关于智能无线充电系统的研究

电子产业快速发展，各种各样的电子产品出现在市场上，随之而来的是越来越多的充电器。不用品牌的充电器不具备通用性，使得使用者携带及充电有很大的不便。无线充电技术可以较好地解决这个问题。
Qi是全球首个推动无线充电技术的标准化组织，它推出的无线充电标准具备便捷性和通用性。如果无线充电器满足此规范，那么所有满足此规范的手机产品都可以在这个充电器上充电。
【关于智能无线充电系统的研究】 1 无线充电技术的原理
目前无线电能传输技术主要包括三种：电磁感应方式、电波辐射方式和磁场共振方式。其中电磁感应方式[1]是以法拉第的电磁感应耦合定律为基础的，因磁通量变化产生感应电动势，闭合电路的一部分导体在磁场里做切割磁感线的运动时，导体中就会产生电流，区别在于实现的是非接触式的能量传输方式，此种方式对线圈的位置及线圈的工艺较敏感;电波辐射方式通过天线的发射和接收过程中的电磁波传输电能;磁场共振方式是以共振原理为基础，通过两个振幅相同的物体之间完成能量的传输。
比较三种无线电能传输技术，电磁感应方式支持的功率较大，但允许的距离较短;电波辐射方式适合较长距离的传输，但是允许的功率较小;电磁共振方式支持的功率和距离介于两者之间，但实现较难。综合考虑，电磁感应方式最适合于目前便携式设备的无线充电。
2 无线充电系统的电路
在无线充电过程中，整个流程主要分为两个部分：充电器端和接收端。
充电器端流程主要实现的是手机的检测、温度的检测以及功率的发射等。当有金属物接触到电器端时，充电器会检测所放置的金属物是否为需充电物体，如果是，充电器会收到特定信号，并开始对需充电物体进行充电，否则，不进行充电。在充电过程中，如果收到充电物体发送的节点信号，立即进行确认，然后每5秒检测充电物体是否离开。在充电过程中，如果检测到充电器温度过高，立即停止充电。
接收端流程主要包括指示灯控制、检测充电过程、停止充电控制等。如果接收端收到充电器发来的检测信号，及时作出回应，然后等待充电器开始充电。当接收端检测自身电池已经充满时，向充电器端发送节电信号以停止充电。
尤其注意的是，在充电过程中，如果充电器端检测到电压或电流异常、温度过高等，应立即停止充电，并且指示灯闪烁。如果充电正常停止，则指示灯不闪烁。
2.1 充电器端电路整套充电器电路主要包含电源部分，存储器部分，控制电路部分以及线圈。
电源的主要功能是将交流电转换为直流电，并通过电路转换得到特定的电流和电压。存储器主要功能是存储充电过程中的各种状态和各种参数。控制电路是整个充电系统中最重要的部分，主要功能是线圈控制、功率控制以及模数转换等。线圈是核心器件，主要功能是将电能转换为磁能并通过空间进行传输。充电器的工作原理图如图1所示。
2.2 接收端电路接收端的电路主要包含整流部分、控制电路部分以及线圈。控制电路是接收端的中心，包括通信单元、功率控制单元以及模数转换器等。接收端的线圈与充电器端的线圈功能相反，主要完成将接收到的磁能转换为电能。接收端的电路如图2所示。
3 总结
本文研究的无线充电技术采用电磁感应原理，旨在解决便携式设备需经常充电但又不方便充电的问题，同时能够保证无线充电过程中的安全性。但是无线充电技术的实现还具有一些问题，需要进一步研究。