基于紅外線的無(wú)線充電技術(shù)有何進(jìn)展？

無(wú)線充電是一項(xiàng)在許多電子應(yīng)用中廣泛應(yīng)用的技術(shù)，例如消費(fèi)電子、汽車(chē)和物聯(lián)網(wǎng)(IoT)。對(duì)于低功率設(shè)備，無(wú)線OTA(空中下載技術(shù))功率傳輸具有顯著優(yōu)勢(shì)，包括無(wú)需繁瑣的連接電線以及減少或消除需要維護(hù)進(jìn)行更換的電池。Wi-Charge已經(jīng)發(fā)布了一項(xiàng)關(guān)于改進(jìn)其技術(shù)以促進(jìn)行業(yè)發(fā)展并為更多設(shè)備和程序提供無(wú)線充電的重要公告。

Wi-Charge公司基于紅外線的無(wú)線充電技術(shù)，和我們常見(jiàn)的線圈感應(yīng)電能傳輸有很大區(qū)別，應(yīng)用場(chǎng)景也擴(kuò)大了很多。文末可以觀看更詳細(xì)的視頻介紹，不要錯(cuò)過(guò)哦，更多新奇有趣的資訊關(guān)注

EDN電子技術(shù)設(shè)計(jì)視頻號(hào)。

無(wú)線充電解決方案

在提供此類解決方案的公司中，Wi-Charge脫穎而出。該公司總部位于以色列瑞荷渥特，開(kāi)發(fā)了一種基于紅外線的無(wú)線充電技術(shù)，因而有別于傳統(tǒng)的感應(yīng)電能傳輸和射頻充電。

Wi-Charge開(kāi)發(fā)了AirCord，這是一種由發(fā)射器和接收器組成，使用光束為不同類型的設(shè)備充電的無(wú)線充電解決方案。根據(jù)Wi-Charge的說(shuō)法，與其他技術(shù)功率隨距離的平方而降低不同，這項(xiàng)技術(shù)的功率與距離無(wú)關(guān)。

此外，該技術(shù)只會(huì)向目標(biāo)設(shè)備供電，不會(huì)將不必要的輻射傳播到周?chē)h(huán)境中。

無(wú)線電力發(fā)射器(圖1)連接到電網(wǎng)(交流電或直流電)，將電能轉(zhuǎn)換為安全的紅外線光束，為客戶端設(shè)備提供能量。

另一邊，可以插入或嵌入客戶端設(shè)備的無(wú)線電力接收器將紅外能量轉(zhuǎn)換回電能。然后接收器可以使用該能量為內(nèi)部電池或超級(jí)電容器充電。

接收器發(fā)回客戶端設(shè)備的遙測(cè)數(shù)據(jù)，包括電池狀態(tài)、使用情況統(tǒng)計(jì)、賬單信息等。

單個(gè)發(fā)射器可以為多個(gè)設(shè)備(自動(dòng)識(shí)別)供電，而多個(gè)發(fā)射器也可以用于大型部署的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，例如超市、生產(chǎn)車(chē)間、購(gòu)物中心和餐館。

圖1：AirCord無(wú)線電力發(fā)射器(圖片來(lái)源：Wi-Charge)

Gen2接收器

最近，Wi-Charge宣布對(duì)其技術(shù)進(jìn)行重大升級(jí)，以推動(dòng)市場(chǎng)發(fā)展并為更多小工具和應(yīng)用程序提供無(wú)線充電。Wi-Charge正在通過(guò)推出其Gen2接收器來(lái)推進(jìn)其實(shí)現(xiàn)無(wú)線世界的目標(biāo)。Wi-Charge Gen2接收器是該行業(yè)的一項(xiàng)重大進(jìn)步，它為設(shè)備制造商提供了直接訪問(wèn)權(quán)限，并在功率、簡(jiǎn)化集成和外形尺寸方面設(shè)定了新規(guī)范。

根據(jù)Wi-Charge的說(shuō)法，新的升級(jí)在增加了功率的同時(shí)減少了占用的空間，從而增強(qiáng)無(wú)線充電能力和設(shè)備適用范圍。Wi-Charge接收器占用的空間比以前的版本小30%，功率則增加了40%，現(xiàn)在可以兼容更多種類的設(shè)備和用例。

根據(jù)Wi-Charge介紹，接收器在以下方面得到了改進(jìn)：

• 完整的充電解決方案：Gen2接收器現(xiàn)在帶有電池充電器、控制接口并可定制輸出電壓。它還可以將客戶警告和遙測(cè)數(shù)據(jù)從接收器發(fā)送到發(fā)射器，然后發(fā)射器將其發(fā)送到Wi-Charge云

