无线充电技术经典问答

Q：何为无线充电技术？有何特征？A：所谓无线充电，正如其名字一样是通过无线的方式来达到电力传输的技术。与常规的把电源线连接到手机上充电的方式不同，它只需将手机直接放在充电台上就能进行充电了。图1所示、「充电器（电力输出侧）的线圈中流过交流电而发生磁通量，该磁通量和智能手机（电力接收侧）的线圈相连接，流过感应电流。」利用这样的电磁感应原理进行充电。

图1无线充电图例

Q：无线充电器所面临哪些难题？A：在智能手机高耗能的时代，拥有一款无线充电器作为外设移动电源还是很不错的，但是目前在技术方面，这种电源适配器还处在发展阶段，对于无线充电技术，它面临着那些难题呢？一，干扰问题，平时我们都有这样的经历，手机放在电脑或者电视旁边时候，如果有短信或者电话进来，电脑或者电视屏幕就会受到干扰。如果把无线充电器放到房间里，是否也会对很多的家用电器产生干扰呢？二，效率问题，实践证明，无线充电器充电的转化率比起有线充电器来说，要低了不少，目前最高只能达到85%，也算是一种能源浪费。所以使用在技术方面，还有提升的空间。三，成本问题，毕竟无线充电技术虽然是早就有的技术，但是应用于充电还是一个新事物。无线充电包括电源管理模块、发射电路、接收转换电路和充电电路，而且还会涉及到很多的专利费用，成本一定高于目前广泛使用的有线充电和万能充电器。四，限制问题，就目前来说，无线充电器还无法达到无线网络那么大范围的覆盖率，虽然充电板和接收器是两个部分，但是彼此还是不能分开太远，不然充电效率会大幅下降甚至无法充电。五，辐射问题，现在人们谈辐射色变，无线充电由于电感线圈的存在，必然会产生磁力线辐射，但是在电流的辐射方面，目前无线充电器基本上将交流电整流后转换为直流电，且功率极小， 所以关于辐射的问题，依然是人们最为关注的方面。相信相信随着未来技术的进步，无线充电器所面临的以上难题将会迎刃而解，真正实现规模化的生产与应用。目前，各大充电器厂家在生产制造方面都做好了充分准备。

Q：无线充电器会产生哪些噪声问题？A：在无线充电器中，如图2所示，①充电过程中低于100MHz的低频带中辐射放射（被释放到空间的噪声）变大，②充电过程中播放电视或者音频，数据通信的接收灵敏度变差，会发生这两种噪声问题。充电过程中单分割的播放无法接收信号、不能接听来电，不能接收短信这类的问题。

图2 有噪声问题的频带

Q：无线充电器中的噪声干扰机制是怎样的？A：噪声源来自于在约100kHz时驱动的变频器。这种谐波成分在1GHz附近存在，会引起各种各样的噪声问题。此外，电源线端放射的噪声被作为辐射来观察，从电力输出线圈放射的噪声和智能手机的天线结合会引起抑制接收灵敏度的现象。

图3无线充电器的噪声干扰机制

Q：在无线充电器中何种噪声对策是有效的？A：噪声对策的基础是在噪声源发出的噪声到达容易放射噪声的天线之前就将噪声抑制。如果不泄漏，即使是无线充电器，可以通过在电源线的底部插入共模扼流圈（CMCC）来达到削减辐射量的效果，在电力输出线圈前插入低ESL电容器和共模扼流圈可以达到改善接收灵敏度的效果。

图4 无线充电器的噪声对策

具体的改善效果如图5图6所示。通过在电源线的底部插入共模扼流圈，能减低辐射量约20dB，CISPR22的规定中有明确表示。此外，通过在电力输出线圈前插入低ESL电容器和共模扼流圈改善接收灵敏度最大可达13dB，与不充电的时候的水平几乎持平。

图5 辐射量的改善效果

图6接收灵敏度的改善效果

Q：谈谈技术、市场与产业链？A：原理简单，实作困难无线充电的方法在实验阶段有开发出很多方法，但目前唯一有机会量产商品化为线圈感应式。线圈感应式的原理很简单，是百年前就被发现物理现象，但过去长久以来这样的线圈感应只运用在绕线式的变压器中。早期就有人发现将绕线式的变压器的将"E"型铁心绕线后对向紧贴后接上市电就可以感应传电，但距离略为分开后感应效果就消失，这是因为在市电60Hz下，电磁波传递会随着距离增加能量快速衰退。在现今的应用中，由于装置本身需要有外壳包装，发射端加上接收端的外壳厚度至少从3mm起算，早期电动牙刷产品开发时就发现当距离拉开后需要将线圈上的操作频率提高才能让电力能传送的更远；在电磁波中有一个特性，就是频率越高的电磁波可以传送比较长的距离后能量衰减较低。后来RFID应用开始发展，主要就规划的三个频段LF低频（125~135KHz）、HF高频（13.56MHz）、