日本无线充电:三洋电机的非接触充电板

2011-10-23 09:24:15来源: 日经电子

  无论何时何地,只需放上去即可充电……。为实现这一概念,与便携终端无线供电相关的研发活动日益活跃 。

 

WPC发布会上展出了16种支持标准的产品。 

  主导这些研发活动的是无线供电业界团体WirelessPower Consortium(WPC)。该团体以无线供电方式的业界标准化为目标,于2008年12月设立。目前已经制定出相关规格,各相关厂商也正在稳步推进支持设备的开发注1)。

  注1)WPC于2010年7月制订完成了用于智能手机和数码相机等输出功率5W以下的便携产品的传输标准。

  一直积极参与WPC活动的三洋电机,是WPC的创始企业之一,也是日本国内企业中唯一一家可以参与制定标准规格的“Regular Member”。虽然三洋电机一直很低调,但2010年12月,三洋电机公布了其产品供应计划等。同时还一举公开了支持WPC规格的便携终端用充电台及用于手机内置的带非接触充电功能的电池组等试制品。

  三洋电机展示了将积极开展相关业务的思路:“2011年将开始致力于普及非接触充电技术。这一技术将来肯定会进入社会基础设施行列。到2015年,便携产品充电的概念或许会有巨大改变”(三洋电机移动能源公司充电系统业务部业务部长远矢正一)。

要最先实现位置自由

  三洋电机想在WPC实现两个目标。一是相互运用性。即,只要符合WPC标准,充电设备的厂商即使不同,也可相互利用。为此,符合WPC规格的设备上都带有“Qi”标记。

  WPC为确保这种相互运用性,将充电板的方式大致分类集中成了三种(图1)。这是为了减少工作状态确认试验的工作量。另一方面,可使受电器件端在设计上能有一定的自由度。


图1:充电板有三种方式
WPC规格规定了便携产品放置在充电板任何位置均可充电的“线圈阵列型”、“可移动线圈型”及利用引导功能等将便携产品置于指定场所即可充电的“磁铁吸引型”三种方式。

  另一个目标是实现较高的位置自由度。三洋电机的定位是“最优先事项是在任意位置均可充电”(三洋电机远矢)。这也是2008年12月WPC设立时,作为三洋电机参加WPC的绝对条件而不可让步的部分。

  其背景在于WPC采用了电磁感应式无线供电技术。虽然该方式作为“陈旧的技术”其原理已得到确证,但还存在若送受电线圈的位置不吻合会导致送电效率大幅降低的课题。

  因此,三洋电机就设计了在充电板内部内置步进马达以移动送电用线圈的“可移动线圈型”方案。

采用CD播放器的马达

  三洋电机为使将便携终端放于充电板的任意位置均可切实高效传送电力而做了改进。具体措施是,设置了有别于送电用线圈的推断便携终端位置用专用线圈(图2)。使电流流经呈矩阵式排列的位置推断用线圈,检测出放置便携产品造成的状态变化,以确定送电用线圈的位置。接着把送电用线圈移动到便携产品的正下方。远矢称,流经位置推断用线圈的电流很微小,“几乎不会对耗电量产生影响”。


图2:三洋电机准备了送电端和受电端产品
三洋电机开发的充电板为可动线圈型,为了准确推断出便携终端的位置而配备了专用线圈(a)。线圈的形状和位置均为本站推测。支持WPC标准的电池组采用了与现有电池组相同的形状(b)。

  这种措施虽然会导致成本的增加,但该公司找到了相应的解决对策。比如,作为可移动型结构关键的步进马达沿用了便携式CD播放器的马达。除了使用通用品可降低部件成本之外,已证明其耐用性的可信度高也推动了其采用。

  三洋电机在开发充电板的同时也在推进受电端的开发。具体来说就是在便携产品上配备专用电池组,使其支持无线供电。在与现有电池组大小形状相同的电池组中,除充电电池之外,还收纳有受电用线圈、抑制噪声的磁性片和控制电路基板等(图3)。据三洋电机介绍,为了配备尽可能大的锂离子充电电池,正在努力使磁性片和受电用线圈进一步实现小型化和薄型化。


图3:电池容量小、去掉了PET片
图为三洋电机开发的支持非接触充电的电池组内部构造。因为不仅要内置受电用线圈,还要内置控制电路基板及磁性片等,因此锂离子充电电池的容量比普通电池组减小了10%左右。(图根据三洋电机的资料绘制)

 

关键字:日本  接触

编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/szds/2011/1023/article_3224.html
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