• 功率增加：Wi-Charge發(fā)射器現(xiàn)在可以使用單個(gè)發(fā)射器為更多設(shè)備供電，以及為需要更多功率來(lái)運(yùn)行其功能或總體上來(lái)看有更多耗電功能的設(shè)備供電

• 減少客戶端設(shè)備的物料清單(BOM)。這是更簡(jiǎn)單的電子集成、改善的美學(xué)以及更容易機(jī)械集成到原始系統(tǒng)(使用更少的研發(fā)資金)造就的結(jié)果。

“對(duì)于第一代接收器，這些新的增強(qiáng)功能并不存在，一切都要在客戶方面完成。我們的第二代接收器在一個(gè)封裝中包含了所有這些功能，這受到了我們客戶的高度贊賞，因?yàn)樗辜勺兊梦⒉蛔愕狼页杀靖?，”Wi-Charge的聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席商務(wù)官Ori Mor在接受EE Times采訪時(shí)說(shuō)。

Wi-Charge聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席商務(wù)官Ori Mor

Gen2接收器的工作參數(shù)，例如用于為電池充電的電壓強(qiáng)度，現(xiàn)在可以通過(guò)軟件進(jìn)行配置。這意味著客戶可以簡(jiǎn)化解決方案的設(shè)計(jì)，從而節(jié)省時(shí)間并降低成本。而對(duì)于上一代接收器，Wi-Charge必須設(shè)計(jì)電池組，然后將其與客戶的PCBA集成，其中包括電池充電器、變壓器和處理器，處理器通過(guò)I2C總線通信電池組內(nèi)有多少電池可用。

Wi-Charge研發(fā)副總裁Eli Zlatkin

“在我們的第二代技術(shù)中，所有這些功能都已經(jīng)在接收器內(nèi)部。您所要做的就是將其連接到電池并使用相關(guān)參數(shù)進(jìn)行配置。就是這樣，你只需要進(jìn)行布線和機(jī)械封裝?！盬i-Charge研發(fā)副總裁Eli Zlatkin說(shuō)。

新接收器在功率、尺寸和成本方面實(shí)現(xiàn)了實(shí)質(zhì)性改進(jìn)。正如Zlatkin指出的那樣，不是功率增加了，而是效率增加了。

“我們的Gen2接收器從發(fā)射器獲得的功率與以前相同，但效率顯著提高。以前，我們的低功率設(shè)備提供60mW，而現(xiàn)在它們能提供100mW。從250到330mW的更高功率設(shè)備，所有這些都是使用相同的傳輸功率強(qiáng)度實(shí)現(xiàn)的?！盳latkin表示。

這些改進(jìn)是通過(guò)使用更好、更高效的組件、重新定義電路布局以及更好地領(lǐng)悟如何使用控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)的。該模塊不是為外部集成而設(shè)計(jì)的，也不是為消費(fèi)者應(yīng)用設(shè)計(jì)的即插即用設(shè)備。它通過(guò)上一代產(chǎn)品所沒(méi)有的小型低成本連接器，僅用于設(shè)備內(nèi)部集成，。

此外，可以構(gòu)建具有多個(gè)發(fā)射器和接收器的網(wǎng)絡(luò)(如圖2)，從而允許客戶將特定設(shè)備優(yōu)先于其他類型的設(shè)備。它可以視為是一種服務(wù)質(zhì)量(QoS)功能，其中某個(gè)客戶可能會(huì)為更高的充電優(yōu)先級(jí)付出更多。

圖2：具有多個(gè)發(fā)射器和接收器的Wi-Charge網(wǎng)絡(luò)(圖片來(lái)源：Wi-Charge)

例如，如果在同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中有一把智能鎖和一把牙刷，那么鎖的電池是否充足可能更為重要。因此，根據(jù)Wi-Charge的描述，我們可以定義一個(gè)策略，讓鎖的充電優(yōu)先級(jí)高于牙刷。

“明年，我們的重點(diǎn)將放在無(wú)線供電廣告顯示器、智能鎖和其他用于小型建筑接入控制的智能設(shè)備上。我們已經(jīng)在開(kāi)發(fā)可以放在會(huì)議室或餐廳的商用充電板，以及牙刷充電器。此外，我們還可能進(jìn)入電動(dòng)窗簾、電動(dòng)百葉窗和工業(yè)市場(chǎng)。不幸的是，我們無(wú)法透露我們?cè)谟脩魝?cè)與OEM合作的情況。但那很令人興奮，”Mor總結(jié)道。