醫療設備的無線充電應用實例說明
想象一下,你是一家大城市急救室的醫療技師。你在各個病房之間穿梭,使用便攜式診斷設備協助醫護人員做診斷。工作壓力大,病人源源不斷,你根本沒時間去找插座,把你的設備插上去。你大概愿意把設備放到一個地方,讓它自動充電,這樣你就能到下一個病人和傷者那里,他們需要動作迅速和高效的醫護人員。對你和病人來說幸運的是,無線充電已經是一種現成的技術。
本文引用地址:http://www.j9360.com/article/228221.htm標準
行業標準規范正在引領無線充電的發展。無線Wireless Power Consortium’s (WPC)標準也被稱為Qi(發音“奇”)。這個規范又分為系統的三個核心部分—功率發射機、功率接收機,以及兩個設備之間的通信協議。這個標準的主要特性是(見下面的框圖):
來源:無線充電聯盟網站
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。
傳輸范圍內的工作頻率為110Hz至 205kHz
在底座表面擺放便攜式設備的方式有兩種:
一種方式是在底座表面的指定位置擺放便攜式設備,底座通過該表面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面,從該表面的任何地方提供能量。
非常低的待機功耗是可以達到的,這取決于具體的實現方法。
能夠靈活地把系統集成進便攜式設備
一個簡單的通信協議就能使便攜式設備能夠完全控制能量傳輸過程。
能量傳輸過程分為4個階段:
· 選擇階段:功率發射機監視充電接口,探測要充電的設備是否擺放到位。如果沒有探測到設備,功率發射機將不停地Ping功率接收機。如果在給定的時間里沒有探測到要充電的設備,功率發射機就會進入待機模式。
· Ping階段 :類似于聲納,功率發射機發出一個數字Ping信號,探測可充電設備。如果探測到設備,功率發射機就把功率信號保持在ping信號的電平,然后進入識別和配置階段。如果沒有探測到設備,功率發射機就返回到選擇階段。
· 識別和配置階段:功率發射機與功率接收機協商,確定給接口上需要充電的設備提供多大的功率。如果設備從接口上移開,功率發射機就返回到選擇階段。
· 功率傳輸階段:功率發射機向功率接收機提供能量,根據功率接收機的反饋情況調整所需要的電流。在功率傳輸過程中出現異常情況時,安全功能會適時關閉功率傳輸,并返回到選擇階段。
這個標準已經得到電子行業的各個領域內超過90家公司的支持。
技術
無線充電使用近場電磁感應原理,將能量從充電底座(pad)傳送到便攜設備。在不斷變化的距離上,充電底座里的發射機線圈(Tx)向嵌入在手機這樣的便攜式設備里的接收機線圈(Rx)傳送能量。充電底座里的發射機/初級線圈在上電時產生一個類似于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。在接收機端,功率拾取單元將電磁場重新轉換為電能,對設備的電池充電)。發射機和接收機互相之間進行通信,控制充電過程。
Vishay Dale Electronics的IWAS系列Qi無線充電接收線圈/防護罩是第一批可用于符合WPC規范的器件的商用無線充電線圈。IWAS系列的效率達到70%或更高,為接收線圈提供高磁導率防護罩,阻斷充電磁通,防止其損壞敏感元件或電池。IWAS系列無線充電接收線圈/防護罩的性能不會受到永磁的不利影響。
IWAS線圈的優點
IWAS接收機線圈采用專利的IHLP?技術制造。線圈使用一個磁性導線線圈,裝在一個復合材料的芯/防護罩上,使IWAS接收機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
o 防護罩材料特性
1. 磁導率: 24
2. 電阻率: 在100V下大于 10 MΩ
3. 鐵芯損耗:4000 mW/cc,在500高斯, 250 kHz下
4. 磁飽和:50 %,在400高斯下(可達350 Oe)
· 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,不用考慮制造商
· 尺寸和形狀可以定制,以適合任何符合WPC規范的設備
· 符合RoHS指令2002/95/EC
安裝
IWAS-48
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