減少充電耗能的無線充電應(yīng)用

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[導讀] 無線充電技術(shù)其實并不是新東西，只是設(shè)計方案因為早期因為無線充電技術(shù)無法達到高功率、高速充電與安全性考量問題，僅能將無線充電技術(shù)應(yīng)用于低功率、小電力的設(shè)計方案

無線充電并不是一個全新的技術(shù)方案，實際上我們?nèi)粘Ｉ钪?，已充斥大量的無線充電應(yīng)用，例如電動牙刷、電動刮胡刀…等消費性電子裝置，只是充電應(yīng)用的無線化在應(yīng)用時的充電效能與安全性差異問題，一直無法有效改善，直至現(xiàn)今在微控制器應(yīng)用整合下，無線充電已獲得更高充電效能、與更好的實用價值…

無線充電技術(shù)其實并不是新東西，只是設(shè)計方案因為早期因為無線充電技術(shù)無法達到高功率、高速充電與安全性考量問題，僅能將無線充電技術(shù)應(yīng)用于低功率、小電力的設(shè)計方案，例如需要達到防水、防塵的電子產(chǎn)品設(shè)計上，利用無線充電技術(shù)讓設(shè)計外觀不需有外露的金屬充電連接器設(shè)計，例如電動牙刷、電刮胡刀等產(chǎn)品設(shè)計方案上。

無線充電解決方案，為利用Tx端線圈形成電場，再由Rx端線圈感應(yīng)轉(zhuǎn)換能量進行電力無線傳輸。Texas Instruments

為了強化能量傳輸效率，線圈的設(shè)計形式、尺寸也會影響傳送效能，圖為TDK開發(fā)的無線充電專用線圈模組。TDK Corporation

無接點、引線傳輸能量 無線充電技術(shù)適用于高耐度設(shè)計方案

基本上在低功率的充電應(yīng)用方案上，無線充電技術(shù)可以說是使用相當普遍的應(yīng)用方案，主要可用來解決耐候型、防水/防塵類型電子產(chǎn)品設(shè)計的應(yīng)用需求，但無線充電技術(shù)用于這類電子產(chǎn)品，不需過于要求充電效能，同時也因為低功率可獲得較高的應(yīng)用安全性，自然技術(shù)不需提升現(xiàn)有使用方案即可應(yīng)付設(shè)計需求，但設(shè)計產(chǎn)品若換成智慧型行動電話、數(shù)位相機/攝影機或是采用更高容量電池的行動裝置，舊式的無線充電技術(shù)就無法因應(yīng)設(shè)計需求。

先檢視電池供電設(shè)備在充電時常會碰到的問題，電池充電器在能源消耗的關(guān)鍵主要可從兩個問題進行檢視，分別是是充電的效率與待機耗電的狀況。在待機耗電方面，許多使用者經(jīng)常會出現(xiàn)的應(yīng)用型態(tài)，大多會在設(shè)備完成充電后仍然將充電器插在供電回路上，這代表著充電環(huán)境會形成大量的待機狀態(tài)的額外耗電(即空載耗電)，加上充電器為了節(jié)省成本，電路設(shè)計也相對較簡陋，往往設(shè)備充電器處于空載時產(chǎn)生的耗能幾乎能與充電時的耗能相當!

無線充電技術(shù)已有效改善充電器空載耗能

而在設(shè)計無線充電解決方案時，空載的耗能問題最佳化，則必須加以改善，讓充電系統(tǒng)在升級無線應(yīng)用環(huán)境時，可以獲得更有效的節(jié)能效益，至少也能改善無意義的空載耗電問題，而這也成為增加導入無線充電應(yīng)用方案的重點加值效益，而目前新一代無線充電系統(tǒng)，在Tx(Transmitter)的解決方案空載負載的功耗設(shè)計，目前空載功耗已可達到100mW以下，已大幅超越一般傳統(tǒng)充電器的空載功耗表現(xiàn)。

對于無線充電應(yīng)用環(huán)境來說，充電效率也是另一個影響耗電量的一個關(guān)鍵因素，因為充電效率越高，也代表著可以透過無線環(huán)境傳送高密度的能量，更快速地完成充電過程。以目前的無線充電解決方案，透過無線傳輸自然無法與直接用銅纜傳輸傳遞效能進行比較，但目前無線技術(shù)方案已可達到70%以上的無線傳輸效能，若可以在無線充電的Rx(Receiver)/Tx(Transmitter)采用更高效率的零組件，此無線充電的效能還可進一步改善。