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1. 研究目的与意义（文献综述）

1.1 选题背景

在科技高速发展的今天，智能工具在我们生活中无处不在，最普遍的就是我们人手都有的智能手机，科技产品改善了我们生活的质量，致使现如今每个人身边都需要智能工具以完成生活中的各种事务。智能手机已成为人们身边不可或缺的一部分。但是目前现有的电池技术条件下，智能手机长时间续航是不太现实的，需要及时补充电能以供继续使用。于是，我们可以看到市场上随着智能工具火热起来的产品，比如各种品牌各种容量的充电宝，而很多人都会购置多个充电器以备自己的外出的方便之需。但要自己放下手机后马上插上充电线其实是不太方便的一件事。相比之下，如果是支持无线充电技术的手机，只需随手将手机往充电板上一放，你就方便了许多事。当然无线充电可以应用在很多领域。最大众化需求最广的就是低功率低能耗的电子产品、办公产品；再就是想到家具产品和低能耗的家电利用；甚至交通工具，如电动车、动车组等。无线充电技术虽然电力没有直接接触到产品，但是靠无线方式为产品充的电在使用效果上仍然和普通充电方式一样，续航能力并不会有所损失，而且避免了漏电短路等安全问题。无线充电技术和传统充电器的区别虽然无线充电仍然需要一个充电器进行电力的无线传输，看似还是较为麻烦，但是传统的充电器只能为一个产品进行充电，甚至每个产品的充电器都不一样，在21世纪，一些消费电子产品开始配备无线充电功能如电动牙刷、手机等智能工具，但互不兼容，标准混乱，这时应该确定一个大家公认的标准。无线充电是指利用电磁波感应原理进行充电的设备，原理类似于变压器。在发送和接收端各有一个线圈，发送端线圈连接有线电源产生电磁信号，接收端线圈感应发送端的电磁信号从而产生电流给电池充电。实现无线充电技术主要通过三种方式：电磁感应式、磁场共振式、无线电波式。对于不同的无线充电的方式也出现了对应的标准：使用磁感应技术的qi、pma标准，使用磁共振技术的a4mp标准。确定无线充电标准可以为所有支持的产品进行充电，大大方便了设备充电问题。目前无线充电技术qi标准正是高速发展中，因此本设计选择无线充电标准qi的接口分析及实现。

1.2 无线充电的发展历史

早在1890年，物理学家尼古拉·特斯拉就已经做了无线输电实验，磁感应强度的国际单位也是以他的名字命名的。特斯拉构想了无线输电方法，但因财力不足，特斯拉的大胆构想并没有得到实现。后自1980年代以来，便携式电池供电的电子设备和通讯设备的兴起给人类社会带来了巨大的好处。例如，移动电话的发明彻底改变了人们之间的通信方式。但是，每个便携式电池供电的电子产品都带有自己的充电器，因此，导致电子废物问题不断增加，gsm协会努力促进将微型usb用作通用标准，以标准化基于线的充电接口。如果采用通用的充电协议，每年将减少约5.1万吨的充电器。除了标准的基于线缆的充电选项之外，无辐射的“短距离”无线充电技术已经成为一种有吸引力且用户友好的解决方案，它是适用于多种便携式电子产品的通用充电平台的一种有吸引力的解决方案。在2001年就有公司致力于该领域，但最后只有一家公司真正推出了无线充电器。受到了消费者们的正反馈，与此同时，一些公司认为除非无线充电器在不同品牌间可以兼容，否则无线充电的解决方案不会成功。由此，大家都希望能有一个标准的无线电接口。2008年八家公司成立了一个无线充电联盟wpc（wireless power consortium），并在2010年发布了qi接口规范和第一个符合qi标准的产品。

在无线充电联盟wpc成立qi标准后，基于该标准的无线充电技术得到飞速的发展，在检测待充电设备领域，已经可以基于扫描探测技术进行实时全方位检测。qi标准无线充电技术得到了全面高速发展。2018年，wpc联盟推出了无线充电qi标准最新版本 qi v1.2.4，这意味着此后无线充电产品将需要按照qi v1.2.4进行认证。无线充电蕴含的无限商机已经许多人看到，各类公司企业、高校、研究所也纷纷投身于这一领域的研究，各类技术的发展更加的成熟，越来越多的商用化无线充电产品已经出现在市面上。

2. 研究的基本内容与方案

第2章主要内容与方案

2.1 基本内容概述

本次设计的基本内容主要是以下部分：（1）查阅相关资料，了解目前国内外的无线充电技术现状与未来发展前景，进行无线充电技术qi标准的学习并理出整体知识框架以及自己的理解体系，提出预想方案。（2）用软件方法完成无线充电技术qi标准的电气、信号接口发射侧的设计与仿真。（3）用软件方法完成与无线充电技术qi标准的电气、信号接口接受侧的对接，模拟充电过程。（4）撰写毕业设计论文，给出本毕业设计涉及的问题的解决方案。

在本次设计中，需要掌握的不仅仅是无线充电技术qi标准的电气、信号接口发射侧的相关知识，同时应该了解接受侧的知识和理论，这样才能更加方便顺利地完成实现模拟接收侧和模拟发射侧的兼容qi标准的无线充电过程。无线充电技术qi标准中的发射侧和接收侧是依靠相互平行接近的线圈组，利用电磁感应来传递能量。无线充电技术qi标准的无线充电系统如图 2.1.1：

3. 研究计划与安排

第3章 设计目标和进度安排

3.1 设计的实现目标

1.通过本课题的训练，培养学生分析问题、解决问题的能力；

2.翻译与本课题相关的英文资料，不少于3000中文字符。

4. 参考文献（12篇以上）

参考文献

[1] 袁悦,薛文婷.基于qi标准的无线充电专利技术综述[j].中国科技信息,2019(z1):20-21.

[2] 白光磊,江昊,史佳雯,江威,张琪.基于扩展无线充电qi协议的数据采集方法[j].电子技术应用,2018,44(11):76-80 85.