前言：中文期刊網精心挑選了無線電力傳輸范文供你參考和學習，希望我們的參考范文能激發你的文章創作靈感，歡迎閱讀。
無線電力傳輸范文1
1.引言
自17世紀人類發現如何發電后就用金屬電線來四處傳輸電力。時至今日，供電網、高壓線已遍布全球的角角落落。在工作和生活中，越來越多的電器給我們帶來極大便捷的同時，不知不覺各種“理不清”的電源線、數據線帶來的困擾也與日俱增。不過，這些年的科技發展表明，在無線數據傳輸技術日益普及之時，科學家對無線電力傳輸（Wireless Power Transmission，WPT）的研究也有了很大突破，從某種意義上來講，無線電力傳輸也不再是幻想——在未來的生活中擺脫那些紛亂的電源線已成為可能。
2.無線電力傳輸的發展歷史
19世紀末被譽為“迎來電力時代的天才”的名尼古拉·特斯拉（Nikola Tesla，1856—1943）在電氣與無線電技術方面作出了突出貢獻。他1881年發現了旋轉磁場原理，并用于制造感應電動機；1888年發明多相交流傳輸及配電系統；1889—1890年制成赫茲振蕩器；1891年發明高頻變壓器（特斯拉線圈），現仍廣泛用于無線電、電視機及其他電子設備。他曾致力于研究無線傳輸信號及能量的可能性，并在1899年演示了不用導線采用高頻電流的電動機，但由于效率低和對安全方面的擔憂，無線電力傳輸的技術無突破性進展［1］。1901—1905年在紐約附近的長島建造Wardenclyffe塔，是一座復雜的電磁振蕩器，設想它將能夠把電力輸送到世界上任何一個角落，特斯拉利用此塔實現地球與電離層共振。
2001年5月，法國國家科學研究中心的皮格努萊特，利用微波無線傳輸電能點亮40m外一個200W的燈泡。其后，2003年在島上建造的10kW試驗型微波輸電裝置，已開始以2.45GHz頻率向接近1km的格朗巴桑村進行點對點無線供電。
2005年，香港城市大學電子工程學系教授許樹源成功研制出“無線電池充電平臺”，但其使用時仍然要將產品與充電器接觸。
2006年10月，日本展出了無線電力傳輸系統。此系統輸出端電力為7V、400mA，收發線圈間距為4mm時，輸電效率最大為50%，用于手機快速充電。
2007年6月，美國麻省理工學院的物理學助理教授馬林·索爾賈希克研究團隊實現了在短距離內的無線電力傳輸。他們給一個直徑60厘米的線圈通電，6英尺（約1.83米）之外連接在另一個線圈上的60瓦的燈泡被點亮了。這種馬林稱之為“WiTricity”技術的原理是“磁耦合共振”。
2008年9月，北美電力研討會的論文顯示，他們已經在美國內華達州的雷電實驗室成功地將800W電力用無線的方式傳輸到5m遠的距離。
2009年10月，日本奈良市針對充電式混合動力巴士進行了無線充電實驗。供電線圈埋入充電臺的混凝土中，汽車駛上充電臺，將車載線圈對準供電線圈就能開始充電。
3.無線電力傳輸的基本原理
3.1電磁感應——短程傳輸
電磁感應現象是電磁學中最重大的發現之一，它顯示了電、磁現象之間的相互聯系與轉化。電磁感應是電磁學中的基本原理，變壓器就是利用電磁感應的基本原理進行工作的。利用電磁感應進行短程電力傳輸的基本原理如圖1所示，發射線圈L1和接收線圈L2之間利用磁耦合來傳遞能量。若線圈L1中通已交變電流，該電流將在周圍介質中形成一個交變磁場，線圈L2中產生的感應電勢可供電給移動設備或者給電池充電。
3.2電磁耦合共振——中程傳輸
中程無線電力傳輸方式是以電磁波“射頻”或者非輻射性諧振“磁耦合”等形式將電能進行傳輸。它基于電磁共振耦合原理，利用非輻射磁場實現電力高效傳輸。在電子學的理論中，當交變電流通過導體，導體的周圍會形成交變的電磁場，稱為電磁波。在電磁波的頻率低于100khz時，電磁波就會被地表吸收，不能形成有效的傳輸，當電磁波頻率高于100khz時，電磁波便可以在空氣中傳播，并且經大氣層外緣的電離層反射，形成較遠距離傳輸能力，人們把具有較遠距離傳輸能力的高頻電磁波稱為射頻（即：RF）。將電信息源（模擬或者數字）用高頻電流進行調制（調幅或者調頻），形成射頻信號后，經過天線發射到空中；較遠的距離將射頻信號接收后需要進行反調制，再還原成電信息源，這一過程稱為無線傳輸。中程傳輸是利用電磁波損失小的天線技術，并借助二極管、非接觸IC卡、無線電子標簽，等等，實現效率較高的無線電力傳輸。
