便攜醫療也能無線充電?IWAS接收線圈來幫忙
發布時間:2012-12-19 責任編輯:sherryyu
【導讀】無線充電離我們已經近在咫尺。它首先是用在手機等較小的設備上,現在已經擴展到醫療和其他便攜式設備上,甚至是電動汽車上。IWAS接收線圈將使您的移動式醫療設備能夠高效、可靠地充電。
想(xiang)象(xiang)一(yi)下(xia),你(ni)是(shi)一(yi)家(jia)大(da)城(cheng)市(shi)急(ji)救(jiu)室(shi)的(de)醫(yi)療(liao)技(ji)師(shi)。你(ni)在(zai)各(ge)個(ge)病(bing)房(fang)之(zhi)間(jian)穿(chuan)梭(suo),使(shi)用(yong)便(bian)攜(xie)式(shi)診(zhen)斷(duan)設(she)備(bei)協(xie)助(zhu)醫(yi)護(hu)人(ren)員(yuan)做(zuo)診(zhen)斷(duan)。工(gong)作(zuo)壓(ya)力(li)大(da),病(bing)人(ren)源(yuan)源(yuan)不(bu)斷(duan),你(ni)根(gen)本(ben)沒(mei)時(shi)間(jian)去(qu)找(zhao)插(cha)座(zuo),把(ba)你(ni)的(de)設(she)備(bei)插(cha)上(shang)去(qu)。你(ni)大(da)概(gai)願(yuan)意(yi)把(ba)設(she)備(bei)放(fang)到(dao)一(yi)個(ge)地(di)方(fang),讓(rang)它(ta)自(zi)動(dong)充(chong)電(dian)。這(zhe)樣(yang)你(ni)就(jiu)能(neng)到(dao)下(xia)一(yi)個(ge)病(bing)人(ren)或(huo)傷(shang)者(zhe)那(na)裏(li),他(ta)們(men)需(xu)要(yao)動(dong)作(zuo)迅(xun)速(su)和(he)高(gao)效(xiao)的(de)醫(yi)護(hu)人(ren)員(yuan)。對(dui)你(ni)和(he)病(bing)人(ren)來(lai)說(shuo)幸(xing)運(yun)的(de)是(shi),無(wu)線(xian)充(chong)電(dian)已(yi)經(jing)是(shi)一(yi)種(zhong)現(xian)成(cheng)的(de)技(ji)術(shu)。
無線充電行業標準
行業標準規範正在引領無線充電的發展。無線充電聯盟(WPC)的標準也被稱為Qi(發音“奇”)。這個規範又分為係統的三個核心部分:功率發射器、功率接收器以及這兩個器件之間的通信協議。這個標準的主要特點是(見圖1):

圖1:無線充電係統方塊圖。
一種從底座到便攜式設備的非接觸式功率傳輸方法,這種方法的物理基礎是線圈之間的近場電磁感應。使用一個次級(或接收)線圈傳輸大約5W功率。工作頻率範圍為110Hz至 205kHz。
在底座表麵擺放便攜式設備的方式有兩種:一種方式是在底座表麵的指定位置擺放便攜式設備,底座通過該表麵的一個或幾個固定的位置提供能量;自由定位允許便攜式設備隨意擺放在充電站表麵,從該表麵的任何地方提供能量。
可(ke)以(yi)達(da)到(dao)非(fei)常(chang)低(di)的(de)待(dai)機(ji)功(gong)耗(hao),這(zhe)取(qu)決(jue)於(yu)具(ju)體(ti)的(de)實(shi)現(xian)方(fang)法(fa)。能(neng)夠(gou)靈(ling)活(huo)地(di)把(ba)係(xi)統(tong)集(ji)成(cheng)到(dao)便(bian)攜(xie)式(shi)設(she)備(bei)。一(yi)個(ge)簡(jian)單(dan)的(de)通(tong)信(xin)協(xie)議(yi)就(jiu)能(neng)夠(gou)使(shi)便(bian)攜(xie)式(shi)設(she)備(bei)完(wan)全(quan)控(kong)製(zhi)能(neng)量(liang)傳(chuan)輸(shu)過(guo)程(cheng)。
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能量傳輸過程分為4個階段:
選擇階段:功率發射器監視充電接口,探測待充電的設備是否擺放到位。如果沒有探測到設備,功率發射器將不停地查驗(ping)功率接收器。如果在給定的時間裏沒有探測到要充電的設備,功率發射器就會進入待機模式。
