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感應(yīng)式與諧振式無線充電：休戰(zhàn)可能是設(shè)計(jì)師的最佳選擇

2257286 2022-11-28 | pdf | 291.46KB | 次下載 | 免費(fèi)

資料介紹

隨著移動設(shè)備制造商慢慢將這項(xiàng)技術(shù)整合到他們的設(shè)備中，無線充電正成為一個(gè)熱門話題。無線充電的概念很簡單：由振蕩電磁場激勵的線圈在靠近的次級線圈中感應(yīng)出電流。在最佳條件下，該過程是高效的并有助于傳輸數(shù)十瓦的功率。當(dāng)設(shè)計(jì)人員意識到他們需要解決兩種看似相互競爭的無線充電方法時(shí)，問題就出現(xiàn)了。隨著移動設(shè)備制造商慢慢將這項(xiàng)技術(shù)整合到他們的設(shè)備中，無線充電正成為一個(gè)熱門話題。無線充電的概念很簡單：由振蕩電磁場激勵的線圈在靠近的次級線圈中感應(yīng)出電流。在最佳條件下，該過程是高效的并有助于傳輸數(shù)十瓦的功率。當(dāng)設(shè)計(jì)人員意識到他們需要解決兩種看似相互競爭的無線充電方法時(shí)，問題就出現(xiàn)了。對消費(fèi)者的好處同樣容易掌握。無線充電的廣泛采用帶來了類似于無處不在的無線連接的便利。智能手機(jī)和平板電腦用戶將能夠?qū)?a target='_blank' class='arckwlink_none'>手機(jī)放在辦公桌、工作臺或咖啡店的桌子上進(jìn)行快速充電，而無需擔(dān)心攜帶電壓適配器或?qū)ふ?a target='_blank' class='arckwlink_none'>電源插座。對消費(fèi)者的好處同樣容易掌握。無線充電的廣泛采用帶來了類似于無處不在的無線連接的便利。智能手機(jī)和平板電腦用戶將能夠?qū)⑹謾C(jī)放在辦公桌、工作臺或咖啡店的桌子上進(jìn)行快速充電，而無需擔(dān)心攜帶電壓適配器或?qū)ふ译娫床遄?/font>然而，從設(shè)計(jì)師的角度來看，無線充電是比較模糊的。有兩種替代技術(shù)和兩個(gè)（以前是三個(gè)）對立的標(biāo)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)。這些對立的標(biāo)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)各自都接受這兩種技術(shù)。競爭標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)點(diǎn)有待其他人討論（幾家主要的消費(fèi)電子產(chǎn)品制造商通過加入這兩個(gè)聯(lián)盟來對沖他們的賭注），此外，基于以前的標(biāo)準(zhǔn)沖突，整合是可能的結(jié)果。然而，替代技術(shù)非常值得深入分析。事實(shí)證明，它們是互補(bǔ)的而不是競爭的，因此，設(shè)計(jì)人員需要熟悉兩者以確保他們?yōu)樽约旱膽?yīng)用做出最佳選擇。本文旨在灌輸這種熟悉感。然而，從設(shè)計(jì)師的角度來看，無線充電是比較模糊的。有兩種替代技術(shù)和兩個(gè)（以前是三個(gè)）對立的標(biāo)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)。這些對立的標(biāo)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)各自都接受這兩種技術(shù)。競爭標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)點(diǎn)有待其他人討論（幾家主要的消費(fèi)電子產(chǎn)品制造商通過加入這兩個(gè)聯(lián)盟來對沖他們的賭注），此外，基于以前的標(biāo)準(zhǔn)沖突，整合是可能的結(jié)果。然而，替代技術(shù)非常值得深入分析。事實(shí)證明，它們是互補(bǔ)的而不是競爭的，因此，設(shè)計(jì)人員需要熟悉兩者以確保他們?yōu)樽约旱膽?yīng)用做出最佳選擇。本文旨在灌輸這種熟悉感。需要效率？選擇電感需要效率？選擇電感著名的塞爾維亞裔美國工程師尼古拉·特斯拉 (Nikola Tesla) 在無線電力傳輸方面的開創(chuàng)性工作中，制定了今天適用的基本原則。特斯拉確定線環(huán)中的交流電會產(chǎn)生交變磁場，而交變磁場又會在附近的次級線圈中感應(yīng)出交流電。通過將負(fù)載連接到次級線圈，可以使感應(yīng)的交流電流做有用的工作（例如，為電池充電）。著名的塞爾維亞裔美國工程師尼古拉·特斯拉 (Nikola Tesla) 在無線電力傳輸方面的開創(chuàng)性工作中，制定了今天適用的基本原則。特斯拉確定線環(huán)中的交流電會產(chǎn)生交變磁場，而交變磁場又會在附近的次級線圈中感應(yīng)出交流電。通過將負(fù)載連接到次級線圈，可以使感應(yīng)的交流電流做有用的工作（例如，為電池充電）。初級線圈產(chǎn)生的磁場向所有方向輻射（大致相等），因此磁通量隨距離迅速下降（遵循平方反比定律）。因此，次級線圈必須盡可能靠近初級線圈放置，以攔截最多的磁通量。此外，次級線圈捕獲的能量與其呈現(xiàn)給磁場的橫截面成正比。最佳橫截面由與初級線圈尺寸相同、平行對齊且垂直間隔僅為幾十毫米的次級線圈提供。各個(gè)線圈的間隔、排列和尺寸決定了對能量傳輸效率有重大影響的“耦合系數(shù)”。完美耦合，由此捕獲初級線圈產(chǎn)生的所有磁通量，初級線圈產(chǎn)生的磁場向所有方向輻射（大致相等），因此磁通量隨距離迅速下降（遵循平方反比定律）。因此，次級線圈必須盡可能靠近初級線圈放置，以攔截最多的磁通量。此外，次級線圈捕獲的能量與其呈現(xiàn)給磁場的橫截面成正比。最佳橫截面由與初級線圈尺寸相同、平行對齊且垂直間隔僅為幾十毫米的次級線圈提供。各個(gè)線圈的間隔、排列和尺寸決定了對能量傳輸效率有重大影響的“耦合系數(shù)”。