具體來說，整個裝置包含兩個線圈，每一個線圈都是一個自振系統。其中一個是發射裝置，與能量相連，它并不向外發射電磁波，而是利用振蕩器產生高頻振蕩電流，通過發射線圈向外發射電磁波，在周圍形成一個非輻射磁場，即將電能轉化為磁場。當接收裝置的固有頻率與收到的電磁波頻率相同時，接收電路中產生的振蕩電流最強，完成磁場到電能的轉換，從而實現電能的高效傳輸。圖2是一個典型的利用電磁共振來實現無線電力傳輸的系統方案。電磁波的頻率越高其向空間輻射的能量就越大，傳輸效率就越高。
3.3微波/激光——遠程傳輸
理論上講，無線電波的波長越短，其定向性越好，彌散就越小。所以，可以利用微波或激光形式來實現電能的遠程傳輸，這對于新能源的開發利用、解決未來能源短缺問題也有著重要意義。1968年，美國工程師彼得格拉提出了空間太陽能發電（Space Solar Power，SSP）的概念。其構想是在地球外層空間建立太能能發電基地，通過微波將電能送回地球。
4.無線電力技術的應用前景
無線電力傳輸作為一種先進的技術一般應用于特殊的場合，具有廣泛的應用前景。
4.1給一些難以架設線路或危險的地區供應電能
高山、森林、沙漠、海島等地的臺站經常遇到架設電力線路困難的問題，而工作在這些地方的邊防哨所、無線電導航臺、衛星監控站、天文觀測點等需要生活和工作用電，無線輸電可補充電力不足。此外，無線輸電技術還可以給游牧等分散區村落無變壓器供電和給用于開采放射性礦物、伐木的機器人供電。
4.2解決地面太陽能電站、水電站、風力電站、原子能電站的電能輸送問題
我國的新疆、西藏、青海等地降雨量少、日照充足且存在大片荒蕪土地，南方部分地區水力、風力資源豐富，這些地區有利于建造地面太陽能發電站或水電站、風力電站?？墒?，這些地區人煙稀少、地形復雜，在崇山峻嶺之中難以架設線路，這時無線輸電技術就有了用武之地。采用無線輸電技術，還可以把核電站建在沙漠、荒島等地。這樣一方面便于埋葬核廢料，另一方面當電站運行發生故障時也可以避免對周圍動植物的大量傷害和耕地的污染。
4.3傳送衛星太陽能電站的電能
所謂衛星太陽能電站，就是用運載火箭或航天飛機將太陽能電池板或太陽能聚光鏡等材料發送到赤道上空35800km的地球靜止同步軌道上。在太空的太陽光線沒有地球大氣層的影響，輻射能量十分穩定，是“取之不盡”的潔凈能源。并且一年中有99%的時間是白天，其利用效率比地面上要高出6—15倍［3］。在那里利用太陽能電池板把陽光直接轉變為電能，或者用太陽能聚光鏡把陽光匯聚起來作為熱源，像地面熱電廠一樣發電。這樣產生的電能供給微波源或激光器，然后采用無線輸電技術將大功率電磁射束發送至地面，接收到的微波能量經整流器后變成直流電，由變、配電設施供給用戶。
4.4無接點充電插座
隨著無線電力技術的發展，一些小型用電設備已經實現了無線供電。如：電動牙刷、“免電池”無線鼠標、無線供電“膜片”/“墊”等。無線供電“膜片”/“墊”是一種家用電器無線供電方式，用一片圖書大小的柔軟塑料膜片就可對家電進行無線供電，可為圣誕樹上的LED、裝飾燈、魚缸水中的燈泡、小型電機、手機、MP3、隨身聽、溫度傳感器、助聽器、汽車零部件、甚至是植入式醫療器件等供電。
4.5給以微波發動機推進的交通運輸工具供電
現在大部分交通運輸工具燃燒石油產品，其發動機叫做柴油發動機、汽油發動機等。與此類比，以微波作為能源推進的發動機叫做微波發動機。微波是工作頻率在0.3—300GHz的電磁波，不能直接用它來驅動電動機，因為要設計出在如此高的頻率下工作的發動機非常困難。如果思路加以改變，把微波能量轉變為直流電流的整流器，那么微波就可以直接作為交通工具的能源了。煤、石油、天然氣的存儲量有限，而日消耗量巨大，總有耗盡之日，到那時衛星太陽能電站可望成為能源供給的主干，通過無線輸電技術就可以直接把微波能量輸給交通運輸工具。
