无线充电原理图讲解(无线充电器怎么连接手机)

2年前科技2933

这几年越来越多的智能手机开始配备无线充电功能,比如iPhone Xs、三星S9、小米MIX 3等等,所以有些小伙伴对这个功能应该不陌生了。

无线充电是什么原理?为什么现在手机都开始使用无线充电了?

可是无线充电毕竟是一项新技术,相比传统的数据线充电,它还是有点颠覆了我们的看法,大多数人的疑问是:没有数据线,那手机和充电器之间是如何通过电流传输的呢?

无线充电是什么原理?为什么现在手机都开始使用无线充电了?

目前无线充电方式主要有四种:电磁感应式充电、磁场共振式充电、无线电波式充电、电场耦合式,各种充电方式的技术方案也不一样。

电磁感应无线充电,是利用供电方(无线充电板)和受电方(手机)上的感应磁铁之间产生的感应磁通量,将磁力转换为电力再进行传输。这种充电方式的有点是,设备要求的电路结构相对比较简单,充电设备可以做到小型化、而且造价便宜,充电效率相对来说也会高一点。不过也存在着传输距离短、充电效果容易受到摆放位置偏离的影响。

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磁场共振无线充电稍微不同,它利用供电方和受电方两端的谐振器产生磁场共振,同样是将磁力转换为电力,从而进行电力传输。只要两个设备是在一个相同的频率上产生振荡,双方就可以交换能量。其优点是适用于长距离的传输,但存在是低效率的弊端,目前还在研究中,并未投放市场。

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无线电波式充电和前面提到的两种充电方式有所不同,它通过在供电方配置无线电波的发射设备,在受电方配置无线电波的接纳设备,以直流电压输出与输入的方式、从而进行电力传输。其优点是传输间隔中等传输速度较快,但缺点是安稳性、安全性都比较低,而且需要一定的成本投入研发。

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电场耦合式无线充电,原理是通过沿垂直方向耦合两组非对称偶极子而产生的感应电场来传输电力。适合短距离充电,转换效率也高,位置可以不固定;不过缺点是需要大体积的设备、功率也较小。

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因此,目前这四种无线充电方式中,电磁感应式无线充电的方案最为成熟,也是被商用最广泛的,比如我们手机需要用得到的各种无线充电器,就是利用了这种技术方案。不过如前面所述,它也存在着传输距离短、充电效率易受到摆放位置偏离影响的缺陷,因此还被吐槽为“伪无线”充电。

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不过不管怎么说,就现在的技术水平来说,电磁感应式无线充电方案是最值得采用的,它也给智能手机的充电方式提供了一个解决方案,依然是利大于弊。而且提高充电便捷化的同时,也在某种程度上统一了各类充电器,减少了资源浪费。在未来,无线充电将成为一种趋势。

1、无线充电到底是什么情况,怎么实现无线充电?

无线充电是怎么回事,顾名思义就是充电不要插线。类似与WiFi一样,很方便。理论上可以随时随地给手机等电子设备供电。

但无线充电暂时还不能像WiFi一样传输那么远的距离,现在成熟的方案只能在10mm以内的距离实现无线充电,一般为3~5mm左右的距离比较好,这类无线充电的技术采用的是磁感应无线充电技术。

随着技术的成熟,预计在未来的2~3年,无线充电的充电距离可以达到10~30cm左右,基本可以满足随时随地自由不受束缚的充电需求。

要实现无线充电需要一个发射端和一个接收端。

发射端就是无线充电器,接收端就是手机等。在发射端有一个线圈,接收端也需要一个线圈。发射端通过控制板和线圈发射能量,接收端通过控制板和线圈接收能量,这样就可以实现无线充电。

如下图的Nokia手机的无线充电情况,手机放在无线充电器上就可开始充电,无需通过USB接口连接充电。

无线充电是怎么回事,如何才能实现无线充电!

只要有无线充电器和带无线充电的手机就可以充电。无线充电器通过Micro USB连接到普通的充电器或者笔记本等就可以正常工作,把带无线充电的手机放在上面就可以开始充电。如下图所示,通过USB连接好无线充电器就可以充电。

无线充电是怎么回事,如何才能实现无线充电!

2、为什么需要无线充电?

无线充电先对与传统的有线充电有几大你不得不选择它的优点:

a、没有线的缠绕,简洁美观,看起来舒服,生活品质更高;

b、不用经常插拔,即放即充,方便快捷,让你的手机永不缺电;

c、不用担心三星和苹果接头不兼容的问题,支持Qi等标准的无线充电器都能充电;

d、不存在充电接听电话触电的风险,完全规避了安全问题,可以随时接听电话;

e、让电池工作的寿命更长,由于即放即充,让电池用不缺电,电池寿命更长;

f、不需要有线接口,很多产品可以做成全封闭防水产品。

无线充电是怎么回事,如何才能实现无线充电!

3、是什么原理,什么技术?

一般意义上的手机无线充电原理,就是电能转换为磁场,磁场通过空气传输,磁场再转换为电能的过程。

无线充电的原理通俗意义上的理解与变压器有些类似,变压器磁场耦合的回路是磁导体,无线充电磁场耦合的回路是空气而已,磁介质不同而已。

业内无线充电一般有四大技术:磁感应技术、磁共振技术、微波技术和电场耦合技术。接触到主要的是两大技术,磁感应技术和磁共振技术,现在量产的产品基本都是磁感应技术的产品。

其中主流的技术是磁感应技术和磁共振技术。一起回顾一下基本的物理知识,电场和磁场的情况。

磁感应无线充电技术

就是当给发射线圈通过交变的电信号,交变的电场通过发射线圈将产生变化的磁场,变化的磁场对它周围的线圈的磁耦合作用,由法拉第电磁感应定律得,变化的磁场将产生电场。

因此发射端线圈产生的磁场将穿过接收端线圈,接收线圈将产生电场,如果在接收线圈端接上负载的话将会产生电流。

4、无线充电效率可以达到多少,充电有多快,有没有辐射?

充电效率一般指接收端和发射端一起的整体效率,但不含适配器的效率(5V适配器效率一般为90%左右)。

其实充电快慢与是无线充电器和有线充电器没有直接关系。无线充电器也可以充得快的,有线充电器也有充的慢的。

充电快慢是由提供恒流充电时候的充电电流的大小决定的,一般也是无线充电器的规格决定的,有些无线充电器提供的电流大,有些无线充电器提供的电流小。

辐射大小,我们暂时还没有一个量化指标,后续也会找专业结构测试对比一个数据分析给大家。

只是大致给大家一个概念,辐射一定有,但辐射并不大,并不用担心。主要是几个原因:一是手机充电功率只有5W左右,属于小功率;二是距离短,只有25px以内,对周围辐射小;三是发射和接收端都有磁隔离片,对周围的辐射小;四是工作频率低,工作频率在110K~205KHz,对人体的辐射小。

5、无线充电器的构成?

无线充电器主要由三大部分构成:主板、线圈和外壳。其中主板直接决定无线充电器的功能和性能,是无线充电器最为核心的模块。主板主要由主控芯片、驱动芯片、功率器件(MOS)、电阻电容及PCB板等构成。线圈一般是标准的模块,相关的无线充电标准有严格规定其结构尺寸参数等。