无线充电是什么原理
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无线充电技术(Wireless charging technology;Wireless charge technology ),源于无线电能传输技术,可分为小功率无线充电和大功率无线充电两种方式。小功率无线充电常采用电磁感应式,如对手机充电的Qi方式,但中兴的电动汽车无线充电方式采用感应式 [1]。大功率无线充电常采用谐振式(大部分电动汽车充电采用此方式)由供电设备(充电器)将能量传送至用电的装置,该装置使用接收到的能量对电池充电,并同时供其本身运作之用。由于充电器与用电装置之间以磁场传送能量,两者之间不用电线连接,因此充电器及用电的装置都可以做到无导电接点外露。
电磁感应式
初级线圈一定频率的交流电,通过电磁感应在次级线圈中产生一定的电流,从而将能量从传输端转移到接收端。目前最为常见的充电解决方案就采用了电磁感应,事实上,电磁感应解决方案在技术实现上并无太多神秘感,中国本土的比亚迪公司,早在2005年12月申请的非接触感应式充电器专利,就使用了电磁感应技术 [2]。
磁场共振
由能量发送装置,和能量接收装置组成,当两个装置调整到相同频率,或者说在一个特定的频率上共振,它们就可以交换彼此的能量,是目前正在研究的一种技术,由麻省理工学院(MIT)物理教授Marin Soljacic带领的研究团队利用该技术点亮了两米外的一盏60瓦灯泡,并将其取名为WiTricity。该实验中使用的线圈直径达到50cm,还无法实现商用化,如果要缩小线圈尺寸,接收功率自然也会下降。
无线电波式
无线充电技术原理图这是发展较为成熟的技术,类似于早期使用的矿石收音机,主要有微波发射装置和微波接收装置组成,可以捕捉到从墙壁弹回的无线电波能量,在随负载作出调整的同时保持稳定的直流电压。此种方式只需一个安装在墙身插头的发送器,以及可以安装在任何低电压产品的“蚊型”接收器。
当前无线充电技术主要有 电磁感应式、磁共振式、无线电波式、电场耦合式 四种基本方式。电磁感应无线充电技术利用的是电磁感应原理,电磁感应原理是一种由磁通量变化产生感应电动势的现象,具体是指磁铁穿过线圈的过程中线圈切断了磁场从而产生了感应电流,并且电流计的指针发生了偏转。
四类无线充电技术分析电磁感应技术:
1、电磁感应式无线充电是基于电磁感应原理,这类充电系统主要由初级线圈和次级线圈两个线圈组成,通过给初级线圈通以一定频率的交流电,由于电磁感应的作用,在次级线圈中会产生一定的电流,因此能量就从传输端转移到了接收端。它的优点是能量效率较高、技术简单,缺点传输距离短、使用位置相对固定。
2、磁场共振技术:磁场共振式无线充电需要将能量发送装置和能量接收装置中的两个线圈作为共振器,由小电容并联或串联而成的大电感线圈组成,通过共振效应进行能量传输,并且这两个装置需调整到相同频率。相比于电磁感应,磁共振无线充电的传输距离更长、供电效率更高,并且支持一对多的供电方式。
3、无线电波输电技术:该技术是将电磁波转换为电流,再通过电路传输电流进行充电。无线电波输电系统主要由微波发射装置和微波接收装置组成。微波发射装置发射无线电波,微波接收装置捕捉无线电波能量,并随负载做出调整,得到稳定的直流电。它具有体积小、发热低和高效率的优势,缺点在于开发和支持者较少,不利于普及。
4、电场耦合技术:电场耦合技术将电能以微波的形式沿垂直方向耦合两组非对称偶极子而产生电力,通过无线传送,发射到远端的接收天线,然后通过整流、调制等处理后使用,虽然这种方式能效很低,但使用最为方便。
无线充电原理:无线充电主要采用电磁感应式,充电器与用电装置之间以磁场传送能量,两者之间不用电线连接,因此充电器及用电的装置都可以做到无导电接点外露。
无线充电技术源于无线电能传输技术,可分为小功率无线充电和大功率无线充电两种方式。
1、小功率无线充电常采用电磁感应式,如对手机充电的Qi方式,但中兴的电动汽车无线充电方式采用感应式。
2、大功率无线充电常采用谐振式由供电设备将能量传送至用电的装置,该装置使用接收到的能量对电池充电,并同时供其本身运作之用。
已下架
无线充电技术主要有三种:
1、电磁感应式:初级线圈一定频率的交流电,通过电磁感应在次级线圈中产生一定的电流,从而将能量从传输端转移到接收端。
2、磁场共振:由能量发送装置,和能量接收装置组成,当两个装置调整到相同频率,或者说在一个特定的频率上共振,它们就可以交换彼此的能量。
3、无线电波式:微波发射装置和微波接收装置组成,可以捕捉到从墙壁弹回的无线电波能量,在随负载作出调整的同时保持稳定的直流电压。