4.6在月球和地球之間架起能量之橋
世界人口的不斷增長和地球資源的日益耗盡，太陽系中其他星球的開發利用是人類一直以來的夙愿。月球是地球的天然衛星，其上資源豐富，地域遼闊，是首先要開發的星體。未來人類對月球的利用主要是移民和資源獲取。月球的土壤里富含SiO2，是制造太陽能電池的原料。如果先在月球上建立起工廠，然后把太陽能電站直接建在月球上，比起建在地球靜止同步軌道上要容易些，借助于微波束或激光束把電能發送到地球。
5.結語
隨著無線電力傳輸技術的不斷發展與成熟，不但使人們未來的生活有望擺脫手機、相機、筆記本電腦等移動設備電源線的束縛，享受在機場、車站、酒店多種場所提供的無線電力，而且可用于一些特殊場合，如人體植入儀器如心臟起搏器等的輸電問題、新能源（電動）汽車、低軌道軍用衛星、太陽能衛星發電站等。在世界經濟迅速發展的今天，節能和新的、可再生能源的開發是擺在能源工作者面前的首要問題。太陽能是取之不盡、用之不竭的干凈能源。除核能、地熱能和潮汐能之外，地球上的所有能源都來自太陽，建造衛星太陽能電站是解決人類能源危機的重要途徑。要將相對地球靜止的同步軌道上的電能輸送的地面，無線輸電技術將發揮至關重要的作用。從長遠來看，該技術具有潛在的廣泛應用前景。但是，每一種無線傳輸方式，都有一系列問題需要解決，如電能傳輸效率問題，電力公司如何收費和計費，能量傳輸所產生的電磁波是否對人體健康帶來危害，等等。不管怎樣，一旦這項技術能夠普及，就會給人們的生活帶來巨大的便利。
參考文獻
無線電力傳輸范文2
[關鍵詞]無線電能傳輸技術；綜述；應用前景
前言
無線電能傳輸技術有名無接觸電能傳輸技術，是指一種借助于電磁場或電磁波進行能量傳遞的技術，目前我國對此技術還在繼續研究階段?，F在的無線電能傳輸是由電磁感應式、電磁共振式和微波電能傳輸方式三種方式來實現的。由于越來越多的電子產品的出現，為人們的生活帶來了極大的方便，但是傳統的通過導線或者插座充電的電力傳輸方式已經逐漸不能適應更新換代極快的電子產品了。人們希望能有更加新型的電能傳輸技術來取代的傳統電力傳輸方式，從而來消除紛亂電源線給人們帶來的巨大困擾。因此，無線電力傳輸技術便很自然的順應了人們的需求，隨之便走進了人們的日常生活以及各個所需要的領域。
1.無線電能傳輸技術在我國的發展
我國在無線電能傳輸領域的研究是從2000年才開始的，與世界其他國家相比，我國對于該領域的研究相對較遲。起步初始時，主要是研究直接耦合的方式并將其應用于汽車上。從2007年開始，我國對無線電能傳輸技術的研究逐漸加大了力度，投入了大量的心血。從這幾年的研究群體來看，科研工作者主要是國內的知名高校、科研機構以及一些科技公司，其中具有代表性的有浙江大學、哈爾濱工業大學、青島科技大學以及中科院、海爾集團等學校或機構組織。其中最為重要的，在研究過程中具有里程碑意義的是在2010年CES展會上，海爾應用無線電力傳輸技術推出了一款無尾電視，接著在2011年，海爾集團與山東的幾所高校聯合，在超前技術研究中心共同繪制完成了“無線電力傳輸產業技術路線圖”。未來幾年，無線電力傳輸新興產業將隨著科技水平的不斷提升而加速發展，將會達到的產業規模會帶來巨大的經濟效益，并同時在全國范圍內出現新的經濟增長點，從而帶動國家經濟的發展。再這樣的發展速度下，作者相信無線電能傳輸技術完全進入我們的生活將指日可待。
2.目前無線電能傳輸技術的實現方式
