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磁懸浮音響無線充電測試

2021-09-24

磁懸浮音響簡介

目前磁懸浮音箱的“磁懸浮”部分分為三塊:藍牙信號通訊部分,物理懸浮部分以及近供電部分。藍牙是設備和音響通訊的必要部分,物理懸浮實現(xiàn)了“懸浮”這一很酷的概念,供電是音響的使能來源。

對于供電端,大家就會有疑問,“磁懸浮”表示了音響是“懸浮”在底座上部的,那如何給音響充電呢,目前開發(fā)者給出的方案是當音響電量即將用罄時,“懸浮”音響會緩慢降落到底座的插座上充電。除了傳統(tǒng)的充電方式以外,市場上還有一種還有更“酷”的充電方式----無線充電,就是能夠讓磁懸浮音響無需和底座接觸就能實時的通過磁場能進行充電。

近磁場供電質(zhì)量的優(yōu)劣是決定音響音質(zhì)的重要因素

無線充電又叫近磁場供電,運用了目前非常流行的 NFC 技術,目前已經(jīng)逐漸應用到手機行業(yè)中,其電路組成結構和原理是交流通過 AC-DC 模塊輸出直流(DC),DC 通過目前的主流無線充電協(xié)議經(jīng)過高頻震蕩(發(fā)射端控制器),放大器實現(xiàn)直流轉(zhuǎn)高頻磁場能,然后通過磁場線圈發(fā)送,在接收端同樣有一個線圈實現(xiàn)磁場能的接收并轉(zhuǎn)直流進行充電。和手機信 號 類 似 , 磁 場 能 發(fā) 射 和 接 收 也 需 要 遵 循 協(xié) 議 , 目 前 常 用 的 協(xié) 議 有 :Qi 標準、Power Matters Alliance(PMA)標準、Alliance for Wireless Power(A4WP)標準、iNPOFi技術、Wi-Po 技術。

其中 QI,PMA 為電磁感應技術而 inpofi 采用的是智能電傳輸無線充電技術,wi-po 采用的是磁共振無線充電技術。對于消費類電子產(chǎn)品如磁懸浮音響來說,qi 和 pma 技術最常見,硬件電路如圖所示。



對于近磁場供電,或者叫無線供電來說。目前存在的最大挑戰(zhàn)和爭議在于效率和可靠性。效率決定了充電的速度,是一個非常重要的參數(shù),往往也是客戶通常最為關注的重要參數(shù)。可靠性就更為重要了,由于近磁場供電涉及了 2 次甚至 3 次的電能轉(zhuǎn)換,并且最終是 dc 供電,那么 dc 直流的一系列參數(shù),如負載調(diào)節(jié)率,線性調(diào)節(jié)率,紋波,噪聲等參數(shù)將決定用電器件的使用過程中的穩(wěn)定性。而對于近磁場轉(zhuǎn)換電路來說,發(fā)射線圈(也就是高頻震蕩電路)的前端和接受線圈的后端(即音響供電端)的直流電氣性能尤為重要,由于目前的無線供電技術所限,效率和可靠性本身就相較于常規(guī)充電方法較低,如果在直流性能上再有折扣,那最后在效率和可靠性上面會有很大的影響,這些問題體現(xiàn)在磁懸浮音響上的話則會表現(xiàn)在音質(zhì)變差,使用壽命降低。


測試方法

對于直流電氣性能的測試方法通常為直流拉載測試,基于家用環(huán)境的 ac 輸入特性測試,效率測試,動態(tài)測試,一系列的保護測試等,常用到的硬件電路構造如圖所示。


雖然是簡單的交流電源+負載的構造,但是由于涉及到的測試項目比較多以及需要測試的相關參數(shù)比較多,對相應的測試設備也會有諸多的要求,換一句話說就是要求交流源和負載能夠模擬真實的待測物使用環(huán)境,通俗來說就是模擬正常的電網(wǎng)和輸出負載情況。電源模塊完整的測試通常包含以下測試項,如圖所示。


其中有關交流輸入的測試項絕大部分,比如開關機測試,電網(wǎng)擾動模擬測試,還有電源調(diào)節(jié)率等測試都是由交流源測試的,有關輸出的測試項如動態(tài)測試,過載保護測試,負載調(diào)節(jié)率測試絕大部分都是由負載來完成,比如艾德克斯 ITS9500 電源測試系統(tǒng),可以測量各類電源模塊的輸入輸出特性,將電子負載、交流源、功率計和示波器等功能整合,加上定制化上位機軟件完成自動測試和數(shù)據(jù)處理。