Беспроводная зарядка 1
Post on 22-May-2015
780 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
Устройство бесконтактного питания и подзарядки мобильных приборов
ООО "Высокие технологии"
1
Основной целью проекта является разработка устройства бесконтактного питания в виде универсального решения, пригодного как для питания и подзарядки портативных мобильных устройств (мобильные телефоны, ноутбуки, планшетные компьютеры, музыкальные плееры, GPS/ГЛОНАСС навигаторы и трекеры, беспроводные гарнитуры и т.д.), так и стационарной электроники и компьютерных периферийных устройств (устройства ввода и вывода информации, механические манипуляторы типа «мышь» и др.).
Цель проектаЦель проекта
2
3
СВЧ излучение
Варианты бесконтактной передачи энергииВарианты бесконтактной передачи энергии
Магнитостатическая индукция
Лазерное излучениеЭлектростатическая индукция
3
4
Принцип работы Рабочий диапазон
частот
Дальность
действия
Работоспособность
системы при
посторонних объектах
Максимально
достигнутый
КПД
СВЧ излучение ГГц км ограниченная 70 -80%
Магнитостатическая
индукция (МСИ)МГц м полная 70 -80%
Электростатическая
индукция (ЭСИ)КГц - МГц см ограниченная 70 -80%
Лазерное излучение ТГц кмРаботоспособность
отсутствует30 %
Сравнение различных принципов работыСравнение различных принципов работы
4
5
Потребительская электроника Промышленность и транспорт
Военная техникаБиомедицина
Области примененияОбласти применения
МСИ ЭСИ
МСИ
МСИ СВЧ
СВЧ Лазер
5
6
Примеры разработки систем, основанных на принципе МСИПримеры разработки систем,
основанных на принципе МСИ
Система беспроводной
передачи энергииIntel
Sony Splashpower
MobileWise
6
Архитектура системы
AC/DC DC/DC
DC/DC
ВЧ Усилитель
ВЧГенератор
AC/DC
Приемная часть
Передающая часть
220В50Гц 12В DC
13,56 МГц
Нагрузка
Передающий Резонатор
Приемный Резонатор
13,56 МГц
7
13,56 МГц
Обоснование необходимости разработкиОбоснование необходимости разработки
Необходимость проведения разработки устройства для обеспечения бесконтактного питания и подзарядки мобильной электроники обусловлена отсутствием подобных решений на российском рынке и отсутствием российских разработок в данном направлении.
Кроме того, на сегодняшний день отсутствуют аналоги, в том числе мировые, обеспечивающие параллельный обмен данными между приемным и передающим модулем системы беспроводной передачи энергии.
Разработка устройств мобильной электроники, не уступающих мировым аналогам, способствует решению проблемы импортозамещения и технической независимости России от других стран в области оборудования для телекоммуникаций и связи.
Создание устройства, соответствующего по всем параметрам международному стандарту QI, обеспечивает безопасность использования данной технологии.
8
Приемная часть
Передающий резонатор
(Преобразователь тока в ЭМ поле)
Приемный резонатор
(Преобразователь ЭМ поля в ток)
Среда Передачи
Блок Управления
Передатчик
Система беспроводной передачи энергииСистема беспроводной передачи энергии
Обратная Связь
Передача энергии
Передача информации
9
Мировые аналогиMurata Manufacturing Co. Ltd.Мировые аналогиMurata Manufacturing Co. Ltd.
Модуль для беспроводного питания мобильных устройств. Электростатическая индукция
Док-станция Hitachi Maxell для бесконтактного питания планшетных компьютеров
Размеры приемного модуля: 76.5 х 11.5 х 11 мм3
Размеры передатчика: 108 х 30 х 16 мм3
КПД системы: 70%Мощность отдаваемая в нагрузку: 10 Вт
10
Мировые аналогиTexas InstrumentsМировые аналогиTexas InstrumentsМодуль для беспроводного питания мобильных устройств. Без передачи данных
Размеры приемного модуля: 15 х 5 х 1,5 мм3
Размеры передатчика: 132 х 72,4 мм2
КПД системы: 70% (расстояние 3,5 мм)Мощность отдаваемая в нагрузку: 10 Вт; Напряжение 5 В
11
В ходе реализации проекта осуществлены инновационные технические решения, направленные на:
Миниатюризацию резонаторов
Повышение эффективности передачи энергии
Использование новых материалов и элементной базы с целью усиления конкурентных преимуществ
Экранировку/концентрацию магнитного поля для дальнейшего уменьшения воздействия на человека
Разработку системы с возможностью передачи данных наряду с осуществлением бесконтактного питания/зарядки мобильных устройств
Обеспечение возможности встраивания в существующую электронику и мобильные устройства.
