感应充电：一种无线电力传输方式
时间：2022-09-17 11:12
一辆无线供电的模型卡车在俄罗斯大市场博物馆。充电器中的初级线圈在被充电的设备中的次级线圈中感应电流。无线充电板用于充电设备与Qi标准。
感应充电(也称无线充电或无绳充电)是一种无线电力传输方式。它利用电磁感应为便携式设备提供电力。感应充电还被用于汽车、电动工具、电动牙刷和医疗设备。这种便携式设备可以放置在充电站或感应垫附近，而不需要精确对准或与插座或插座进行电接触。
感应充电之所以这样命名，是因为它通过感应耦合传递能量。首先，交流电通过充电站或充电板中的感应线圈。移动的电荷会产生磁场，磁场的强度会随着电流振幅的波动而波动。这种变化的磁场在便携式设备的感应线圈中产生交流电，然后通过整流器将其转换为直流电。最后，直流电给电池充电或提供工作电源。
当感应充电系统使用谐振感应耦合时，发送端线圈和接收端线圈之间的距离可以更大，在每个感应线圈上添加一个电容，以创建两个具有特定谐振频率的LC电路。交流电流的频率与谐振频率相匹配，频率的选择取决于峰值效率所需的距离。最近对这个谐振系统的改进包括使用一个可移动的传输线圈(即，安装在一个升降平台或手臂上)和使用其他材料的接收线圈，如镀银铜或有时铝，以尽量减少重量和减少由于皮肤效应造成的阻力。
历史感应电力转移最早是在1894年使用的，当时M. Hutin和M. Le-Blanc提出了一种为电动汽车提供动力的装置和方法。然而，事实证明，内燃机更受欢迎，这项技术一度被遗忘。
1972年，奥克兰大学的唐·奥托(Don Otto)教授提出了一种利用道路上的发射器和车上的接收器进行感应供电的汽车。1977年，John E. Trombly获得了“电磁耦合电池充电器”的专利。该专利描述了一项为矿工充电头灯电池的申请(美国4031449)。感应充电在美国的首次应用是由J.G. Bolger, F.A. Kirsten和s.g Ng在1978年进行的。他们制造了一辆电动汽车，系统以180hz和20kw供电。上世纪80年代，加州生产了一辆由感应充电驱动的公共汽车，大约在这个时候，法国和德国也在做类似的工作。
2006年，麻省理工学院开始使用共振耦合。他们能够在没有辐射的情况下将大量的能量传输到几米以外。这被证明更适合商业需求，这是感应充电的一个重要步骤。
无线电力联盟(WPC)成立于2008年，2010年他们制定了Qi标准。2012年，无线电源联盟(A4WP)和电源物质联盟(PMA)成立。日本在2009年成立了宽带无线论坛(BWF)，并在2013年成立了无线电力实际应用联盟(WiPoT)。2010年，日本也成立了能源收集联盟(EHC)。韩国在2011年成立了韩国无线电力论坛(KWPF)。这些组织的目的是为感应充电建立标准。2018年，朝鲜、俄罗斯和德国采用了Qi无线标准用于军事装备
应用领域感应充电的应用可分为两大类:低功耗和高功耗:
- 低功耗应用通常支持小型公司nsumer电网卡设备，如手机、手持设备、一些电脑和类似的设备，通常在100瓦以下充电。一般情况下，交流使用频率为50或60赫兹。
- 大功率感应充电一般是指在1千瓦以上的功率水平下对电池进行感应充电。高功率感应充电最突出的应用领域是支持电动汽车，其中感应充电提供了一种自动和无绳的替代插件充电。。这些设备的功率级别可以从大约1千瓦到300千瓦或更高。所有大功率感应充电系统均采用resonatated primary和secondary线圈。这些系统工作在频率高达130的长波范围内kHz。短波频率的使用可以提高系统的效率和规模，但最终将在全球范围内传输信号。高权力提高公司关注电磁兼容性和射频干扰。
- 保护有限公司连接-带电时无腐蚀Nics是封闭的，远离大气中的水和氧气。电气故障的风险较小，如短路由于绝缘失效，特别是在哪里电子有限公司连接频繁地建立或断开。
- 间歇充电与频繁的reco没有物理磨损充电连接器的连接。
- 低感染风险——对于嵌入式医疗设备来说，通过穿过皮肤的磁场传递能量，避免了电线穿透皮肤的感染风险。
- 耐用性-不需要co立即拔插设备，设备插座和连接电缆的磨损明显减少。
- 增加公司方便美观-不需要电缆。
- 电动汽车的自动大功率感应充电，可以使充电事件更加频繁后来扩大了高尔夫练习场。
- 感应充电系统可以自动运行，而不需要人来插拔。这导致了更高的可靠性。
- 感应充电的自动运行解决了这一问题，理论上允许车辆无限行驶。
- 电动汽车在高功率状态下的感应充电可以实现电动汽车在运动状态下充电(也称为动态充电)。
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