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无线充电方案中的电感耦合技术
编辑:深圳市科力威科技有限公司   发布时间:2018-01-12

       在无线充电法案中电感耦合(电磁感应或感应电力传输,IPT),电力线圈之间通过磁场传输。发射器和接收器线圈一起形成一个变压器。通过发射器线圈的交流电以安培定律产生振荡磁场。磁场通过接收线圈,在那里引起交变 EMF(电压)通过法拉第感应定律,在接收器中产生交流电。所述的诱导的交变电流可以或者直接驱动负载,或者被整流,以引导电流通过(DC)整流器在接收器,其驱动所述负载。一些系统,例如电动牙刷充电座,工作在50/60赫兹,因此交流电源电流直接施加到发射器线圈,但是在大多数系统中,电子振荡器产生驱动线圈的较高频率的交流电流,因为传输效率随着频率提高。


       电感耦合是目前使用最为广泛的无线充电技术,也是迄今为止唯一一款用于商业产品无线充电器中的技术。它是在使用感应充电代表无线在潮湿环境中使用的器具如电动牙刷和剃须刀,以减少电击的危险。另一个应用领域是生物医学的“经皮”再充电假体装置 植入在人体内,例如心脏起搏器和胰岛素泵,以避免穿过皮肤具有导线。它也被用来充电电动车辆如汽车,或者为公共汽车和火车等交通车辆充电或供电。


       然而,增长最快的用途是移动电子设备类的无线充电器,用于为移动和手持无线设备(如笔记本电脑和平板电脑,手机,数字媒体播放器和视频游戏控制器)充电。


       输的功率随频率和互感增加在线圈之间,取决于它们的几何形状和距离耦合系数。该无量纲参数等于的分数通过发射器线圈;通过接收器线圈当L2开路时。如果两个线圈在同一个轴上并且靠近在一起,那么所有的磁通量都来自于经过链路效率接近100%。线圈之间的间隔越大,来自第一线圈的磁场越多,而第二线圈的磁场越低链路效率在大分离时接近零。传送的链路效率和功率大致成比例。为了实现高效率,线圈必须非常靠近在一起,线圈直径的一小部分,通常在厘米之内,线圈的轴线对齐。通常使用宽的扁平线圈形状来增加耦合。铁素体“磁通约束”芯可以限制的磁场,提高耦合和减少干扰附近的电子,,但它们是笨重所以小型无线设备经常使用空芯线圈。普通的电感耦合只有在线圈非常靠近时才能达到高效率,通常是相邻的。在大多数现代感应系统中,使用了谐振电感耦合(下面描述),其中通过使用谐振电路来提高效率。与非共振电感耦合相比,这可以实现更高的距离。