无线充电器 PCBA 组装

无线充电器是指连接到需要充电的终端设备而无需传统充电电源线的充电器。 它采用了最新的无线充电技术。 利用线圈间产生的磁场，可以神奇地传输电能。 电感耦合技术将成为连接充电基站和设备的桥梁。

无线充电技术在2007年获得20项专利，多种设备可以使用一个充电基站，手机、MP3播放器、电动工具等电源适配器的有线充电将不复存在。

基本介绍

无线充电器是指连接到需要充电的终端设备而无需传统充电电源线的充电器。 它采用了最新的无线充电技术。 无线充电技术在2007年获得20项专利，多种设备一机多用 告别基站、手机、MP3播放器、电动工具等电源适配器的有线充电场景。 利用线圈之间产生的磁场神奇地传输电能，电感耦合技术将成为连接充电基站和设备的桥梁。 大多数当前的充电器，例如 iPod 和 iPhone，通过直接接触金属线为设备的内置电池充电。 无线充电技术的优势在于它的便利性和通用性。 缺点是效率低，只能提供电能。 Apple 的 Dock 连接器不仅提供电源，还可以通过 USB 接口将音频和视频文件同步到设备。 不过，无线充电技术仍会为WiFi和电池技术带来改进。 对于不需要数据传输的设备，这项新技术将大大减少用户需要的各种充电器的数量。 此外，通过采用无线充电技术，公共移动设备充电站可能成为现实。

历史进程

历史发现

早在 1830 年代，迈克尔·法拉第 (MIChael Faraday) 就发现周围磁场的变化会在导线中感应出电流。 1890年代，出生于塞尔维亚的科学家尼古拉·特斯拉申请了第一项专利。

不幸的是，这方面的研究被推迟了一个世纪。 最大的障碍是传动效率太低，存在危险。 电磁辐射只适合传递信息，不适合传递能量。 因为辐射是非定向的，所以能量被浪费在无用的空间中。 已设想使用定向电磁辐射，例如激光，但不切实际且极其危险。

后续发展

香港城市大学电子工程系许树元教授早年成功研发出“无线电池充电平台”，无需外接电线即可将数款电子产品放在一个充电平台上，通过低电压自动充电。 频率电磁场。 时间与传统充电器无异。 不过这项技术还是需要产品与充电器接触，主要是利用了近场电磁耦合的原理。

麻省理工学院研究人员在无线输电方面取得新进展。 他们用两米外的电源“单独”点亮了一个60瓦的灯泡。

在Soljacic的设计中，无辐射的无线能量传输是有距离限制的，接收器越小，距离越短。 他计算出一个笔记本电脑大小的物体可以接收几米范围内的无线电力传输，“因此在每个房间安装一个发射器可以为整个房子的笔记本电脑供电。”

Soljacic希望通过使用不同的材料和改进技术，将效率提高到70%到80%。 他们相信改进后的设备可以在三到五年内为笔记本电脑、手机和其他设备无线充电。

工作准则

物理学家早就知道，能量可以在以相同频率共振的两个物体之间有效传递，而不同频率的物体相互作用较弱。 这就是为什么有歌手唱到，其中一个水量不同的瓶子可以被打碎而不影响其他瓶子的原因。 就像荡秋千一样，只要坐在上面，让下垂的双腿同步摆动，就能为秋千带来动力。 无线充电技术利用了这一原理。 同样，无线充电技术也应用了电磁波感应原理和相关的交流感应技术。 它在发送端和接收端使用相应的线圈发送和接收感应交流信号进行充电。 用户只需将充电设备放在“平板电脑”上即可充电。 这种充电方式过去曾出现在手表和剃须刀上，但当时无法对大容量锂离子电池进行有效充电。 无线充电技术的原理图如图所示。

