手机无线充电器的设计与仿真(2)
无线充电，顾名思义，就是在不借助金属导线以及其他物理连接的条件下，
以空气为介质实现电能传输，为设备进行充电[3]。
无线充电技术(Wireless Charging Technology,WCT)已有多年的发展历史，早
在 1890年，克罗地亚的发明家、物理学家—尼古拉·特斯拉(Nikola Tesla)就作出
伟大设想：将地球看成一个导体，在地球与电离层之间建立起低频共振，这样电
力就可以依靠环绕在地球的表面电磁波来进行远距离传输， 但是由于经费和安全
系数不够等原因，这一伟大设想未能付诸实践。但从此无线充电技术这一领域的
大门在世人面前打开[3]
。在随后的几十年中，研究人员追随着特斯拉的脚步，对
该技术进行了无尽的探索，终不负所望，取得了一些成果。2008 年 8 月，召开
了英特尔信息技术峰会， 英特尔西雅图实验室演示了由无线供电方式点亮的60W
电灯泡[4]。
2012年 9 月，WPC(无线充电联盟）宣布，按照WPC 标准集成的具有无线
充电功能的智能手机已发售850万台[5]
。将无线充电电路集成在手机内部后，无
线充电的可行性将大幅增加。同时，诺基亚发布了两款智能手机：Lumia920 和
Lumia820 都能进行无线充电，引来媒体热议[3]。
电子设备对电量的需求日益提高，这对充电技术的发展提出了突破性的要
求。富士通在一份声明中说： “这项技术将为手机集合紧凑型无线充电功能以及同时为多个便携式设备充电铺平道路。对多个设备充电时，设备相对于充电器的
位置没有任何限制。 ”2013 年 3 月，无线充电技术的发展日新月异，由最初的理
论到如今的实用地步，科研人员付出了无数努力。
1.2 无线充电技术的发展前景
目前无线充电技术面临的最大问题是充电距离有限、充电效率偏低，因此未
来发展方向就是高效率与远距离传输，同时应用领域将进一步扩大。无线充电效
率虽然现在能达到较高水平，但是离有线充电的效率还有一定差距。随着科技的
进步和发展，例如线圈材质的创新，技术的完善，无线充电的效率将会得到进一
步提高。纵览这些年手机的发展历程，智能手机独占鳌头，手机所需的电池容量
越来越大，日益增加的电量需求是对无线充电的巨大挑战，如何在短时间内把大
量电能高效传输给手机端是研究的重点与难点。
1.3 本文主要研究内容
本文将研究以电磁感应为传输方式的无线充电应用， 也就是适合应用于手机
产品无线充电的技术。论文中设计了一种简易的无线充电系统，并应用protues
软件进行了仿真，验证了电磁感应实现无线充电在理论上的可行性。接下来分析
了影响手机无线充电效率的因素，以及如何提高无线充电的效率的方法。最后研
究了实际应用中的电路板，探讨控制电路的一般设计要求和控制流程，解剖其电
路图，分析了个模块的组成及功能，将无线充电的理论运用到实际中。