随着手机无线充电功能的普及，其便捷的特性已渐渐深入人心。近年来，无线充电技术除了低功率应用在消费电子产品外，在中功率部分还有更加广阔的应用需求。其中电动自行车、巡检AGV、移动机器人等领域，更是成为了中功率无线充电需求的巨大潜力市场。但长期以来，无线充电技术受制于“充电效率”、“异物检测”等技术瓶颈问题，致使在市场上不常见其踪影。
磁迹科技作为无线充电行业的佼佼者，一直潜心专注于无线充电领域的尖端技术研发与产业化，推出了从几瓦到上千瓦的无线充电解决方案。从2020年推出50mm超远距离手机隔空无线充电方案开始，从未停止过对于各功率范围在不同市场应用的探索。日前，磁迹科技正式发布针对200W中功率市场的无线充电模块TE03。本文通过解答大家关心的各项技术问题来详细“解密”这款最新的中功率无线充电模块。
方案外观参数
磁迹科技200W无线充电模块由发射端Tx（左）和接收端Rx（右）两部分组成，均采用绿色PCB板，并分别设置了南北桥散热片。
尺寸方面，发射端PCB长宽高分别为100*100*18mm，线圈120*120*8mm；接收端PCB板长宽高分别为90*90*18mm，接收线圈120*120*5.5mm。发射端采用48V6A输入，接收端固定54.2V输出，电流可匹配2A/3A/4A，最大功率可达200W。
该方案的两块PCB板供电接口均支持定制，支持FOD、OCP、OVP、OTP等多种保护功能，充电距离15-35mm，效率高达91%（25mm）。
性能测试
1、充电效率测试
首先对磁迹科技200W无线充电模块的效率进行了相应的测试，在室温24.8℃的环境温度下，分别使用艾德克斯IT6722A直流电源供电，使用艾德克斯IT8512A作为电子负载。
上图为该模块在发射线圈和接收线圈间隔20mm，并以4A电流输出时的场景，通过测试数据可见，直流电源电压48V，电流4.72A，电子负载电压53.377V，电流3.982A，通过计算可得效率达到了93%。
以上为该模块在不同充电距离以及不同的输出电流时的效率数据，其中在间隔15mm-20mm时，系统效率均能达到92%左右，在25mm-30mm间隔时，效率均在91%以上，即使线圈间隔了35mm，系统效率也能达到90%上下。
传输效率在无线充电是判定其特性优劣与否的参数之一，从以上的测试数据来看，其传输效率基本都可达到90%以上，足以说明这套200W无线充电模块的优异效能。
2、偏移测试
此外，针对不同充电距离、不同的偏移距离，在不同输出电流的情况下也做相应测试，从而确定线圈偏移量对传输效率的影响。
以上是线圈间隔15mm-35mm距离，在偏移10mm以及偏移20mm下的测试数据。由表格可见，实测结果十分喜人，30mm以内的充电距离，偏移在20mm以内，亦可达到90%的传输效率，充分体现无线充电的优点，即放即充、无需精准对位也可进行完美的无线充电。
3、异物（FOD）测试
无线充电区域如果有金属异物存在，因为涡流效应，金属会被加热，有损坏设备甚至引发火灾的潜在风险。金属异物检测（FOD），主要是为了防止有金属在磁场中被加热，引发安全事故。在此也分别对磁迹科技200W无线充电模块进行上电FOD和工作FOD进行测试。
首先将“一角硬币”放在无线充电发射线圈上，通过直流电源可见，此时没有电流输出，由此可以得出一个结论：该发射端在上电模式下支持金属异物检测功能。在实际应用中能够有效避免无线充电线圈对外部金属加热。
除了待机模式下的异物检测之外，还测试了该无线充电系统在工作模式下的异物检测功能。首先将发射端线圈和接收端线圈间隔35mm距离，并接通直流电源和电子负载，使其处于正常工作状态。随后将“一角硬币”放在两个线圈之间，可见放入硬币后，整个无线充电系统便关闭了功率传输，说明已经检测到金属异物，并触发了异物检测功能。
与此同时，还分别测试了线圈间隔15mm、20mm、25mm、30mm、35mm时上电模式以及工作模式下的FOD功能。测试结果显示，无论在上电时还是使用中皆能精准识别金属异物并自动停止充电，从而确保使用的安全。
FOD是无线充电的保护机制之一，优异的FOD可增加无线充电使用过程中的安全性。据了解，磁迹科技研发团队针对该无线充电方案的FOD算法进行了多次改进优化，从而实现了精准的FOD功能。
4、温升测试
温升测试中，环境温度为24.9℃，充电距离20mm，并在输出功率200W下老化1小时后，使用FLUKE VT04A红外热像仪测量并记录温升情况。
测试结果显示，发射端（Tx）最高温度约67.9℃，线圈最高温度约42℃，接收端（Rx）最高温度约58.3℃。
此外在室温24.9℃中，再次测试了充电距离为35mm，输出功率200W下老化1小时，发射端和接收端的温升情况。
测试结果显示，发射端（Tx）最高温度约68.8℃，线圈最高温度约53.4℃，接收端（Rx）最高温度约55.3℃。
以上列举了两个测试项目：实际使用中各部件的温升情况与异物检测（FOD）的灵敏度，这是无线充电技术应用的基础。
从中可以清楚地了解到，200W无线充电模块对温升控制的优化结果非常好，加上灵敏的异物检测，长时间地稳定运行完全不成问题，此外还具备无需精准对位充电特性，操作更简便。这些成果均得益于磁迹科技强大的研发团队与合作伙伴共同的努力。
总结
无线充电相较传统有线充电有着许多无可比拟的优势，如：非接触式的充电，无插拔，无电火花，杜绝漏电风险；无触点，适合高耐候要求如户外、高湿等使用环境；可靠性高，无须维修、无触点氧化、脏污影响充电的风险；即放即充，操作省心，让设备永远满电等。
既然无线充电有这么多的优势，但为何在日常生活中很少能看到其有效的应用呢？原因有二：一方面是解决方案供应商由于种种原因急于推出与市场期待有落差的半成熟方案，造成信任危机；另一方面则是市场需要更多时间学习，为将来的大面积应用做好铺垫。
在200W无线充电模块正式发布之前，磁迹科技已经在中功率无线充电领域持续投入多年进行研发，与各行业的头部应用企业保持战略合作关系，持续优化系统效率、传输距离、稳定性，精心打磨系统控制、异物检测等算法。不仅传输效率处于业界领先水平，相关软件的功能开发更是确保了实际使用中的稳定性和安全性。
针对不同应用的场景需求，磁迹科技200W无线充电模块除目前针对48V电池的充电用途外，亦可调整为提供36V、24V、19V等不同输出电压的定制化方案，适用于更多的中功率产品。正是由于磁迹科技对于每一个细节的把控，跨知识领域的联合创新，才有了今天可落地并产业化的中功率无线充电产品。
可预见的未来，中功率无线充电、供电方案将会广泛应用在移动机器人、电动自行车、移动医疗设备等应用领域。
如需了解更多产品资讯，可以与磁迹科技官方取得联系。
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