在旅途中智能充電 

如今，無(wú)線(xiàn)充電最終使得移動(dòng)設備完全不受制于最后一根電線(xiàn)-這必然會(huì )令智能手機用戶(hù)感到非常欣喜。TDK已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了超平的電力傳輸線(xiàn)圈，這款線(xiàn)圈能滿(mǎn)足無(wú)線(xiàn)充電聯(lián)盟(WPC)要求最嚴格的Qi規格。 

無(wú)須使用電線(xiàn)或連接器的電力傳輸已經(jīng)廣泛地應用于各種產(chǎn)品，例如牙刷、LED蠟燭、遙控器、醫療設備或電磁爐，這種電力傳輸方法既可靠又方便。然而，直到現在，無(wú)線(xiàn)充電系統智能用于特殊的產(chǎn)品或應用，它不能普遍地用于其它各種尺寸大小和形狀各異的設備。如今，用戶(hù)要求充電站能普遍對來(lái)自不同制造商的產(chǎn)品進(jìn)行充電，并同時(shí)能對下一代的產(chǎn)品模型充電。 

未來(lái)的移動(dòng)設備用于在使用他們的設備時(shí)再也不需要擔心電池消耗問(wèn)題，因為他們所到之處的很多地方幾乎都能提供通用無(wú)線(xiàn)充電�，F在，全球有超過(guò)120家公司參與WPC，以創(chuàng )建和推廣標準化無(wú)線(xiàn)電力傳輸。按照WPC的Qi規格，TDK已經(jīng)開(kāi)發(fā)出新款超低剖面的無(wú)線(xiàn)電力傳輸線(xiàn)圈，它能使移動(dòng)設備獲得標準化的無(wú)線(xiàn)充電。 

TDK的愿景是開(kāi)發(fā)出一個(gè)絕對平整的能為所有符合WPC規格的設備充電的表面，以便提供一個(gè)操作方便且隨處可用的充電平臺。 

無(wú)線(xiàn)電力傳輸基本原理 

電磁感應是無(wú)線(xiàn)電力傳輸使用最廣泛的方法，這種方法的基本原理是傳送和轉換磁通量(圖1)。在此，初級線(xiàn)圈(Tx線(xiàn)圈)和次級線(xiàn)圈(Rx)之間的電磁感應把電磁能由初級線(xiàn)圈(Tx線(xiàn)圈)傳送到次級線(xiàn)圈(Rx)。 

通過(guò)采用電磁感應方法，無(wú)線(xiàn)電力傳輸能對尺寸和形狀各異的不同設備進(jìn)行無(wú)線(xiàn)充電。通用系統將需要兼容Tx和Rx線(xiàn)圈的繞組數以及它們整體的幾何形狀。 

無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)需要面臨的一個(gè)技術(shù)難題就是對準Tx 和Rx線(xiàn)圈，以使它們實(shí)現最高效率的電力傳輸。為了幫助尺寸和形狀各異的設備設計出通用充電板，我們必須避免使用機械定位輔助，例如設備支架或類(lèi)似結構的設備。 

WPC已經(jīng)提出并指定了三種定位方法，以便用最佳方式對準充電線(xiàn)圈： 

●使用Tx線(xiàn)圈中心的磁鐵和Rx線(xiàn)圈中心的磁性材料進(jìn)行導向定位(圖2) 

●使用能發(fā)現Rx線(xiàn)圈位置的移動(dòng)Tx線(xiàn)圈進(jìn)行自由定位 

●使用選擇性激活最接近Rx線(xiàn)圈的線(xiàn)圈陣列中的多個(gè)Tx線(xiàn)圈之一進(jìn)行自由定位 

為了能實(shí)現磁場(chǎng)能量的最有效的轉移，準確對準Tx 和Rx線(xiàn)圈是非常重要的。導向定位方法是使用Tx線(xiàn)圈中的一塊磁鐵把Rx線(xiàn)圈吸引到正確的位置。 

WPC已經(jīng)采用了一套認證體系，以便為上述對準方法驗證Rx和Tx兩側邊的相互操作。除非該線(xiàn)圈能對所有Tx線(xiàn)圈進(jìn)行準確操作，否則無(wú)法獲得Rx線(xiàn)圈認證，因此，TDK已經(jīng)設計了真正的Rx線(xiàn)圈裝置，為用戶(hù)提供最靈活操作最簡(jiǎn)便的解決方案。通過(guò)在Tx線(xiàn)圈中心放置一塊磁鐵并且在Rx線(xiàn)圈中心放磁性材料，就可以實(shí)現這個(gè)方案。 

