想象一下，你是一家大城市急救室的醫療技師。你在各個(gè)病房之間穿梭，使用便攜式診斷設備協(xié)助醫護人員做診斷。工作壓力大，病人源源不斷，你根本沒(méi)時(shí)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(gè)地方，讓它自動(dòng)充電。這樣你就能到下一個(gè)病人或傷者那里，他們需要動(dòng)作迅速和高效的醫護人員。對你和病人來(lái)說(shuō)幸運的是，無(wú)線(xiàn)充電已經(jīng)是一種現成的技術(shù)。

無(wú)線(xiàn)充電行業(yè)標準

行業(yè)標準規范正在引領(lǐng)無(wú)線(xiàn)充電的發(fā)展。無(wú)線(xiàn)充電聯(lián)盟(WPC)的標準也被稱(chēng)為Qi(發(fā)音“奇”)。這個(gè)規范又分為系統的三個(gè)核心部分：功率發(fā)射器、功率接收器以及這兩個(gè)器件之間的通信協(xié)議。這個(gè)標準的主要特點(diǎn)是(見(jiàn)圖1)：

圖1：無(wú)線(xiàn)充電系統方塊圖。

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(xiàn)圈之間的近場(chǎng)電磁感應。使用一個(gè)次級(或接收)線(xiàn)圈傳輸大約5W功率。工作頻率范圍為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(guò)該表面的一個(gè)或幾個(gè)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。

可以達到非常低的待機功耗，這取決于具體的實(shí)現方法。能夠靈活地把系統集成到便攜式設備。一個(gè)簡(jiǎn)單的通信協(xié)議就能夠使便攜式設備完全控制能量傳輸過(guò)程。
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能量傳輸過(guò)程分為4個(gè)階段：

選擇階段：功率發(fā)射器監視充電接口，探測待充電的設備是否擺放到位。如果沒(méi)有探測到設備，功率發(fā)射器將不停地查驗(ping)功率接收器。如果在給定的時(shí)間里沒(méi)有探測到要充電的設備，功率發(fā)射器就會(huì )進(jìn)入待機模式。

ping階段：類(lèi)似于聲納，功率發(fā)射器發(fā)出一個(gè)數字ping信號，探測可充電設備。如果探測到設備，功率發(fā)射器就把功率信號保持在ping信號的電平，然后進(jìn)入識別和配置階段。如果沒(méi)有探測到設備，功率發(fā)射器就返回到選擇階段。

識別和配置階段：功率發(fā)射器與功率接收器協(xié)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(kāi)，功率發(fā)射器就返回到選擇階段。

功率傳輸階段：功率發(fā)射器向功率接收器提供能量，根據功率接收器的反饋情況調整所需要的電流。在功率傳輸過(guò)程中出現異常情況時(shí)，安全功能會(huì )適時(shí)關(guān)閉功率傳輸，并返回到選擇階段。
這個(gè)標準已經(jīng)得到電子行業(yè)各領(lǐng)域內超過(guò)90家公司的支持。

無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)

無(wú)線(xiàn)充電使用近場(chǎng)電磁感應原理，將能量從充電底座(襯墊)傳送到便攜設備。在不斷變化的距離上，充電襯墊中的發(fā)射器線(xiàn)圈(Tx)向嵌入在手機等便攜式設備中的接收器線(xiàn)圈(Rx)傳送能量。充電襯墊里的發(fā)射器/初級線(xiàn)圈在上電時(shí)產(chǎn)生一個(gè)類(lèi)似于傳統變壓器的電磁場(chǎng)，感應電流流過(guò)便攜式設備上的次級線(xiàn)圈(充電底座有一個(gè)功率轉換電路，將電能轉換為電磁場(chǎng)。在接收器端，功率接收單元將電磁場(chǎng)重新轉換為電能，對設備的電池充電)。發(fā)射器和接收器相互通信，控制充電過(guò)程。

Vishay Dale Electronics公司的IWAS系列Qi無(wú)線(xiàn)充電接收線(xiàn)圈/防護罩，是第一批可用于符合WPC規范的器件的商用無(wú)線(xiàn)充電線(xiàn)圈。IWAS系列的效率達到70%或更高，為接收線(xiàn)圈提供高磁導率防護罩，阻斷充電磁通，防止它損壞敏感器件或電池。IWAS系列無(wú)線(xiàn)充電接收線(xiàn)圈/防護罩的性能不會(huì )受到永磁體的不利影響。

無(wú)線(xiàn)充電IWAS線(xiàn)圈的優(yōu)點(diǎn)

IWAS接收器線(xiàn)圈采用專(zhuān)利的IHLP技術(shù)制造。線(xiàn)圈采用一個(gè)安裝在復合材料芯/防護罩上的磁性導線(xiàn)線(xiàn)圈。這使IWAS接收器線(xiàn)圈比競爭技術(shù)多了一些明顯的優(yōu)點(diǎn)：

無(wú)線(xiàn)充電接收線(xiàn)圈的高磁導率防護罩；
防護罩材料特性：磁導率至24；電阻率在100V下大于10MΩ；鐵芯損耗在500高斯、250kHz下為4000mW/cc；在400高斯下磁飽和為50%；
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(shí)候會(huì )腐蝕或泄漏；
一個(gè)充電區可放多個(gè)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。
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IWAS線(xiàn)圈的安裝

IWAS型接收線(xiàn)圈使用一種非常薄的、用壓縮鐵粉做成的薄片制造(圖2)。工程師專(zhuān)門(mén)設計了一種特殊的扁平磁體導線(xiàn)線(xiàn)圈，以降低銅損并增大磁通，然后把線(xiàn)圈安裝到薄片上。從線(xiàn)圈上剝出引線(xiàn)，鍍鋅，以便連到客戶(hù)的電路上。然后把完整的IWAS接收線(xiàn)圈與便攜式醫療電子設備的背面結合為一個(gè)整體，連接到通信/充電電路上。這樣，設備就可以安放在任何符合Qi規范的充電底座上。

圖2：IWAS型接收線(xiàn)圈。圖示為IWAS-4832FF-50、1歐元和IWAS-3827EC-50。

IWAS線(xiàn)圈的測試

無(wú)線(xiàn)充電的醫療設備需要獨立的實(shí)驗室對電磁兼容性進(jìn)行認定，一些可用的標準如下：FFC parts 15和18，IC ICES-001，IC射頻標準規范(RSS)，EU EMC指令和R&TTE指令。有很多獨立的實(shí)驗室可以進(jìn)行這些測試。