無(wú)線(xiàn)充電是目前新興的充電技術(shù)，非接觸充電裝置不需要用電纜將設備與供電系統連接，便可以在多種場(chǎng)合直接對設備進(jìn)行快速充電，使用電設備隨時(shí)隨地充電變?yōu)榭赡?，但在目前研發(fā)中，功率效率是更受關(guān)注的參數，但目前測試中，存在很多難點(diǎn)，本文總結目前在多家企業(yè)高校研究院所測試時(shí)遇到的難點(diǎn)以及解決方案，希望幫助行業(yè)解決問(wèn)題，推動(dòng)行業(yè)發(fā)展。
一、無(wú)線(xiàn)充電方法種類(lèi)
無(wú)線(xiàn)充電的方法根據其原理的不同可分為四種，電磁感應式，磁共振式，無(wú)線(xiàn)電波式，電場(chǎng)耦合式。
1.電磁感應式
初級線(xiàn)圈一定頻率的交流電，通過(guò)電磁感應在次級線(xiàn)圈中產(chǎn)生一定的電流，從而將能量從傳輸端轉移到接收端。目前更為常見(jiàn)的充電解決方案就采用了電磁感應，特點(diǎn)是傳輸距離短、使用位置相對固定，但是能量效率較高、技術(shù)簡(jiǎn)單，很適合作為無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)使用。。
2.磁場(chǎng)共振式
由能量發(fā)送裝置，和能量接收裝置組成，當兩個(gè)裝置調整到相同頻率，或者說(shuō)在一個(gè)特定的頻率上共振，它們就可以交換彼此的能量，是目前正在研究的一種技術(shù)，可以用于遠距離充電，充電距離可達上千米。
3.無(wú)線(xiàn)電波式
其使用類(lèi)似于wifi，使用2.45GHz的電波發(fā)生裝置傳送電力，發(fā)送裝置與微波爐使用的“磁控管”基本相同。傳送的微波也是交流電波，可用天線(xiàn)在不同方向接收，用整流電路轉換成直流電為汽車(chē)電池充電，主要存在的問(wèn)題是效率過(guò)低。
4.電場(chǎng)耦合式
其原理是電感耦合，當兩個(gè)距離較近的線(xiàn)圈被磁化后，產(chǎn)生磁場(chǎng)，另一個(gè)線(xiàn)圈感應到磁場(chǎng)后產(chǎn)生磁感應電流，其優(yōu)勢是可以將裝置體積做小，嵌入到產(chǎn)品中，同時(shí)也解決了溫升問(wèn)題，目前研究者較少。
二、原理及測試難點(diǎn)
目前主流的無(wú)線(xiàn)充電方法仍然是電磁感應式，其研究更早，更深，研究者也更多，標準也在逐步普及，形成了發(fā)射和接收端兩大產(chǎn)業(yè)鏈，無(wú)線(xiàn)充電行業(yè)正在蓬勃發(fā)展，但是目前測試方面，由于無(wú)線(xiàn)充電采用頻率較高，例如，汽車(chē)無(wú)線(xiàn)充電目前普遍采用85KHz，所以其測試難點(diǎn)在于功耗，效率測試，如下圖，一般要求測試的是DC-DC端效率和發(fā)射與接收端的AC-AC效率，DC-DC端很容易測試，難點(diǎn)在于A(yíng)C-AC端的效率測試。
三、儀器帶寬精度
目前無(wú)線(xiàn)充電的效率提升比較困難，效率的提升都是千分之級別計算，所以要求測試儀器精度較高，其次無(wú)線(xiàn)充電頻率高，所以普通功測試儀器帶寬無(wú)法滿(mǎn)足，能夠進(jìn)行功耗測試的儀器較少，必須使用高帶寬，高精度的功率分析儀進(jìn)行測試，目前實(shí)測效果較好的是致遠電子的PA8000功率分析儀，精度更高可達0.01%，帶寬高達5MHz。
四、儀器延時(shí)
高頻段的延時(shí)對效率的影響非常大，實(shí)際測試時(shí)，ns的延時(shí)就可能會(huì )造成效率誤差在1%級別，所以測試對于儀器通道延時(shí)要求極高，目前功耗分析儀器均無(wú)法將延時(shí)控制在ps級別，PA8000功率分析儀可以針對于無(wú)線(xiàn)充電頻段做專(zhuān)門(mén)的延時(shí)校準，將延時(shí)數據輸入到儀器內，保證無(wú)線(xiàn)充電測試時(shí)間相位的精度。
五、傳感器要求
對于手機無(wú)線(xiàn)充電，電流較低，部分功率測試儀器可以滿(mǎn)足直接輸入，不需要用到傳感器，但是對于汽車(chē)無(wú)線(xiàn)充電，充電模塊的功率范圍較大，從幾千瓦，到幾十千瓦，特殊的大功率充電對象可達幾百千瓦，甚至兆瓦級別，單獨模塊的電流可達到幾百安培甚至上千安培，其次，傳感器本身也會(huì )引入延時(shí)，霍爾傳感器本身精度雖然高，但是其延時(shí)較大，很難直接應用。而羅氏線(xiàn)圈本身電流測試范圍大，延時(shí)小，是目前進(jìn)行無(wú)線(xiàn)充電測試比較好的解決方案。
六、通道要求
在3中提到，大功率無(wú)線(xiàn)充電方案需要提高電流。另外一種方法是多個(gè)模塊級聯(lián)，這就要求測試通道非常多，例如6組模塊級聯(lián)，就需要6個(gè)通道測試輸入，1個(gè)通道測試輸出，需要功率通道7個(gè)，普通測試儀器無(wú)法滿(mǎn)足如此復雜得并聯(lián)計算，若通道高于7個(gè)，目前市面上單臺儀器基本不能滿(mǎn)足需求。目前測試方法是通過(guò)PA8000進(jìn)行并機級聯(lián)來(lái)實(shí)現多組模塊并聯(lián)的大功率無(wú)線(xiàn)充電測試。
七、諧振電容電壓測試
無(wú)線(xiàn)充電中逆變器/整流器與發(fā)射/輸出線(xiàn)圈之間，通常會(huì )有諧振電容，有時(shí)需要測試諧振電容上的損耗，通過(guò)諧振電容，電壓通常會(huì )達到上千伏，目前市面上的功率分析儀直接輸入電壓一般在600V或者1000V左右，致遠電子PA8000功率分析儀直接輸入電壓1500V，若是諧振電壓再高，就需要用電壓傳感器，目前暫無(wú)延時(shí)較小的電壓傳感器，解決方法是專(zhuān)門(mén)對電壓傳感器做延時(shí)標定，將延時(shí)數值輸入到PA8000功率分析儀進(jìn)行手動(dòng)校正。