一种新型无线充电器最初是由一家英国公司发明的。 它看起来像一个塑料鼠标垫。 这款“鼠标垫”配备了密集排列的小线圈，因此可以产生磁场并将能量传输到专用充电器。 接收线圈并因此充电的电子设备。 接收线圈由磁性合金绕线而成，大小形状类似口香糖，可以方便地贴在电子设备上。 将您的手机等放在垫子上充电，并同时为多个设备充电。 充电技术以前也出现过，但这项新发明更加方便实用。 只要将接收线圈贴在手机等设备上，就可以在“鼠标垫”上随处充电，不像以往的一些技术需要精确定位。 几个设备同时放在垫子上，可以同时充电。 充电器产生的磁场非常微弱，可以给设备充电，但不会影响附近的信用卡、录像带等使用磁记录数据的物品。

无线充电系统主要采用电磁感应原理，通过线圈进行能量耦合实现能量传输。 如图所示，系统工作时，输入端通过全桥整流电路将交流市电转换成直流电，或直接用24V直流端给系统供电。

输出的直流电经过电源管理模块后，由2M有源晶振转换成高频交流电供给初级绕组。 能量通过两个电感线圈耦合，次级线圈输出的电流经接收转换电路转换成直流电给电池充电。

变化的磁场会产生变化的电场，变化的电场又会产生变化的磁场。 它们的大小与其变化率有关，一个正弦函数的变化率是另一个正弦函数，所以电磁波可以传播，感应电压的产生与线圈的磁通量变化有关，所以 线圈内部变化的磁场产生感应电压，从而完成充电过程。

手机无线充电是一种比较新颖的充电方式。 它的原理其实很简单，就是将普通变压器的初级和次级分开，达到无线的目的。 当然，无线充电的工作效率比较高，甚至可以舍弃铁芯，直接用线圈来实现能量传递的功能。

基本特征

1、从理论上讲，无线充电技术对人体安全无害。 无线充电采用的共振原理是磁场共振，只在同频共振的线圈之间传输，其他设备无法接受该频段。 此外，无线充电技术所使用的磁场本身对人体无害。 但无线充电技术毕竟是一种新型的充电技术。 以麦源客的无线充电器为例，很多人会担心无线充电技术会和Wi-Fi、手机天线杆刚出现时一样。 事实上，技术本身是无害的。

2、麦源的无线充电技术是利用磁共振在充电器和设备之间通过电场和磁场传输电荷，线圈和电容在充电器和设备之间形成共振。

3、麦源表示，这个系统未来可以广泛应用，比如电动车的充电区，电脑芯片的电力传输等。 该技术开发的充电系统所需的充电时间仅为现有充电系统的一百五十倍。

4、有线充电技术更高。 迈远无线充电的转化率比有线充电高出几个百分点。 高转化率也是无线充电器在全球应用的关键因素。 然而，无线充电技术也受到距离的限制。 为了未来的发展，需要解决远距离传输的波段和磁场范围的精确定位问题。

5、核心芯片是无线充电技术在产品中应用的难点之一。 精确的辐射范围控制、磁场频率等控制均由芯片实现。

问题总结

市场应用发展瓶颈

1、无线充电核心技术不完善

2、辐射区难以实现远距离传输

3、远距离定位对硬件要求过高

4、磁场共振高度匹配可控且体积小

5、应用范围有限，没有扩展

6、市场因素 开发商出于消费心理不愿大力进行技术研发

辐射危害

麻省理工学院的研究人员表示，人体对电场反应强烈，但对磁场反应微弱，因此该系统不会影响人体健康。 然而，这只是一种猜测。 一些研究人员对这种观点表示担忧，需要进一步的实验才能将其应用到现实生活中。

充电器作为电子充电产品，本身就无法避免辐射，所以无线充电器存在辐射在所难免。 不过无线充电器的功率很小，充电时间长，产生的辐射也小，应该不会对人造成太大的伤害。

统一端口

为了避免不必要的浪费，产生更多的电子垃圾，中国正在对手机充电器端口进行统一标准化。 但对于无线充电技术来说，这将是最流行的：不仅手机可以使用，数码相机、iPhone、iPad、笔记本也可以共用这个充电设备。 日本富士通甚至准备推出更先进的技术，将其成功从便携式电子产品扩展到电动汽车充电领域。 富士通此举的最终目的是在街头设立公共“充电点”，为便携式数码设备和电动汽车用户提供更便捷的24小时全天候充电服务。 此外，无线充电器更智能，更节能。 虽然无线充电设备的效率约为70%，与有线充电设备相当，但它具有充满电后自动关机功能，避免不必要的能源消耗。 并且性能验收率不断提高。

