無線充電在醫(yī)療設備上的應用

2013-08-16 13:39 來源:互聯(lián)網(wǎng) 作者:洛小辰

想象一下,你是一家大城市急救室的醫(yī)療技師。你在各個病房之間穿梭,使用便攜式診斷設備協(xié)助醫(yī)護人員做診斷。工作壓力大,病人源源不斷,你根本沒時間去找插座,把你的設備插上去。你大概愿意把設備放到一個地方,讓它自動充電,這樣你就能到下一個病人和傷者那里,他們需要動作迅速和高效的醫(yī)護人員。對你和病人來說幸運的是,無線充電已經(jīng)是一種現(xiàn)成的技術。

標準

行業(yè)標準規(guī)范正在引領無線充電的發(fā)展。無線Wireless Power Consortium‘s (WPC)標準也被稱為Qi(發(fā)音“奇”)。這個規(guī)范又分為系統(tǒng)的三個核心部分—功率發(fā)射機、功率接收機,以及兩個設備之間的通信協(xié)議。這個標準的主要特性是(見下面的框圖):

來源:無線充電聯(lián)盟網(wǎng)站

一種從底座到便攜式設備的非接觸式功率傳輸方法,這種方法的物理基礎是線圈之間的近場電磁感應。

使用一個次級(或接收)線圈,傳輸大約5W功率。

傳輸范圍內的工作頻率為110Hz至 205kHz

在底座表面擺放便攜式設備的方式有兩種:

1.一種方式是在底座表面的指定位置擺放便攜式設備,底座通過該表面的一個或幾個固定的位置提供能量。

2.自由定位允許便攜式設備隨意擺放在充電站表面,從該表面的任何地方提供能量。

非常低的待機功耗是可以達到的,這取決于具體的實現(xiàn)方法。

能夠靈活地把系統(tǒng)集成進便攜式設備

一個簡單的通信協(xié)議就能使便攜式設備能夠完全控制能量傳輸過程。

能量傳輸過程分為4個階段:

1. 選擇階段:功率發(fā)射機監(jiān)視充電接口,探測要充電的設備是否擺放到位。如果沒有探測到設備,功率發(fā)射機將不停地Ping功率接收機。如果在給定的時間里沒有探測到要充電的設備,功率發(fā)射機就會進入待機模式。

2. Ping階段 :類似于聲納,功率發(fā)射機發(fā)出一個數(shù)字Ping信號,探測可充電設備。如果探測到設備,功率發(fā)射機就把功率信號保持在ping信號的電平,然后進入識別和配置階段。如果沒有探測到設備,功率發(fā)射機就返回到選擇階段。

3. 識別和配置階段:功率發(fā)射機與功率接收機協(xié)商,確定給接口上需要充電的設備提供多大的功率。如果設備從接口上移開,功率發(fā)射機就返回到選擇階段。

4. 功率傳輸階段:功率發(fā)射機向功率接收機提供能量,根據(jù)功率接收機的反饋情況調整所需要的電流。在功率傳輸過程中出現(xiàn)異常情況時,安全功能會適時關閉功率傳輸,并返回到選擇階段。

這個標準已經(jīng)得到電子行業(yè)的各個領域內超過90家公司的支持。

技術

無線充電使用近場電磁感應原理,將能量從充電底座(pad)傳送到便攜設備。在不斷變化的距離上,充電底座里的發(fā)射機線圈(Tx)向嵌入在手機這樣的便攜式設備里的接收機線圈(Rx)傳送能量。充電底座里的發(fā)射機/初級線圈在上電時產(chǎn)生一個類似于傳統(tǒng)變壓器的電磁場,感應電流流過便攜式設備上的次級線圈。(充電底座有一個功率轉換電路,將電能轉換為電磁場。在接收機端,功率拾取單元將電磁場重新轉換為電能,對設備的電池充電)。發(fā)射機和接收機互相之間進行通信,控制充電過程。

Vishay Dale Electronics的IWAS系列Qi無線充電接收線圈/防護罩是第一批可用于符合WPC規(guī)范的器件的商用無線充電線圈。IWAS系列的效率達到 70%或更高,為接收線圈提供高磁導率防護罩,阻斷充電磁通,防止其損壞敏感元件或電池。IWAS系列無線充電接收線圈/防護罩的性能不會受到永磁的不利影響。

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移動醫(yī)療 無線充電便攜醫(yī)療設備

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