×
×

即将大放异彩的无线电源传输技术

2017-03-10 20:35:23 源头:n
由美国麻省理工学院(MIT)独立进去的WiTricity现任总裁EricGiler,曾经在2009年曾经于TED发表题为「无线电力技术树模」的卓越演说,展示了如何操纵无线电源传输技术启动一部小型电视机──而那是2009年,该技术从那之后间断演进,如下让我们来看看这个令人赞扬的技术范畴,能为构想工程师带来什麽样的新机遇。
 
近来,我与宜普电源转换公司(EPC)运用工程副总裁Michael de Rooij会商关于无线电源在2017年的挑衅以及机遇;我丫择与de Rooij会商这个议题,除了由于EPC是氮化镓(GaN)功率元件的领导提供商,该公司也能为构想工程师们提供包罗开发板、参考构想以及辅导性的增援,包罗de Rooij撰写的《无线电源手册(Handbook for Wireless Power)》。
 
EPC在1月初举行的年度海外耗损性电子展(CES 2017)上,展示了一部43吋平面HDTV,那台电视能隔著一道石膏板牆,藉由无线电源得到电力;在2017年,你将会看到EPC为业界带来更后退先辈的无线电源干系解决办理,高出2009年Giler所展示的技术。
 
增援更长传输间隔的无线电源
 
我丫问de Rooij无关当初无线充电办理增援更长传输间隔、更高效力时会遭逢的限定,以及其大概性;我们如何让这种电力传输技术的效力到达整个耗损者都能吸取的水准?氮化镓功率元件(如EPC的eGaN技术)如何能继续帮忙鞭策无线电源技术的巴望?
 
de Rooij首先提到在线圈(coil)构想方面的限定;把柄履历规定,当初若线圈是7吋以上的直径,功能就会起飞;此外每一组线圈的品行因数(Q)以及线圈之间的藕合系数(k)都市影响长间隔的无线充电效力,发射与接收线圈的尺寸以及多少形态各自都市大幅影响Q以及k的数值。图1是无线电源传输的基本情理。
 
20170308TA01P1
 
图1 无线电源传输的基本情理。(图片源头:Würth Elektronik)
 
 
de Rooij提到,无线电源传输的电磁场(E-field)模式尽管有技术上的问题,然而可能长间隔传输电力──这方面大概还有局部同样寻常会挂念到的问题,包罗发作臭氧(ozone)还有与生物性等其余物质发作交互感化);这种充电模式大概更实用能悬浮在充电板上的装配,如无人机。
 
电场藕合技术最直接的告发,是在源极(source)以及负载(load)之间採用平行板电容器(parallel plate capacitor),输入阻抗需与之匹配,才气实现高效力电源传输;也便是说,有一片板子是放在待充电的无人机底部,此外一片便是在充电板上(如图2)。
 
20170308TA01P2
 
图2 (a)无线电源传输电场藕合架构;(b)电路模子。(图片源头:https://goo.gl/HRZf11)
 
 
以磁共振藕合(magnetic resonant coupling)技术对于地面悬浮的无人机举行充电也是了始终错的调换办理,如图 3所示,该充电板的线圈採用方形构想,无人机上的接收线圈调度为合乎增援著陆(landing),使发射以及接收线圈之间的间隔缩至最短,约只要几公釐(mm),因此使线圈之间的藕合因数患上以最大化。
 
20170308TA01P3
 
图3 以磁共振藕合线圈为悬浮的无人机举行无线充电。(图片源头:https://goo.gl/HRZf11)
 
 
无线电源传输线圈技术的当初与未来成长
 
de Rooij表示,无线充电解决办理提供商NuCurrent当初正在开发效力更高的无线充电线圈;Nucurrent号称该公司当初的无线电源「天线」效力高于市面上任何印刷天线/线圈/共振器,其採用Qi/PMA频率(~200KHz)的构想通?傻酱锔20%以上的效力,採用A4WP频率(6.78MHz)或者NFC频率(13.56MHz)的构想则可到达高60%的效力。
 
若将无线电源传输线圈嵌入地砖中,有助于电场的分佈,并多因此略为拉长电源传输间隔;但更弛缓的是,这样便可能大幅扩增收集电力的范畴──相较于繁多线圈的构想,在相同的包围范畴下,这是一个效力更高的解决办理。
 
而EPC在CES 2017展示的那台无线供电HDTV,是我到当初为止见过最佳坏的无线电源传输运用;此外咖啡连锁店Starbucks当初也有某些门市在店内坐位供应无线充电装配,让主顾能为聪颖型手机充电,假设你的手机没有内建无线充电成果,他们还可能卖转接器给你(如图4)。
 
20170308TA01P4
 
图4 Powermat的无线充电解决办理已经得到Starbucks等业者採用。(图片源头:Powermat)
 
 
EPC是若作甚HDTV提供无线电源的?该公司是选用一台43吋VizioD43-D1高画质电视,其最高功率经测试为85W;先前有一些测试是採奋力率较低的20吋电视。

整个批判

X