作者在前文中提到過，按照原理來分，目前在已經出現的無線電能傳輸技術中，主要有電磁感應式、電磁共振式以及微波電能傳輸方式三種技術方式。其中電磁感應式是利用變化中的電流來通過初級線圈而產生磁場，由變化的磁場再次通過次級線圈感應出電場，從而來達到電能的傳輸。這種方式是無線電能傳輸中目前出現最早、發展最快、應用最多的技術。而電磁共振式技術，它將天線固有的頻率與發射場電磁頻率相一致時引起的電磁共振接收后，通過電磁耦合的共振效應來達到電能傳輸，2007年的MIT就是通過這種技術方式來實現的。這種共振技術方式適合在短距離內使用需要大功率電源的機器，如汽車、電冰箱等。所謂的微波電能傳輸技術，是將電能轉化為微波，讓電力以微波的方式發射，然后微波經自由空間傳送到目標位置，通過微波輻射的方式到達接收端，轉化成直流電能的技術。一般的微波電能傳輸方式距離比較短，通常為10m左右，而且這種技術方式功率小，傳輸效率低，應用的范圍也較小。正常情況下，研究人員都會用前兩種技術方式來進行具體的實驗和操作，但微波電能傳輸技術也可以在近距離內被較小拱了的電器使用，如麥克風、電吹風等。以上三種無線電能傳輸的技術方式是研究中必不可少的，在整個研究領域內具有非常重要的地位。因此科研工作者對這三種技術方式的研究從來沒有放松過，要想將無線電力傳輸技術應用于其他領域，必須對這三種技術方式最夠熟悉的掌握其主要內容，為后面的研究打好基礎。
3.目前無線電力傳輸技術所面臨的問題
無線電能傳輸技術在我國雖然不是一個新的概念，但是它的新技術和新應用的引入已經使它成為一門新的值得研究的學科。雖然目前我國無線電能傳輸技術在不斷的進步，但是在研究過程中仍然會有很多的問題存在。比如在無線電力傳輸的效率和距離的計算，高頻功率電源和整流技術等問題仍沒有得到比較好的解決。而被研究出來的高頻電源方案在運用于實際生活中都普遍存在著效率低下、設計復雜等問題的缺陷，并且無線電力傳輸技術在系統控制方面也存在著較明顯的問題。在研究如何能更好的利用無線電力傳輸技術時，還要考慮電磁輻射對人身是否安全和是否會對周圍環境造成不利的影響。由于無線電力的傳輸不像傳統的供電方式那樣可以在傳輸路徑上得到很好的控制，它是通過微波的發射來來傳輸電力的，所以如果有高能量的能量密度出現，則會對人們的身體安全帶來影響。還有就是系統整體性能有待提高整體傳輸效率低。其主要原因還是由于能量的控制難以掌握，科研工作者還是無法達到能量的對點傳送，在整個傳輸的過程中仍然會通過散射的方式來損耗掉一部分能量，這樣的低效率甚至是影響整個系統效率的關鍵因素。但是隨著電子傳輸技術的不斷進步，傳輸的效率也會逐漸提高，所以控制好微波的傳輸密度也是研究人員目前面臨的一個比較嚴重的問題。
4.我國無線電力傳輸技術的應用前景
目前，在世界范圍內，無線電力傳輸技術已經被應用與許多領域，比如在便捷通訊、交通運輸領域、水下探測應用、航空運輸領域、醫學器械領域等眾多領域，而且有較明顯的成就。因為中國對無線電力傳輸這一快的研究起步比較晚，所以目前還不能將其運用于這么多領域內。但是從目前的研究速度和投入力度來看，我國對無線電力傳輸技術這一領域的研究是特別重視的，而且每一年都會取得巨大的進步。所以，作者相信在未來的10-20年間，我國會將無線電力傳輸技術運用于各個領域，將會涉足于工業制造、農業生產、家庭的日常生活以及航空航天的各個角落，從而使我國人民的日常生活更加便捷，提高人們的生活品質并且有效的起到節約能源、電能的作用，為能源的節約開辟了一條新型的道路。當有一天，無線電力傳輸技術運用于在我國被普遍運用，利用微波傳輸輸電能的技術，來解決電網的死角，將會對我國落后偏僻地區有巨大的影響，將會帶動這些偏僻落后的地區走上快速發展的道路。
結語
無線電力傳輸是一項很有發展前途的新技術，因為其特有的安全性、便捷性而成為了現在人們研究的熱點問題之一。盡管它也存在著一些很明顯的缺點，如穩定性差、系統傳輸難以控制、傳輸效率低等。但作者相信在廣大科研工作者的努力下，這一技術的發展將會有更好的條件、更光明的前景。未來，無線電力傳輸將會完全取代傳統的電力傳輸方式，并且將會不斷融入人們的生活當中，逐漸改變人們的生活方式，讓人們真正實現過無線生活的夢想。雖然這個過程會經歷很多的艱辛，歷經很長的時間，會伴隨著無數次的實驗與失敗，但是作者認為只要堅持著不要輕易放棄，就會達到我們所期望得到的目標。
參考文獻
無線電力傳輸范文3
關鍵詞：磁耦合；共振系統；螺旋線圈；傳輸效率
