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具有原邊控制和接收器的感應式功率傳輸

功率的無線傳輸擁有眾多的優(yōu)勢。例如,它使易于發(fā)生故障的插頭成為多余,可以將設備內(nèi)置在具備防潮能力的外殼中。用戶也無須忍受插入電纜的麻煩,大多數(shù)無線功率傳輸應用存在于便攜式設備電池充電領域。

在該領域中有幾項已經(jīng)確立的標準。不過,有很多應用不需要任何標準。因此,可以使用個別優(yōu)化的功率傳輸。圖1顯示了一種感應式功率傳輸概念

功率的無線傳輸擁有眾多的優(yōu)勢。例如,它使易于發(fā)生故障的插頭成為多余,可以將設備內(nèi)置在具備防潮能力的外殼中。用戶也無須忍受插入電纜的麻煩,大多數(shù)無線功率傳輸應用存在于便攜式設備電池充電領域。

在該領域中有幾項已經(jīng)確立的標準。不過,有很多應用不需要任何標準。因此,可以使用個別優(yōu)化的功率傳輸。圖1顯示了一種感應式功率傳輸概念,將兩個線圈緊靠在一起,在原邊線圈中會產(chǎn)生交流電,像在變壓器中一樣,通過產(chǎn)生的磁場,在副邊線圈中感生交流電。

圖1:具有原邊控制和接收器的感應式功率傳輸概念

原則上,原邊發(fā)送器可采用一個簡單的振蕩器和少量分立組件構(gòu)建而成,這對于低功率級別的傳輸是十分有效的。

圖2顯示了一個采用特定組件的演示電路實例。該圖顯示了當兩個線圈之間存在特定的偏移或間隔量時會發(fā)生什么。在變壓器中,耦合系數(shù)通常介于0.95和1之間。在無線功率傳輸系統(tǒng)中,0.8至0.05的耦合系數(shù)是很常見的。在圖2中,線圈偏移(單位:毫米)示于x軸。在y軸上則顯示兩個線圈之間的間隔(也以毫米為單位)。

因此,對于1W的電池充電功率,假如兩個線圈完全垂直對準(如線圈偏移為零),則兩個線圈的間隔距離很大可為12mm。功率越高,兩個線圈必須越靠近和更jing確地對準??砂l(fā)送功率可以通過電路元件的選擇進行調(diào)整。然而,線圈偏移和線圈間隔之間的關系將與示例中所示的相似。

圖2:兩個線圈之間的偏移和間隔所產(chǎn)生的影響

對于更長距離的無線功率傳輸,可使用RF功率傳輸。有工作在ISM頻段的測試裝置。不過,與這里所述的感應式耦合方法相比,它們的可發(fā)送功率和傳輸效率要低得多。

 


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