在設計無線充電係統時，影響設計的關鍵考慮因素通常是用戶體驗、效率

、功率大小、標準 、元件選擇/可用性和成本。一個設計良好的係統可以提供諸多好處，從改進的功能（比如智能手機不再需要插電）到支持新的技術（比如放在放射性環境中的傳感集中器，在這種情況下無法通過有線充電

，而且人機交互也是不安全的）等等。使用磁場耦合技術的無線充電係統從19世紀00年代晚期就已經出現了
，但直到最近元件、芯xin片pian和he係xi統tong架jia構gou的de最zui新xin進jin展zhan才cai使shi得de工gong程cheng師shi能neng在zai他ta們men的de設she備bei中zhong真zhen正zheng實shi現xian實shi用yong的de無wu線xian充chong電dian係xi統tong來lai改gai善shan用yong戶hu體ti驗yan。下xia麵mian讓rang我wo們men討tao論lun一yi下xia有you關guan無wu線xian充chong電dian設she計ji的de前qian五wu個ge要yao素su。

 

 

用(yong)戶(hu)如(ru)何(he)與(yu)設(she)備(bei)交(jiao)互(hu)是(shi)每(mei)個(ge)優(you)秀(xiu)的(de)工(gong)程(cheng)師(shi)在(zai)項(xiang)目(mu)啟(qi)動(dong)時(shi)要(yao)問(wen)的(de)最(zui)基(ji)本(ben)問(wen)題(ti)之(zhi)一(yi)。客(ke)戶(hu)需(xu)要(yao)快(kuai)速(su)充(chong)電(dian)嗎(ma)
？需(xu)要(yao)對(dui)準(zhun)方(fang)麵(mian)的(de)靈(ling)活(huo)性(xing)嗎(ma)？是(shi)不(bu)是(shi)要(yao)求(qiu)發(fa)熱(re)量(liang)低(di)？需(xu)要(yao)長(chang)距(ju)離(li)充(chong)電(dian)嗎(ma)？需(xu)要(yao)大(da)功(gong)率(lv)嗎(ma)？每(mei)個(ge)發(fa)射(she)器(qi)需(xu)要(yao)多(duo)個(ge)接(jie)收(shou)器(qi)？需(xu)要(yao)很(hen)小(xiao)的(de)外(wai)形(xing)尺(chi)寸(cun)嗎(ma)？

 

suoyouzhexiexuanxiangdoushikeyimanzude，dantongchangxuyaojinxingzhezhongkaolv。liru，dagonglvhedifareliangbingbuzongshinenggoutongshimanzu。julihexiaolvjibenshangshibeidaoerchide。yincizaiweimouzhongshebeishejiwuxianchongdianxitongshilijieyonghuxuyaoshenmeyijiruheduizhexiexuqiupaidingyouxianjishihenzhongyaodediyibu。

 

 

在用於衡量無線充電係統性能的指標中，效率永遠是第一位的。天生高效的係統可以提供更遠的距離、更好的方向靈活性
、更低的發熱量
、更小的尺寸以及更小的電源漏電流。下麵是無線充電係統中對效率有決定性影響的三個主要模塊：

圖1：無線充電係統的三大模塊

 

如果所有三個模塊都工作在最低的估算效率（即圖中所示的80%，70%和80%）

，那麼總的係統效率約等於45%。對於一個5W的設備來說，需要用11W的發射功率才能提供全速充電
，大約6W消散於設備本身（作為熱量散發掉）和周圍環境中，包括空氣
、裝置和人體組織。在低功率情況下
，這也許是安全和可接受的。但在較高功率時，比如電動汽車的充電
，此時典型的充電功率至少要5kW，那麼有6kW要損失在發射器、汽車和周圍環境中
，因此會引起嚴重的發熱和安全問題。

 

當無線充電係統的所有三個模塊都工作在最高估算效率（即95%
，90%和95%）時
，總的係統效率大約為82%。在這種情況下，一個5W的設備隻需發射器提供約6W的充電功率，隻有1W因無效而損失掉。為了提高係統效率，設計師應專注於高效率元件，提高發射器與接收器之間的耦合程度。

 

