无线能量传输是电能通过电磁波从一个系统转移到另一个系统的过程,而不使用电线或任何物理接触。
在这篇文章中,我们讨论了无线电力传输是如何工作的,或者在不使用电线的情况下通过空气传输电力。
你可能已经接触过这种技术,也可能经历过很多相关的理论在互联网上。
尽管互联网上可能到处都是用例子和视频解释这一概念的文章,但读者大多无法理解控制这一技术的核心原则及其未来前景。
无线电力传输是如何工作的
在这篇文章中,我们将粗略地尝试了解关于无线电传输是如何发生或工作的,或传导发生的,以及为什么这个想法在长距离中很难实现。
最常见和经典的无线电力传输例子是我们的旧的无线电和电视技术,它的工作原理是在没有电缆的情况下将电波(RF)从一个点发送到另一个点,用于预期的数据传输。
困难
然而,这项技术的缺点是,它不能以高电流传输波,这样传输的功率在接收端变得有意义和可用,以驱动潜在的电力负载。
这个问题变得很困难,因为空气的阻力可能在数百万欧姆的范围内,因此很难通过。
另一个使长途传输变得更加困难的麻烦是将电力集中到目的地的可行性。
如果允许传输电流扩散到一个大角度,那么目标接收机可能无法接收到发送的功率,而且可能只获得其中的一小部分,这使得操作极其低效。
然而,在没有电线的情况下进行短距离输电看起来容易得多,而且已经被许多人成功地实现了,仅仅是因为对于短距离而言,上述讨论的约束从来都不是问题。
对于一个短距离的无线功率传输,遇到的空气阻力要小得多,在几个1000兆欧姆的范围内(或更小,取决于接近水平),而且随着高电流和高频的结合,传输变得非常有效。
获得最佳射程
为了获得最佳的距离电流效率,传输频率成为运行中最重要的参数。
更高的频率可以更有效地覆盖更大的距离,因此这是设计无线功率传输设备时需要遵循的一个因素。
另一个有助于更容易传输的参数是电压水平,较高的电压允许涉及较低的电流,并保持设备紧凑。
现在让我们通过一个简单的电路设置来理解这个概念:
电路设置
零件清单
R1 = 10欧姆
L1 = 9-0-9圈,即使用30 SWG超级漆包线的中心丝锥18圈。
L2 = 18匝使用30 SWG超级漆包线。
T1 = 2 n2222
D1 - D4 = 1 n4007
C1 = 100 uf / 25 v
3V = 2 AAA 1.5V电池串
上图显示了一个简单的无线功率传输电路,由左边的发射机平台和右边的接收器平台组成。
这两个阶段可以看到与一个显著的气隙,为预期的电力转移。
它是如何工作的
功率发射机级看起来像一个振荡器电路,通过一个NPN晶体管和一个电感器的反馈网络电路制成。
是的,发射机确实是一个振荡器级,以推挽方式工作,在相关线圈(L1)中诱导脉动高频电流。
感应的高频电流在线圈周围形成相应数量的电磁波。
在一个高频率,这个电磁场能够撕开它周围的空气间隙,并达到一个距离,这是允许的,取决于它的电流额定值。
组成的接收机阶段可以看到只有一个补充电感L2非常类似于L1,已接受电磁波传播的唯一作用和转换回一个潜在的差异或电力虽然较低功率由于涉及损失通过空气传播。
L1产生的电磁波向四周辐射,L2在直线上的某个地方被这些电磁波击中。当这种情况发生时,L2导线内的电子被迫以与电磁波相同的速率振荡,这最终导致L2也产生了感应电流。
通过连接的桥式整流器和C1在所示输出端子上构成等效的直流输出,对电进行适当的整流和滤波。
事实上,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东西,而是我们通常在电源、开关电源等设备中使用的古老的变压器技术。
唯一的区别是没有核心,我们通常发现在我们的常规电源变压器。核心有助于最大化(集中)功率转移过程,并引入最小的损失,从而在很大程度上提高效率
电感器的核心选择
铁芯也允许使用相对较低的频率,铁芯变压器精确到50到100赫兹,而铁氧体变压器在100 khz以内。
然而,在我们提出的关于无线电源传输功能的文章中,由于这两个部分需要完全远离彼此,因此使用核心就成了问题,系统被迫在没有辅助核心的情况下工作。
如果没有铁芯,就必须采用相对较高的频率和较高的电流,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。
总结这一概念
综上所述,我们可以假设,要实现通过空气的最优功率传递,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的线圈比。
发射机线圈在200kHz到500kHz或更高的频率。
以及发送线圈的高电流,这取决于需要传输的辐射电磁波的距离。
想了解更多关于无线传输工作原理的信息,请随时发表评论。
VIJAY AJ说
长官,我能把能量传递多远
Swagatam说
不超过1英寸……
阿布亚达夫说
先生,我怎么转12v ?
