无线充电在消费类电子产品的应用

1、无线充电类型

在当前的无线充电技术的工作方式主要有电磁感应方式，以及磁场谐振方式和微波辐射方式几种。其中的电磁感应方式主要是从发送端以及接收端进行设置闭合线圈，然后在发送端线圈上产生磁场变化，从而就将接收端的线圈感应出电流。在电波辐射的方式上则是通过能量转换来得以实现的，将微波通过天线发射到自由空间，然后在接收设备的作用下转为直流电。最后是磁场谐振的方式，这一方式主要是在发送端和接收端进行设置合理化的参数，从而将发送线圈和接收线圈有着同样的谐振频率，在距离上能够在适当的位置上产生谐振，这样就能将能量转移到接收端。

2.电磁感应式供电原理

线充电利用电磁波感应原理进行充电，原理类似于变压器。在发送和接收端各有一个线圈，发送端线圈连接有线电源产生电磁信号，接收端线圈感应发送端的电磁信号从而产生电流。传输线圈的工作频率在兆赫兹范围，接收线圈在非辐射磁场内部发生谐振，以相同的频率振荡，然后有效的通过磁感应进行电能传输。初级线圈一定频率的交流电，通过电磁感应在次级线圈钟产生一定的电流，从而将能量从传输端转移到接收端。目前最为常见的消费类电子产品的无线充电就采用了电磁感应。

2.1、无线充电一般流程

一般来说，无线充电步骤分为：检测、通信、供电三个阶段

2.1.1 检测阶段：识别可供电设备及异物

当接收器放置在发射器工作范围内，发射器检测是否是一个接收器靠近

2.1.2 通讯阶段：进行身份认证

发射器发送数据包，并且为接收器供电启动接收器，之后接收器回复响应数据完成身份的认证

2.1.3 充电阶段：进行电能传输

在身份认证后，发射器根据接收器的设备类型，选择相应的功率等参数，为接收器充电

2.2、无线功率发射器在GB4943.1-2022 中的要求

用于近场无线功率传输的无线功率发射器可以加热可能放置在发射器附近或放置在该发射器上的金属异物。为了避免由于金属异物的高温产生灼伤，对发射器按照9.6.3 规定进行测试。测试结果异物的温度不得超过70℃。

试验方法每一种异物直接放置在发射器上进行一次试验。每次试验有四个周期：1、没有接收器，异物直接接触发射;2、和接收器与异物直接接触;3、接收器距离异物 2mm 放置;4、接收器距离异物 5mm 放置。

发射器以最大发射功率工作。

注：试验并不是要测试接收器的温度，因此可以使用能够从无线功率发射器提取最大功率的任何兼容接收器，并目不需要监测接收器的温度。

在每个周期中，异物可以在发射器上移动，以便找到能产生最高温度的位置。

在整个测试过程中，只是描述异物和接收器的距离，但是没要求怎么放置，在测试工程中要充分考虑实际的使用情况，进行多次试验，找到异物温度最高的位置。以下为典型FOD5 测试异物温度。

2.4.无线充电在实际中的应用

手机和智能设备：许多手机、平板电脑和其他智能设备支持无线充电技术，用户只需将设备放在无线充电器上即可充电，无需连接电线。避免了用线充电经常插拔充电线有可能损坏主板的困扰。

电动汽车：一些电动汽车采用无线充电技术，使手机平板灯电子产品无线充电，方便快捷。

智能家居：无线充电技术可用于智能家居设备，如智能音箱、智能灯具等，提供更加便捷的充电方式。

2.5.无线充电的缺点

2.5.1.工作距离短

目前的无线充电技术大多在短距离范围内的近磁场对电子设备进行无线充电。因为无线电能传输的距离越远，功率的耗损也就会越大，能量传输效率就会越低，且会导致设备的耗能较高。

2.5.2.转换效率低，速度慢

无线充电技术虽然简单便捷，但是其硬伤在于缓慢的充电速度和充电效率。

2.5.3.功耗较高，更加费电

随着无线充电设备的距离和功率的增大，无用功的耗损也就会越大。

2.5.4.成本较高，维护消耗大，不符合标准会有安全隐患危险

3、总结

无线充电技术凭借其便捷性和灵活性，正在逐渐改变我们的充电方式。它不仅可以简化设备的设计，减小设备的尺寸，还可以实现多种设备的共用充电，减少资源浪费。随着技术的不断进步，我们有理由相信，无线充电将在未来的电子电气产品中发挥更大的作用。

参考文献：

[1]GB 4943.1-2022《音视频、信息技术和通信技术设备 第1 部分：安全要求》.

[2]孙再吉。无线充电技术的发展[J].。半导体信息。2014（06）

[3]孟庆奎. 手机无线充电技术的研究[D]. 北京邮电大学， 2012.