手机内置充电接收器，统一无线充电标准

要实现手机等产品的无线充电，必须有两个部分：发射器，连接电源，负责将电能传输到广阔的空间； 接收器一般安装在电子产品上，用来接收电能。 无线充电技术已经开始应用于手机产品中。 以iPhone为例，无线充电厂商对其进行了改装，安装了一种类似“苹果皮”的“衣服”。作为无线充电接收器，它以加装手机充电盒的形式出现，但相关 修改后的产品可以在中国推出。被称为“Qi Door”的手机壳同时支持 iPhone 和黑莓手机，让用户可以尽早使用该功能，而无需更换手机。2013 年初，无线充电接收器将全面“ 瘦下来”，成为手机内置的无线充电接收芯片，只有指甲盖那么大。诺基亚、飞利浦、LG、三星、索爱、iPhone、HTC、谷歌、中兴、夏普、RIM等众多国际知名手机 手机厂商都支持这项技术，无线充电器也可能会与手机捆绑销售。

手机无线充电关键是兼容性，Qi标准可保证品牌兼容性

无线充电技术主要采用电磁技术。 发射器将电流转化为电磁波，手机利用内置芯片接收器将电磁波转化为电流为手机充电。 无线充电技术推广的关键是保证各厂商无线充电器的兼容性。 Qi标准的制定使得无线充电有了统一的技术规范，保证了同一充电器对多个品牌和产品的兼容性。 无线充电联盟主席Menno Treffers表示，Qi无线充电标准采用电磁感应技术，比其他技术更高效、更安全。 Qi无线充电标准包括接口、性能、法规三个方面。 这对无线充电技术的普及是一个相当大的挑战。 因此，通过Qi标准的手机可以使用任何通过Qi认证的充电基站、底座或其他可充电设备进行充电。 无线充电。 Qi 对设备的第一个前置要求是不高于 5 瓦，这对于一些希望笔记本电脑也使用无线充电技术的制造商来说可能是一个很大的限制。

厂商纷纷推出Qi标准无线充电产品，市场广阔

全球最大的电池和便携式照明设备制造商劲量（Energizer）表示，即将推出支持Qi标准的无线充电器产品，将率先为苹果iPhone3GS和黑莓Blackberry Curve8900用户带来全新的无线充电体验。 同时，根据市场研究公司iSuppli提供的数据，2013年无线充电设备市场规模达到140亿美元，飞利浦已经开始生产包含无线充电功能的新手机。 飞利浦X723手机已经现身，它的挖矿是一块3.2英寸240X400屏幕，带GPS和3百万像素摄像头。 好消息是该机标配无线充电器XeniumQ1（Qi无线充电联盟标准），但具体上市时间和售价暂未透露。

接收天线

虽然本文重点介绍充电器，但它也提供了接收天线的概述。 因为这类无线充电设备本质上是一个变压器，初级安装在充电器中，次级安装在终端中。

因为与充电器不匹配的接收天线会造成充电电路电流波动，如何选择好的充电天线呢？

第一：终端天线需要防磁

如果充电天线只是一个空心线圈，当附近有金属物体靠近时，会产生涡流，降低充电效率，阻碍充电器的能量向外辐射，增加电流，导致充电器发热 .

第二：充电器选用的磁性介质分为两大类：有机磁性材料和无机磁性材料。

有机磁性材料可以做的很薄很翘曲，适合粘接手机后盖，用在手机上； 无机磁性材料采用烧结铁氧体制成，易碎，适合大空间安装。