生活中的黑科技：磁懸浮音響無(wú)線(xiàn)充電的測試

　　目前消費類(lèi)電子產(chǎn)品占據了國民日常消費尤其是年輕消費群體的一大部分，雖然手機、計算機仍然是主力，但是相對應的周邊產(chǎn)品的科技升級也隨著(zhù)主流市場(chǎng)再日益更新。比如目前比較熱門(mén)的云技術(shù)、藍牙、NFC等等，本文將著(zhù)重介紹關(guān)于音箱界的新興課題：磁懸浮技術(shù)及相關(guān)測試。

　　磁懸浮音響簡(jiǎn)介

　　目前磁懸浮音箱的“磁懸浮”部分分為三塊：藍牙信號通訊部分，物理懸浮部分以及近供電部分。藍牙是設備和音響通訊的必要部分，物理懸浮實(shí)現了“懸浮”這一很酷的概念，供電是音響的使能來(lái)源。

　　對于供電端，大家就會(huì )有疑問(wèn)，“磁懸浮”表示了音響是“懸浮”在底座上部的，那如何給音響充電呢，目前開(kāi)發(fā)者給出的方案是當音響電量即將用罄時(shí)，“懸浮”音響會(huì )緩慢降落到底座的插座上充電(圖一)。

　　圖一：磁懸浮音響

　　除了傳統的充電方式以外，現在還有一種還有更“酷”的充電方式----無(wú)線(xiàn)充電(圖一)，就是能夠讓磁懸浮音響無(wú)需和底座接觸就能實(shí)時(shí)的通過(guò)磁場(chǎng)能進(jìn)行充電，艾德克斯作為行業(yè)領(lǐng)先的電源測試方案供應商，也將時(shí)刻關(guān)注磁懸浮音響無(wú)線(xiàn)供電這種新興電源的測試。

　　近磁場(chǎng)供電質(zhì)量的優(yōu)劣是決定音響音質(zhì)的重要因素

　　無(wú)線(xiàn)充電又叫近磁場(chǎng)供電，運用了目前非常流行的NFC技術(shù)，目前已經(jīng)逐漸應用到手機行業(yè)中，其電路組成結構和原理是交流通過(guò)AC-DC模塊輸出直流(DC)，DC 通過(guò)目前的主流無(wú)線(xiàn)充電協(xié)議經(jīng)過(guò)高頻震蕩(發(fā)射端控制器)，放大器實(shí)現直流轉高頻磁場(chǎng)能，然后通過(guò)磁場(chǎng)線(xiàn)圈發(fā)送，在接收端同樣有一個(gè)線(xiàn)圈實(shí)現磁場(chǎng)能的接收并轉直流進(jìn)行充電。和手機信號類(lèi)似，磁場(chǎng)能發(fā)射和接收也需要遵循協(xié)議，目前常用的協(xié)議有：

　　Qi標準、Power Matters Alliance(PMA)標準、Alliance for Wireless Power(A4WP)標準、iNPOFi技術(shù)、Wi-Po技術(shù)

　　其中Qi，PMA為電磁感應技術(shù)而iNPOFi采用的是智能電傳輸無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)，Wi-Po采用的是磁共振無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)。對于消費類(lèi)電子產(chǎn)品如磁懸浮音響來(lái)說(shuō)，Qi和PMA技術(shù)最常見(jiàn)，硬件電路如圖二所示。

　　圖二 無(wú)線(xiàn)充電硬件電路

　　對于近磁場(chǎng)供電，或者叫無(wú)線(xiàn)供電來(lái)說(shuō)，目前存在的最大挑戰和爭議在于效率和可靠性。

　　效率決定了充電的速度，是一個(gè)非常重要的參數，往往也是客戶(hù)通常最為關(guān)注的重要參數?？煽啃跃透鼮橹匾?，由于近磁場(chǎng)供電涉及了2次甚至3次的電能轉換，并且最終是DC供電，那么DC直流的一系列參數，如負載調節率、線(xiàn)性調節率、紋波、噪聲等參數將決定用電器件的使用過(guò)程中的穩定性。而對于近磁場(chǎng)轉換電路來(lái)說(shuō)，發(fā)射線(xiàn)圈(也就是高頻震蕩電路)的前端和接受線(xiàn)圈的后端(即音響供電端)的直流電氣性能尤為重要，由于目前的無(wú)線(xiàn)供電技術(shù)所限，效率和可靠性本身就相較于常規充電方法較低，如果在直流性能上再有折扣，那最后在效率和可靠性上面會(huì )有很大的影響，這些問(wèn)題體現在磁懸浮音響上的話(huà)則會(huì )表現在音質(zhì)變差，使用壽命降低。

