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便携医疗设备的IWAS无线充电设计有什么优势?

2019-10-13 09:34 次阅读

无线充电离我们已经近在咫尺。它首先是用在手机等较小的设备上,现在已经扩展到医疗和其他便携式设备上,甚至是电动汽车上。IWAS接收线圈将使您的移动式医疗设备能够高效、可靠地充电。

想象一下,你是一家大城市急救室的医疗技师。你在各个病房之间穿梭,使用便携式诊断设备协助医护人员做诊断。工作压力大,病人源源不断,你根本没时间去找插座,把你的设备插上去。你大概愿意把设备放到一个地方,让它自动充电。这样你就能到下一个病人或伤者那里,他们需要动作迅速和高效的医护人员。对你和病人来说幸运的是,无线充电已经是一种现成的技术。

无线充电的标准

行业标准规范正在引领无线充电的发展。无线充电联盟(WPC)的标准也被称为Qi(发音“奇”)。这个规范又分为系统的三个核心部分:功率发射器、功率接收器以及这两个器件之间的通信协议。这个标准的主要特点是(见图1):

图1:无线充电系统方块图(来源:无线充电联盟网站)

一种从底座到便携式设备的非接触式功率传输方法,这种方法的物理基础是线圈之间的近场电磁感应

使用一个次级(或接收)线圈传输大约5W功率。

工作频率范围为110Hz至205kHz。

在底座表面摆放便携式设备的方式有两种:一种方式是在底座表面的指定位置摆放便携式设备,底座通过该表面的一个或几个固定的位置提供能量;自由定位允许便携式设备随意摆放在充电站表面,从该表面的任何地方提供能量。

可以达到非常低的待机功耗,这取决于具体的实现方法。

能够灵活地把系统集成到便携式设备。

一个简单的通信协议就能够使便携式设备完全控制能量传输过程。

IWAS线圈的优点

IWAS接收器线圈采用专利的IHLP技术制造。线圈采用一个安装在复合材料芯/防护罩上的磁性导线线圈。这使IWAS接收器线圈比竞争技术多了一些明显的优点:

无线充电接收线圈的高磁导率防护罩;

防护罩材料特性:磁导率至24;电阻率在100V下大于10MΩ;铁芯损耗在500高斯、250kHz下为4000mW/cc;在400高斯下磁饱和为50%;

高饱和铁粉不受永磁的影响;

坚固耐用的结构;

不需要充电接口连接器,而连接器在清洗/消毒的时候会腐蚀或泄漏;

一个充电区可放多个设备,不用考虑制造商;

尺寸和形状可以定制,以适合任何符合WPC规范的设备;

符合RoHS指令2002/95/EC。

能量传输过程分为4个阶段:

选择阶段:功率发射器监视充电接口,探测待充电的设备是否摆放到位。如果没有探测到设备,功率发射器将不停地查验(ping)功率接收器。如果在给定的时间里没有探测到要充电的设备,功率发射器就会进入待机模式。

ping阶段:类似于声纳,功率发射器发出一个数字ping信号,探测可充电设备。如果探测到设备,功率发射器就把功率信号保持在ping信号的电平,然后进入识别和配置阶段。如果没有探测到设备,功率发射器就返回到选择阶段。

识别和配置阶段:功率发射器与功率接收器协商,确定给接口上需要充电的设备提供多大的功率。如果设备从接口上移开,功率发射器就返回到选择阶段。

功率传输阶段:功率发射器向功率接收器提供能量,根据功率接收器的反馈情况调整所需要的电流。在功率传输过程中出现异常情况时,安全功能会适时关闭功率传输,并返回到选择阶段。

这个标准已经得到云顶娱乐平台下载行业各领域内超过90家公司的支持。

无线充电技术

无线充电使用近场电磁感应原理,将能量从充电底座(衬垫)传送到便携设备。在不断变化的距离上,充电衬垫中的发射器线圈(Tx)向嵌入在手机等便携式设备中的接收器线圈(Rx)传送能量。充电衬垫里的发射器/初级线圈在上电时产生一个类似于传统变压器的电磁场,感应电流流过便携式设备上的次级线圈(充电底座有一个功率转换电路,将电能转换为电磁场。在接收器端,功率接收单元将电磁场重新转换为电能,对设备的电池充电)。发射器和接收器相互通信,控制充电过程。

Vishay Dale Electronics公司的IWAS系列Qi无线充电接收线圈/防护罩,是第一批可用于符合WPC规范的器件的商用无线充电线圈。IWAS系列的效率达到70%或更高,为接收线圈提供高磁导率防护罩,阻断充电磁通,防止它损坏敏感器件或电池。IWAS系列无线充电接收线圈/防护罩的性能不会受到永磁体的不利影响。

无线充电设计安装

IWAS型接收线圈使用一种非常薄的、用压缩铁粉做成的薄片制造(图2)。工程师专门设计了一种特殊的扁平磁体导线线圈,以降低铜损并增大磁通,然后把线圈安装到薄片上。从线圈上剥出引线,镀锌,以便连到客户的电路上。然后把完整的IWAS接收线圈与便携式医疗云顶娱乐平台下载设备的背面结合为一个整体,连接到通信/充电电路上。这样,设备就可以安放在任何符合Qi规范的充电底座上。

图2:IWAS型接收线圈。图示为IWAS-4832FF-50、1欧元和IWAS-3827EC-50

无线充电设计测试

无线充电的医疗设备需要独立的实验室对电磁兼容性进行认定,一些可用的标准如下:FFC parts 15和18,IC ICES-001,IC射频标准规范(RSS),EU EMC指令和R&TTE指令。有很多独立的实验室可以进行这些测试

无线充电离我们已经近在咫尺。它首先是用在手机等较小的设备上,现在已经扩展到医疗和其他便携式设备上,甚至是电动汽车上。IWAS接收线圈将使您的移动式医疗设备能够高效、可靠地充电。

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