ping階段:類似於聲納,功率發射器發出一個數字ping信號,探測可充電設備。如果探測到設備,功率發射器就把功率信號保持在ping信號的電平,然後進入識別和配置階段。如果沒有探測到設備,功率發射器就返回到選擇階段。
識別和配置階段:gonglvfasheqiyugonglvjieshouqixieshang,quedinggeijiekoushangxuyaochongdiandeshebeitigongduodadegonglv。ruguoshebeicongjiekoushangyikai,gonglvfasheqijiufanhuidaoxuanzejieduan。
功率傳輸階段:功gong率lv發fa射she器qi向xiang功gong率lv接jie收shou器qi提ti供gong能neng量liang,根gen據ju功gong率lv接jie收shou器qi的de反fan饋kui情qing況kuang調tiao整zheng所suo需xu要yao的de電dian流liu。在zai功gong率lv傳chuan輸shu過guo程cheng中zhong出chu現xian異yi常chang情qing況kuang時shi,安an全quan功gong能neng會hui適shi時shi關guan閉bi功gong率lv傳chuan輸shu,並bing返fan回hui到dao選xuan擇ze階jie段duan。
這個標準已經得到電子行業各領域內超過90家公司的支持。
無線充電技術
無線充電使用近場電磁感應原理,將能量從充電底座(襯墊)傳送到便攜設備。在不斷變化的距離上,充電襯墊中的發射器線圈(Tx)向嵌入在手機等便攜式設備中的接收器線圈(Rx)傳送能量。充電襯墊裏的發射器/初級線圈在上電時產生一個類似於傳統變壓器的電磁場,感應電流流過便攜式設備上的次級線圈(充電底座有一個功率轉換電路,將電能轉換為電磁場。在接收器端,功率接收單元將電磁場重新轉換為電能,對設備的電池充電)。發射器和接收器相互通信,控製充電過程。
Vishay Dale Electronics公司的IWAS係列Qi無線充電接收線圈/防護罩,是第一批可用於符合WPC規範的器件的商用無線充電線圈。IWAS係列的效率達到70%或更高,為接收線圈提供高磁導率防護罩,阻斷充電磁通,防止它損壞敏感器件或電池。IWAS係列無線充電接收線圈/防護罩的性能不會受到永磁體的不利影響。
無線充電IWAS線圈的優點
IWAS接收器線圈采用專利的IHLP技術製造。線圈采用一個安裝在複合材料芯/防護罩上的磁性導線線圈。這使IWAS接收器線圈比競爭技術多了一些明顯的優點:
無線充電接收線圈的高磁導率防護罩;
防護罩材料特性:磁導率至24;電阻率在100V下大於10MΩ;鐵芯損耗在500高斯、250kHz下為4000mW/cc;在400高斯下磁飽和為50%;
高飽和鐵粉不受永磁的影響;
堅固耐用的結構;
不需要充電接口連接器,而連接器在清洗/消毒的時候會腐蝕或泄漏;
一個充電區可放多個設備,不用考慮製造商;
尺寸和形狀可以定製,以適合任何符合WPC規範的設備;
符合RoHS指令2002/95/EC。
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IWAS線圈的安裝
IWAS型接收線圈使用一種非常薄的、用壓縮鐵粉做成的薄片製造(圖2)。gongchengshizhuanmenshejileyizhongteshudebianpingcitidaoxianxianquan,yijiangditongsunbingzengdacitong,ranhoubaxianquananzhuangdaobopianshang。congxianquanshangbochuyinxian,duxin,yibianliandaokehudedianlushang。ranhoubawanzhengdeIWAS接收線圈與便攜式醫療電子設備的背麵結合為一個整體,連接到通信/充電電路上。這樣,設備就可以安放在任何符合Qi規範的充電底座上。

圖2:IWAS型接收線圈。圖示為IWAS-4832FF-50、1歐元和IWAS-3827EC-50。
IWAS線圈的測試
無線充電的醫療設備需要獨立的實驗室對電磁兼容性進行認定,一些可用的標準如下:FFC parts 15和18,IC ICES-001,IC射頻標準規範(RSS),EU EMC指令和R&TTE指令。有很多獨立的實驗室可以進行這些測試。
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