無(wú)線充電作為一項(xiàng)新興的前沿技術(shù)，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于手機(jī)、可穿戴設(shè)備等消費(fèi)電子產(chǎn)品中。但是目前的無(wú)線充電產(chǎn)品一般功率比較小，從幾瓦到幾十瓦，工作距離比較近，一般為幾個(gè)毫米。隨著無(wú)線充電產(chǎn)品已經(jīng)開(kāi)始應(yīng)用于包括服務(wù)機(jī)器人、電動(dòng)自行車(chē)、家用電器等產(chǎn)品中，市場(chǎng)需要中大功率，更寬范圍工作距離的無(wú)線充電產(chǎn)品。

對(duì)于中大功率的無(wú)線充電產(chǎn)品而言，很多產(chǎn)品需求沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)化，導(dǎo)致無(wú)線充電產(chǎn)品定制研發(fā)周期長(zhǎng)，延緩了進(jìn)入市場(chǎng)的時(shí)間。產(chǎn)品研發(fā)過(guò)程中遇到的穩(wěn)定性、可靠性、散熱等問(wèn)題對(duì)設(shè)計(jì)者提出了非常高的要求。同時(shí)，針對(duì)特定用戶定制開(kāi)發(fā)的無(wú)線充電產(chǎn)品通用性差，難以大規(guī)模生產(chǎn)來(lái)降低成本。

為解決以上無(wú)線充電產(chǎn)品設(shè)計(jì)、研發(fā)、生產(chǎn)、使用中的痛點(diǎn)，節(jié)省產(chǎn)品設(shè)計(jì)前期的人工、時(shí)間、金錢(qián)的成本，讓無(wú)線充電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)變得輕松愉快，魯渝能源基于客戶的需求，研發(fā)出了一款標(biāo)準(zhǔn)化、通用性、可配置型無(wú)線充電模塊電源。

可配置型無(wú)線充電模塊電源（Configurable Wireless Power Module）極大簡(jiǎn)化了無(wú)線充電產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，可以將無(wú)線充電模塊電源作為一個(gè)獨(dú)立的模塊，集成到產(chǎn)品中。并且對(duì)于不同的產(chǎn)品需求，只需要通過(guò)軟件配置就可以實(shí)現(xiàn)寬范圍的輸出，而不需要任何的硬件和軟件開(kāi)發(fā)工作。

可配置型無(wú)線充電模塊電源以其高通用性、高標(biāo)準(zhǔn)化、高集成度等特點(diǎn)，可廣泛適用于服務(wù)機(jī)器人、電動(dòng)自行車(chē)、家用電器、工業(yè)連接器、掃地機(jī)器人、水下機(jī)器人、戶外機(jī)器人、電動(dòng)工具、工業(yè)自動(dòng)化等應(yīng)用領(lǐng)域。

和傳統(tǒng)的無(wú)線充電產(chǎn)品相比，可配置型無(wú)線充電模塊電源產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了無(wú)線充電系統(tǒng)的四大集成，即電磁集成、通信集成、充電管理集成與熱管理集成。

• 電磁集成

無(wú)線充電的發(fā)射模塊和接收模塊均采用功率變換器和耦合線圈集成的一體化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，從而做到無(wú)線充電模塊體積小、功率密度高、重量輕、可靠性高、使用簡(jiǎn)單方便。采用高效率功率變換器及優(yōu)化的耦合機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，系統(tǒng)效率可以達(dá)到85%以上。

• 通信集成

無(wú)線充電發(fā)射模塊和接收模塊之間集成了射頻通信功能，無(wú)線充電發(fā)射模塊和接收模塊分別支持UART/RS485串口通信，可以實(shí)現(xiàn)與被充電設(shè)備或者上位機(jī)之間的通信連接。整個(gè)無(wú)線充電系統(tǒng)各組件之間通過(guò)通信連接和交互，可以實(shí)現(xiàn)包括喚醒和休眠控制、充電狀態(tài)監(jiān)控、充電曲線管理，系統(tǒng)參數(shù)配置、數(shù)據(jù)透?jìng)鞯裙δ堋?/span>

• 充電管理集成

集成了充電管理功能，可以直接連接電池正負(fù)極，無(wú)需額外的充電管理電路。支持兩路負(fù)載輸出，一路輸出給電池充電；一路輸出給設(shè)備直接供電。支持恒壓輸出、電池充電輸出兩種不同的負(fù)載輸出方式。支持用戶配置充電曲，可以設(shè)置預(yù)充、恒流、恒壓、涓流等充電曲線的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。

• 熱管理集成

通過(guò)電磁場(chǎng)仿真、系統(tǒng)仿真和電路仿真設(shè)計(jì)，功率器件布局與PCB布線設(shè)計(jì)，優(yōu)化和平衡了整個(gè)系統(tǒng)的發(fā)熱分布，實(shí)現(xiàn)了最優(yōu)的熱管理集成。采用高導(dǎo)熱性樹(shù)脂增強(qiáng)了模塊的散熱能力，使系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量可以快速有效地傳導(dǎo)至外殼，降低了殼體內(nèi)部熱量的累積，增加了模塊的散熱能力。

客戶在使用可配置無(wú)線充電模塊電源時(shí)，相比傳統(tǒng)的分離元器件搭建無(wú)線充電系統(tǒng)而言，具有六大明顯的優(yōu)勢(shì)：

