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发射端能识别出每个接收端的芯片id吗?为什么?

发射端能识别出每个接收端的芯片id吗?

对于常规的无线充电系统,是无法实现这个功能的,因为常规的无线充电,它的功能只有充电,而不存在数据交互功能。

无线充电的工作原理

无线充电是现在生活中非常常用的一种充电方式。手机、电动牙刷等很多电器都是支持无线充电功能的。它一方面可以解决充电时供电线的束缚,另一方面因为无需使用充电接口,可以很容易做到防水防尘的效果。比如电动牙刷,因为一般在浴室或者卫生间使用,长时间在潮湿环境中使用,会造成充电接口的氧化。无线充电虽然有很多优点,但是它的缺点也是比较明显的,那就是工作效率问题。

发射端能识别出每个接收端的芯片id吗?为什么?(图1)

因为无线充电中间增加了一级能量转换,所以会在这一部分转换时造成能量的损失。比如原来使用10W的有线充电,使用无线充电就需要输入更大功率,才能弥补在电量传输中的能量损失。

发射端能识别出每个接收端的芯片id吗?为什么?(图2)

无线充电也就是无线供电,是一种能量的传输,它的工作原理实际上和生活中的收音机、对讲机等无线电传播原理是相似的,它也是一种无线电波的传输。但是与收音机等有所不同的是,收音机的无线传输主要是信号的传输,当接收到信号时,还可以通过电路进行放大,所以它对信号的强度要求并不需要太高,接收的灵敏度比较高,还是有办法识别的所需的信号的。但是无线供电是实实在在的能量传输,接收端(相当于收音机)是需要从发射端获取能量的,能够获取多少的能量会直接影响转换效率。

发射端能识别出每个接收端的芯片id吗?为什么?(图3)

无线供电是将充电器输入的电能转换成另一种能量,传输至接收端,通过一些列的电路还原成电能给手机能电器充电的,这种能量就是磁场。这种电能的转换或者说传输实际上在生活中是非常常用的,那就是变压器。变压器的工作原理也是将输入的电能转换成磁场之后,由次级线圈接收之后在转换成电能。但是变压器,无论是工频变压器还是开关电源中的工频变压器,两个线圈之间是存在磁场传输介质的。工频变压器的硅钢片以及高频变压器的铁氧体磁芯,都是导磁率比较好的材料。但是对于无线供电的两个线圈来讲,它们之间是无法放置实体的导磁介质的,它们之间的实际传输介质就是空气。所以,可以把无线供电理解成变压器的一种变形,由于没有良好的导磁介质,所以这是一种松耦合的变压器。

发射端能识别出每个接收端的芯片id吗?为什么?(图4)

线圈之间进行能量的传输,除了有必要的传输介质以外,还有一个重要的条件,就是输入的电压。想要使变压器工作,需要输入交流信号,或者是能够产生磁通量变化的信号,所以在无线供电的电路中,还有一部分电路将输入的直流电压转换成交流电压。上图中的电路是一个非常简单的无线供电发射端的电路原理图,通过这个原理图简单了解一下无线供电电流的工作原理。

电路中提供振荡的元件,是有三个逻辑门电路构成的。由F1F2以及电容C4、电阻R1RP1等元件组成的是一个多谐振荡电路。通电之后由这部分电路产生高频的振荡信号,由F3的逻辑门进行放大整形之后驱动场效应管Q1,通过Q1的高速开关,就可以把输入的直流电压转换成高频的脉动直流电压,输入到发射线圈中。接收部分的线圈接收到磁场之后,再经过整流、滤波、稳压等电路的处理,就可以输出合适与手机充电的工作电压了。

发射端能识别出每个接收端的芯片id吗?为什么?(图5)

实际应用中的手机无线充电电路,一般会使用专用的控制芯片,这样一方面会有相对较高的转换效率,另外还会加入一些保护、检测等功能的电路。

无线充电是否能够实现数据交互读取ID

对于现有的无线充电和支持无线充电功能的手机,是不具备这个功能的。因为无线充电是单方向的,也就是手机端只作为接收端,并且无线充电的线圈是不具备数据传输功能的,这一点与NFC是有区别的。

发射端能识别出每个接收端的芯片id吗?为什么?(图6)

这种既实现电能传输,又实现数据交互的功能,在生活中实际是有非常广泛的应用的,那就是常见的射频卡,也叫做RFID。包括公交卡、支持闪付功能的银行卡、身份证、门禁卡等等都是利用这个原理工作的。常用的射频卡都属于无源卡,它在工作时需要从读(写)卡器发射的磁场中获取给内部电路芯片供电的能量,并且通过线圈进行数据传输,为了避免电能传输与数据传输之间造成干扰,这两个频率一般是由差别的,实际上这也就是载波通信的一种方式。

想要实现读取手机ID的功能,现有的手机是不支持的,并且为此去改变手机的无线充电设计是不现实的。但是相对手机来讲,无线充电发射端的电路还是比较容易设计的,可以在手机上额外贴上射频标签,通过改变充电发射的电路设计,来实现既能供电,又能够读取ID。

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