無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)促進(jìn)醫療便攜設備發(fā)展

　　想象一下，你是一家大城市急救室的醫療技師。你在各個(gè)病房之間穿梭，使用便攜式診斷設備協(xié)助醫護人員做診斷。工作壓力大，病人源源不斷，你根本沒(méi)時(shí)間去找插座，把你的設備插上去。你大概愿意把設備放到一個(gè)地方，讓它自動(dòng)充電。這樣你就能到下一個(gè)病人或傷者那里，他們需要動(dòng)作迅速和高效的醫護人員。對你和病人來(lái)說(shuō)幸運的是，無(wú)線(xiàn)充電已經(jīng)是一種現成的技術(shù)。

　　標準

　　行業(yè)標準規范正在引領(lǐng)無(wú)線(xiàn)充電的發(fā)展。無(wú)線(xiàn)充電聯(lián)盟(WPC)的標準也被稱(chēng)為Qi(發(fā)音“奇”)。這個(gè)規范又分為系統的三個(gè)核心部分：功率發(fā)射器、功率接收器以及這兩個(gè)器件之間的通信協(xié)議。這個(gè)標準的主要特點(diǎn)是(見(jiàn)圖1)：

　　圖1：無(wú)線(xiàn)充電系統方塊圖

　　(1)一種從底座到便攜式設備的非接觸式功率傳輸方法，這種方法的物理基礎是線(xiàn)圈之間的近場(chǎng)電磁感應。

　　(2)使用一個(gè)次級(或接收)線(xiàn)圈傳輸大約5W功率。

　　(3)工作頻率范圍為110Hz至 205kHz。

　　(4)在底座表面擺放便攜式設備的方式有兩種：一種方式是在底座表面的指定位置擺放便攜式設備，底座通過(guò)該表面的一個(gè)或幾個(gè)固定的位置提供能量;自由定位允許便攜式設備隨意擺放在充電站表面，從該表面的任何地方提供能量。

　　(5)可以達到非常低的待機功耗，這取決于具體的實(shí)現方法。

　　(6)能夠靈活地把系統集成到便攜式設備。

　　能量傳輸過(guò)程

　　一個(gè)簡(jiǎn)單的通信協(xié)議就能夠使便攜式設備完全控制能量傳輸過(guò)程。能量傳輸過(guò)程分為4個(gè)階段：

　　(1)選擇階段：功率發(fā)射器監視充電接口，探測待充電的設備是否擺放到位。如果沒(méi)有探測到設備，功率發(fā)射器將不停地查驗(ping)功率接收器。如果在給定的時(shí)間里沒(méi)有探測到要充電的設備，功率發(fā)射器就會(huì )進(jìn)入待機模式。

　　(2)ping階段：類(lèi)似于聲納，功率發(fā)射器發(fā)出一個(gè)數字ping信號，探測可充電設備。如果探測到設備，功率發(fā)射器就把功率信號保持在ping信號的電平，然后進(jìn)入識別和配置階段。如果沒(méi)有探測到設備，功率發(fā)射器就返回到選擇階段。

　　(3)識別和配置階段：功率發(fā)射器與功率接收器協(xié)商，確定給接口上需要充電的設備提供多大的功率。如果設備從接口上移開(kāi)，功率發(fā)射器就返回到選擇階段。

　　(4)功率傳輸階段：功率發(fā)射器向功率接收器提供能量，根據功率接收器的反饋情況調整所需要的電流。在功率傳輸過(guò)程中出現異常情況時(shí)，安全功能會(huì )適時(shí)關(guān)閉功率傳輸，并返回到選擇階段。

　　這個(gè)標準已經(jīng)得到電子行業(yè)各領(lǐng)域內超過(guò)90家公司的支持。

　　技術(shù)

　　無(wú)線(xiàn)充電使用近場(chǎng)電磁感應原理，將能量從充電底座(襯墊)傳送到便攜設備。在不斷變化的距離上，充電襯墊中的發(fā)射器線(xiàn)圈(Tx)向嵌入在手機等便攜式設備中的接收器線(xiàn)圈(Rx)傳送能量。充電襯墊里的發(fā)射器/初級線(xiàn)圈在上電時(shí)產(chǎn)生一個(gè)類(lèi)似于傳統變壓器的電磁場(chǎng)，感應電流流過(guò)便攜式設備上的次級線(xiàn)圈(充電底座有一個(gè)功率轉換電路，將電能轉換為電磁場(chǎng)。在接收器端，功率接收單元將電磁場(chǎng)重新轉換為電能，對設備的電池充電)。發(fā)射器和接收器相互通信，控制充電過(guò)程。