具有原邊控製和接收器的感應式功率傳輸
發布時間:2022-01-07 責任編輯:lina
【導讀】功gong率lv的de無wu線xian傳chuan輸shu擁yong有you眾zhong多duo的de優you勢shi。例li如ru,它ta使shi易yi於yu發fa生sheng故gu障zhang的de插cha頭tou成cheng為wei多duo餘yu,可ke以yi將jiang設she備bei內nei置zhi在zai具ju備bei防fang潮chao能neng力li的de外wai殼ke中zhong。用yong戶hu也ye無wu須xu忍ren受shou插cha入ru電dian纜lan的de麻ma煩fan,大da多duo數shu無wu線xian功gong率lv傳chuan輸shu應ying用yong存cun在zai於yu便bian攜xie式shi設she備bei電dian池chi充chong電dian領ling域yu。
功gong率lv的de無wu線xian傳chuan輸shu擁yong有you眾zhong多duo的de優you勢shi。例li如ru,它ta使shi易yi於yu發fa生sheng故gu障zhang的de插cha頭tou成cheng為wei多duo餘yu,可ke以yi將jiang設she備bei內nei置zhi在zai具ju備bei防fang潮chao能neng力li的de外wai殼ke中zhong。用yong戶hu也ye無wu須xu忍ren受shou插cha入ru電dian纜lan的de麻ma煩fan,大da多duo數shu無wu線xian功gong率lv傳chuan輸shu應ying用yong存cun在zai於yu便bian攜xie式shi設she備bei電dian池chi充chong電dian領ling域yu。
在該領域中有幾項已經確立的標準。不過,有很多應用不需要任何標準。因此,可以使用個別優化的功率傳輸。圖1顯(xian)示(shi)了(le)一(yi)種(zhong)感(gan)應(ying)式(shi)功(gong)率(lv)傳(chuan)輸(shu)概(gai)念(nian),將(jiang)兩(liang)個(ge)線(xian)圈(quan)緊(jin)靠(kao)在(zai)一(yi)起(qi),在(zai)原(yuan)邊(bian)線(xian)圈(quan)中(zhong)會(hui)產(chan)生(sheng)交(jiao)流(liu)電(dian),像(xiang)在(zai)變(bian)壓(ya)器(qi)中(zhong)一(yi)樣(yang),通(tong)過(guo)產(chan)生(sheng)的(de)磁(ci)場(chang),在(zai)副(fu)邊(bian)線(xian)圈(quan)中(zhong)感(gan)生(sheng)交(jiao)流(liu)電(dian)。

圖1:具有原邊控製和接收器的感應式功率傳輸概念
原(yuan)則(ze)上(shang),原(yuan)邊(bian)發(fa)送(song)器(qi)可(ke)采(cai)用(yong)一(yi)個(ge)簡(jian)單(dan)的(de)振(zhen)蕩(dang)器(qi)和(he)少(shao)量(liang)分(fen)立(li)組(zu)件(jian)構(gou)建(jian)而(er)成(cheng),這(zhe)對(dui)於(yu)低(di)功(gong)率(lv)級(ji)別(bie)的(de)傳(chuan)輸(shu)是(shi)十(shi)分(fen)有(you)效(xiao)的(de)。對(dui)於(yu)較(jiao)高(gao)的(de)功(gong)率(lv),應(ying)采(cai)用(yong)一(yi)個(ge)諸(zhu)如(ru)LTC4125之類的集成化發送器電路。發送器非常jing確地調節到給定的諧振頻率。這使得可利用特定的組件實現很大功率傳輸。
LTC4125還能檢測原邊線圈上的異物。例如,倘若一塊金屬緊靠在線圈上,就會在該金屬中形成渦流。它們使這塊金屬升溫(尤其是在高功率的場合),並會導致人員受傷。在低功率級別,異物僅會引起極其微弱的發熱,並不會產生重大風險。LTC4125能檢測到金屬物體,然後降低功率或中斷功率傳輸。為節省電能,LTC4125可依據副邊的功率要求調整發送功率。
圖2顯(xian)示(shi)了(le)一(yi)個(ge)采(cai)用(yong)特(te)定(ding)組(zu)件(jian)的(de)演(yan)示(shi)電(dian)路(lu)實(shi)例(li)。該(gai)圖(tu)顯(xian)示(shi)了(le)當(dang)兩(liang)個(ge)線(xian)圈(quan)之(zhi)間(jian)存(cun)在(zai)特(te)定(ding)的(de)偏(pian)移(yi)或(huo)間(jian)隔(ge)量(liang)時(shi)會(hui)發(fa)生(sheng)什(shen)麼(me)。在(zai)變(bian)壓(ya)器(qi)中(zhong),耦(ou)合(he)係(xi)數(shu)通(tong)常(chang)介(jie)於(yu)0.95和1之間。在無線功率傳輸係統中,0.8至0.05的耦合係數是很常見的。在圖2中,線圈偏移(單位:毫米)示於x軸。在y軸上則顯示兩個線圈之間的間隔(也以毫米為單位)。
因此,對於1W的電池充電功率,假如兩個線圈完全垂直對準(如線圈偏移為零),則兩個線圈的間隔距離很大可為12mm。功率越高,兩個線圈必須越靠近和更jing確地對準。可發送功率可以通過電路元件的選擇進行調整。然而,線圈偏移和線圈間隔之間的關係將與示例中所示的相似。

圖2:兩個線圈之間的偏移和間隔所產生的影響
對於更長距離的無線功率傳輸,可使用RF功率傳輸。有工作在ISM頻段的測試裝置。不過,與這裏所述的感應式耦合方法相比,它們的可發送功率和傳輸效率要低得多。
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