Swagatam说
这里会有详细解释:
//www.addme-blog.com/2015/09/wireless-cellphone-charger-circuit.html
玛雅Padm Bhushan说
他的先生,
我想做一个电路,把5v安培转换成5v 1amps。先生,我需要你的帮助,请帮帮我。
把
Swagatam说
嗨,玛雅
使用7805集成电路,但是输出V可能会下降一点。
拉维Mishra说
Swagatam,如果使用7805,它只会降低输出电压。如果连接电路的电流超过1.5安培,7805本身就会燃烧。为了降低额定电流,可以采用一次匝比与二次匝比相近但二次绕组线较细的铁氧体铁芯变压器。我希望你能建议适当的计算和其他所需的组件。
Swagatam说
Hi Ravi, 7805永远不会因过载或短路而燃烧,因为它内部保护所有这些问题,但它将需要充分的散热,以获得最佳的响应
Sumukha Bhagi说
据我所知,78xx系列稳压器只有温度保护电路,没有过电压或电流/短路保护。
Swagatam说
检查数据表以纠正自己。
78XX内置过热保护,输出短路,过载,输入电压不超过35V
优说
我需要一些基于晶体管的小项目,必须是不同的和好的
Alpher Fx30说
你好,先生,我有问题,我尝试无线电源传输。我不知道电线30磅,先生,先生,我有一卷电线,有多少厘米或毫米,先生,对不起,先生,因为我学过,但有27年的经验,先生,我喜欢电子制造
Swagatam说
嗨,阿尔法,你可以尝试任何合适的薄漆包线,厚度不是关键,因为电流低…
dzormeku爱德华说
我需要一张晶体管电源能量转换和手机干扰器的电路图
化妆品、B4说
长官,我在o/p上得到3.5v,但要用7805,我们需要7v !
那么,我们在CKT中做了什么改变以使o/p达到7v ?
Swagatam说
你可以尝试增加接收电路的匝数
Swagatam说
不,这是不可能的,因为目前的无线传输技术要求负载非常接近发射机
Swagatam说
是的,这可能是可能的,但线圈需要非常大,可能在几平方米的范围内
Swagatam说
当一个东西是无线的时候,它必须通过空气,因为无线能量传输需要大量的电流通过空气,由于空气的高阻力,这变得非常困难,因此目前看来这是不可能的。
未知的说
如果我想用220V的电压无线传输20米的距离。请问在计算和材料方面有什么要求?
谢谢你!
Swagatam说
这是不可行的,因为在接收端它可能不会产生任何可用的东西
YN_iet说
先生,你提到两个感应器都应该有18圈。什么尺寸(直径或横截面面积)的圆柱形核心,我们必须在其上缠绕线圈??两个电感的电感值应该是多少??请回答,先生,这将是一个很大的帮助。
Swagatam说
YN,你可以试试铁氧体环,如下图所示:
coil32.net/images/img/hlp/ferrite_torroid.jpg
阿奴……说
先生,我们使用铁氧体磁芯和上述电路图中提到的规格制作了电路,但当我们打开电池时,晶体管变得非常热,似乎整个电压降都在晶体管上。.....那会很有帮助的。如果你能提供任何解决方案
Swagatam说
Anu,请按照这篇文章做
//www.addme-blog.com/2016/09/designing-induction-heater-circuit.html
shyam singla说
这个项目我需要多少规格的铜线?我试过用22号铜线工作,但是不行。所以请尽快回复并告诉我其他的基础知识。
Swagatam说
仪表并不重要,重要的是匝数和匹配的电源电压,以确保电路正常工作。仪表可以是任何东西
亚历克西斯D。说
您好先生,这个电路能在750mA输出7.5v吗?我需要一个推进器时钟的电源,这似乎是一个很好的电路,因为我不想使用刷子,或者我如何设计电路来获得电压和电流?致以最亲切的问候。
Swagatam说
你好亚历克西斯,是的,这是可能的,但我不确定如何响应将是,因为接收线圈将在高速旋转,并可能造成一些不寻常的影响,在感应过程
Angga Suriana说
对不起,先生,如何扩大能量传递距离??
Swagatam说
安加,增加距离会极大地影响系统的效率,因此不建议
肉桂说
您好先生,我试图有一个功率转移约60w,线圈会是多大,我如何去计算线圈需要的大小,真的需要和感谢您的帮助。你能帮我一下吗?
Swagatam说
Cinnamon,为了有效地执行上述设计并获得成功,你可能需要正确地计算所有参数,你可以通过以下文章了解所有细节,以及后续文章:
//www.addme-blog.com/2016/09/designing-induction-heater-circuit.html
肉桂说
谢谢,我已经检查了这篇文章,但它仍然没有给出如何进行线圈计算的直接方法,我还在阅读更多的文章,看看我能弄清楚。
Swagatam说
你也检查了下面的文章吗?
//www.addme-blog.com/2016/09/designing-induction-heater-circuit.html
你将需要优化油箱电路的共振,以获得最大的动力传递通过另一边…
肉桂说
是的,我也看了那篇文章,还是没看完…
Swagatam说
你可以把所讲的原理应用到这条电路上
//www.addme-blog.com/2017/01/high-current-wireless-battery-charger.html
肉桂说
是的,谢谢,我从这篇文章中得到了一个想法。现在我只需要为我的其他电路开发规格,把它放在一起的线圈....
Swagatam说
没错,肉桂,请继续…
肉桂说
好吧,我从那里得到了一些想法,现在只是想弄清楚如何围绕电路设计来完成这个项目……
赫伯特·多西说
当特斯拉传输无线电源时,他使用了纵向电磁辐射,他将其比作以太中的声波。在科罗拉多斯普林斯,他在距离发射机26英里的一个接收器上点亮了许多灯泡。他用的是只能发射纵向电磁波的球形天线。这一点在他的电力无线传输专利上得到了体现。