無線充電的原理與解決方案

工業(yè)和信息化部近日印發(fā)《無線充電（電力傳輸）設(shè)備無線電管理暫行規(guī)定》。規(guī)定”適用于生產(chǎn)或者進口在國內(nèi)銷售、使用的移動通信終端無線充電設(shè)備、便攜式消費電子產(chǎn)品無線充電設(shè)備，以及電動汽車（含摩托車）無線充電設(shè)備，該規(guī)定將于2024年9月1日起正式施行。

這意味著包括智能手機、移動電源、家用無線充電器、車載無線充電器在內(nèi)的這些產(chǎn)品，無線充電功率放開到80W，比起之前快了不少。不得不說，這對無線充電的鐵粉來說，是個不錯的消息。如果你沒有長期使用過無線充電，那么就很難體會到這項技術(shù)的便利。

不知道大家有沒有遇到過下面這種場景，外出出差，電腦是Type-c口、手機是ios口、充電寶是MicroUSB口，出門帶一堆的線，這時你不禁感嘆“要能無線充電該有多好！”

那什么是無線充電？無線充電的原理是什么？無線充電有什么優(yōu)缺點？我們一起來看看~

什么是無線充電？

無線充電，也叫作無線電力傳輸，是一種將電力隔空傳輸至接收設(shè)備的技術(shù)。1890年，物理學(xué)家兼電氣工程師尼古拉·特斯拉（NikolaTesla）就已經(jīng)做了無線輸電試驗。磁感應(yīng)強度的國際單位制也是以他的名字命名的。

2007年6月7日，麻省理工學(xué)院的研究團隊把共振運用到電磁波的傳輸上而成功“抓住”了電磁波，成功點亮了2米外的一個燈泡，點亮了無線電能傳輸?shù)?a href="http://srfitnesspt.com/v/" target="_blank">科技樹。

目前，無線電能傳輸技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在日常生活中，各式各樣的無線充電手機、手表層出不窮。此外，它也可用于電動汽車、植入式醫(yī)療等領(lǐng)域，為人們的生活帶來諸多便利。

無線充電的原理是什么？

“所謂的無線充電技術(shù)，就是我們中學(xué)物理課上學(xué)過的‘電生磁、磁生電’的原理。以手機為例，手機的充電器中有一個磁芯，外面繞有線圈，能將電轉(zhuǎn)換為電磁場，而電磁場能夠在空間傳播，同時，手機中也有一個相應(yīng)的接收線圈，這個接收線圈接觸到充電器發(fā)出的電磁場后，在接收器的接收線圈中引起電磁感應(yīng)，產(chǎn)生交流信號。最后，接收器的電路將交流信號轉(zhuǎn)化為直流信號，經(jīng)過一定的電路進行處理，就可以給手機充電了。簡單來說，就是無線充電器把電轉(zhuǎn)化為磁，設(shè)備把磁轉(zhuǎn)化為電，實現(xiàn)充電。

無線充電有哪些優(yōu)缺點？

相較于傳統(tǒng)的有線充電模式，無線充電最大的優(yōu)點在于便捷性。無需插拔充電線，只需將設(shè)備輕輕一放，就可以實現(xiàn)充電。另外，無線充電也更具安全性。充電線和插頭的消失有效規(guī)避了充電線老化、插頭漏電的問題。

但是無線充電技術(shù)也有個最大的缺點就是就是充電效率低，速度慢。這是因為無線充電過程中，能量在空氣中傳播時，發(fā)生了損失。這部分能量會轉(zhuǎn)化為熱能，導(dǎo)致充電器和設(shè)備發(fā)熱。相比之下，有線充電直接通過導(dǎo)線傳遞能量，損耗較少，充電速度更快。

沁恒微電子針對無線充電提供了詳細的解決方案

無線充電管理芯片CH246，單芯片集成無線充電收發(fā)模塊及小信號解碼電路，外加部分自定義軟件可輕松實現(xiàn)WPC Qi 等各類無線充電方案。支持PD2.0、BC1.2多種協(xié)議快充輸入，支持5W、7.5W、10W、15W無線充電輸出。CH246片內(nèi)集成FSK/ASK解碼，過壓過流過溫檢測保護，集成度高，外部器件少，可廣泛應(yīng)用于各類無線充電底座支架等設(shè)計。

