无线充电器技术和解决方案

　　品质因数

　　在等式(6)中，Q称为品质因数。发射器线圈或输出电阻改变会影响Q值。在无线充电器系统中，工作点设置在谐振频率上。发射器谐振频率和接收器谐振频率始终相同。因此谐振频率上的电压传递函数值(ωn=1)就是我们感兴趣的。图3 说明系统电压传递函数相对于Q值改变。

　　从该图中我们可以看出，当Q值变小时，谐振频率点的电压传递函数曲线变化更明显。在这种情况下，电压传递函数对频率极为敏感，无法轻松地将输出保持稳定。另一方面，当Q值变大时，谐振频率的曲线变化变慢，但电压传递函数变得极低。要获得相同的输出电压，我们必须在发射器上施加更大的输入电压和电流，而这会显著降低效率。因此我们需要仔细选择合适的Q值。和往常一样，范围为4至6之间。

　　耦合因数

　　在等式(7)中，k称为耦合因数。正如我们所知，发射器产生磁通量。到达接收器的磁通量越多，线圈耦合的越好。耦合因数用于测量此耦合度。耦合因数值介于0和1之间，其中0是指发射器线圈和接收器线圈是独立的，而1是指它们完美耦合。当线圈完美耦合时，发射器线圈产生的磁通量全部被接收器线圈收集。

　　图4显示耦合因数如何影响电压传递函数曲线。从该图中，可以发现有一个k值，其中电压传递函数达到峰值，这表示实现了最大性能。因此良好耦合的线圈对于获得更佳的系统性能至关重要。

　　WPC无线充电器标准

　　为设立一个称为“Qi”的短距离移动设备无线功率传输标准，创建了无线充电联盟。WPC标准定义低功率无线设备中的电感耦合工作方法以及功率发射器和接收器之间的通信协议。它还定义从发射器到接收器传输的最大功率为5W，发射器线圈与接收器线圈之间的典型距离为5mm。基本系统原理图如图5所示。依据WPC标准工作的任何设备都可与任何其他符合WPC标准的设备配合使用。在Qi标准V1.1中，添加了异物检测(FOD)功能。

　　功率发射器

　　WPC标准中有三种功率发射器类型：导向定位、具有移动线圈的自由定位以及具有线圈矩阵的自由定位如图6中所示。