大功率無線充電領(lǐng)域有哪些
隨著現(xiàn)在科技發(fā)展，大功率無線充電技術(shù)的應(yīng)用在現(xiàn)今電動汽車領(lǐng)域、手持電子設(shè)備、人體醫(yī)療器械、通信領(lǐng)域也都有著非常廣泛的應(yīng)用。
利用電磁互感現(xiàn)象，通過磁場耦合的兩個線圈可以完成電能的傳輸。我們探討一下如何高效完成電能的傳輸。這其中涉及到線圈如何繞制、擺放以及如何控制大功率無線充電功率等。
這是我們做實驗所使用的線圈。其中大的線圈是電能發(fā)射線圈，使用直徑為1.1mm的多股紗包線繞制四匝，直徑約為260mm。其中通有640kHz的交流電，通過并聯(lián)電容完成電流諧振，諧振電壓為12V。
接收線圈比較小，使用同樣的紗包線繞制10匝，直徑在80mm左右。
問為什么使用多股紗包線繞制線圈？
這主要是因為要降低發(fā)射接收圈的尺寸、減少繞制匝數(shù)，所以線圈的電感量都比較小，都在幾十微亨左右。為了提高傳輸電能密度，需要使用高頻交流信號進行電能傳輸。這里使用的是640kHz。
高頻電流經(jīng)過導線時，由于“電流趨膚效應(yīng)”，電流趨向于導線的表面。在20°左右，640kHz的高頻交流電流在銅線內(nèi)電流深度只有0.0825mm。為了增加導線的表面積，降低電流損耗，需要使用多股的紗包線繞制線圈。
將感應(yīng)接收線圈放在發(fā)射線圈中間，它們之間存在電磁耦合。在發(fā)射線圈通電以后，就會在接收線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。經(jīng)過整流之后，便可以形成可以充電的直流電流。
如果負載本身是發(fā)光二極管，它自己就可以完成整流，因此LED可以在高頻電壓驅(qū)動下完成整流發(fā)光。
實驗所用的接受電路，利用C1與接收線圈匹配成諧振回路。使用兩個肖特基二極管完成倍壓整流，輸出電壓的最高可以在40V左右。如果使用全波整流，在獲得同樣的輸出電壓的情況下，需要將線圈的匝數(shù)增加一倍。
根據(jù)往屆節(jié)能比賽數(shù)據(jù)來看，制作精良的車?？梢灾幌?00焦耳完成比賽。如果充電功率為20W，那么需要花費10秒鐘的時間便可以在儲能法拉電容上充入200焦耳的電能。由于今年比賽中將充電時間記入比賽成績，提高充電功率是減少比賽時間的第一個環(huán)節(jié)。
電源輸出功率受什么限制？
對于一個電源，限制它最大輸出功率有兩個條件。一是它的額定輸出功率。在輸出恒壓的情況下，輸出最大電流就限制了電源輸出功率的上限。二是電源的內(nèi)阻大小。一般穩(wěn)壓電源，在它的額定輸出功率下，內(nèi)阻都很小。對于其它電源，比如上面的感應(yīng)線圈經(jīng)過倍壓整流吧形成的直流電源，它的內(nèi)阻就決定了所能夠提速的最大功率。
在電路原理課程中，曾經(jīng)講過，一個線性電源，如果開路電壓是U0，內(nèi)阻為R0，那么它能夠最大輸出的功率是在外部負載也是R0的時候產(chǎn)生，此時輸出功率為 U0^2/(4*R0)。這個功率是該電源最大可能輸出功率。如果這個功率大于電源的額定功率，則電源的最大功率無線充電有它的額定功率決定。
接收線圈電源的內(nèi)阻未必是恒定的。測試了接收線圈整流后輸出電壓與輸出電流之間的曲線。由于輸出電壓并不是隨著電流增加線性下降，所以對應(yīng)的電源內(nèi)阻不是一個常量。輸出電壓曲線斜率隨著電流增加而變大，所以對應(yīng)的輸出動態(tài)內(nèi)阻也增加。
關(guān)于大功率無線充電就為大家介紹到這里了，有什么不明白的地方可以和我們聯(lián)系，我們一定盡力為您解答的。
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