無線充電器設計原理的核心在于感應耦合。在感應耦合中,一條導線中電流的變化會在另一條導線的兩端產(chǎn)生感應電壓。感應耦合的強度用互感來衡量。當兩條導線非常接近地纏繞在一起時,耦合強度會增加。這與變壓器的工作原理非常相似。
無線充電器主要包含兩個組件:發(fā)射器(通常內(nèi)置在充電墊中)和接收器(通常內(nèi)置在需要充電的設備中)。發(fā)射器產(chǎn)生一個交變磁場,而接收器包含一個可以捕獲這個磁場的線圈。當設備放置在充電墊上時,發(fā)射器產(chǎn)生的磁場穿過接收器的線圈,從而在接收器的線圈中產(chǎn)生電流。這個電流隨后被用來為設備充電。
首先,無線充電器的工作原理是基于感應耦合的。這意味著需要一個發(fā)射器(通常稱為充電器或充電墊)和一個接收器(通常是內(nèi)置在需要充電的設備中的一個小線圈)。
發(fā)射器應有初級線圈:這是感應耦合的核心部分。當發(fā)射器的線圈中有電流流動時,它會產(chǎn)生一個磁場。
發(fā)射器電路從電源中獲取電壓:這意味著當你插上無線充電器時,它從家庭的交流電源中獲取電力。
整流器部分:這部分的電路將交流電(AC)轉換為脈動直流電(pulsating DC)。脈動直流電意味著電流的方向不會改變,但其大小會變化。
濾波網(wǎng)絡:為了平滑脈動直流電并增加其有效值(RMS水平),使用了濾波網(wǎng)絡。這確保提供給線圈的電流更加穩(wěn)定。
切換電路:為了持續(xù)為線圈提供變化的電流,需要一個切換電路。這通常是一個振蕩器,它快速打開和關閉電流,從而在線圈中產(chǎn)生一個交變磁場。
共振電路:為了獲得更好的耦合效率,發(fā)射器端使用了共振電路。當兩個電路(即發(fā)射器和接收器)在相同的頻率上共振時,它們之間的能量傳輸效率最高。
在這種情況下,傳輸?shù)碾娏魇钦也ㄐ蔚?,因此能量損失是最小的。
總結:無線充電器通過感應耦合的方式為設備充電。發(fā)射器產(chǎn)生一個交變磁場,而設備上的接收器線圈則捕捉這個磁場并將其轉換為電流,從而為設備充電。整個過程中,為了提高效率并減少能量損失,使用了多種電路和技術。
與傳統(tǒng)的有線充電相比,無線充電具有許多優(yōu)勢。首先,它消除了線纜和插頭的混亂,使得充電過程更加簡單和方便。其次,無線充電技術使得設備可以在沒有物理連接的情況下進行充電,這有助于延長設備的使用壽命,因為減少了因插拔而產(chǎn)生的磨損。最后,無線充電技術也具有更高的安全性,因為它避免了因電纜破損或過熱而可能引發(fā)的火災風險。
然而,無線充電也有一些限制。它的充電速度通常比有線充電慢。