中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2016）34-0261-03
1 概述
據中國無線充電行業現狀調研及發展前景分析報告預測，全球無線充電市場將在未來出現大幅增長。電動車技術發展至今已持續一段時間，電池容量、壽命、充電時間與充電設備普及等問題與電動車行駛里程、充電時間和充電便利性密切相關。電動車無線充電技術或許是解決這些問題的辦法。
電動車無線充電技術的發展，可分為多種不同類型，但無論哪種技術，其傳輸效率是使用者最關心的參數之一，也是無線電力傳輸系統最重要的議題之一，因此課題針對共振式無線電力傳輸系統的共振線圈進行設計和分析，以期實現高效率的無線充電系統。
2 天線設計
2.1 無線充電系統
一般無線充電系統架構如圖1所示，系統分為發送端與接收端兩個子系統，一般來說，發送與接收線圈設計一致。市電經由AC/DC轉換器將交流電轉換為直流電，再由DC/AC轉換器將電力轉換為所需電壓的交流電，其中最重要的是需與發送/接收線圈的共振頻率匹配，才能達到較好的傳輸效率。激勵發送線圈可使其共振而產生一個共振磁場，若接收線圈置于磁共振磁場內，則會受到激勵而產生共振，在線圈上產生電壓和電流，從而實現無線電力傳輸。以一般應用來說，無線輸電系統的負載需要直流電，所以需要整流器，然后由DC/DC轉換器將直流電轉換為負載所需的電壓標準，例如一般手機充電為5V。
2.2 等效電路分析
無線充電系統的等效電路如圖2所示，磁共振耦合由LC共振產生、經由電磁耦合進行電力傳輸，沒有輻射電磁波，因此，磁耦合與電耦合可分別以互感和互容代表。
圖中L與C 分別為線圈的自感值與電容值，由系統的分布參數決定，兩線圈的耦合以互感（Lm ）表示，Z0表示特性阻抗，線圈的電阻損失與輻射損失以R表示。傳輸系數S21如式（1）所示，其中w為系統工作的角l率，由于線圈的R值相對較小故可忽略不計，Z0為系統的特性阻抗，其值為50Ω，因此S21可被表示為：
2.3仿真結果
本文論述的磁耦合無線充電系統天線如圖3所示，振線圈構型為螺旋形，且為開路型式。線圈所使用的導線線徑為3.2mm，線徑大可以降低內阻，提高傳輸效率。線圈的半徑為150mm。
按預設參數使用Ansoft HFSS13進行系統仿真，圖4至圖8顯示了仿真結果。圖4顯示，當收發天線間距離為150mm時，正如公式（3）和（4），天線有兩個諧振頻率。而圖5至圖7顯示，收發天線間距離為180mm時，系統諧振頻率19.3 MHz，S21約-1.396dB，傳輸效率為72.6 %；距離為200mm時，系統諧振頻率19.3 MHz，S21約-1.53dB，傳輸效率為70.6 %；距離為260mm時，系統諧振頻率19.3 MHz，S21約-3.39dB，傳輸效率為45.8 %。結果表明，隨著收發天線間距離的增加，兩個諧振頻率逐漸靠近最后合為一個工作頻率，傳輸效率也是先增大后減小。
2.4實測結果
按預定參數制成的線圈如圖8所示，線圈的特性用向量網路分析儀進行測量，實測圖如圖9所示，經實測發送線圈和接收線圈的容抗和感抗在共振頻率時值非常接近。線圈實測的傳輸距離與效率之間的關系如圖10所示。傳輸距離18cm時，線圈間的最大傳輸效率為72.6%，當傳輸距離增加至26cm，傳輸效率降至45.6%。另外，當傳輸距離小于或大于18cm，系統傳輸效率都會漸漸減少，此為磁共振充電系統的特性。
進行電力傳輸實測的無線充電平臺如圖11所示，功率放大器使用射頻放大器，最大輸出功率為1kw，輸出阻抗為50Ω，用5個60W的燈泡作為負載，以明示無線電力傳輸效果。
3 結論
本文通過共振的方式提高了無線充電系統的效率，提高了傳輸距離，通過多次實驗和理論分析得出，即使相同的電路接法，在不同頻率的電路中，傳輸效率和傳輸距離差異也比較大，只有當頻率接近且發生共振時無線輸電效率才比較高。
參考文獻：
[1] 傅文珍.自諧振線圈耦合式電能無線傳輸的最大效率分析與設計[J].中國電機工程學報，2009（6）.
