無線充電器技術和解決方案

　　品質因數

　　在等式(6)中，Q稱為品質因數。發射器線圈或輸出電阻改變會影響Q值。在無線充電器系統中，工作點設置在諧振頻率上。發射器諧振頻率和接收器諧振頻率始終相同。因此諧振頻率上的電壓傳遞函數值(ωn=1)就是我們感興趣的。圖3 說明系統電壓傳遞函數相對于Q值改變。

　　從該圖中我們可以看出，當Q值變小時，諧振頻率點的電壓傳遞函數曲線變化更明顯。在這種情況下，電壓傳遞函數對頻率極為敏感，無法輕松地將輸出保持穩定。另一方面，當Q值變大時，諧振頻率的曲線變化變慢，但電壓傳遞函數變得極低。要獲得相同的輸出電壓，我們必須在發射器上施加更大的輸入電壓和電流，而這會顯著降低效率。因此我們需要仔細選擇合適的Q值。和往常一樣，范圍為4至6之間。

　　耦合因數

　　在等式(7)中，k稱為耦合因數。正如我們所知，發射器產生磁通量。到達接收器的磁通量越多，線圈耦合的越好。耦合因數用于測量此耦合度。耦合因數值介于0和1之間，其中0是指發射器線圈和接收器線圈是獨立的，而1是指它們完美耦合。當線圈完美耦合時，發射器線圈產生的磁通量全部被接收器線圈收集。

　　圖4顯示耦合因數如何影響電壓傳遞函數曲線。從該圖中，可以發現有一個k值，其中電壓傳遞函數達到峰值，這表示實現了最大性能。因此良好耦合的線圈對于獲得更佳的系統性能至關重要。

　　WPC無線充電器標準

　　為設立一個稱為“Qi”的短距離移動設備無線功率傳輸標準，創建了無線充電聯盟。WPC標準定義低功率無線設備中的電感耦合工作方法以及功率發射器和接收器之間的通信協議。它還定義從發射器到接收器傳輸的最大功率為5W，發射器線圈與接收器線圈之間的典型距離為5mm。基本系統原理圖如圖5所示。依據WPC標準工作的任何設備都可與任何其他符合WPC標準的設備配合使用。在Qi標準V1.1中，添加了異物檢測(FOD)功能。

　　功率發射器

　　WPC標準中有三種功率發射器類型：導向定位、具有移動線圈的自由定位以及具有線圈矩陣的自由定位如圖6中所示。