终端的无线充电系统

摘要

现在，智能手机越来越普及，所具备的功能也越来越丰富多彩，然而这些功能也加重了电池的负担，人们希望可以随时随地的对手机进行充电，而出行随身携带充电器又感觉不方便。所以，无线充电技术（Wireless charging technology）便走入了人们的生活。使用数据线对手机进行充电不仅面临着随身携带的问题，还面临着标准不统一的问题，而无线充电并不存在这些问题，并可以对多部设备同时进行充电。但是目前市场上的智能手机大多使用金属后壳，而金属后壳将会对无线充电的效率产生严重的影响，甚至导致其无法工作。本论文主要对金属后壳手机的无线充电天线进行了相关研究。 本论文首先对近场情况下无线充电方式进行介绍和分析，讲解了共振式无线充电系统的工作控制流程以及其相关的一些参数。并着重的通过耦合模理论解释了磁共振无线充电的传输原理，通过等效电路理论分析其传输效率，通过涡流理论减少能量损耗。然后通过等效电路法和有限元仿真法对天线的小型化做了一些努力，使其可以减小到几厘米级的尺寸。最后设计了几款无线充电天线，包括基于磁共振原理的无线充电天线和同样支持电磁感应耦合原理的双模无线充电天线，使其可以嵌入到金属后壳手机中进行工作，并尽量减少其能量损耗，增大效率。在实验测试上，既使用了矢量网络分析仪对传输系数进行了测试，又同时构建了一个收发系统，进行系统级测试。通过仿真和测试，验证了本文提出的观点和方案，为以后的进一步研究提供了参考。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 研究背景

1.2 发展现状

1.3 论文的研究意义及目的

第二章 近场无线充电设计原理

2.1 三种无线能量传输机制

2.2 中等距离能量传输系统描述

2.3 匹配网络描述

2.4 耦合模理论分析

2.5 金属表面涡流分析

2.6 本章小结

第三章 电磁感应谐振式无线充电天线设计

3.1 Q值和效率

3.2 天线设计参数研究

3.3 铁氧体选择

3.4金属后壳

3.5 效率

3.6 本章小结

第四章 金属环境下终端的无线充电天线小型化设计

4.1 强耦合磁共振系统（SCMR）等效电路分析

4.2 无线充电天线小型化研究

4.3 谐振于6.78MHz的无线充电天线设计

4.4 本章小结

第五章 贴片式无线充电天线设计

5.1 接收端天线系统模型

5.2 谐振器设计

5.3涡流分析

5.4 仿真结果分析

5.5 矢量网络分析仪测试

5.6 本章小结

第六章 双模无线充电天线及实验测试

6.1 双模无线充电天线结构及原理

6.2 Qi模式

6.3 A4WP模式

6.4 系统测试

6.5 本章小结

第七章 总结与展望

7.1 总结

7.2 展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间取得的成果