[2] 李陽.無線電能傳輸系統中影響傳輸功率和效率的因素分析[J]. 電工電能新技術，2012（7）.
無線電力傳輸范文4
一切從特斯拉線圈開始說起
100多年前，交流電的發明者尼古拉?特拉斯從閃電中獲得了靈感，設計了大名鼎鼎的“特斯拉線圈”。這是一種分布參數高頻共振變壓器，可以輕松獲得上百萬伏的高頻電壓。游戲《紅色警戒2》里面的電磁塔(特斯拉塔)就是根據特斯拉線圈設計的，而這也是實現無線充電最重要的裝置。
后來，尼古拉，特斯拉又在此基礎上做了改進，發明了“放大發射機”。至此，將電力無線傳輸這一可能正式地被提了出來。他認為：在地球上游離的電離子均可以被收集起來為人所用。而地球可以作為內導體、地球的電離層能夠作為外導體，通過放大發射機特有的徑向電磁波振蕩模式，能在地球與地球電離層之間建立起大約8Hz的低頻共振，再利用環繞地球表面的電磁波就能傳輸這些能量。
不過，想象總是美好的，而現實總會帶給你各種各樣意想不到的麻煩。由于實現該理論需要建造至少5個在當時看來幾乎是不可能完成的參天電塔――沃登克里佛廣播塔(WardenclyffeTower)。而又由于財力不足和社會阻力等各種原因(當時尼古拉，特斯拉曾許諾，若實驗成功，這些從地球上獲得的能量將免費供給所有人使用。顯然這也觸動了某些人的利益)，特斯拉的大膽構想并沒有得到實現，但后人卻從理論上完全證實了這種方案的可行性。
在尼古拉?特拉斯死后，他的相關研究資料被FBI列為機密文件。直至今日，科學界一直都試著還原尼古拉特斯拉當年的研究成果，不過均收效甚微。理想中的無線充電該是什么樣?
近代，人們一直試圖還原尼古拉?特拉斯當年的研究成果，希望能讓電力無線傳輸。不過真正能最終轉換為商品的，也就只有接觸式無線充電的牙刷和一些效率極低的“無線電池充電平臺”，它們都只能在極短距離內實現無線充電。
看了以上內容，可能有人會問了：既然人們能設計出個別無線充電設備，那為什么使用該類技術的無線充電器卻沒有普及呢?
其實簡單地說，目前阻礙無線充電技術普及的最大障礙就是“傳輸距離”。眾所周知，傳輸電力即便是通過金屬線路傳輸，距離遠了也會產生相當大的線路損耗，更別提通過空氣傳輸了
距離增大以后傳輸的能量會迅速減少。可以想象，在一些特殊領域如果不能突破距離限制，無線充電幾乎就是毫無意義。
對此，世界各地的科學家都在研究，到目前為止，也取得了一些相當不錯的成績。
比如美國麻省理工學院的研究人員采用兩個直徑為50cm的銅線圈，通過調整發射頻率使兩個線圈在10MHz產生共振，從而成功點亮了距離電力發射端2m以外的一盞60W燈泡，并得出了富有啟發性的兩個結論。
1 電力的損失是可以減少的。當接收設備的頻率與發射端的電場頻率一致時，就會產生共振，從而極大地提高電力的傳輸效率(當收發方相隔2m時，傳輸6@W功率的輻射損失僅為5W)。
2 電力的傳輸是安全的，它所形成的磁場強度僅相當于地球磁場的強度。人體作為非磁性物體，暴露在這種磁場環境中不會有任何風險。
就在美國麻省理工學院的研究工作取得實質性進展的輝煌時刻，同時有幾家公司都推出了適合中短距離使用的無線充電裝置。與前面提到的接觸式充電器不同，這些新設計的射頻充電器不需要充電墊子。電子設備擱置在距離發送器約1m范圍內的任何地方都可以充電。據說這種設備與被充電產品都同樣采用了共振感應技術，充電器能夠自動地通過超高頻電波尋找待充電的電器，動態調整發射功率。而這其中的Visteon公司在計劃為摩托羅拉手機和蘋果的產品生產無線充電器。
無線充電和無線信號傳輸
無線電力傳輸范文5
一次側具有平坦的表面，這就允許了二次側線圈可以置于它的上面。當Tx 和 Rx排列并放置在一起時，它們會形成一個相互耦合的感應關系，或形成一個簡單的空芯變壓器。Tx線圈的底部和Rx線圈的頂部之間的適當屏蔽是必需的。兩側的屏蔽材料可作為磁通量短路。這樣允許磁力線（磁通量）存在于兩個線圈之間，同時也允許高校的功率傳輸。電能的方向總是進入通常由便攜式設備組成的接收機。
