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【解析】無線充電各種原理方案的比較

作者: 時間:2016-12-05 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
  電技術(shù),即Wireless charging technology,是指具有電池的裝置不需要借助于電導(dǎo)線,利用電磁波感應(yīng)原理或者其他相關(guān)的交流感應(yīng)技術(shù),在發(fā)送端和接收端用相應(yīng)的設(shè)備來發(fā)送和接收產(chǎn)生感應(yīng)的交流信號來進行充電的一項技術(shù),源于無線電力輸送技術(shù)。

  技術(shù)的研究,源于19世紀30年代,邁克爾-法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象,即磁通量變化產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,從而在電線中產(chǎn)生電流。但最早的無線電力傳輸思想是尼古拉-特斯拉(Nikola Tesla)在19世紀90年代提出的無線電力傳輸構(gòu)想和無線輸電試驗,因而有人稱之為無線電能傳輸之父。

本文引用地址:http://www.butianyuan.cn/article/201612/326223.htm

  技術(shù)原理

  從具體的技術(shù)原理及解決方案來說,目前電技術(shù)主要有電磁感應(yīng)式、磁共振式、無線電波式、電場耦合式四種基本方式。這幾種技術(shù)分別適用于近程、中短程與遠程電力傳送。

  各種無線充電方式都有各自的特點,具體比較如表1所示。

  表1無線充電各種原理方案的比較

  當(dāng)前最成熟、最普遍的是電磁感應(yīng)式。其根本原理是利用電磁感應(yīng)原理,類似于變壓器,在發(fā)送端和接收端各有一個線圈,初級線圈上通一定頻率的交流電,由于電磁感應(yīng)在次級線圈中產(chǎn)生一定的電流,從而將能量從傳輸端轉(zhuǎn)移到接收端,如圖1所示。PWC聯(lián)盟發(fā)起者Powermat公司用電磁感應(yīng)式推出過一款WiCC充電卡,與SD卡差不多大,內(nèi)部嵌有線圈和電極等組件,插入現(xiàn)有智能手機電池旁邊即可使用。

  圖1電磁感應(yīng)式無線充電原理  磁共振式也稱為近場諧振式,由能量發(fā)送裝置,和能量接收裝置組成,當(dāng)兩個裝置調(diào)整到相同頻率,或者說在一個特定的頻率上共振,它們就可以交換彼此的能量,其原理與聲音的共振原理相同,排列在磁場中的相同振動頻率的線圈,可從一個向另一個供電,如圖2.技術(shù)難點是小型化和高效率化,被認為是將來最有希望廣泛應(yīng)用于電動汽車無線充電的一種方式。

  圖2磁共振式無線充電示意圖

  無線電波式,基本原理類似于早期使用的礦石收音機,主要有微波發(fā)射裝置和微波接收裝置組成。典型的是20世紀60年代布朗(William C. Brown)的微波輸電系統(tǒng),其示意圖如圖3.整個傳輸系統(tǒng)包括微波源、發(fā)射天線、接收天線3部分;微波源內(nèi)有磁控管,能控制源在2. 45 GHz頻段輸出一定的功率;發(fā)射天線是64個縫隙的天線陣,接收天線擁有25%的收集和轉(zhuǎn)換效率。日本龍谷大學(xué)的移動式無線充電系統(tǒng),也是通過頻率為2.45GHz的微波送電,點亮了行駛中的模型警車的警燈。

  圖3無線電波式電能傳輸

  電場耦合式利用通過沿垂直方向耦合的兩組非對稱偶極子而產(chǎn)生的感應(yīng)電場來傳輸電能,其基本原理是通過電場將電能從發(fā)送端轉(zhuǎn)移到接收端。這種方式主要是村田制作所采用,具有抗水平錯位能力較強的特點。



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