微距離無(wú)線(xiàn)充電器的設計

1 引言

無(wú)線(xiàn)電技術(shù)用于通信，已經(jīng)在全世界流行了近一百年。從當初的無(wú)線(xiàn)電廣播和無(wú)線(xiàn)電報，發(fā)展到現在的衛星和微波通信，以及普及到全球幾乎每一個(gè)個(gè)人的移動(dòng)通信、無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )、GPS等。無(wú)線(xiàn)通信極大地改變了人們的生產(chǎn)和生活方式，沒(méi)有無(wú)線(xiàn)通信，信息化社會(huì )的目標是不可議的。然而，無(wú)線(xiàn)通信傳送的都是微弱的信息,而不是功率較大的/能量。因此許多使用極為方便的便攜式的移動(dòng)產(chǎn)品，都要不定期地連接電網(wǎng)進(jìn)行充電，也因此不得不留下各種插口和連接電纜。這就很難實(shí)現具有防水性能的密封工藝，而且這種個(gè)性化的線(xiàn)纜使得不同產(chǎn)品的充電器很難通用。如果徹底去掉這些尾巴,移動(dòng)終端設備就可以獲得真正的自由。也易于實(shí)現密封和防水。這個(gè)目標必須要求能量也像信息一樣實(shí)現無(wú)線(xiàn)傳輸。

能量的傳送和信號的傳輸要求顯然不同，后者要求其內容的完整和真實(shí)，不太要求效率，而前者要求的是功率和效率。雖然能量的無(wú)線(xiàn)傳送的想法早已有之，但因為一直無(wú)法突破效率這個(gè)瓶頸，使它一直不能進(jìn)入實(shí)用領(lǐng)域。

目前，這個(gè)瓶頸仍然沒(méi)有實(shí)質(zhì)性的突破。但是如果對傳輸距離沒(méi)有嚴格要求(不跟無(wú)線(xiàn)通信比)，比如在數cm(本文稱(chēng)微距)的范圍內，其傳輸效率就很容易提高到滿(mǎn)意的程度。如果能用比較簡(jiǎn)單的設備實(shí)現微距條件下的無(wú)線(xiàn)傳能，并形成商業(yè)化的推廣應用，當今社會(huì )隨處可見(jiàn)的移動(dòng)電子設備將有可能面臨一次新的變革。

2 工作原理

將直流電轉換成高頻交流電，然后通過(guò)沒(méi)有任何有有線(xiàn)連接的原、副線(xiàn)圈之間的互感耦合實(shí)現電能的無(wú)線(xiàn)饋送?；痉桨溉鐖D1所示。

本無(wú)線(xiàn)充電器由電能發(fā)送電路和電能接收與充電控制電路兩部分構成。

2.1 電能發(fā)送部分

如圖2,無(wú)線(xiàn)電能發(fā)送單元的供電電源有兩種：220V交流和24V直流(如汽車(chē)電源)，由繼電器J選擇。按照交流優(yōu)先的原則，圖中繼電器J的常閉觸點(diǎn)與直流(電池BT1)連接。正常情況下S3處于接通狀態(tài)。

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