無線電直流/直流系統效率
正如我們剛才所描述的，一個無線電力系統主要由與線圈耦合在一起的一次側和二次側組成。系統效率被定義為轉移到帶有直流輸入電源負載的最終功率比，這種直流輸入電源也被應用于發射機。
方程1：效率（%）=（直流輸出功率）/（直流輸入功率）
圖1所示的是一個無線電力傳輸系統的原理圖，該系統由一個無線電力發射機耦合到一個無線電力接收機組成。
提高系統效率，需要從輸入到輸出的路徑內減少損失。這取決于如何具體將發射器模塊（一次側線圈，交流/直流轉換器，驅動器）和接收機（整流器，電壓調節器，二次側線圈，電池充電器）在功率傳輸過程中組合排列。既然這兩個模塊是兩個分離件，那么每個模塊的效率都是獨立的，不受另外一個的影響。這篇博客的重點是接收端。
提高系統效率，需要從輸入到輸出的路徑內減少損失。這取決于如何具體將發射器模塊（一次側線圈，交流/直流轉換器，驅動器）和接收機（整流器，電壓調節器，二次側線圈，電池充電器）組合，以及在功率傳輸過程中它們的排列。本篇文章我們討論的重點是接收端。關于接收機子電路的詳細信息會在下次提供。
無線功率接收器
無線接收器通常是便攜式設備的一部分，如手機。接收器本身含有多個如圖2所示的硬件電路。二次側線圈負責接收來自發射機的傳輸功率作為磁通量。整流電路被用來轉換收到的交流到直流的功率。電壓調節電路來緩沖接收的不穩定直流功率，使其穩定，并清潔直流輸出功率，為下面系統使用做準備。通信電路負責發射機和單向從接收器到發射器的所有通信。
接收器內部的每個小部分都有損耗，這種損耗都直接影響無線電力系統的效率。二次側線圈是第一個接收傳輸功率作為磁通量的電路。根據歐姆定律，在功率傳輸過程中電流通過線圈會導致I2R損耗。為了減少這些阻值損失，少匝數高電感線圈是必需的，所以過大的電阻不被采用。良好的屏蔽可以防止磁通損失，并提供了一個低阻抗的路徑，以便只有很少的磁通線影響周圍的金屬物體，從而允許高電感線圈得以實現。高滲透率的屏蔽可以在每次轉向的基礎上提供更大的電感，但因較低飽和點而受到損失。
整改階段的損失主要是因為來自集成功率FET的電阻損耗。降低功率FET的放電電阻的有效方法是提高整流損耗。卸載耗散到外部FET的功率有助于減少對IC的散熱。同時，外部FET也減少了總接收器的電阻損耗。
電壓調節階段通常由一個低壓差線性穩壓器（LDO）或線性穩壓器來實現。它提供一個恒定的直流輸出電壓，不管負載變化或輸入電壓如何，只要它們都在該部件的規格范圍內。LDO穩壓器的效率受靜態電流和輸入/輸出電壓的限制。靜態電流或接地電流是輸入和輸出電流之間的差異所在。低靜態電流對最大化電流效率來說是必要的。此外應該注意到，接近電壓差的LDO穩壓器總是比降壓轉換器更有效率。
從整流階段動態地控制整流電壓有助于保持電壓調節階段輸入電壓和輸出電壓之間的低差。這也使得LDO可以在任何負荷條件下接近電壓差運作，這也顯著地增加了接收機的效率。這種特性在幾個TI無線電接收器上實現了，如bq51013A， bq51013B 和bq5105xB。
直充解決方案
在接收器模塊的功率調節階段之后，電源已準備就緒。在便攜式應用中，如手機，輸出通常是用來給鋰離子（Li-Ion）電池充電的。因此，一個分離式電池充電器是必需的。該充電器使用來自接收器的恒定電壓作為輸入電源（圖3）。
如前所述，無線電接收器系統內的每個子電路都有助于功率損耗，并影響效率。設計工程師面臨的挑戰是無線接收器的效率，以及熱性能，板尺寸和作為一個整體系統的便攜式裝置的物料清單成本。同樣這也意味著便攜設備內的電池充電器有助于滿足這些挑戰性的要求。
對于一個高效的解決方案來說，一個降低這些要求切實可行的辦法是將整流階段，電壓調節and電池充電電路集成到一個單一的集成電路，與另外一個方案相比這是一個高效的解決方案。另外一個解決方案是使用無線電接收器，這個接收器帶有個單獨的下游充電器集成電路（圖4和圖2），分別用方程式3和方程2表達。