使用Rx線(xiàn)圈的進(jìn)行導向定位時(shí)需要進(jìn)行磁屏蔽，以防止高頻率的磁通量出現。還要特別設計Rx側邊上的磁片材料和厚度，以便該磁片沒(méi)有達到磁化飽和點(diǎn)。

磁片面臨的挑戰 

每一種方法都有各自的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。例如，盡管導向定位方法對于Tx側邊的設計更簡(jiǎn)單，但是，它須要考慮磁屏蔽問(wèn)題。 

為了防止由Tx線(xiàn)圈產(chǎn)生的高頻率磁通量(超過(guò)100 kHz)到達鋁電池外殼以及產(chǎn)生不必要的會(huì )被轉化為多余熱量的渦電流，在按照上述描述的導向定位方法設計Rx線(xiàn)圈時(shí)就非常須要考慮磁屏蔽問(wèn)題。 

因此，我們必須要設計Rx側邊的磁片材料和厚度，以便該磁片不會(huì )達到磁化飽和點(diǎn)。在這樣的情況下，磁鐵的磁通量將會(huì )穿過(guò)Rx側邊的磁片(圖3)。假如磁片太薄的話(huà)，它就會(huì )變成磁偏置元件并被磁化到飽和點(diǎn)，導致線(xiàn)圈電感大大降低。在這種情況下，根本不可能正常地供應無(wú)線(xiàn)電源-根據TDK在這一領(lǐng)域擁有的豐富經(jīng)驗，TDK已經(jīng)解決了一個(gè)非常復雜的設計難題。這包括磁性材料技術(shù)和工藝技術(shù)、從制造的各種線(xiàn)圈中獲得繞線(xiàn)圖技術(shù)專(zhuān)長(cháng)以及磁圖設計技術(shù)。 

TDK線(xiàn)圈設計 

考慮到評估和上述的設計，TDK開(kāi)發(fā)的超低剖面無(wú)線(xiàn)充電線(xiàn)圈滿(mǎn)足了WPC制定的最嚴格規格要求(圖4)。TDK的智能手機接收線(xiàn)圈裝置被安裝在智能手機里通過(guò)接收磁通量對手機進(jìn)行充電，它采用了專(zhuān)有的靈活的薄磁片，磁片的厚度只有0.57 mm，處于行業(yè)的領(lǐng)先地位。TDK也已經(jīng)在開(kāi)發(fā)出厚度只有0.50 mm的磁片，以使得智能手機擁有更薄的充電裝置設計。在這一點(diǎn)上，厚度為0.57 mm的薄磁片的輸出電流大約為0.5 A 到0.6 A，而能提供相同或更好的輸出電流甚至更薄的0.50 mm的磁片也已經(jīng)在開(kāi)發(fā)當中，預計2013年可以開(kāi)始批量生產(chǎn)。 

這些發(fā)展都反應出了TDK在磁材料技術(shù)和工藝技術(shù)以及有關(guān)創(chuàng )造獨特、極其纖薄且靈活的金屬磁片等領(lǐng)域擁有豐富的專(zhuān)業(yè)知識。因此，線(xiàn)圈裝置不僅變得超薄、重量輕，同時(shí)也高度耐沖擊，因為它能提供出色的可靠性。TDK將會(huì )繼續提供低成本、高性能、高可靠性的產(chǎn)品和能滿(mǎn)足所有這些要求的全面的解決方案，從而為無(wú)線(xiàn)充電電力傳輸技術(shù)的發(fā)展和普遍使用做出貢獻。 

TDK開(kāi)發(fā)的超低剖面無(wú)線(xiàn)充電線(xiàn)圈滿(mǎn)足了WPC制定的最嚴格規格要求。TDK的智能手機接收線(xiàn)圈裝置(右圖)被安裝在智能手機里通過(guò)接收磁通量對手機進(jìn)行充電，它采用了專(zhuān)有的靈活的薄磁片，磁片的厚度只有0.57 mm，處于行業(yè)的領(lǐng)先地位。 

未來(lái)的設計師將獲得的好處 

無(wú)線(xiàn)電力并不僅僅是能幫助設備免去電源線(xiàn)并提供方便;它同時(shí)也改變了制造商設計設備的方式。去掉電源插座為實(shí)現開(kāi)發(fā)出密封的甚至更纖薄的防水防塵的智能手機目標邁開(kāi)了重要的一步。這樣的手機同時(shí)會(huì )變得更可靠更堅固，并且不再需要一個(gè)平坦的邊緣來(lái)安裝電源插座。 

隨處可得的無(wú)線(xiàn)充電將會(huì )進(jìn)一步允許設計師考慮設計出更小的電池，因為用戶(hù)可視需要就能很簡(jiǎn)單地把手機電池充滿(mǎn)電。