大家好,今天小编关注到一个比较有意思的话题,就是关于无限无线充电原理的问题,于是小编就整理了2个相关介绍无限无线充电原理的解答,让我们一起看看吧。
无线充电的原理是什么?
所谓无线充电的就是不用任何导线连接,通过电磁场与电磁波进行电能传输的一种技术,“无线输电”技术的突破之处在于,找到了“抓住”电磁波的方法,也就是利用物理学的“共振”原理把两个振动频率相同的物体能高效传输能量。
无线充电的原理与变压器非常相似,但是不同之处在于其线圈的原边与副边是分离的,没有物理的连接接触。当发送线圈中通过交变电流,这时候电流将会在周围形成一个交变的磁场。电能与磁能随着电场与磁场作周期性变化,然后以电磁波的形式向外传播。
电磁波的产生必须要有电磁振荡装置,电磁波的频率越高则向外发射的电磁波的能力越强。
在接收线圈中磁通量的高频变化就会使得接收绕组产生一定幅值的高频感应电动势,所感应出的电动势也是有一定的电压的,然后经过整流、滤波、稳压等一系列处理就会得到一定具有驱动能力的直流电。当充电时将一个受电线圈装置安装被充电上,将另一个供电线圈装置安装在充电设备上,当供电线圈装上后,受电线圈即可接受到供电线圈的电流,从而对电池进行充电。
因此,我们知道无线充电器的原理主要采用电磁感应原理,通过线圈进行能量耦合实现电能的传递。目前这种无线充电方式只用在小功率充电装置上,比如无线充电手机装置,小功率汽车模型等。对于大功率的充电装置还需要在技术上进行攻克。
以上就是我对这个原理的解释,欢迎朋友们参与讨论。
无线充电技术的原理研究可以追溯到19世纪30年代,科学家迈克尔•法拉第首先发现了电磁感应原理,即周围磁场的变化将使电线中产生电流。到了 19世纪 90年代,科学家尼古拉•特斯拉(Nikola Tesla) 证实了无线传输电波的可能性,并申请了首个专利。目前无线充电存在四种不同的商用技术,电磁感应技术、无线电波技术和电磁共振技术、电场耦合技术,几种技术各有特点。
无线充电是指利用电磁波感应原理进行充电的设备,原理类似于变压器。在发送和接收端各有一个线圈,发送端线圈连接有线电源产生电磁信号,接收端线圈感应发送端的电磁信号从而产生电流给电池充电。实现无线充电技术主要通过四种方式:电磁感应式、磁场共振式、无线电波式、电场耦合式。
大家不必看后文的解释,太复杂,对比图更易理解。
图片源自网络
电磁感应式充电:初级线圈一定频率的交流电,通过电磁感应在次级线圈钟产生一定的电流,从而将能量从传输端转移到接收端。目前最为常见的充电垫解决方案就采用了电磁感应,事实上,电磁感应解决方案在技术实现上并无太多神秘感,中国本土的比亚迪公司,早在2005年12月申请的非接触感应式充电器专利,就使用了电磁感应技术。
磁场共振充电:由能量发送装置,和能量接收装置组成,当两个装置调整到相同频率,或者说在一个特定的频率上共振,它们就可以交换彼此的能量,是目前正在研究的一种技术,由麻省理工学院(MIT)物理教授Marin Soljacic带领的研究团队利用该技术点亮了两米外的一盏60瓦灯泡,并将其取名为WiTricity。该实验中使用的线圈直径达到50cm,还无法实现商用化,如果要缩小线圈尺寸,接收功率自然也会下降。相比电磁感应方式,利用共振可延长传输距离。磁共振方式不同于电磁感应方式,无需使线圈间的位置完全吻合。
无线电波式充电:这是发展较为成熟的技术,类似于早期使用的矿石收音机,主要有微波发射装置和微波接收装置组成,可以捕捉到从墙壁弹回的无线电波能量,在随负载作出调整的同时保持稳定的直流电压。此种方式只需一个安装在墙身插头的发送器,以及可以安装在任何低电压产品的“蚊型”接收器。
电场耦合式充电:充电模块是由2个非对称偶极子按垂直方向排列而成的,这组偶极子各由供电部分和接收部分的活性炭电极和接地电极组成。无线供电模块就是通过这2个非对称偶极子的电场耦合而产生的感应电场来供电的。电场耦合方式的特点大致有三:①充电时可实现位置自由,②电极薄,③电极部的温度不会上升。因此不仅能够提供便利性,而且还可降低系统成本。目前已试制完成为平板终端及电子书等便携终端进行无线供电的供电台。
