Беспроводная зарядка 1
-
Upload
alexander-katsay -
Category
Technology
-
view
780 -
download
0
description
Transcript of Беспроводная зарядка 1
![Page 1: Беспроводная зарядка 1](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062319/555e14f4d8b42a99188b5375/html5/thumbnails/1.jpg)
Устройство бесконтактного питания и подзарядки мобильных приборов
ООО "Высокие технологии"
1
![Page 2: Беспроводная зарядка 1](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062319/555e14f4d8b42a99188b5375/html5/thumbnails/2.jpg)
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
![Page 3: Беспроводная зарядка 1](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062319/555e14f4d8b42a99188b5375/html5/thumbnails/3.jpg)
3
СВЧ излучение
Варианты бесконтактной передачи энергииВарианты бесконтактной передачи энергии
Магнитостатическая индукция
Лазерное излучениеЭлектростатическая индукция
3
![Page 4: Беспроводная зарядка 1](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062319/555e14f4d8b42a99188b5375/html5/thumbnails/4.jpg)
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
![Page 5: Беспроводная зарядка 1](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062319/555e14f4d8b42a99188b5375/html5/thumbnails/5.jpg)
5
Потребительская электроника Промышленность и транспорт
Военная техникаБиомедицина
Области примененияОбласти применения
МСИ ЭСИ
МСИ
МСИ СВЧ
СВЧ Лазер
5
![Page 6: Беспроводная зарядка 1](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062319/555e14f4d8b42a99188b5375/html5/thumbnails/6.jpg)
6
Примеры разработки систем, основанных на принципе МСИПримеры разработки систем,
основанных на принципе МСИ
Система беспроводной
передачи энергииIntel
Sony Splashpower
MobileWise
6
![Page 7: Беспроводная зарядка 1](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062319/555e14f4d8b42a99188b5375/html5/thumbnails/7.jpg)
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
![Page 8: Беспроводная зарядка 1](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062319/555e14f4d8b42a99188b5375/html5/thumbnails/8.jpg)
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
![Page 9: Беспроводная зарядка 1](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062319/555e14f4d8b42a99188b5375/html5/thumbnails/9.jpg)
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
![Page 10: Беспроводная зарядка 1](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062319/555e14f4d8b42a99188b5375/html5/thumbnails/10.jpg)
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
![Page 11: Беспроводная зарядка 1](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062319/555e14f4d8b42a99188b5375/html5/thumbnails/11.jpg)
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
![Page 12: Беспроводная зарядка 1](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062319/555e14f4d8b42a99188b5375/html5/thumbnails/12.jpg)
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
![Page 13: Беспроводная зарядка 1](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062319/555e14f4d8b42a99188b5375/html5/thumbnails/13.jpg)
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
![Page 14: Беспроводная зарядка 1](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062319/555e14f4d8b42a99188b5375/html5/thumbnails/14.jpg)
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)
![Page 15: Беспроводная зарядка 1](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062319/555e14f4d8b42a99188b5375/html5/thumbnails/15.jpg)
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
![Page 16: Беспроводная зарядка 1](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062319/555e14f4d8b42a99188b5375/html5/thumbnails/16.jpg)
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
![Page 17: Беспроводная зарядка 1](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062319/555e14f4d8b42a99188b5375/html5/thumbnails/17.jpg)
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
![Page 18: Беспроводная зарядка 1](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062319/555e14f4d8b42a99188b5375/html5/thumbnails/18.jpg)
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
![Page 19: Беспроводная зарядка 1](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062319/555e14f4d8b42a99188b5375/html5/thumbnails/19.jpg)
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
![Page 20: Беспроводная зарядка 1](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062319/555e14f4d8b42a99188b5375/html5/thumbnails/20.jpg)
Спасибо за внимание!
Контакты:ООО «Высокие технологии»
Тел.: +7(916)248 02 44E-mail: [email protected]
20