电场耦合式无线供电模块的无线供电技术

2015-05-08 来源:微波射频网 我要评论(0) 字号:

在目前被采用的无线供电方式中,除了村田公司正在采用的电场耦合方式之外,还有电磁感应方式、磁共振方式和电波方式。

无线供电方式示意图简要说明
电场耦合方式
(村田公司采用的方式))
Capacitive coupling (Murata)将两个平面电极平行排列,利用电场耦合原理来供电的方式
电磁感应方式Electromagnetic induction利用两个平行排列的线圈间因电磁感应而产生感应电流的原理来供电的方式
磁共振方式Magnetic resonance其原理与电磁感应方式相同,利用磁共振现象进行的非接触供电方式
电波方式Radiowave将天线接收到的电波信号转换成电能的方式

电场耦合式无线供电技术

村田公司的电场耦合式无线供电模块是由2个非对称偶极子按垂直方向排列而成的,这组偶极子各由供电部分和接收部分的活性炭电极和接地电极组成。无线供电模块就是通过这2个非对称偶极子的电场耦合而产生的感应电场来供电的。 利用这种电路结构,村田开发了位置随意性强且传输效率高的电场耦合式无线供电模块。(村田公司开发的此电路结构已经获得了专利 (专利No PCT/FR2006/000614) 。)

电场耦合式供电系统的基本电路结构
  电场耦合式供电系统的基本电路结构 以下是采用村田公司的技术开发的无线供电系统的块图。
块图

块图

无线供电系统的供电部分是由供电模块和供电电极组成的,而接收部分则是由接收电极、接收模块和DC-DC转换器组成的。通过利用我公司的电源电路设计技术,我们为供电模块设计了电源电路,并在供电模块中安装了能够确保产品安全性的控制电路。 来自供电模块的被转换成交流电的电流在经过由供电电极和接收电极之间形成的耦合电容的耦合后,被传递到接收部分。 通过在接收部分安装了整流电路和电压转换电路,无线供电系统能够向电池和电子设备提供稳定的直流电。 在采用电场耦合方式供电的过程中,需要转换电压。以下的图是电压转换的一个事例。 虽然流过无线供电部分 (电场耦合部分) 的电流是高电压电流,但由于其电流值非常小,所以不用担心电极会发生发热的现象。 在控制高电压电流方面,村田公司独自采取了以下这些安全措施。

块图/电压的推移

块图/电压的推移

为了控制无线供电部分的高电压电流,村田公司采用了自己开发的安全控制技术,能够确保该产品具备高度的安全性。

  • 供电模块具有能够检测电流负荷和其变化的功能。
  • 通过利用以上的功能,当检测出充电台上没有需要充电的电子设备,或者正在充电的电子设备的电池电量已充满,供电模块会自动停止供电。
  • 通过利用以上的功能,当检测出非属于充电对象的金属物体或人体等接触充电台时,供电模块会自动停止供电。
  • 如果万一发生了放电现象,供电模块会自动停止供电,防止因放电引起冒烟和失火。
  • 另外,为了确保使用了村田公司的无线供电模块的电子设备的安全性,村田正在为客户提供电极周边电路结构设计的技术支持服务。此服务内容主要为以下2点。
  • 为电极实施绝缘处理。
  • 为客户实施能够让接收电极安装在电子设备的外壳内部的电路结构设计。
  •  
      文章来源:村田制作所
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