無線充電類型及電磁感應(yīng)無線充電原理簡析
提起無線充電,我們首先可能想到手機(jī)無線充電器、無線充電家具,其實(shí)以上兩種無線充電應(yīng)用采用的是同一種技術(shù)原理:電磁感應(yīng)式無線充電,除此之外還有多種技術(shù)可實(shí)現(xiàn)無線充電。
家具無線充電支架
我們知道無線充電是無線電能傳輸?shù)囊环N應(yīng)用,何為無線電能傳輸呢?
無線電能傳輸(Wireless Power Transfer, WPT)指的是電能從電源到負(fù)載的一種沒有經(jīng)過電氣直接接觸的能量傳輸方式,即無需能過電纜的充電方式。無線電能傳輸一直是人類的夢想,該充電方式更便捷、更安全,是充電技術(shù)的未來。
無線充電有何優(yōu)勢?
通過無線充電可以使得用電設(shè)備(如手機(jī)、電腦、無人機(jī)、AGV引導(dǎo)運(yùn)輸車等)擺脫線纜的束縛,避免由于金屬觸點(diǎn)的插拔引起的電弧或充電口磨損,在工業(yè)自動化生產(chǎn)線、水下及礦井設(shè)備、電動交通工具、植入式醫(yī)療器械、家用電器及消費(fèi)電子產(chǎn)品等諸多重要應(yīng)用中有著獨(dú)特的優(yōu)勢。
無線充電技術(shù)從誕生至今已有一百多年的發(fā)展史,近年來,隨著電力電子控制技術(shù)及半導(dǎo)體功率器件和磁性元件性能的不斷提升,無線充電技術(shù)已應(yīng)用于許多領(lǐng)域,其功率和充電效率已接近甚至超越傳統(tǒng)的有線充電方式,比如去年某手機(jī)廠商推出的80W無線快速充電器,充電效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過有線快充。
無線充電技術(shù)的類型有哪些呢?
可以實(shí)現(xiàn)無線充電(電能傳輸)的技術(shù)主要有以下幾種方式:電磁感應(yīng)式、電磁共振式、無線電波式、微波輻射式和激光式。
電磁感應(yīng)式無線充電系統(tǒng)主要由傳輸變換器、松耦合變壓器的一次回路和二次回路三部分構(gòu)成,其中傳輸變換器包括整流電路和高頻逆變電路,一次回路包括一次側(cè)補(bǔ)償裝置和松耦合變壓器的一次繞組,二次側(cè)補(bǔ)償電路和負(fù)載等。
電磁感應(yīng)無線充電方式
其電路的基本特征就是將變壓器的一次繞組和二次繞組分離,一次繞組與二次繞組之間有一段空隙,通過磁場耦合將一次電能傳送到二次側(cè),這種結(jié)構(gòu)稱為松耦合變壓器。
電磁感應(yīng)式無線充電的特點(diǎn)包括:
1、存在較大氣隙,使得一、二次側(cè)無直接電氣接觸,一次側(cè)和二次側(cè)的耦合關(guān)系屬于松耦合,漏磁與勵磁相當(dāng),甚至比勵磁高。
2、傳輸距離較短,一般在厘米級甚至毫米級,一旦傳輸距離增加,系統(tǒng)效率迅速下降。
3、一次繞組與二次繞組的相對位置要求嚴(yán)格,當(dāng)產(chǎn)生橫向位移或角度發(fā)生變化時,系統(tǒng)效率下降明顯。
4、如果金屬異物進(jìn)入能量傳輸空間,可能會導(dǎo)致局部升溫,危害系統(tǒng)安全。
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