无线充电技术促进医疗便携设备发展

　　想象一下，你是一家大城市急救室的医疗技师。你在各个病房之间穿梭，使用便携式诊断设备协助医护人员做诊断。工作压力大，病人源源不断，你根本没时间去找插座，把你的设备插上去。你大概愿意把设备放到一个地方，让它自动充电。这样你就能到下一个病人或伤者那里，他们需要动作迅速和高效的医护人员。对你和病人来说幸运的是，无线充电已经是一种现成的技术。

　　标准

　　行业标准规范正在引领无线充电的发展。无线充电联盟(WPC)的标准也被称为Qi(发音“奇”)。这个规范又分为系统的三个核心部分：功率发射器、功率接收器以及这两个器件之间的通信协议。这个标准的主要特点是(见图1)：

　　图1：无线充电系统方块图

　　(1)一种从底座到便携式设备的非接触式功率传输方法，这种方法的物理基础是线圈之间的近场电磁感应。

　　(2)使用一个次级(或接收)线圈传输大约5W功率。

　　(3)工作频率范围为110Hz至 205kHz。

　　(4)在底座表面摆放便携式设备的方式有两种：一种方式是在底座表面的指定位置摆放便携式设备，底座通过该表面的一个或几个固定的位置提供能量;自由定位允许便携式设备随意摆放在充电站表面，从该表面的任何地方提供能量。

　　(5)可以达到非常低的待机功耗，这取决于具体的实现方法。

　　(6)能够灵活地把系统集成到便携式设备。

　　能量传输过程

　　一个简单的通信协议就能够使便携式设备完全控制能量传输过程。能量传输过程分为4个阶段：

　　(1)选择阶段：功率发射器监视充电接口，探测待充电的设备是否摆放到位。如果没有探测到设备，功率发射器将不停地查验(ping)功率接收器。如果在给定的时间里没有探测到要充电的设备，功率发射器就会进入待机模式。

　　(2)ping阶段：类似于声纳，功率发射器发出一个数字ping信号，探测可充电设备。如果探测到设备，功率发射器就把功率信号保持在ping信号的电平，然后进入识别和配置阶段。如果没有探测到设备，功率发射器就返回到选择阶段。

　　(3)识别和配置阶段：功率发射器与功率接收器协商，确定给接口上需要充电的设备提供多大的功率。如果设备从接口上移开，功率发射器就返回到选择阶段。

　　(4)功率传输阶段：功率发射器向功率接收器提供能量，根据功率接收器的反馈情况调整所需要的电流。在功率传输过程中出现异常情况时，安全功能会适时关闭功率传输，并返回到选择阶段。

　　这个标准已经得到电子行业各领域内超过90家公司的支持。

　　技术

　　无线充电使用近场电磁感应原理，将能量从充电底座(衬垫)传送到便携设备。在不断变化的距离上，充电衬垫中的发射器线圈(Tx)向嵌入在手机等便携式设备中的接收器线圈(Rx)传送能量。充电衬垫里的发射器/初级线圈在上电时产生一个类似于传统变压器的电磁场，感应电流流过便携式设备上的次级线圈(充电底座有一个功率转换电路，将电能转换为电磁场。在接收器端，功率接收单元将电磁场重新转换为电能，对设备的电池充电)。发射器和接收器相互通信，控制充电过程。