无线充电相关原理的深层次解析

　　使用两组电极或极板就可以透过静电感测实现能量的传输。充电器或‘发送器’和可携式设备或‘接收器’用来有效地在组成电容器的合适尺寸金属表面间实现纵向的準静电耦合。其中驱动电极或主动电极要比另外一个电极小，上面施加的电压较高，另外一个电极则是被动电极，尺寸较长，上面的电压较低。当然正常情况下，电容器传输的能量是很小的，这与电极面积小有很大的关係。因此，为了满足给消费设备充电所需的功率水準（例如从5W至25W），需要增加电极尺寸和耦合的电压值，具体取决于实际的配置。

　　图2a显示了採用电容器传输能量的充电器方法例子架构图，其中使用的接收器和发送器模组是村田公司最近开发出的新产品。这种模组化方法允许工程师集中精力开发耦合区的电极设计，因而有助于快速开发出无线充电功能。透过静电方法传输的能量大小直接正比于所使用的频率。因此用更高的频率驱动电极对可以使设计处理更高的功率。然而，各个国家对所使用的频率和电场强度都有限制规定。实际上这种配置可以形成一种非常有效的天线结构，因此EMI因素通常会限制设计灵活性。为了实现耦合电极之间的无线收发、同时尽量减少对外的辐射量，需要进行正确地设计。因此需要进一步理解和确定正确的电极尺寸、它们的设计、工作电压、功率值、最佳工作频率和总的尺寸约束条件。一般情况下，理想的频率範围在200kHz至 1MHz之间，有效耦合区的电压值在800V至1.52kV之间。

图2a：电容器传输充电器架构图。