移动电源的无线充电解决方案转换效率比较高的？_百度知道
移动电源的无线充电解决方案转换效率比较高的？
移动电源的无线充电解决方案转换效率比较高的？
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可以找贝兰德的，他们研发的方案的转换效率在76%，市面上一般都在75%左右
采纳率：36%
目前移动电源+无线充电方案功率都是在5W，目前的转换效率都是在75%左右，用起来和充电器没什么区别，虽然说效率是75%，但是进入手机的电能保证在5V1A左右。
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无线充电原理与技术资料无线充电技术资料WPC中文网资料汇整LUOX目录1原理32无线充电的效率321待机耗电322充电效率323总耗电量324对无线充电器耗电量的测算4241有线充电器耗电量4242无线充电器的耗电量4243与有线充电器的对比43感应电能传输的基本原理54传输效率55功率损耗优值系数FOM66品质因数77耦合因数88反射阻抗99谐振耦合1210电磁场限值‐国际非电离辐射防护委员会颁布的基本限制1211向空间传输的最大功率1412屏蔽效能1513其他资料17目录17论文1814基于使用无线充电系统和传统有线电源适配器的节电比较24141引言24142案例研究一单负载与多负载的充电及待机功率25143案例研究二单次充电的总能耗及其他能耗271431能量传输效率对比2714335年间一负荷充电总耗能的整体比较28144结论2915让无线真正成为无线29对通用无线电能方案的需求29摘要30执行概要30简介–万事俱备30挑战–无线电能产业的兴起31ECOUPLEDTM解决方案32结束语35DAVIDWBAARMAN高级技术总监351原理参看HOW‐IT‐WORKSSWF视频2无线充电的效率电池充电器的能源消耗主要取决于两个方面充电效率和待机耗电21待机耗电许多人在充电完毕后仍将充电器和底座插在电源上这会产生大量的待机耗电也叫空载耗电通过简单计算可以看出待机模式下的耗电量几乎等于电池充电时的耗电量我们假设这些人同样一直将无线电池充电器插在电源上对此我们的主要设计目标之一是最大程度地降低待机耗电我们的确降低了待机耗电量并演示了一个待机耗电仅0微瓦的系统值得一提的是该耗电量可能还有进一步降低的空间22充电效率影响耗电量的另一个因素是充电效率我们的无线充电器与有线充电器的组件相同交流转直流电源适配器连同充电电子产品但通过无线连接取代了电源适配器与手机之间的铜线无线连接的效率不及无可比拟的铜线但经过精心设计无线连接至少能达到70的传输效率此外若制造商愿加大对高质量组件的投入则能进一步提高无线连接的效率23总耗电量无线充电器的传输效率会高于或低于其取代的有线充电器具体视有线充电器数量充电器类型以及用户的使用习惯而定我们估计在一般情况下如果您用一个无线充电器取代两个有线充电器则无线充电器与有线充电器效率相当相关计算的详情如下24对无线充电器耗电量的测算241有线充电器耗电量首先计算一个传统手机充电器的耗电量此类充电器就是所谓的外接式电源适配器能源之星网站提供了大量数据登录该网站可以发现一般情况下符合ENERGYSTART标准的交流转直流电源适配器满载时的效率5瓦的电源适配器的平均效率为72空载时的耗电量5瓦的电源适配器的平均耗电量为012瓦一些特别好的电源适配器的耗电量仅为001瓦假设您每天使用电源适配器1小时其余时间一直将电源适配器插在电源上充电完毕后人们通常不会将电源适配器和底座从电源上拔出虽然这种做法并不可取但却很常见由此产生的总耗电量如下充电1小时2瓦7228瓦时假设一个5瓦的充电器在一次完整的充电中平均供电2瓦待机空载23小时012瓦28瓦时由此可见待机耗电量在手机充电器的总耗电量中所占比重很高242无线充电器的耗电量我们的无线充电器同样包含一个交流转直流电源适配器假设其效率同样为72以及待机耗电量同样为012瓦注无线充电器的待机耗电量远低于012瓦此处仅为方便对比说明无线充电连接的传输效率一般为70我们假设利用该无线充电器取代2个有线充电器总耗电量为充电1小时4瓦727079瓦时同时为2台装置充电待机空载23小时012瓦28瓦时243与有线充电器的对比两个有线充电器的总耗电量瓦时一个为两台装置充电的无线充电器的总耗电量7928107瓦时由此可见两者的总耗电量大致相当虽然无线传输的效率明显不如铜线传输但是当利用无线充电器取代多个外接式电源适配器时无线充电器能够减少待机耗电3感应电能传输的基本原理DRIESVANWAGENINGEN和EBERHARDWAFFENSCHMIDTPHILIPSRESEARCH感应耦合电能传输系统的基本原理如图1所示这个系统由发射器线圈L1和接收器线圈L2组成两个线圈共同构成一个电磁耦合感应器发射器线圈所携带的交流电生成磁场并通过感应使接收器线圈产生电压这种电压可用于为移动设备供电或为电池充电电能传输效率取决于感应器之间的耦合K和它们的品质Q见优值系数耦合不仅与两个感应器Z之间的距离以及相对大小D2D有关还与线圈的形状和它们之间的角度有关图上无显示4传输效率DRIESVANWAGENINGEN和EBERHARDWAFFENSCHMIDTPHILIPSRESEARCH图1所示的系统理论上可达到的最佳