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生活中的黑科技：磁懸浮音響無線充電的測試

目前消費類電子產(chǎn)品占據(jù)了國民日常消費尤其是年輕消費群體的一大部分，雖然手機、 計算機仍然是主力，但是相對應(yīng)的周邊產(chǎn)品的科技升級也隨著主流市場再日益更新。比如目 前比較熱門的云技術(shù)，藍(lán)牙，NFC 等等，本文將著重介紹關(guān)于音箱界的新興課題: 磁懸浮技 術(shù)及相關(guān)測試。 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(lán)牙信號通訊部分，物理懸浮部分以及近 供電部分。藍(lán)牙是設(shè)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(dāng)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（圖一）。

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（圖 一），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(jìn)行充電，艾德克斯作 為行業(yè)領(lǐng)先的電源測試方案供應(yīng)商，也將時刻關(guān)注磁懸浮音響無線供電這種新興電源的測 試。 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(shù)，目前已經(jīng)逐漸應(yīng)用到手 機行業(yè)中，其電路組成結(jié)構(gòu)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(jìn)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(biāo)準(zhǔn)、Power Matters Alliance(PMA)標(biāo)準(zhǔn)、Alliance for Wireless Power(A4WP)標(biāo)準(zhǔn)、iNPOFi 技術(shù)、Wi-Po 技術(shù) 其中 QI，PMA 為電磁感應(yīng)技術(shù)而 inpofi 采用的是智能電傳輸無線充電技術(shù)，wi-po 采 用的是磁共振無線充電技術(shù)。對于消費類電子產(chǎn)品如磁懸浮音響來說，qi 和 pma 技術(shù)最常 見，硬件電路如圖二所示。

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(guān)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(fù)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(shù)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(hù)測試等，常用到的硬件電路構(gòu)造如圖三所示。

雖然是簡單的交流電源+負(fù)載的構(gòu)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(guān)參數(shù)比較多，對相應(yīng)的測試設(shè)備也會有諸多的要求，換一句話說就是要求交流源和負(fù) 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(fù)載情況（在本文 中就是后級的磁場轉(zhuǎn)換電路）。電源模塊完整的測試通常包含以下測試項，如圖四所示。

其中有關(guān)交流輸入的測試項絕大部分，比如開關(guān)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(guān)輸出的測試項如動態(tài)測試，過載保護(hù)測試，負(fù)載調(diào) 節(jié)率測試絕大部分都是由負(fù)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(fù)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。其中面臨的挑戰(zhàn)有： 1. 精度要求 2. 模擬工況真實性的要求 3. 自動化要求 第一方面是負(fù)載和交流源的挑戰(zhàn)，第二、三方面是對通訊和軟件的挑戰(zhàn)。艾德克斯 ITS9500 測試系統(tǒng)整合了高精度高性能的負(fù)載和交直流電源，測試項嚴(yán)格按照國標(biāo)或行規(guī)要 求，測量精度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。同時配備了示波器、功率計、DVM 表和電流傳感器等硬 件，軟件工況可根據(jù)待測物進(jìn)行定制，保證工況模擬的真實性。 下圖為一個開關(guān)電源測試中常見的輸入輸出測試項的測試報表（由艾德克斯 ITS9500 電 源測試系統(tǒng)生成），對于消費電子產(chǎn)品測試來說，直觀又簡明的操作和完善的報表是對測試 平臺最基本的要求，適用于產(chǎn)線上的應(yīng)用，如圖五所示。

測試報表中包含了很多小功率電源的重要指標(biāo)，如：效率，紋波，噪聲等等，如果其中 的一項或者多項超過了一定的標(biāo)準(zhǔn)（在無線供電相關(guān)協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)中對于直流供電端有諸多要 求）將會導(dǎo)致無線供電的質(zhì)量受到影響，而且該影響不是簡單的線性疊加。 無線充電加上磁懸浮，這個很酷的新興科技受到了業(yè)內(nèi)很高的關(guān)注度，但是新興往往意 味著需要確定全新的標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行全新的測試。艾德克斯將會持續(xù)助力創(chuàng)新科技的道路并提供 全方位支持。