電磁感應:在無線充電系統(tǒng)中,通常由一個發(fā)射線圈和一個接收線圈組成。發(fā)射線圈中通入交變電流,根據(jù)法拉第電磁感應定律,接收線圈會產(chǎn)生感應電流。這種感應電流可以將電能從發(fā)射端轉(zhuǎn)移到接收端,實現(xiàn)無線的電能傳輸。12
電流磁效應:當電流通過導線時,會在導線周圍產(chǎn)生磁場。如果磁場中的導體進行切割磁感線的運動,導體就會產(chǎn)生感應電動勢,如果導體是閉合回路的一部分,就會產(chǎn)生感應電流。這種電流的互感耦合可以實現(xiàn)對電流的空間饋送,從而在接收線圈中產(chǎn)生激勵電流。3
電感耦合:無線充電設備通過近場感應將能量傳導到充電終端設備。終端設備再將接收到的能量轉(zhuǎn)化為電能存儲在電池中。這種能量傳導方式保證了設備間無外露的導電接口,既方便又安全。4
綜上所述,無線充電的電磁感應原理是通過發(fā)射線圈產(chǎn)生的磁場與接收線圈相互作用,利用電磁感應現(xiàn)象實現(xiàn)電能的無線傳輸。
1.電磁感應方式
電磁感應方式是利用送電側(cè)與受電側(cè)之間產(chǎn)生的感應磁通量來傳輸功率,是普遍的無線供電方式,優(yōu)點是電路結(jié)構(gòu)簡單,效率高,可以做到小型化且成本低。缺點是傳輸距離短,容量受位置偏離的影響,必須一對一,精準對位才能充電。
電磁感應方式遵循法拉第電磁感應定律,法拉第電磁感應定律,是在消除磁通量變化的方向上產(chǎn)生感應電動勢,如圖4-1,簡述即交流電生成變化的磁場,變化的磁場切割線圈再生成交流電。方程如下:其中ΔΦ/Δt是極短時間內(nèi)穿過線圈的磁通量的變化率。
線圈初級側(cè)供給交流電壓時會產(chǎn)生磁通量,為消除這些磁通量,次級側(cè)產(chǎn)生感應電動勢。次級側(cè)產(chǎn)生的功率可以用給設備充電。用于送電初級線圈側(cè)稱為發(fā)射器,受電次級線圈側(cè)稱為接收器。
2.磁場共振方式
與磁場共振,從而傳輸功率的方式,適用于長距離傳輸,作為EV的充電用途正在推進開發(fā),其中如何提高效率成為了研究的重點。磁場共振,只在以同一頻率共振的無線充電線圈之間傳輸,所以其他裝置無法接收。
如圖4-2所示,磁場共振在充電器和設備之間的電場和磁場中傳輸電能,線圈和
電容器
則在充電器與設備之間形成共振。利用磁共振
耦合
收發(fā)端的磁場同頻共振來隔空轉(zhuǎn)移能量,當我們用一個
射頻
能量來激勵發(fā)射端時,會在發(fā)射端周圍的空間產(chǎn)生一個功率場,在這個場中的任意位置處任意時刻的磁場和電場之間呈正交關(guān)系,并且在相位上相差1/2π,而且磁場強度遠高于電場強度,這個空間電磁場它可以儲存能量,但合成的電磁波功率流密度為0,不會傳輸任何能量,也就是說這個場不會向外輻射,也不會向內(nèi)損耗,當我們將具有同樣諧振頻率的接收端放置于這個場內(nèi)時,收發(fā)端之間就會產(chǎn)生同頻磁場諧振,能量從發(fā)射端以磁場的形式耦合到接收端,從而實現(xiàn)能量的空間轉(zhuǎn)移。
磁共振方式從物理原理上屬于非輻射式無線電能傳輸方式,因此在自由空間中的電磁輻射損耗很小,比如一個典型的50W左右的磁共振無線充電系統(tǒng),它的總的輻射能量不到500mW。
無線充電原理是電磁感應。無線充電是一項新興的充電技術(shù),其基本原理是通過電磁感應實現(xiàn)能量傳輸。在無線充電中,存在一個發(fā)射器和一個接收器。發(fā)射器通過電流來生成一個交變磁場,而接收器則通過電磁感應原理在接收到該磁場的同時將其轉(zhuǎn)化為電能。
在無線充電中,發(fā)射器一般會使用一組由電流激發(fā)的線圈。當電流通過線圈時,將會形成一個交變磁場,該磁場的特點是它會在空間中不斷地變化。接收器也包含一組線圈,這些線圈安裝在需要充電的設備中。當接收器的線圈處于發(fā)射器磁場的范圍內(nèi)時,它會感應到該磁場并將其轉(zhuǎn)化為電能。接收器中的電能會被用來為設備充電或供電。
為了實現(xiàn)高效的無線充電,發(fā)射器和接收器之間需要保持一定的距離并采用一定的對準方式。一般來說,發(fā)射器和接收器之間的距離是有限的,通常為數(shù)厘米到數(shù)米不等。此外,發(fā)射器和接收器之間需要進行精確的對準,以確保磁場能夠有效地傳輸能量。
