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    告別“插電”煩惱,這些優勢無線功率傳輸都具備!

    發布時間:2019-08-19 責任編輯:wenwei

    【導讀】功率的無線傳輸擁有眾多的優勢。例如,它使易于發生故障的插頭成為多余,可以將設備內置在具備防潮能力的外殼中。用戶也無須忍受插入電纜的麻煩,大多數無線功率傳輸應用存在于便攜式設備電池充電領域。
     
    在該領域中有幾項已經確立的標準。不過,有很多應用不需要任何標準。因此,可以使用個別優化的功率傳輸。圖1 示出了一種感應式功率傳輸概念,將兩個線圈緊靠在一起,在原邊線圈中會產生交流電,像在變壓器中一樣,通過產生的磁場,在副邊線圈中感生交流電。
     
    告別“插電”煩惱,這些優勢無線功率傳輸都具備!
    圖 1. 具有原邊控制和接收器的感應式功率傳輸概念。
     
    原則上,原邊發送器可采用一個簡單的振蕩器和少量分立組件構建而成,這對于低功率級別的傳輸是十分有效的。對于較高的功率,應采用一個諸如ADI的 LTC4125 等集成化發送器電路。發送器非常精確地調節到給定的諧振頻率。這使得可利用特定的組件實現最大功率傳輸。
     
    LTC4125 還能檢測原邊線圈上的異物。例如,倘若一塊金屬緊靠在線圈上,就會在該金屬中形成渦流。它們使這塊金屬升溫(尤其是在高功率的場合),并會導致人員受傷。在低功率級別,異物僅會引起極其微弱的發熱,并不會產生重大的風險。LTC4125 能檢測到金屬物體,然后降低功率或中斷功率傳輸。為節省電能,LTC4125 可依據副邊的功率要求調整發送功率。
     
    圖 2 顯示了一個采用特定組件的演示電路實例。該圖示出了當兩個線圈之間存在特定的偏移或間隔量時會發生什么。在變壓器中,耦合系數通常介于 0.95 和 1 之間。在無線功率傳輸系統中,0.8 至 0.05 的耦合系數是很常見的。在圖2 中,線圈偏移(單位:毫米) 示于 x 軸。在 y 軸上顯示了兩個線圈之間的間隔(也以毫米為單位)。
     
    因此,對于 1W 的電池充電功率,假如兩個線圈完全垂直對準(比如,線圈偏移為零),則兩個線圈的間隔距離最大可為 12mm。功率越高,兩個線圈必須越靠近和更精確地對準。可發送功率可以通過電路元件的選擇進行調整。然而,線圈偏移和線圈間隔之間的關系將與例中所示的相似。
     
    告別“插電”煩惱,這些優勢無線功率傳輸都具備!
    圖2. 兩個線圈之間的偏移和間隔所產生的影響。
     
    對于更長距離的無線功率傳輸,可使用 RF 功率傳輸。有工作在 ISM 頻段的測試裝置。不過,與這里所述的感應式耦合方法相比,它們的可發送功率和傳輸效率要低得多。
     
     
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