　　測試方法

　　對于直流電氣性能的測試方法通常為直流拉載測試，基于家用環(huán)境的AC輸入特性測試、效率測試、動(dòng)態(tài)測試一系列的保護測試等，常用到的硬件電路構造如圖三所示。

　　圖三 電源測試構造

　　雖然是簡(jiǎn)單的交流電源+負載的構造，但是由于涉及到的測試項目比較多以及需要測試的相關(guān)參數比較多，對相應的測試設備也會(huì )有諸多的要求，換一句話(huà)說(shuō)就是要求交流源和負載能夠模擬真實(shí)的待測物使用環(huán)境，通俗來(lái)說(shuō)就是模擬正常的電網(wǎng)和輸出負載情況(在本文中就是后級的磁場(chǎng)轉換電路)。電源模塊完整的測試通常包含以下測試項，如圖四所示。

　　圖四、艾德克斯電源測試系統ITS9500常見(jiàn)電源測試項

　　其中有關(guān)交流輸入的測試項絕大部分，比如開(kāi)關(guān)機測試、電網(wǎng)擾動(dòng)模擬測試、以及電源調節率等測試都是由交流源實(shí)現的，有關(guān)輸出的測試項如動(dòng)態(tài)測試、過(guò)載保護測試、負載調節率測試絕大部分都是由負載來(lái)完成，艾德克斯ITS9500電源測試系統，可以測量各類(lèi)電源模塊的輸入輸出特性，將電子負載、交流源、功率計和示波器等功能整合，加上定制化上位機軟件完成自動(dòng)測試和數據處理。其中面臨的挑戰有：

　　1. 精度要求

　　2. 模擬工況真實(shí)性的要求

　　3. 自動(dòng)化要求

　　第一方面是負載和交流源的挑戰，第二、三方面是對通訊和軟件的挑戰。艾德克斯ITS9500測試系統整合了高精度高性能的負載和交直流電源，測試項嚴格按照國標或行規要求，測量精度遠遠高于行業(yè)標準。同時(shí)配備了示波器、功率計、DVM表和電流傳感器等硬件，軟件工況可根據待測物進(jìn)行定制，保證工況模擬的真實(shí)性。

　　下圖為一個(gè)開(kāi)關(guān)電源測試中常見(jiàn)的輸入輸出測試項的測試報表(由艾德克斯ITS9500電源測試系統生成)，對于消費電子產(chǎn)品測試來(lái)說(shuō)，直觀(guān)又簡(jiǎn)明的操作和完善的報表是對測試平臺最基本的要求，適用于產(chǎn)線(xiàn)上的應用，如圖五所示。

　　圖五：輸入輸出特性測試報表(艾德克斯ITS9500)

　　測試報表中包含了很多小功率電源的重要指標，如：效率、紋波、噪聲等等，如果其中的一項或者多項超過(guò)了一定的標準(在無(wú)線(xiàn)供電相關(guān)協(xié)議和標準中對于直流供電端有諸多要求)將會(huì )導致無(wú)線(xiàn)供電的質(zhì)量受到影響，而且該影響不是簡(jiǎn)單的線(xiàn)性疊加。

　　無(wú)線(xiàn)充電加上磁懸浮，這個(gè)很酷的新興科技受到了業(yè)內很高的關(guān)注度，但是新興往往意味著(zhù)需要確定全新的標準，進(jìn)行全新的測試。艾德克斯將會(huì )持續助力創(chuàng )新科技的道路并提供全方位支持。