方程式2：
效率（分離式解決方案%）= [（交流輸入功率）/（輸出電壓*輸出電流）] *[（輸出電壓*輸出電流）/（電池電壓* 電池電流）]
方程式3：
無線電力傳輸范文6
不止手機，其他許多移動智能終端的電池續航能力都令人頭疼，當疲憊了一天迫不及待想要上床入眠，卻還得強撐著為一堆電量不足的電子產品充電；當整裝待發準備外出旅游時，總得帶上一大堆電池電線充電器。更糟糕的是，有時要么是明明帶了充電器，卻找不到電源插口……
不，這不是我們想要的生活。
在目前電池技術還未出現重大突破的情況下，無線充電技術的春天正在走近。這種技術帶來的便利不言而喻：不受插座和線纜束縛，也使不同品牌配置不同充電器的時代宣告結束，電子產品的完全密封和防水性能也成為可能。
原理來自19世紀
1820年，丹麥物理學家漢斯?奧斯特發現電流可以產生磁場，即電流的磁效應；1831年，英國物理學家邁克爾?法拉第總結出電磁感應定律。這兩個偉大的發現，不僅揭示了電和磁的統一，還證明了它們之間可以相互轉化。因此，無線充電的原理非常簡單：發送端連接有線電源并產生電磁波，接收端感應發送端的電磁波從而產生電流。
其實早在1890年，物理學家兼電氣工程師尼古拉?特斯拉就已經在著手進行無線輸電試驗。這位美國籍的克羅地亞人，一生最大的抱負，即為實現全球電力的無線傳輸。
1900年，特斯拉籌建了高達29米的沃登克里佛廣播塔（Wardenclyffe Tower），試圖實現遠距離的無線電力傳輸。由于當時技術尚不成熟，以及免費傳播并獲取電力的想法顯然威脅到了某些人的利益――特斯拉的試驗受到了強力阻撓，沃登克里佛廣播塔也被強行拆除。雖然這項實驗最終以失敗告終，但是特斯拉卻通過它成為了現代無線電通訊的鼻祖。
事實上，從低頻波到宇宙射線，我們周圍充斥著各種電磁波，它們都攜帶著或多或少的能量。在不少物理學家看來，人們要做的或許僅僅是找到合適的辦法接收和利用這些能量。既然原理并不復雜，為什么使用該類技術的無線充電器普及這么困難呢？簡單地說，最大障礙就在“傳輸距離”方面。
眾所周知，傳輸電力即便通過金屬線路傳輸，距離遠了也會產生相當大的線路損耗，更別提通過空氣傳輸了――距離增大以后感應的能量會迅速減少。電磁波的傳播沒有定向性，而且傳輸效率過低，因此，無線電力傳輸一直沒能取得太多的進展。
令人期待的Qi標準
2008年12月17日，全球首個推動無線充電技術標準化的無線充電聯盟（Wireless Power Consortium）正式成立。2010年8月正式推出Qi1.0標準，作為低功耗便攜式電子設備充電的國際標準。
正如藍牙是短距離交換數據的標準、WiFi是無線網絡的標準，Qi正在成為無線充電的通行標準和代名詞。自以來，Qi已經演進到1.0.3版本，目前主要支持低功率設備，功率最高5W。
Qi是通過在手機中加裝電磁感應裝置和控制芯片來實現無線充電的，當然，一個可接公共電源的無線充電站也必不可少――它類似一個托盤，只需將支持Qi的移動設備放在其上即可充電。獲得聯盟認證、帶有“Qi”標識的不同品牌的手機都可使用，不用做任何配對設置，簡單高效，無需線纜。
在測試中，Qi的充電效率與有線充電方式非常接近，達到了70%以上，可廣泛應用于手機、MP3、照相機等手持低功率設備中。而筆記本電腦、上網本等的中等功率無線充電標準正在研發之中。
在遠景計劃中，WPC計劃將Qi充電站植入到家庭、汽車、火車等各個公共場所，從而讓消費者可以隨時隨地、方便快捷地享受無線充電帶來的無限便捷。
也許有人會擔心電磁輻射問題。一般來說，電子產品都有固定工作頻率，頻率越高，輻射越大。常見的小家電如電動剃須刀、電熨斗、咖啡機、加濕器、電吹風等，工作頻率一般在50~60HZ左右，屬于超低頻產品，對人體的健康影響最小。根據WPC的規范文件顯示，目前無線充電產品的工作頻率同樣設定在50~60HZ這一范圍，理論上其電磁輻射水平和普通小家電相當。
未來，無線充電技術將這樣改變我們的生活：
