材等。
第五个问题:无线充电有什么长处?
无线充电相对于有线充电,有其共同的长处:
1> 漂亮,便当,没有线的环绕,也不需求常常带充电线
2> 便利,兼容,不需求忧虑充电接头不兼容的问题,也不必忧虑用的iPhone仍是三星等手机
3> 安全、牢靠,不存在充电过程中接打电话存在漏电而被高压电击的风险
4> 提高了电池运用寿数,便利继续给电池弥补能量而不存在电池过放的状况,提高了电池的循环寿数
阐明:有些图片源自于网络,或许是一些公司的产品宣扬图片,在此借用,谢谢!
无线充电存在的含义是为了给电池充电,假如对电池不明白,就不要谈充电,更不要谈无线充电,想了解无线充电,先了解电池,这儿说的电池首要是指锂电池。
这儿只介绍电池的根底知识,合适无线充电职业的一切从业人员。
太多的人对电池等的知道是有误区的:
误区一:电池是否需求激活,新电池是否需求重复充放3次,每次充12小时。
误区二:电池尽量少充电,少运用寿数才长。
误区三:电池充电充太久了会爆破,充溢了就要拔掉电源。
误区四:充电越快,电池越好。
误区五:充电器充电电流越大,充电越快。
误区六:无线充电没有有线充电快。
咱们先不评论这些误区的原因在哪里,下面咱们一同剖析一下锂电池的特性后天然都清楚了详细原因。
全文分三大块介绍:电池根底、电池维护、电池充电
(一)锂电池根底
锂电池的组成
咱们平常见的手机电池都是锂电池,职业较电池PACK,锂电池PACK首要由两大块构成:电芯和维护板。
电芯首要由五块构成:正极资料、负极资料、电解液、隔阂和外壳。
维护板首要由维护芯片、MOS管、电阻%&&&&&%和PCB板构成。
锂电池的分类
锂电池依照形状分为圆柱型电池和方形电池。圆柱型如一些移动电源和电动工具用的18650电池,方形电池如手机电池。
按电解液分为锂离子电池和聚合物电池。锂离子电池电解液是液态的,外壳是一般是硬的,一般为铝壳或钢壳,如三星的传统机器都是锂离子电池。聚合物电池电解液为固态,如苹果手机的电池。
锂电池的常用术语
1>电池容量
电池的容量又名电池的电量,单位为Ah(安时)或mAh(毫安时)。容量为1Ah的电池抱负状况,在充溢电的状况下用1A的电流继续放电能够放1个小时。
2>充/放电倍率
充/放电倍率表明以多大电流充/放电,一般以电池的标称容量的倍数来核算,一般称为“多少C”。2500mAh的锂电池,假如放电倍率为1C是指放电电流为2500mA,充电电流为0.2C是指充电电流为500mA。
3>标称电压
锂电池的标称电压又称为额外电压,一般手机电池的标称电压一般为3.7V,电池充溢时的电压一般为4.2V左右,电池刚放完时的电压一般为2.5V左右。
4>标称功率/标称能量
依据物理教材,P=U*I,W=U*I*t,功率的单位为W(瓦),能量的单位为Wh(瓦时)。容量为1500mAh的电池,标称电压为3.7V,标称功率为5.55W,标称能量为5.55Wh。
5>内阻
电池能够等效为一个电压源,带有必定的内阻的电压源。对电池来说,内阻越小越好,内阻越小也越贵。
电池的内阻的单位为Ω(欧姆)或mΩ(毫欧)。电池内阻首要受电池的资料和制作工艺的影响。
6>循环寿数
电池的循环寿数一般指充溢和放光一次的循环,电池到了循环寿数后,电池老化很凶猛,电池的容量将下降许多,循环寿数也是衡量电池的重要目标。
IEC规范规则电池的循环寿数为500次后坚持为初始容量的60%,国标规则循环300次后容量应坚持为初始容量的70%。
7>剩下电量(SoC)
电池的剩下容量指电池当时的电量与总的可用电量的百分比,0%~100%,反映还有多少电量的状况。(SoC : State of Charge)
(二)电池维护
锂电池为什么需求维护?
锂电池因为其化学活性,结构等原因需求有维护体系,假如没有维护体系,或许对电池的运用寿数影响很大,严峻的状况或许存在爆破或焚烧的风险。没有带维护板的锂电池是制止运用的。
锂电池要避免深充深放,这样会严峻影响电池寿数,假如常常给电池弥补电对电池的寿数有协助。许多人要用到手机自动关机才开端给手机充电,这是严峻欠好的习气,一个是电量低的时分RF发射功率大,辐射凶猛,一起影响电池的运用寿数。
常常运用无线充电的朋友,因为不拨打电话的时分,手机放在无线充电器上,无线充电器会及时的给手机弥补电量,对电池的寿数很有协助。 因而电池最好的状况是不要充太满也不要放过量。
锂电池维护体系如下图:
锂电池因为其特别原因,需求至少以下维护措施:
1>过充维护
当电池快充溢时,一般电池电压到达4.2V左右,需堵截充电通路,避免电池过充。
2>过放维护
当电池快放完时,一般电池电压到达2.5V左右(不同厂家电压会有必定差异),也需堵截放电通路,避免电池过放。
3>过温维护
当