方案特點

支持5V-12V輸入電壓

支持5W、7.5W、10W、15W無線充電輸出功率

輸入支持PD2.0、BC1.2等多種快充協(xié)議

支持半橋、全橋輸出模式

內(nèi)部集成硬件過壓、欠壓、過溫保護

內(nèi)部集成電流檢測差分運放，硬件過流保護

內(nèi)部集成FSK/ASK解調(diào)模塊，外部器件只需少量阻容

支持靜態(tài)、動態(tài)FOD檢測

支持NPO、CBB、X7R電容，使用NPO電容時效率可達85%

獨立2路LED狀態(tài)指示燈

典型靜態(tài)功耗25mW

PCB設(shè)計注意事項

下圖（左）為CH246D芯片電流差分采樣輸入設(shè)計參考。R7為0歐姆電阻，R7只是為了更好的表 示 GND網(wǎng)絡(luò)的取樣點。下圖（右）為H橋電流回路參考設(shè)計，要求電流回路越短越好，走線盡可能粗。C1、C2放置在 電流回路輸入端。

CH246D+MOS雙線圈單充拓展方案

此外，沁恒微還有更多基于CH32的電機控制方案運用

沁恒微電子推出的基于RISC-V和Cortex-M3內(nèi)核設(shè)計的工業(yè)級32位通用MCU，廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制、消費電子和家用電器等各個領(lǐng)域。由于其運算速度快，支持硬件壓棧和硬件除法器，集成多個高級和通用定時器，內(nèi)置多路高速雙ADC和模擬運放，使其在電機控制應(yīng)用領(lǐng)域有著較好的性能優(yōu)勢。相關(guān)型號CH32V303、CH32V203、CH32F203、CH32V103、CH32F103

MCU特點

主頻高達144MHz

支持單周期乘法和硬件除法器

支持兩級硬件堆棧

最高256KB Flash，64KB SRAM

雙路12位高速ADC，最多支持16路采樣通道

支持通用DMA、CAN、SPI、UART和I2C

內(nèi)置模擬運放比較器，最多支持4路

方案特點

支持永磁同步電機(PMSM)、無刷直流電機(BLDC)、直流電機(DC)、開關(guān)磁阻電機(SRD)、感應(yīng)電機(IM)等多種電機的調(diào)速控制或位置控制

支持FOC控制、方波等無感控制方案，支持龍伯格、旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系鎖相等無位置觀測方案

支持HALL、增量編碼器等多種有感控制方案

無極調(diào)速，調(diào)速比30:1

啟動迅速，運行平穩(wěn)，啟動成功率100%，適應(yīng)不同負載

安全可靠，過欠壓保護、超欠速保護、過溫保護、軟硬件過流保護、啟動保護、堵轉(zhuǎn)保護和缺相保護

關(guān)于以上沁恒微電子產(chǎn)品，客戶可直接通過華秋商城采購！作為本土“元器件電商”的“探索者”之一，華秋商城致力為全球電子產(chǎn)業(yè)創(chuàng)造價值，向客戶提供圍繞“品牌選型+現(xiàn)貨采購+海外代購+BOM配單”的全流程服務(wù)。通過與全球3000多家原廠品牌及代理商搭建戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系，華秋商城可直接獲得原廠貨源，并可為用戶提供從方案設(shè)計到各類元件采購的一站式解決方案，包括BOM配單一鍵采購、PCBA加工。

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華秋，成立于2011年，是全球領(lǐng)先的產(chǎn)業(yè)數(shù)字化智造平臺，國家級高新技術(shù)企業(yè)。以“客戶為中心，追求極致體驗”為經(jīng)營理念，布局了電子發(fā)燒友網(wǎng)、方案設(shè)計、元器件電商、PCB制造、SMT制造和PCBA制造等電子產(chǎn)業(yè)服務(wù)，已為全球30萬+客戶提供了高品質(zhì)、短交期、高性價比的一站式服務(wù)。

關(guān)于沁恒微電子

南京沁恒微電子股份有限公司成立于2004年，是一家專注于連接技術(shù)和MCU內(nèi)核研究的射頻與高速數(shù)?；旌?a href="http://srfitnesspt.com/v/tag/123/" target="_blank">集成電路設(shè)計公司，提供以太網(wǎng)、藍牙無線網(wǎng)絡(luò)、USB和PCI類等接口芯片及集成上述接口的單片機。技術(shù)上涉及“感知+控制+連接+云聚”：ADC/PGA等模擬檢測、MCU智能控制及驅(qū)動算法、HID人機交互、Ethernet/Bluetooth-LE等網(wǎng)絡(luò)通信、UART/USB/USB PD/PCIE/SerDes等接口通訊、數(shù)據(jù)安全、物聯(lián)協(xié)議和云端服務(wù)，致力于為客戶提供萬物互聯(lián)、上下互通的芯片及解決方案。