试论电磁感应技术下手机无线充电的设计与实现

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 试论电磁感应技术下手机无线充电 的设计与实现 【摘 要】本文以电磁感应技术 为研究对象，重点考察在电磁感应技术 下手机无线充电技术的实现，以供参考。 不同于传统手机充电技术容易导致手机 USB 接口端损坏而且在使用过程中容易 受到距离的限制，手机无线充电技术只 需要增加线圈数，就可以增强线圈周围 的交变磁场，从而便于手机远距离充电。 中国论文网 /8/view-12932706.htm 【关键词】电磁感应技术；手机 无线充电；设计；实现 0 前言 基于电磁感应技术设计的手机无 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 线充电主要是利用一种特殊的电子感应 设备，将由总电源传感来的电力直接转 变成能够直接用于给手机充电的感应电 波，从而实现手机的无线充电，这也是 手机充电充方式更新的必然发展趋势。 与传统的有线手机充电相比，无线手机 充电更不容易对手机的 USB 接口处造 成损坏，且传统充电方式受到充电线距 离的限制，而无线充电的使用范围比较 远，更利用手机使用者使用。 1 电磁感应技术的手机充电原理 （1）电磁感应原理 电磁感应原理是由一次和二次两 个线圈通过相互感应而产生电流的过程， 同时电磁感应将一次线圈上的电流能量 带到二次线圈上，即从电磁波传输的源 头到接收的终端。在理想的电磁波传输 过程中，一次线圈和二次线圈彼此是相 互分离的，并没有任何的连接媒介，这 也是无线电磁波传输的基本模型。而在 实际的传输过程中1，由于线圈耦合在 一次线圈和二次线圈之间存在一定长度 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 的空气媒介，空气媒介会作为电磁波传 输的中介阻碍部分电磁波的传输，因此 一次线圈中的电流能量只有一部分能传 递到二次线圈上，导致充电效率大大下 降。因此在目前的手机无线充电器的使 用过程中，建议手机与电源之间的距离 越近越好，从而一次线圈和二次线圈之 间的距离更短，电磁感应所产生和传输 的能量也就越高，从某种程度上来说， 距离越近，单位时间内手机能够接收的 电量也就越多。 （2）电磁感应原理充电过程 手机无线充电在利用电磁感应技 术进行无线充电的过程中，实际上是利 用线圈内的能量传递将电源输出的交流 电变成手机能够直接接收到的高频交流 电。同时高频交流电能够与一次线圈实 现联动，将线圈附近的单位空间距离内 的磁场变成电磁场，从而能够被二次线 圈即手机接收终端的线圈接收到产生高 频电动感应，从而实现电量的传输。同 时，现阶段已经在二次线圈附近加设滤 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 波式电路，实现锂、锰离子电池对于手 机的定向供电，从而实现无线充电的稳 定、高效。 2 电磁感应技术下的手机无线充 电设计 （1）手机无线充电过程 实际上，手机进行无线充电的过 程中与上述所说的利用电磁感应原理进 行充电的过程基本一致，首先需要利用 线圈之间的感应对交流电源进行转变， 实现电流的整流滤波，从而实现由谐振 变换电路转变成可以被手机接收的高 l 交流电，同时在线圈附近由于电磁感 应就会形成高频电磁场，此时就能将电 流处的能量转换成能够被手机接收的电 量2。而在日常的充电过程中，为了延 长充电器的使用寿命，大部分时间充电 器都是处理休眠状态中。为了更快的启 动手机充电器需要在感应电路中安装一 定的信号接收装置，只有在接收信号之 后，手机充电器才能启动工作。一般来 说，这个信号主要是锂离子即由手机电 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 池组自行发射的一种充电信号。 （2）手机无线充电过程整体设 计 无线锂离子电池如果希望实现自 动的无线充电，首先需要确保手机无线 充电内安装有相关信号接收平台和管理 平台。而手机内安装的软件在启动之后 就会对手机内的电池组的锂离子进行检 测，同时对锂离子电池的电压信号强弱 进行检测。一旦系统检测出信号的异常 或者表现出电压的不稳定时，软件系统 就会关闭电量的传输渠道，对手机的电 池和手机实现双重保护。并且软件系统 也会通过灯光或者噪音等方式提示手机 使用者关闭电量传输渠道，这也是手机 智能化的一种体现。 实际上手机内的电量控制软件的 运行过程为，首先将删除系统内的操作 设置使其初始化，其次对手机电池组内 的锂离子进行检测，在确认没有能量电 量传输之后自行关闭系统。一旦系统通 过对锂离子的检测发现存在电量传输， -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 即自行发生电量的传输，则需要对电池 距离电源的距离进行检测，如果位置过 远影响电流传输效率则需要用噪音或者 灯光提示手机使用者正确放置手机的位 置。最后，在系统通过检测后发现电池 的位置摆放正确之后，需要对电磁的电 压进行检测。经过相关实验证明，能够 被锂离子电池正常接收的电压是在 2.9- 4.2V3的范围内，过大或者过小的电压 都会影响充电效率。因此一旦充电的电 压不在 2.9-4.2V 的范围内，系统就会发 出警报声，并且需要注意电压不稳定的 警报声与上述电池位置不正确的警报声 不一样，在持续 10s 后并自行关闭电量 传输。除此之外，在检测并调整传输电 压之后，系统需要检测电路是否打开， 只有在确定上述步骤没有存在任何问题 后，才会打开传输线路进行电量传送。 同时在充电的全过程中，系统可以自行 控制充电过程的开启或者关闭，或者由 手机使用者随时关闭电量传输过程，并 不需要等到充满电后才能关闭传输电路， -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 这也是现阶段无线手机充电器的工作基 本过程。 3 结束语 综上所述，无线充电技术已经成 为未来电子产品的必然发展趋势。无论 是三星手机新研发的手机产品，还是苹 果公司