使(shi)用(yong)磁(ci)場(chang)耦(ou)合(he)的(de)無(wu)線(xian)充(chong)電(dian)係(xi)統(tong)可(ke)以(yi)給(gei)從(cong)毫(hao)瓦(wa)到(dao)千(qian)瓦(wa)級(ji)的(de)設(she)備(bei)充(chong)電(dian)。對(dui)於(yu)毫(hao)瓦(wa)級(ji)設(she)備(bei)來(lai)說(shuo)，能(neng)量(liang)收(shou)集(ji)或(huo)射(she)頻(pin)無(wu)線(xian)功(gong)率(lv)也(ye)許(xu)是(shi)更(geng)具(ju)吸(xi)引(yin)力(li)的(de)充(chong)電(dian)方(fang)案(an)。設(she)備(bei)的(de)功(gong)率(lv)要(yao)求(qiu)將(jiang)決(jue)定(ding)你(ni)的(de)元(yuan)件(jian)選(xuan)擇(ze)、可以在設計上跟你合作的公司以及設備尺寸。

 

 

在電子設備的無線充電方麵目前已有多種標準
，包括無線電力聯盟（A4WP）
、電力事件聯盟（PMA）和無線充電聯盟（WPC）。這些標準組織存在的目的就是提供發射器和接收器之間的互操作性平台，同時為滿足法規要求的產品和元件創新提供指導。

 

如果你的設備要求互操作性（用戶需要在機場或當地咖啡店充電嗎？），那麼你的設計就應該圍繞某個標準展開。一般來說，A4WP針對“鬆散耦合”係統提供了技術上最先進的解決方案，WPC則擁有商用化程度最高的開發工具和組件
，但它是“緊密耦合”係統（至少現在是這樣）。PMA正在與A4WP合並，為它的共享標準提供“緊密耦合”技術。

 

如果你的設備不要求互操作性
，用戶的設備總是使用同一種發射器，那麼你就能靈活地開發私有、封(feng)閉(bi)的(de)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)。當(dang)然(ran)，這(zhe)種(zhong)情(qing)況(kuang)下(xia)利(li)用(yong)標(biao)準(zhun)組(zu)織(zhi)推(tui)薦(jian)的(de)現(xian)成(cheng)組(zu)件(jian)和(he)技(ji)術(shu)仍(reng)然(ran)具(ju)有(you)重(zhong)要(yao)意(yi)義(yi)
，至(zhi)少(shao)在(zai)開(kai)發(fa)方(fang)便(bian)性(xing)和(he)資(zi)源(yuan)可(ke)用(yong)性(xing)方(fang)麵(mian)給(gei)你(ni)提(ti)供(gong)了(le)一(yi)個(ge)很(hen)好(hao)的(de)起(qi)點(dian)，不(bu)過(guo)你(ni)不(bu)必(bi)非(fei)要(yao)滿(man)足(zu)全(quan)部(bu)的(de)標(biao)準(zhun)規(gui)範(fan)。如(ru)果(guo)你(ni)的(de)設(she)備(bei)滿(man)足(zu)自(zi)己(ji)的(de)要(yao)求(qiu)，並(bing)且(qie)在(zai)法(fa)規(gui)範(fan)圍(wei)之(zhi)內(nei)


，你(ni)的(de)設(she)計(ji)就(jiu)是(shi)成(cheng)功(gong)的(de)。

 

 

由於效率為王
，而元件又決定了效率，那麼在選擇元件時了解你自己的想法就非常重要了。在無線充電領域中，開發高效率、前沿技術的元件公司有許多。舉例來說，宜普（EPC）公司開發的增強型氮化镓（eGaN）晶體管具有高效率的開關性能，可以用來實現高性能的功率放大器。在天線方麵，NuCurrent公司開發的天線結構可以實現高效率、高度靈活的小型天線。與此同時
，像IDT
、博通、TI和其他一些IC公司正在開發可以支持多種標準
、各種功率電平和小型尺寸的IC.因(yin)此(ci)可(ke)選(xuan)的(de)餘(yu)地(di)很(hen)大(da)，如(ru)果(guo)你(ni)是(shi)無(wu)線(xian)充(chong)電(dian)設(she)計(ji)的(de)新(xin)手(shou)，最(zui)好(hao)的(de)方(fang)法(fa)是(shi)與(yu)元(yuan)件(jian)供(gong)應(ying)商(shang)或(huo)設(she)計(ji)谘(zi)詢(xun)公(gong)司(si)一(yi)起(qi)合(he)作(zuo)，因(yin)為(wei)他(ta)們(men)理(li)解(jie)無(wu)線(xian)充(chong)電(dian)的(de)前(qian)景(jing)，可(ke)以(yi)幫(bang)助(zhu)你(ni)快(kuai)速(su)跟(gen)蹤(zong)設(she)計(ji)需(xu)求(qiu)，並(bing)把(ba)你(ni)介(jie)紹(shao)給(gei)戰(zhan)略(lve)開(kai)發(fa)合(he)作(zuo)夥(huo)伴(ban)。