隔空充电如何实现:电磁共振式无线充电技术原理
我在之前的文章中分享过电磁感应式无线充电技术原理,今天继续分享无线充电类型之电磁共振式无线充电。
通过上篇文章我们了解到电磁感应式无线充电在大气隙条件下,松耦合变压器耦合效率可提高的空间十分有限,靠提高变压器耦合系数来进一步提高变压器和系统的效率比较困难。电磁共振式无线充电为低耦合系数下的高效能量传输提供了全新的思路。
相对于电磁感应式无线充电,电磁共振式的传输距离更远,可达到几米,且可实现空间全方位的隔空无线充电。与电磁感应式无线充电系统相比,“变压器”并非由磁心及绕组构成,而是由两个螺旋绕组组成,两绕组的谐振频率要求相同,以产生共振耦合。
电磁共振式无线充电电磁共振式无线充电系统采用发射线圈接收线圈两个相同频率的谐振回路来产生很强的相互耦合电磁场,能量在两个谐振回路间交互,利用传输线圈及补偿电容共同组成谐振回路,进而实现无线充电功能。下图是电磁共振式无线充电示意图。
电磁共振式无线充电示意图电磁共振式无线充电的特点有哪些?
电磁共振式无线充电系统在实际使用中,往往需要一个发射线圈供给多个接收线圈电能,或多个发射线圈供给一个接收线圈电能电磁共振式无线充电的特点包括:1、利用磁场通过近场传输,辐射小,具有方向性。2、中等距离传输,传输效率较高。3、能量传输不受空间非磁性障碍物影响。4、传输的效率及频率与传输线圈几何结构关系密切。
磁场共振技术的崛起源于年MIT的一场实验,研究员隔空点亮了一个60W的电灯泡,第一次让世界认识到无线充电还能这么玩。相比磁场感应技术,磁场共振的优势在于能在更大的范围内实现有效的能量传递,实现更高的空间自由度。因此其可靠性更高,而且支持多个设备同时充电。
电磁共振无线充电的应用前景如何?
发送端遇到共振频率相同的接收端,由共振效应进行电能传输。这种充电方式传输距离较远,同时传输的功率较大适合远距离大功率充电。但这种充电方式效率较低,传输过程中有较大的损耗,距离越远,传输功率越大,损耗也就越大。更重要的是必须对使用的频段进行保护免受外界因素干扰。
就目前的技术来讲,电磁感应和电磁共振这两种充电方式都存在一定的优缺点,总体来说它们只能在固定的位置和范围内进行充电,对于移动设备来讲还是不够便捷。所以科研人员又在极力开发可以随时随地充电的方式。
可无线充电的AGV引导运输车美国的科学家们总会有一些奇思妙想,他们竟然打算将无线充电的技术应用到高速公路上。在公路的柏油层下方,按一定的距离布置初级线圈,当电动汽车从上面经过时,就能进行充电。将使移动式无线充电成为现实,公路自身变为天然充电场所。试想一下,当你开着一台电动汽车行驶在可以充电公路上,看着电池电量在缓慢增长,驶达目的地的时候,可能会比出发时的电量还要多。解决了致命的续航问题,那将是电动汽车最大的优势。
未来的汽车在行驶中即可进行无线充电