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電場耦合式無線供電模塊的無線供電技術

2015-05-08 來源:微波射頻網 字號:

在目前被采用的無線供電方式中,除了村田公司正在采用的電場耦合方式之外,還有電磁感應方式、磁共振方式和電波方式。

無線供電方式 示意圖 簡要說明
電場耦合方式
(村田公司采用的方式))
Capacitive coupling (Murata) 將兩個平面電極平行排列,利用電場耦合原理來供電的方式
電磁感應方式 Electromagnetic induction 利用兩個平行排列的線圈間因電磁感應而產生感應電流的原理來供電的方式
磁共振方式 Magnetic resonance 其原理與電磁感應方式相同,利用磁共振現象進行的非接觸供電方式
電波方式 Radiowave 將天線接收到的電波信號轉換成電能的方式

電場耦合式無線供電技術

村田公司的電場耦合式無線供電模塊是由2個非對稱偶極子按垂直方向排列而成的,這組偶極子各由供電部分和接收部分的活性炭電極和接地電極組成。無線供電模塊就是通過這2個非對稱偶極子的電場耦合而產生的感應電場來供電的。 利用這種電路結構,村田開發了位置隨意性強且傳輸效率高的電場耦合式無線供電模塊。(村田公司開發的此電路結構已經獲得了專利 (專利No PCT/FR2006/000614) 。)

電場耦合式供電系統的基本電路結構
  電場耦合式供電系統的基本電路結構 以下是采用村田公司的技術開發的無線供電系統的塊圖。
塊圖

塊圖

無線供電系統的供電部分是由供電模塊和供電電極組成的,而接收部分則是由接收電極、接收模塊和DC-DC轉換器組成的。通過利用我公司的電源電路設計技術,我們為供電模塊設計了電源電路,并在供電模塊中安裝了能夠確保產品安全性的控制電路。 來自供電模塊的被轉換成交流電的電流在經過由供電電極和接收電極之間形成的耦合電容的耦合后,被傳遞到接收部分。 通過在接收部分安裝了整流電路和電壓轉換電路,無線供電系統能夠向電池和電子設備提供穩定的直流電。 在采用電場耦合方式供電的過程中,需要轉換電壓。以下的圖是電壓轉換的一個事例。 雖然流過無線供電部分 (電場耦合部分) 的電流是高電壓電流,但由于其電流值非常小,所以不用擔心電極會發生發熱的現象。 在控制高電壓電流方面,村田公司獨自采取了以下這些安全措施。

塊圖/電壓的推移

塊圖/電壓的推移

為了控制無線供電部分的高電壓電流,村田公司采用了自己開發的安全控制技術,能夠確保該產品具備高度的安全性。

  • 供電模塊具有能夠檢測電流負荷和其變化的功能。
  • 通過利用以上的功能,當檢測出充電臺上沒有需要充電的電子設備,或者正在充電的電子設備的電池電量已充滿,供電模塊會自動停止供電。
  • 通過利用以上的功能,當檢測出非屬于充電對象的金屬物體或人體等接觸充電臺時,供電模塊會自動停止供電。
  • 如果萬一發生了放電現象,供電模塊會自動停止供電,防止因放電引起冒煙和失火。
  • 另外,為了確保使用了村田公司的無線供電模塊的電子設備的安全性,村田正在為客戶提供電極周邊電路結構設計的技術支持服務。此服務內容主要為以下2點。
  • 為電極實施絕緣處理。
  • 為客戶實施能夠讓接收電極安裝在電子設備的外殼內部的電路結構設計。
  •  
      文章來源:村田制作所
    主題閱讀:無線供電
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