解读磁感应与磁共振 无线市场的主导技术
容易调整保持在固定共振频率上。出现漂移时,效率会下降。MI标准实现起来简单一些,这是因为工作频率高于共振频率,因此,不需要高Q电路或者高精度无源器件。但是,MR高Q电路的高容差器件成本虽然高,其线圈成本却很低。无屏蔽MR接收线圈也很小,导线要比MI线圈薄,因此,其成本应比那些关键器件低。
无线充电系统产生的电磁辐射是消费者关心的问题,但这已经超出了本文的讨论范围。在机械结构上,MI是紧耦合系统,意味着发射和接收线圈直接接触以支持MI充电传输,其排列方式允许线圈顶部和底部直接使用铁氧体屏蔽层(图2)。这些铁氧体屏蔽层有两种作用:首先,磁通线更靠近线圈,耦合更紧密,磁通线电流也就更大,其次,屏蔽层减小了系统的电磁辐射。MR是松耦合系统,意味着接收器距离发射器会有10厘米远(图3),因此,不像MI方法那样具有铁氧体屏蔽层的优点。把辐射水平保持在安全限制范围之内是一种技术优势,更有利于无线充电传输技术在消费类市场上的推广。
图2.使用铁氧体屏蔽材料,屏蔽了磁场辐射
图3.磁共振无线充电支持松耦合,空间自由度更大
近期MI双标准挑战
在短期内,两种竞争MI标准:Qi和PMA的同时存在有可能阻碍公共使用无线充电技术的快速部署,例如,机场、咖啡吧和娱乐场所等地点的无线充电台、热点桌和工作台等。它们都是可行的,性能也可靠,因此,看起来都能够部署在公共无线充电热点。理论上,这会导致手持式设备人员到处寻找与其设备兼容的某一无线充电接入点。这无疑会让消费者感到心烦,其应用就会大打折扣。
IDT是开发无线充电解决方案的一家公司,认识到了这一问题,开发无线充电接收器IC来解决这一问题,单片双模式接收器解决方案消除了传输标准之间的兼容性障碍。去年,IDT推出了业界集成度最高的发射器IC解决方案,今年,他们推出了第一款双模式接收器解决方案。采用这些解决方案,移动设备和附件OEM不需要生产多种型号的产品,从而降低了成本,拓展了市场销售空间。OEM使用通用电路布板,只需要一张材料表(BOM),从而减小了产品体积。
结论
无线充电是一项令人激动的新技术,使得移动电话能够一直保持工作,进一步促进了移动电话革命。通过专用产品充电适配器和麻烦的导线对电池充电非常不方便,是便携式通信和计算最薄弱的一环。现在,快速发展的无线充电辅助支撑系统已经初具规模,今后有一天,我们会把适配器和线缆留在家里,最终彻底抛弃它们。
MR和MI技术各有特色,能够满足各种不同的无线充电应用,都有未来发展空间。在这些方法中,竞争标准是有好处的,因为这有助于推动创新,但是,消费者感受到的困惑和挫折感却是很大的风险。MI双模式接收器技术能够自动在无线充电标准之间无缝切换便携式设备,从而避免了复杂而又麻烦的应用场景问题。
——本文选自电子发烧友网3月份《电源技术特刊》"Change The World"栏目,转载请注明出处,违者必究!
- 小功率无线电源技术(05-20)
- 无线充电的四大技术与面临的难题(10-30)
- 电磁感应式无线充电核心技术(一):谐振控制(05-05)
- 电磁感应式无线充电核心技术(二):数据传输(05-05)
- 电磁感应式无线充电核心技术(三):高效能功率传输(05-05)
- 磁共振无线技术来势凶猛(02-07)