效率图2显示在品质因数为100的情况下所有的尺寸都按照发射器和接收器线圈中较大的线圈D的直径进行了调整这个值是根据线圈之间的轴向距离ZD计算得出的参数为较小线圈D2的直径从图中可以看出距离越大ZD1或线圈大小差距越大效率降低的幅度越大距离越小ZD01线圈大小越接近D2D051效率越高这表示远距离相隔一定的空间的感应电能传输效率非常低我们目前还无法解决在普通电器中采用这个系统时所产生的能源浪费问题而在设备附近例如表面进行的感应电能传输则可以真正做到高效其效率可与有线传输比拟无线近距离电能传输集舒适性和易用性于一体符合当今社会对节能的要求5功率损耗优值系数FOMDRIESVANWAGENINGEN及EBERHARDWAFFENSCHMIDTPHILIPSRESEARCH无线充电系统受系统内部功率损耗的限制损耗造成能量流失并产生热量限制最大的转化传输功率因此优化系统必须尽可能降低功率损耗功率损耗可表示为损耗因数即与所转化能量相关的所有损耗总和与所传输能量的比值对给定无线充电系统我们可以进一步分析得出其最低损耗因数如与负载和电源恰当匹配以上公式可简化为简化公式由ESKOSTRMMER提供特此鸣谢上述等式可用图3表示等式仅取决于无线充电系统的两个基本参数接收器和发射器线圈之间的耦合因数K以及系统品质因数Q系统品质因数即发射器和接收器品质因数的几何平均值等式显示系统品质因数Q与耦合因数K之积决定优值系数FOM这意味着系统品质因数和耦合因数对系统表现起着等效的制约作用较低的耦合度可通过较佳的品质因数实现线性补偿反之亦然6品质因数EBERHARDWAFFENSCHMIDTPHILIPSRESEARCH对于不同的绕组布置如体积和形状相同则线圈电感L与电阻R的比率维持不变因此可将此比率值作为区分不同线圈结构的品质因数品质因数Q即按此比率定义电感中同一电流下产生的电压与频率F成比例关系因而与设备的视在功率有关品质因数的一般定义以设备视在功率与功率损耗的比率为基础按此定义线圈的品质因数可表示为其中Ω2ΠF品质因数Q的范围介于0至无穷大然而线圈的品质因数在技术上很难超逾1000大多为100左右品质因数低于10者则用处不大此等数值应该被视作特定数量级在工作频率不变的情况下品质因数Q仅与线圈形状和大小以及所使用的材料一阶相关特定技术如线绕线圈PCB线圈可提供特定的品质因数7耦合因数EBERHARDWAFFENSCHMIDTPHILIPSRESEARCH如果接收器线圈和发射器线圈相隔一定的距离那么发射器线圈产生的磁通量仅有一部分能到达接收器线圈达到电能传输的目的接收器接收的磁通量越多表明两个线圈之间的耦合程度越高耦合的级别用耦合因数K表示耦合因数是一个介于0和1之间的值1表示全耦合这时产生的磁通量全部被接收器所接收0表示发射器和接收器线圈之间相互独立构成一个系统耦合因数与两个感应器之间的距离和它们的相对大小有关还与线圈的形状和它们之间的角度有关如果最初线圈的中轴是对齐的任何移位都可能导致K值减小图6以直径为30毫米的平面线圈为例说明移位的影响该图表示的是两个平行线圈在水平方向不同的错位距离上实际测量和计算所得的耦合因数耦合因数一般在03至06范围之间变动需要注意的是如果出现耦合因数为负的情况则表示接收器是从后面接收磁通量的耦合因数的定义表示为它是由耦合感应器的相关普通方程组变形而来其中U和U表示通过两个线圈所受的电压I和I表示流入两个线圈的电流1212L和L为两个线圈的自感系数L为两个耦合线圈的互感系数而Ω2ΠF则1212为角频率耦合因数可由关于开环电压U的现有等式计算得出如果两个线圈的自感值相等那么开环电压U与K相等8反射阻抗XUNKENLIUCONVENIENTPOWER反射阻抗是分析谐振耦合的实用工具图1A显示的是一个耦合电路模型通过将电容器CS串联到二次绕组形成谐振槽回路RPLPRS和LS分别是一次绕组的电阻和电感及二次绕组的电阻和电感M是一次和二次绕组的互感RL是负载的等效电阻图1B是带反射阻抗的等效一次绕组电路模型图1A耦合电路模型图1B带反射阻抗的等效一次绕组电路模型反射阻抗ZR可用以下公式表示其中REZR为反射阻抗的实部需最大化以实现一次绕组的最高效率分析上述公式得知当二次绕组在谐振条件下工作时反射阻抗REZR实现最大化并等于假设如果则在限定频率范围内并无最大值我们还可得知上述REZR最大值随频率的提高互感的增强或负载电阻和二次绕组电阻的降低而增大但需注意的是负载电阻的大幅下降可能会影响二次绕组的效率因为二次绕组效率等于事实上其他谐振拓扑结构如并联谐振或串并联组合亦可应用于二次绕组并可按上述类似方式进行分析和优化参考XLIUWMNGCKLEEANDSYRHUIOPTIMALOPERATIONOFCONTACTLESSTRANSFORMERSWITHRESONANCEATSECONDARYCIRCUITINAPEC08PP645650FEB2008USA9谐振耦合EBERHARDWAFFENSCHMIDTPHILIPSRESEARCH从感应电能传输开始谐振电路便用于增强感应电能的传输早在一百多年前尼古拉特斯拉NIKOLATESLA就已在他第一个关于感应电能传输的实验中应用了谐振原理尤其是在具有低耦合因数的系统中谐振接收器可以提高电能的
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