无线充电：三洋电机的非接触充电板

 

　　要最先实现位置自由

　　三洋电机想在WPC实现两个目标。一是相互运用性。即，只要符合WPC标准，充电设备的厂商即使不同，也可相互利用。为此，符合WPC规格的设备上都带有“Qi”标记。

　　WPC为确保这种相互运用性，将充电板的方式大致分类集中成了三种(图1)。这是为了减少工作状态确认试验的工作量。另一方面，可使受电器件端在设计上能有一定的自由度。

　　

 

　　图1：充电板有三种方式

　　WPC规格规定了便携产品放置在充电板任何位置均可充电的“线圈阵列型”、“可移动线圈型”及利用引导功能等将便携产品置于指定场所即可充电的“磁铁吸引型”三种方式。

　　另一个目标是实现较高的位置自由度。三洋电机的定位是“最优先事项是在任意位置均可充电”(三洋电机远矢)。这也是2008年12月WPC设立时，作为三洋电机参加WPC的绝对条件而不可让步的部分。

　　其背景在于WPC采用了电磁感应式无线供电技术。虽然该方式作为“陈旧的技术”其原理已得到确证，但还存在若送受电线圈的位置不吻合会导致送电效率大幅降低的课题。

　　因此，三洋电机就设计了在充电板内部内置步进马达以移动送电用线圈的“可移动线圈型”方案。

　　采用CD播放器的马达

　　三洋电机为使将便携终端放于充电板的任意位置均可切实高效传送电力而做了改进。具体措施是，设置了有别于送电用线圈的推断便携终端位置用专用线圈(图2)。使电流流经呈矩阵式排列的位置推断用线圈，检测出放置便携产品造成的状态变化，以确定送电用线圈的位置。接着把送电用线圈移动到便携产品的正下方。远矢称，流经位置推断用线圈的电流很微小，“几乎不会对耗电量产生影响”。

　　

 

　　图2：三洋电机准备了送电端和受电端产品

　　三洋电机开发的充电板为可动线圈型，为了准确推断出便携终端的位置而配备了专用线圈(a)。线圈的形状和位置均为本站推测。支持WPC标准的电池组采用了与现有电池组相同的形状(b)。

　　这种措施虽然会导致成本的增加，但该公司找到了相应的解决对策。比如，作为可移动型结构关键的步进马达沿用了便携式CD播放器的马达。除了使用通用品可降低部件成本之外，已证明其耐用性的可信度高也推动了其采用。

　　三洋电机在开发充电板的同时也在推进受电端的开发。具体来说就是在便携产品上配备专用电池组，使其支持无线供电。在与现有电池组大小形状相同的电池组中，除充电电池之外，还收纳有受电用线圈、抑制噪声的磁性片和控制电路基板等(图3)。据三洋电机介绍，为了配备尽可能大的锂离子充电电池，正在努力使磁性片和受电用线圈进一步实现小型化和薄型化。(记者：久米 秀尚，《日经电子》)

　　

 

　　图3：电池容量小、去掉了PET片

　　图为三洋电机开发的支持非接触充电的电池组内部构造。因为不仅要内置受电用线圈，还要内置控制电路基板及磁性片等，因此锂离子充电电池的容量比普通电池组减小了10%左右。