@ 2015.10.16 , 08:30

无视标准的“全网通”无线充电器

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感谢加州大学圣地亚哥分校的霍华德们,能兼容不同品牌不同消费电子产品的无线充电器离现实更近一步了。

这些研究者们开发出一种双频无线充电平台,能同时给多个设备充电,如智能手机、智能手表、笔记本和平板电脑,无论每个设备支持哪种无线标准或频率。

“据我们所知,这是唯一能同时工作在两个不同频率的高效率多标准无线电源发送器,”该校电子与计算机工程系教授Patrick Mercier说,他领导了发表于《IEEE电力电子学汇刊》上的该研究。

这个新的概念证明研究不仅提出了一个能为多个设备同时充电的“通用无线充电器”,它还解决一个折腾着现有无线技术的问题:今天市场上三个竞争性无线标准之间的不兼容(Qi、Powermat和Rezence)。到目前为止每个无线充电器只支持三者之一,也只能与支持相同标准的设备一起工作。

作为结果,无线充电技术眼看着就要陷入类似于蓝光和高清光盘之间的战争。不兼容无线标准之间的一场战斗也许会削弱该领域,直至出现一个胜者。

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“为了帮助避免这种情况,我们开发出一个具有通用性并支持所有这些标准的无线技术,因而你的设备支持哪种标准都没关系,” Mercier说,他隶属于该校无线通信中心,也是可穿戴传感器中心的共同主任。

这三个标准在不同频率下运作:Qi和Powermat工作在200kHz左右,而Rezence工作在6.78 MHz,因此这就是挑战。为了让单一充电设备支持多个标准,它需要跨这些相差很大的频率运作。

一个无线充电器在特定频率下工作的能力取决于它的发射线圈。无线充电一般要求充电器的发射线圈将高功率信号发送到被充电设备的兼容接收器线圈中。现有无线充电器的发射器线圈通常为一个工作频率优化,作为后果,这个充电器在其它频率下就非常低效。

为解决这个问题,Mercier和他的团队建造了一个可跨三个无线电源标准所有支持频率同时工作的充电平台。他们建造的原型是一个长方形薄盒子(12.5厘米乘8.9厘米),包含两个发射器线圈:一个内部线圈为200kHz工作频率优化,而一个外部线圈则为运作在6.78MHz优化。这种设计的特性之一是线圈位于同一平面,使得尺寸紧凑。该平台大小刚够并排放下两台智能手机。该原型另一个重要特性是一个滤波电路,研究者们设计用来防止线圈相互作用而造成效率损失。

研究者们然后使用两个接收器线圈测试了该充电平台(一个为200kHz优化另一个是6.78MHz),它们充当两个不同智能手机的模型。工程师们示范该充电平台能够同时向两个接收器线圈提供电力,效率在70%到80%范围。接收器线圈无论放置在充电平台上哪里,都能够接收到电力。

“这意味着多设备和多标准无线充电不必再付出显著的效率损失,”Mercier说。

研究者们已经申请了这项技术的专利并正在寻找商业合作伙伴以帮助把通用无线充电器带进市场。

本文译自 Phys,由译者 王丢兜 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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