無線電力傳輸是通過電磁波將電能從一個(gè)系統(tǒng)傳輸?shù)搅硪粋€(gè)系統(tǒng)的過程，而無需使用電線或任何物理接觸。

在這篇文章中，我們將討論無線電力傳輸?shù)?a href="http://www.wenjunhu.com/v/tag/773/" target="_blank">工作原理或不使用電線通過空氣傳輸電力。

您可能已經(jīng)遇到過這項(xiàng)技術(shù)，并且可能已經(jīng)在互聯(lián)網(wǎng)上瀏覽了許多相關(guān)理論。

盡管互聯(lián)網(wǎng)上可能充斥著通過示例和視頻解釋這一概念的文章，但讀者大多無法理解該技術(shù)的核心原則及其未來前景。

無線電力傳輸?shù)墓ぷ髟?/p>

在本文中，我們將粗略地嘗試了解無線電力傳輸如何發(fā)生或工作或傳導(dǎo)發(fā)生，以及為什么這個(gè)想法很難遠(yuǎn)距離實(shí)現(xiàn)。

無線電力傳輸最常見和最經(jīng)典的例子是我們舊的無線電和電視技術(shù)，該技術(shù)的工作原理是將電波（RF）從一個(gè)點(diǎn)發(fā)送到另一個(gè)點(diǎn)，而無需電纜，以進(jìn)行預(yù)期的數(shù)據(jù)傳輸。

困難

然而，該技術(shù)背后的缺點(diǎn)是它無法以高電流傳輸波，因此發(fā)射的功率在接收側(cè)變得有意義且可用于驅(qū)動(dòng)潛在的電負(fù)載。

這個(gè)問題變得很困難，因?yàn)榭諝獾淖枇赡茉跀?shù)百萬兆歐姆的范圍內(nèi)，因此極難切割。

另一個(gè)使長(zhǎng)途傳輸更加困難的麻煩是將電源集中到目的地的可行性。

如果允許發(fā)射電流在廣角上分散，目標(biāo)接收器可能無法接收發(fā)送的功率，并且可能只獲取其中的一小部分，從而使操作效率極低。

然而，在沒有電線的情況下短距離傳輸電力看起來要容易得多，并且已經(jīng)被許多人成功實(shí)施，僅僅是因?yàn)閷?duì)于短距離來說，上述限制永遠(yuǎn)不會(huì)成為問題。

對(duì)于短距離無線電力傳輸，遇到的空氣阻力要小得多，在幾1000兆歐姆的范圍內(nèi)（甚至更小，取決于接近程度），并且通過結(jié)合高電流和高頻，傳輸變得相當(dāng)有效。

獲得最佳射程

為了獲得最佳的距離電流效率，傳輸頻率成為操作中最重要的參數(shù)。

更高的頻率可以更有效地覆蓋更大的距離，因此這是設(shè)計(jì)無線電力傳輸設(shè)備時(shí)需要遵循的一個(gè)要素。

另一個(gè)有助于更容易傳輸?shù)膮?shù)是電壓電平，更高的電壓允許涉及更低的電流，并保持設(shè)備緊湊。

現(xiàn)在讓我們嘗試通過一個(gè)簡(jiǎn)單的電路設(shè)置來掌握這個(gè)概念：

電路設(shè)置

零件清單

R1 = 10 歐姆

L1 = 9-0-9 圈，即使用 18 SWG 超漆包銅線使用中心抽頭 30 圈。

L2 = 18 圈，使用 30 SWG 超漆包銅線。

T1 = 2N2222 D1----

D4 = 1N4007

C1 = 100uF/25V 3V = 2 節(jié) AAA 1.5V

串聯(lián)電池

上圖顯示了一個(gè)簡(jiǎn)單的無線電力傳輸電路，由設(shè)計(jì)左側(cè)的發(fā)射器級(jí)和右側(cè)的接收器級(jí)組成。

可以看到這兩個(gè)階段都與預(yù)期的電力轉(zhuǎn)移的顯著氣隙分開。

工作原理

功率發(fā)射器級(jí)看起來像一個(gè)振蕩器電路，通過NPN晶體管和電感器上的反饋網(wǎng)絡(luò)電路組成。

是的，沒錯(cuò)，發(fā)射器確實(shí)是一個(gè)振蕩器級(jí)，它以推挽方式工作，用于在相關(guān)線圈 （L1） 中感應(yīng)脈動(dòng)高頻電流。

感應(yīng)高頻電流在線圈周圍產(chǎn)生相應(yīng)數(shù)量的電磁波。

在高頻下，該電磁場(chǎng)能夠通過其周圍的氣隙撕裂，并達(dá)到允許的距離，具體取決于其額定電流。

可以看到接收器級(jí)僅由一個(gè)與L2非常相似的互補(bǔ)電感L1組成，其唯一作用是接受發(fā)射的電磁波并將其轉(zhuǎn)換回電位差或電力，盡管由于涉及通過空氣的傳輸損耗，功率水平較低。

L1產(chǎn)生的電磁波被輻射到周圍，L2在線路中的某個(gè)地方被這些EM波擊中。當(dāng)這種情況發(fā)生時(shí)，L2導(dǎo)線內(nèi)的電子被迫以與EM波相同的速率振蕩，最終導(dǎo)致L2上也產(chǎn)生感應(yīng)電流。

電力通過連接的橋式整流器和C1進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼骱蜑V波，C《》在所示輸出端子上構(gòu)成等效直流輸出。

實(shí)際上，如果我們仔細(xì)觀察無線電力傳輸?shù)墓ぷ髟?，我們?huì)發(fā)現(xiàn)它并不是什么新鮮事，而是我們通常在電源，SMPS單元等中使用的古老變壓器技術(shù)。

唯一的區(qū)別是我們通常在常規(guī)電源變壓器中找到的鐵芯缺失。該內(nèi)核有助于最大化（集中）功率傳輸過程，并引入最小的損耗，從而在很大程度上提高效率

電感磁芯選擇

該磁芯還允許在工藝中使用相對(duì)較低的頻率，鐵芯變壓器的精確頻率約為50至100 Hz，而鐵氧體磁芯變壓器的精確頻率在100kHz以內(nèi)。

然而，在我們提出的關(guān)于無線電力傳輸如何工作的文章中，由于這兩個(gè)部分需要完全彼此分離，因此使用內(nèi)核變得毫無疑問，并且系統(tǒng)被迫在沒有輔助內(nèi)核舒適的情況下工作。

如果沒有磁芯，則必須使用相對(duì)較高的頻率和更高的電流，以便能夠啟動(dòng)傳輸，這可能直接取決于發(fā)射級(jí)和接收級(jí)之間的距離。

總結(jié)概念

總而言之，從上面的討論中，我們可以假設(shè)，要實(shí)現(xiàn)最佳的空氣動(dòng)力傳輸，我們需要在設(shè)計(jì)中包含以下參數(shù)：

相對(duì)于預(yù)期電壓感應(yīng)的正確匹配線圈比。

發(fā)射器線圈的高頻范圍為200kHz至500kHz或更高。

發(fā)射器線圈的高電流，取決于輻射電磁波需要傳輸多遠(yuǎn)的距離。