“美妙共振”

在我還不能準確定義“共振”這一概念的時(shí)候，我就對這個(gè)詞很感興趣?！?a class="contentlabel" href="http://dyxdggzs.com/news/listbylabel/label/共">共振”有多種不同的含義，其中大部分含義之間都存在著(zhù)某種關(guān)聯(lián)。作為電子工程師，現在我聽(tīng)到這個(gè)詞的第一反應就會(huì )想到調諧 LC 電路。

不過(guò)隨后我還會(huì )聯(lián)想到許多別的東西，如鐘擺、游樂(lè )場(chǎng)的秋千或者音叉，這些都是現實(shí)世界中共振的例子。我曾咨詢(xún)過(guò)其他人，問(wèn)他們是怎么理解共振的，得到的回應真是五花八門(mén)，有的人茫然地瞪了我一眼，也有人說(shuō)“讓我想起詩(shī)歌”

根據維基百科的定義，共振是指“系統在某些頻率下比在其它頻率下以更大的振幅做振動(dòng)的傾向”。雖然這種生硬的技術(shù)類(lèi)定義看似不太富有詩(shī)意，不過(guò)在我們思考“固有頻率”概念的真正含義時(shí)，確實(shí)賦予了其詩(shī)意。畢竟精確調諧和高效率有其優(yōu)雅之處。

那么共振與電池管理又有何關(guān)系呢？共振式電源轉換器是無(wú)線(xiàn)電源技術(shù)的核心，可改善眾多電池供電設備的效用和效能。如今我們的日常工作生活越來(lái)越依賴(lài)這些設備，我們需要某種手段讓它們盡量保持電量充足、隨時(shí)可用。

我們現在正在制定各種標準，以實(shí)現無(wú)線(xiàn)電源發(fā)送器與各個(gè)制造商生產(chǎn)的便攜式設備（無(wú)線(xiàn)電源接收器）之間的可兼容運行。

預計未來(lái)幾個(gè)月或幾年里，我們在公共場(chǎng)所、辦公地點(diǎn)和交通工具中會(huì )看到越來(lái)越多的無(wú)線(xiàn)充電站。更多的手持和便攜式設備也將相應具備無(wú)線(xiàn)充電功能，以充分利用多種可用的充電電源。用戶(hù)只要把電話(huà)放在桌面上，就可以把電池充滿(mǎn)。

目前最常用的無(wú)線(xiàn)電源均采用電磁感應原理。其基本解釋可參見(jiàn)“無(wú)線(xiàn)充電聯(lián)盟”的網(wǎng)站：感應式電力傳輸。

機械共振的研究始于 16 世紀，電氣共振的研究始于 19 世紀。到最近幾年，共振式轉換器最終成為無(wú)線(xiàn)電力傳輸的通用方法。這種共振技術(shù)之所以在這些設計中倍受青睞，是因為它能夠讓一個(gè)系統在相對較寬的功率級范圍內保持良好的轉換效率。關(guān)于共振耦合的概述，請參閱：《共振耦合》。

圖 1：采用 TIbqTESLA 的無(wú)線(xiàn)電源系統方框圖。

一般來(lái)說(shuō)，現在的消費者都會(huì )在家中安裝無(wú)線(xiàn)路由器，供多臺電腦、智能電話(huà)及其它設備使用，而在出差時(shí)則可利用多個(gè)地點(diǎn)的無(wú)線(xiàn)熱點(diǎn)讓他們的設備接入互聯(lián)網(wǎng)。相對而言，無(wú)線(xiàn)電源標準的推出可讓未來(lái)移動(dòng)用戶(hù)在家中使用無(wú)線(xiàn)充電底座為多種設備充電，而且還可免去通勤或出差時(shí)攜帶充電器的麻煩。隨著(zhù)更多的人開(kāi)始體驗無(wú)線(xiàn)電源的便利與實(shí)用，無(wú)線(xiàn)充電的概念應該會(huì )真正開(kāi)始與公眾產(chǎn)生共鳴。

圖 1 顯示了采用 TIbqTESLA芯片組設計的無(wú)線(xiàn)電源系統的基本方框圖。發(fā)送器（充電底座）的占空比是固定的，但工作頻率會(huì )變。接收器使用正向電源傳輸所使用的電磁感應，將所需的功率電平傳回發(fā)送器。

圖 2：接收功率隨發(fā)送器頻率的變化而變化。

如圖 2 所示，接收功率隨發(fā)送器頻率的變化而變化。如果接收器需要增減功率，發(fā)送器可以相應地改變自身的頻率。接收器調諧在與發(fā)送器相同的共振頻率上，以實(shí)現諧振點(diǎn)上的最大功率傳輸。當接收器不需要最大功率時(shí)，發(fā)送器增大其頻率，遠離共振峰值。

如欲了解有關(guān)共振轉換器和無(wú)線(xiàn)電源的更多詳情，請閱讀 TI 網(wǎng)站上的更多資訊：www.ti.com/bqtesla-ca。

UpalSengupta是TI電池管理解決方案產(chǎn)品部的高級應用工程師，自從2003年加入TI以來(lái)，從事過(guò)應用工程師與技術(shù)市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)方面的工作，為便攜式電源與電池管理提供支持。在加入TI前，Upal曾效力于多家開(kāi)發(fā)移動(dòng)電話(huà)、便攜式計算機與消費類(lèi)產(chǎn)品的OEM廠(chǎng)商，擔任系統設計工程師。Upal先后畢業(yè)于伊利諾伊大學(xué)(the University of Illinois)與密歇根州立大學(xué)(Michigan State University)，分別獲電氣工程學(xué)士學(xué)位與電氣工程碩士學(xué)位。