• 支持寬范圍輸出，系統(tǒng)工作參數(shù)可配置

無(wú)線充電模塊輸出電壓和輸出電流的寬范圍（電壓：5-30V；電流：0-4A）可調(diào)，提供了更為寬泛的輸出電壓和電流組合，應(yīng)用靈活性更高。通過(guò)“無(wú)線充電參數(shù)配置平臺(tái)”平臺(tái)軟件，用戶將產(chǎn)品通的信串口連接電腦就可以設(shè)置輸出參數(shù)，這樣一個(gè)模塊電源就能夠兼容多種不同類(lèi)型設(shè)備的使用。用戶設(shè)備在工作過(guò)程中也可以通過(guò)串口通信請(qǐng)求不同的充電電壓和充電電流，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)的輸出調(diào)整。

• 采用射頻通信，提高了通信穩(wěn)定性

QI標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)線充電系統(tǒng)采用載波通信方式，但是無(wú)線充電的發(fā)射模組和接收模組的相對(duì)位置、輸出電壓、輸出電流、輸出功率變化范圍較大時(shí)，載波通信方式會(huì)影響無(wú)線充電系統(tǒng)的功率傳輸?shù)姆€(wěn)定性，并且通信的兼容性和可靠性都會(huì)嚴(yán)重降低。本產(chǎn)品設(shè)計(jì)采用了射頻通信方式，解決了射頻通信的通信串?dāng)_問(wèn)題，可以實(shí)現(xiàn)“一對(duì)一”、“一對(duì)多”及“多對(duì)多”等不同應(yīng)用場(chǎng)景下的穩(wěn)定通信。

• 數(shù)據(jù)透?jìng)鞴δ?/span>

產(chǎn)品具有無(wú)線充電接收模塊到發(fā)射模塊的單向數(shù)據(jù)透?jìng)鞴δ?，?shí)現(xiàn)了無(wú)線充電系統(tǒng)的能量與數(shù)據(jù)的同步傳輸，可以作為無(wú)線電力和數(shù)據(jù)連接器使用，完成分離設(shè)備之間的信息和能量交互。數(shù)據(jù)透?jìng)鞴δ芸梢杂糜趥鞲衅?、?shù)據(jù)采集器等應(yīng)用場(chǎng)合，產(chǎn)品可以實(shí)現(xiàn)最快50ms通信間隔的16位開(kāi)關(guān)量的數(shù)據(jù)通信傳輸。

• 充電狀態(tài)監(jiān)控功能

無(wú)線充電的發(fā)射模塊和接收模塊都支持UART串口通信功能，在設(shè)備充電過(guò)程中，用戶設(shè)備可通過(guò)通信接口實(shí)時(shí)查詢系統(tǒng)當(dāng)前的充電電壓、充電電流、設(shè)備溫度、保護(hù)信息以及故障信息等狀態(tài)參數(shù)。

• 支持10+種保護(hù)機(jī)制

為保證設(shè)備可以安全可靠的工作，無(wú)線充電發(fā)射模塊和接收模塊具備非常完善的保護(hù)功機(jī)制，包括輸入過(guò)壓保護(hù)、輸入過(guò)流保護(hù)、過(guò)溫保護(hù)、通信中斷保護(hù)、輸出過(guò)壓保護(hù)、輸出過(guò)流保護(hù)、電池充滿保護(hù)、輸出短路保護(hù)、輸出開(kāi)路保護(hù)、金屬異物保護(hù)（FOD）等。當(dāng)保護(hù)狀態(tài)被觸發(fā)時(shí)，發(fā)射模塊會(huì)關(guān)閉功率傳輸通道，并進(jìn)行聲光報(bào)警。

• 標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化

根據(jù)不同應(yīng)用場(chǎng)景的輸出功率、工作距離等需求的不同，設(shè)計(jì)了標(biāo)準(zhǔn)化無(wú)線充電模塊電源產(chǎn)品，減小了客戶定制開(kāi)發(fā)的工作量，縮短了產(chǎn)品上市的開(kāi)發(fā)周期，降低了對(duì)客戶設(shè)計(jì)能力的要求，減小了設(shè)計(jì)失敗的風(fēng)險(xiǎn)。標(biāo)準(zhǔn)化的模塊電源產(chǎn)品將滿足各種安規(guī)和電磁兼容認(rèn)證要求，也進(jìn)一步降低了產(chǎn)品認(rèn)證所需的費(fèi)用和時(shí)間。

青島魯渝能源科技有限公司是國(guó)內(nèi)最早從事中大功率無(wú)線充電研究的團(tuán)隊(duì)之一。公司核心技術(shù)負(fù)責(zé)人為原海爾集團(tuán)無(wú)線充電團(tuán)隊(duì)技術(shù)骨干，深耕無(wú)線充電領(lǐng)域10余年，公司專(zhuān)利總數(shù)近80項(xiàng)，擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。行業(yè)首家推出大功率無(wú)線充電產(chǎn)品，產(chǎn)品功率等級(jí)最大可以達(dá)到30千瓦，獨(dú)有大電流快充技術(shù)最大可達(dá)200安培，系統(tǒng)效率可達(dá)到90%以上，處于國(guó)際領(lǐng)先水平。戶外應(yīng)用的無(wú)線充電產(chǎn)品可以達(dá)到IP67防護(hù)等級(jí)和二類(lèi)防爆電器標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)計(jì)產(chǎn)品可廣泛應(yīng)用于工業(yè)機(jī)器人、服務(wù)機(jī)器人、特種機(jī)器人、自動(dòng)化裝備、電動(dòng)汽車(chē)、電動(dòng)自行車(chē)、海洋工程、家用電器、煤礦、石油、化工裝備等行業(yè)。

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