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无线充电的工作原理讲解

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  仪器,车载等等领域使用越来越普遍,本节主要介绍现阶段比较流行的两种无线充电原理(

  电磁感应方式是利用送电侧与受电侧之间产生的感应磁通量来传输功率,是普遍的无线供电方式,优点是电路结构相对比较简单,效率高,能做到小型化且成本低。缺点是传输距离短,容量受位置偏离的影响,必须一对一,精准对位才能充电。

  电磁感应方式遵循法拉第电磁感应定律,法拉第电磁感应定律,是在消除磁通量变化的方向上产生感应电动势,如图4-1,简述即交流电生成变化的磁场,变化的磁场切割线圈再生成交流电。方程如下:其中ΔΦ/Δt是极短时间内穿过线圈的磁通量的变化率。

  线圈初级侧供给交流电压时会产生磁通量,为消除这一些磁通量,次级侧产生感应电动势。次级侧产生的功率可以用给设备充电。用于送电初级线圈侧称为发射器,受电次级线圈侧称为接收器。

  与磁场共振,从而传输功率的方式,适用于长距离传输,作为EV的充电用途正在推进开发,其中怎么样提高效率成为了研究的重点。磁场共振,只在以同一频率共振的无线充电线圈之间传输,所以其他装置无法接收。

  如图4-2所示,磁场共振在充电器和设备之间的电场和磁场中传输电能,线圈和电容器则在充电器与设备之间形成共振。利用磁共振耦合收发端的磁场同频共振来隔空转移能量,当我们用一个射频

  能量来激励发射端时,会在发射端周围的空间产生一个功率场,在这个场中的任意位置处任意时刻的磁场和电场之间呈正交关系,并且在相位上相差1/2π,而且磁场强度远高于电场强度,这个空间电磁场它可以储存能量,但合成的电磁波功率流密度为0,不会传输任何能量,也就是说这个场不会向外辐射,也不会向内损耗,当我们将具有同样谐振频率的接收端放置于这个场内时,收发端之间就会产生同频磁场谐振,能量从发射端以磁场的形式耦合到接收端,以此来实现能量的空间转移。

  磁共振方式从物理原理上属于非辐射式无线电能传输方式,因此在自由空间中的电磁辐射损耗很小,比如一个典型的50W左右的磁共振无线充电系统,它的总的辐射能量不到500mW。

  磁共振技术能达成以一(发射器)对多(接收器)的无线充电应用模式,大幅度的提高实用性以及便利性。基于uel核心技术开发的磁共振无线充电产品,可大范围的使用在候机室,咖啡厅,连锁酒店,酒吧等等场景,无线cm,充电设备可随意在平面内摆放,移动,充电体验更自由便捷。

  送电侧与受电侧分别连接电极,使形成电容器,通过高频传输功率以及在对侧电极也有电流流过的现象(谐波电流),从而传输功率的方式。虽然与电磁感应方式同为短距离传输,但不易受到位置偏移的影响,且供电部位发热少,但缺点是产生高电压的变压器厚度变大。

  即送电侧将电流转换为电磁波,而受电侧的天线接收该电磁波,然后在整流电路中将其转换为直流电流,是利用电磁场进行供电的方式。具有数米的长距离传输,但效率低是其最大的短板。

  值得注意的是,AirFuel联盟的磁共振无线充电标准越来越流行,一向推行磁感应技术的WPC也在推出下一代同步支持磁共振和磁感应的Qi 1.2版本标准。在WPC Qi 1.2规范发布后,WPC联盟也开始支持和转向磁共振技术,主攻智能移动电子设备,游戏周边等等,现在已经更新到WPC Qi 1.3。

  Qi标准的工作频率范围大致在100KHZ~200KHZ,而PMA标准提供高达5W的电力需要的频率接近这一个数字的两倍。PMA和Qi标准其实很相似,都是基于“磁感应”(“MI”)原则。 但它们的无线电源接收器和发送器之间的通信方法相当不同。

  Airfuel基于稍微不同的原理,这个原理被称为 “MR”,是磁共振的意思。 这个标准的早期版本允许传送的电力为3.5W和6.5W,但最近这个数值已被提高到50W。虽然MR的基础原理也是感应定律,但使用的却是耦合更为松散但调谐更紧密的接收和发射线圈,这些线圈Q值(质量因数)非常高,所以在大约7MHz(业内常用6.78MHZ的谐振频率)的频率上能够发动谐振转移。

  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由此产生电流给电池

  ,在描述中,提供功率的一端称为发射端,接收功率的一端称为接收端;发射端直流电经过全桥转换为交流电,交流电通过线圈产生磁场(电生磁),当接收

  系统。目前市面电动以及混动车型所采用的镍氢电池、锂离子电池、甚至铅酸电池几乎都能够最终靠Halo进行

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