無線電力傳輸?shù)闹庇^創(chuàng)新，第 3 部分

當(dāng)我們布置線圈陣列時(shí)，會(huì)發(fā)生另一個(gè)類似的條件響應(yīng)，這些線圈要么以傳統(tǒng)方式纏繞，要么按照我們之前的討論作為分布式/交錯(cuò)線圈。在這里，我們的目標(biāo)是像以前一樣創(chuàng)建一個(gè)寬傳輸表面，但甚至沒有意識(shí)到，我們默認(rèn)將所有線圈以相同的 極性連接在一起。在我們內(nèi)心深處的某個(gè)地方，我們可能本能地試圖制造一股磁通量來與放置在頂部的接收器接合。但是我們又一次錯(cuò)過了重點(diǎn)——我們忘了問：為什么?

特別是：為什么 要使用同 極性的串聯(lián)線圈?

事實(shí)上，我們甚至無法理解磁通量線本身就是一種視覺輔助工具，它的行為方式令人遺憾。但這就是為什么他們首先在我們的高中物理課上被介紹給我們。作為輔助!不像Kool-Aid?；蜃鳛閯?chuàng)可貼!

所以我們?cè)谶@里被遺忘的第一個(gè)物理課是：指向同一方向的通量線相互排斥。為了理解它的全部含義，讓我們刷新“磁路”的概念及其電氣模擬。

在原理的基礎(chǔ)上， 我們意識(shí)到通量 Ф 相當(dāng)于電流。我們知道電流需要返回才能完成一個(gè)循環(huán)，因此通量也是如此。此外，如果我們想產(chǎn)生大電流(高通量)，我們需要降低電阻(磁阻)。為此，我們必須特別減少中間的“氣隙”，因?yàn)樗哂凶罡叩拇?lián)磁阻(電阻)。但這是我們之前的線圈陣列解決方案的問題：當(dāng)我們將磁通量從一個(gè)線圈發(fā)送到空氣中并且沒有為其提供輕松返回的路徑時(shí)，我們實(shí)際上會(huì)產(chǎn)生非常高的磁阻(大氣隙)。結(jié)果，我們的通量較低，磁場(chǎng)較弱。

請(qǐng)記住，在兩個(gè)相鄰線圈極性相同的情況下，所有磁力線將相互排斥，因?yàn)樗鼈兌贾赶蛲环较?。因此，與一個(gè)線圈相比，兩個(gè)線圈的情況會(huì)變得更糟。由于這種考慮不周的配置，我們實(shí)際上正在嚴(yán)重削弱磁通線“閉環(huán)”的能力，就像電流試圖做的那樣。實(shí)際上，我們創(chuàng)造了非常高的磁阻和相應(yīng)的弱場(chǎng)。

另一方面，如果我們創(chuàng)造性地將兩個(gè)極性相反的線圈 彼此相鄰放置，都在單層鐵氧體上以幫助磁通線“閉合環(huán)路”，我們會(huì)在線圈附近。當(dāng)我們將接收器線圈(類似地由一層薄薄的鐵氧體支撐)放置在發(fā)射器線圈的頂部時(shí)，它會(huì)變得更加強(qiáng)大，因?yàn)檫@有助于為磁通線提供更好的路徑來閉合環(huán)路，前提是我們有成對(duì)的線圈與相反極性。所有這些步驟都有助于增加鏈接通量，從而顯著增加相關(guān)場(chǎng)。

這種“相反極性成對(duì)線圈”技術(shù)對(duì)于在更大的垂直間距 上實(shí)現(xiàn) WPT 非常有幫助，與當(dāng)今所有其他無法使用相反極性線圈對(duì)的技術(shù)相比，通常最終只使用放置在一個(gè)線圈上的單個(gè)線圈?；闹嚨?高達(dá)一英寸!)厚實(shí)的鐵氧體床!就在 2014 年底，作者在一家總部位于荷蘭的大型國(guó)際公司的無線電力聯(lián)盟會(huì)議演示中看到了這一點(diǎn)。不勵(lì)志!

我們新的相反極性線圈對(duì)技術(shù)在很遠(yuǎn)的距離處產(chǎn)生強(qiáng)大的場(chǎng)，但僅需要通常的 1-2 mm 薄鐵氧體層背襯即可實(shí)現(xiàn) 2 至 4 cm 的垂直(“z”)分離，即使在 100千赫開關(guān)頻率。將其與當(dāng)前發(fā)布的 Qi 標(biāo)準(zhǔn)的 2 至 3 毫米最大間距進(jìn)行比較。我們的新方法對(duì)“外來物體”也有驚人的抵抗力，因?yàn)閮H僅放置一個(gè)金屬物體并不能降低有效磁阻——我們實(shí)際上需要在薄鐵氧體或磁性材料層 上放置一個(gè)接收線圈 來幫助“關(guān)閉”環(huán)”，從而加強(qiáng)磁場(chǎng)。

這種技術(shù)還顯著降低了輻射 EMI，因?yàn)閺倪h(yuǎn)處看，相反的電流回路會(huì)抵消!它有點(diǎn)與有意將輻射發(fā)送到任何地方的射頻天線相反，因此如果必須，它會(huì)使用相同極性的線圈。這種相反極性的技術(shù)正好相反：它實(shí)際上將磁通量限制在線圈附近，因?yàn)樗兄陂]合磁通線，從而降低遠(yuǎn)距離測(cè)量的 EMI?，F(xiàn)在，這是一個(gè)真正的殺手!字面上地!