無線充電功能的開啟方式因設備的不同而有所區(qū)別。大多數(shù)現(xiàn)代智能手機和其他電子設備都具備無線充電功能,只需在設備設置中找到相關(guān)選項并進行開啟即可。具體的步驟可能因設備品牌和型號而有所不同,但通常是在設備設置或電源管理選項中找到“無線充電”或“Qi充電”等類似選項,并將其開啟。有些設備可能需要通過外部配件或附件來實現(xiàn)無線充電功能,此時需要將配件或附件正確連接到設備上,并按照配件或附件的說明進行操作。
無線充電技術(shù)的廣泛應用使得設備在充電時不再需要使用傳統(tǒng)的有線充電器。這一技術(shù)帶來了許多便利,特別是在無線充電設備日益普及的情況下。無線充電不僅可以應用于智能手機和平板電腦等移動設備,還可以應用于電動車輛、家庭電器和工業(yè)設備等領(lǐng)域。此外,無線充電技術(shù)也在為可穿戴設備、物聯(lián)網(wǎng)和科學研究等領(lǐng)域帶來新的機會和挑戰(zhàn)。
總之,無線充電技術(shù)是基于電磁感應原理實現(xiàn)能量傳輸?shù)囊环N新興充電方式。通過發(fā)射器和接收器之間的電磁耦合,無線充電技術(shù)可以有效地傳輸電能并為設備提供充電或供電。而要開啟無線充電功能,只需要在設備設置中找到相關(guān)選項并進行開啟即可。無線充電技術(shù)的廣泛應用將為用戶帶來更加便利的充電體驗。
無線充電器的充電原理如下:
1. 發(fā)射端(無線充電器):無線充電器中有一個發(fā)射線圈,通常稱為發(fā)射螺線。當接通電源后,無線充電器會通過電流驅(qū)動發(fā)射線圈,產(chǎn)生交變磁場。
2. 接收端(設備):設備中也有一個接收線圈,通常稱為接收螺線圈。當設備與無線充電器靠近并對齊時,接收螺線圈會感應到發(fā)射螺線圈產(chǎn)生的磁場。
3. 電磁感應:根據(jù)法拉第電磁感應定律,當兩個線圈之間存在變化的磁場時,即發(fā)射螺線圈產(chǎn)生的磁場與接收螺線圈相交,會在接收螺線圈中產(chǎn)生感應電流。
4. 能量傳輸:通過感應電流,設備中的接收螺線圈可以將電能轉(zhuǎn)換為直流電,并供給設備進行充電,充滿設備中的電池或用于直接供電。
無線充電器的效果和距離取決于發(fā)射螺線圈與接收螺線圈之間的距離、相對位置和線圈設計。在實際應用中,通常會設計并使用特定的無線充電標準,如Qi標準,以保證充電器和設備之間的兼容性和效率。
無線充電的形式有哪些
無線充電技術(shù)可以采用多種形式實現(xiàn),以下是幾種常見的無線充電形式:
1. 電磁感應充電:這是最常見的無線充電形式,基于電磁感應原理。通過發(fā)射端的線圈產(chǎn)生交變磁場,接收端的線圈感應到磁場并轉(zhuǎn)換為電能。
2. 非接觸式充電:這種形式通常使用感應耦合技術(shù),將發(fā)射端和接收端之間通過電磁場耦合而無需實際物理接觸。典型的應用是使用共振耦合技術(shù)的無線充電器,可以實現(xiàn)一定距離內(nèi)的高效能量傳輸。
3. 射頻充電:這種形式利用射頻信號傳輸能量,類似無線電波,可以通過空氣或其他介質(zhì)傳輸能量。射頻充電技術(shù)通常用于較大范圍的設備充電,如無線電頻率識別(RFID)設備。
4. 磁共振充電:磁共振充電通過使用共振磁場相應的耦合器件,將電能以磁場的形式進行傳輸。這種方法可以實現(xiàn)較高的能量傳輸效率和一定的充電距離。
需要注意的是,不同的無線充電形式具有不同的特點和適用范圍。在實際應用中,多種形式的無線充電技術(shù)可能會結(jié)合使用,以滿足不同設備和場景的需求。
無線充電用的是什么技術(shù)
無線充電使用的主要技術(shù)是電磁感應和電磁共振。這些技術(shù)利用了電磁場的相互作用來傳輸能量。
電磁感應充電是最常見和廣泛應用的無線充電技術(shù)。它基于法拉第電磁感應定律,通過發(fā)射端的線圈產(chǎn)生交變磁場,接收端的線圈感應到磁場并轉(zhuǎn)換為電能。這個過程類似于傳統(tǒng)的變壓器工作原理,其中發(fā)射端的線圈充當變壓器的一側(cè),而接收端的線圈則充當另一側(cè)。
電磁共振充電是一種進一步發(fā)展的無線充電技術(shù)。它通過共振磁場的耦合來實現(xiàn)高效的能量傳輸。發(fā)射端和接收端都包含共振器件,通過調(diào)整它們的頻率以使其共振,有效地傳輸能量。相較于電磁感應充電,磁共振充電可以實現(xiàn)較大的充電距離,并對位置和方向的對齊要求較寬松。
此外,還有其他無線充電技術(shù),如射頻充電、微波充電和激光充電等。這些技術(shù)各有特點和應用領(lǐng)域,但在實際應用中相對較少見。目前,電磁感應和電磁共振是最為常見的無線充電技術(shù)。