Инновационные решения в рамках проектаИнновационные решения в рамках проекта
12
Результаты разработкиРезультаты разработки
1) Оригинальные конструкции резонаторов для бесконтактной передачи энергии для обеспечения питания и подзарядки мобильной электроники с возможностью обмена данными;
2) Устройство бесконтактного питания как универсальное решение, пригодное для встраивания в существующее мобильное оборудование.
Основные технические параметры (в соответствии с международным стандартом QI 1.0) :
• Рабочая частота: для передачи энергии – 150 кГц, для передачи информации - 13.56 МГц (неионизирующая - безопасная);
• Мощность зарядки: ~ до 10 Вт;• Геометрические размеры резонаторов (диаметр) при толщине не более 2 мм:
приемный: не более 20 мм, передающий: не более 70 мм.
• Эффективность передачи энергии: не менее 70% на расстояние до 20 мм;
Беспроводное зарядное устройство представляет собой портативную систему питания, которая позволяет одновременно зарядить несколько мобильных устройств.
Следующий шаг развития - устройство мощностью до ~15 Вт будет способно обеспечивать одновременную зарядку мобильного телефона, КПК, MP3-плеера и цифровой камеры.
Для зарядки ноутбука будет разработана соответствующая модель устройства. 13
Свойства зарядного устройстваРазработано устройство бесконтактной зарядки в составе:
Передающий модуль Приёмный модуль
Устройство имеет следующие свойства:
1. Передаёт энергию от передающего к приёмному модулю.
2. Мощность передачи до 10 Вт.
3. Обеспечивает возможность передачи данных между заряжающими и заряжаемыми устройствами.
4. Приёмный модуль может легко вписаться в архитектуру широкого ряда мобильных устройств.
5. Передающий модуль является самостоятельным устройством.
14
Передающийрезонатор
Приёмный резонатор
Нагрузка (светодиод)
Соответствие международным стандартам QI 1.1 ассоциации Wireless Power Consortium
1. Энергоэффективность – не менее 70 % на расстояние до 20 мм.
2. Безопасно для здоровья, поскольку использует неионизирующее излучение частотами 150 кГц и 13,56 МГц.
3. Способно обнаруживать совместимое с QI устройство.
4. Наличие посторонних предметов на передающем устройстве не влияет на работоспособность.
15
Макет системы для зарядки телефона Samsung
Зарядка телефона с загруженной системой
Зарядка телефона с отключенной системой
16
Диод-сигнализатор передачи энергии
Иконка зарядкиаккумулятора
Передающиймодуль
Приёмныймодуль
Спецификация зарядного устройства
Параметр Обозначение Значение Ед. изм.
Входное напряжение Umax 12 В
Выходная мощность Pmax 10 Вт
Рабочая температура среды Tр от 0 до +40 °C
Температура хранения Tхр от -20 до +70 °C
17
Спецификация зарядного устройства (продолжение)
Параметр Обозначение Условие Min Среднее Max Ед.изм.
Вх. напряжение передающего модуля
Uвх 11.4 12.0 12.6 В
Вх. ток модуля передающего Iвх. Uвх = 12.0 В - 1 1.5 A
Вых. напряжение приёмного модуля
Uвых Зависит от применения 3.3 5 9 В
Вых. мощность приёмного модуля
Pвых - - 10 Вт
Эффективность КПД расстояние до 20 мм - 70 - %
18
Команда исполнителей подобрана по принципу включения в неё необходимых специалистов, которые совокупно обладают компетенциями по каждому научно-технологическому участку и этапу работы и имеют большой опыт реализации инновационной продукции и проектов, в том числе в области разработки радиоэлектронной аппаратуры, средств связи, радиолокации.
В состав коллектива исполнителей входят 2 профессора, доктора наук, и 3 кандидата наук.
Коллектив имеет успешный опыт выполнения НИР по тематике проекта в рамках сотрудничества с крупными производителями электроники.
Квалификация исполнителейКвалификация исполнителей
19
Спасибо за внимание!
Контакты:ООО «Высокие технологии»
Тел.: +7(916)248 02 44E-mail: rhsc@rhsc.ru
20
top related