无线电力传输的工作原理是什么

无线电力传输是通过电磁波将电能从一个系统传输到另一个系统的过程，而无需使用电线或任何物理接触。

在这篇文章中，我们将讨论无线电力传输的工作原理或不使用电线通过空气传输电力。

您可能已经遇到过这项技术，并且可能已经在互联网上浏览了许多相关理论。

尽管互联网上可能充斥着通过示例和视频解释这一概念的文章，但读者大多无法理解该技术的核心原则及其未来前景。

无线电力传输的工作原理

在本文中，我们将粗略地尝试了解无线电力传输如何发生或工作或传导发生，以及为什么这个想法很难远距离实现。

无线电力传输最常见和最经典的例子是我们旧的无线电和电视技术，该技术的工作原理是将电波（RF）从一个点发送到另一个点，而无需电缆，以进行预期的数据传输。

困难

然而，该技术背后的缺点是它无法以高电流传输波，因此发射的功率在接收侧变得有意义且可用于驱动潜在的电负载。

这个问题变得很困难，因为空气的阻力可能在数百万兆欧姆的范围内，因此极难切割。

另一个使长途传输更加困难的麻烦是将电源集中到目的地的可行性。

如果允许发射电流在广角上分散，目标接收器可能无法接收发送的功率，并且可能只获取其中的一小部分，从而使操作效率极低。

然而，在没有电线的情况下短距离传输电力看起来要容易得多，并且已经被许多人成功实施，仅仅是因为对于短距离来说，上述限制永远不会成为问题。

对于短距离无线电力传输，遇到的空气阻力要小得多，在几1000兆欧姆的范围内（甚至更小，取决于接近程度），并且通过结合高电流和高频，传输变得相当有效。

获得最佳射程

为了获得最佳的距离电流效率，传输频率成为操作中最重要的参数。

更高的频率可以更有效地覆盖更大的距离，因此这是设计无线电力传输设备时需要遵循的一个要素。

另一个有助于更容易传输的参数是电压电平，更高的电压允许涉及更低的电流，并保持设备紧凑。

现在让我们尝试通过一个简单的电路设置来掌握这个概念：

电路设置

零件清单

R1 = 10 欧姆

L1 = 9-0-9 圈，即使用 18 SWG 超漆包铜线使用中心抽头 30 圈。

L2 = 18 圈，使用 30 SWG 超漆包铜线。

T1 = 2N2222 D1----

D4 = 1N4007

C1 = 100uF/25V 3V = 2 节 AAA 1.5V

串联电池

上图显示了一个简单的无线电力传输电路，由设计左侧的发射器级和右侧的接收器级组成。

可以看到这两个阶段都与预期的电力转移的显着气隙分开。

工作原理

功率发射器级看起来像一个振荡器电路，通过NPN晶体管和电感器上的反馈网络电路组成。

是的，没错，发射器确实是一个振荡器级，它以推挽方式工作，用于在相关线圈 （L1） 中感应脉动高频电流。

感应高频电流在线圈周围产生相应数量的电磁波。

在高频下，该电磁场能够通过其周围的气隙撕裂，并达到允许的距离，具体取决于其额定电流。

可以看到接收器级仅由一个与L2非常相似的互补电感L1组成，其唯一作用是接受发射的电磁波并将其转换回电位差或电力，尽管由于涉及通过空气的传输损耗，功率水平较低。

L1产生的电磁波被辐射到周围，L2在线路中的某个地方被这些EM波击中。当这种情况发生时，L2导线内的电子被迫以与EM波相同的速率振荡，最终导致L2上也产生感应电流。

电力通过连接的桥式整流器和C1进行适当的整流和滤波，C《》在所示输出端子上构成等效直流输出。

实际上，如果我们仔细观察无线电力传输的工作原理，我们会发现它并不是什么新鲜事，而是我们通常在电源，SMPS单元等中使用的古老变压器技术。

唯一的区别是我们通常在常规电源变压器中找到的铁芯缺失。该内核有助于最大化（集中）功率传输过程，并引入最小的损耗，从而在很大程度上提高效率

电感磁芯选择

该磁芯还允许在工艺中使用相对较低的频率，铁芯变压器的精确频率约为50至100 Hz，而铁氧体磁芯变压器的精确频率在100kHz以内。

然而，在我们提出的关于无线电力传输如何工作的文章中，由于这两个部分需要完全彼此分离，因此使用内核变得毫无疑问，并且系统被迫在没有辅助内核舒适的情况下工作。

如果没有磁芯，则必须使用相对较高的频率和更高的电流，以便能够启动传输，这可能直接取决于发射级和接收级之间的距离。

总结概念

总而言之，从上面的讨论中，我们可以假设，要实现最佳的空气动力传输，我们需要在设计中包含以下参数：

相对于预期电压感应的正确匹配线圈比。

发射器线圈的高频范围为200kHz至500kHz或更高。

发射器线圈的高电流，取决于辐射电磁波需要传输多远的距离。