无线充电充满了魔幻色彩,因为它并不需要线缆直连就能隔空生电。有点像变魔术,但话又说回来了魔术并不是凭空产生,要么是障眼法,要么是幻术,魔术也需要道具,需要有根有源的东西支撑,同样无线充电也需要,只不过我们对它的原理并不了解而已。
其实无线充电技术早在19世纪后期就已经出现,距今已经有100多年历史,只不过过去并没有太多实际应用,到现在也仅仅只是为手机、耳机、电动牙刷、智能穿戴设备充充电而已。
无线充电技术出自旷世奇才“尼古拉·特斯拉”,他精通8种语言,一生获得了700多项发明专利,每一件都足以深刻影响后世。比如1909年诺贝尔物理学奖得主古列尔莫·马可尼,他的无线电成就采用了特斯拉17项专利,如今我们所使用的交流输电技术也同样出自“尼古拉·特斯拉”。
要知道早在1899年“尼古拉·特斯拉就开始无线输电的探索,他在纽约建造了无线电发射塔,想把地球作为内导体,地球电离层作为外导体,通过地球与电离层之间的低频共振和环绕地球的表面电磁波来传输能量。多么大胆地畅想,才有了后人在此基础上不断地研究和探索,最终实现了无线充电技术。
无线充电技术利用的是电磁感应,当感应线圈上的交变电荷产生波动的磁场时,就会发生电磁感应现象。通常无线充电需要一个发射端,也需要一个接收端,这样才能进行近距离的非接触方式进行电能的传输。由此可见无线充电技术并不是变魔术,也不是凭空产生的。
目前常见的无线电能传输技术主要有电磁感应式、电磁共振式、电场耦合式。手机无线充电就是采用电磁感应式无线电能传输技术,充电底座上安装的发射线圈,在手机背面安装的是接收线圈,当手机靠近充电座的发射线圈时机会让接收线圈产生感应电流,能量由电能转化成磁场场能再通过感应线圈感应生电,最终完成充电的过程,要知道电磁感应式无线充电技术充电效率能够达到80%,缺点就是只能短距离充电,基本上需要贴在一起,好处就是不需要充电线了。
目前按照无线充电按照原理以及实现方式可分为三种:电磁感应、电磁共振、无线电波,但是万变不离其宗,他们都是较为典型的电磁感应功率传输系统,主要分为发射端系统、接收端系统。发射端包含有发射线圈、驱动器、控制器、电流电压反馈电路;接收端包含接受线圈、电压调节电路、控制器以及负载设备。
电磁感应技术
目前最为常见的手机无线充电解决方案就采用了电磁感应,充电底座以及手机终端分别内置了线圈,二者靠近以后,发射线圈通过一定频率的交流电,通过电磁感应在手机接收线圈中产生一定的电流,从而将点能量从发射端转移到接收端。便开始从充电座向手机进行供电。
目前该技术被广泛的运用到了手机无线充电领域。但这种方式的无线充电技术也存在比较明显的弊端——传输距离短、位置要求严格。现阶段上市的无线充电手机,都需要手机与充电板接触才能进行无线充电,而且对放置位置有着极为苛刻的要求。为提高供电效率,需要使线圈之间的位置对齐,不产生偏移。
电磁共振技术
原理是能量可以通过两个相同谐振频率的LC谐振器进行转移。谐振器是由一个小电容并联或串联的大电感线圈组成。同样的共振频率是能量转移的必要条件,比方说两个线圈作为共振器,发射端以10MHz频率振动,向周围发散出电磁场,而接受端需要同样以10MHz频率振动,才能接收到这个传递过来的能量。
这种类型的系统的一个特点是,能量只能与相同共振频率的对象交换,同时能量损失是很小的,以至我们可以获得更大的频率和更长的传输距离。
谁能详细解说下无线充电的原理及充电要求?
谢谢你的邀请。
无线充电顾名思义就是没有线也能充上电。
其实就是利用电磁波感应原理进行充电的一种设备。
其原理类似于变压器,即在发送端和接收端各有一个线圈,而发送端的线圈连接有线电源产生能量。
无线充电手机用的很多,一般售价百元左右。
无线电充电这方面我没研究过,但可以提供一个思路,要实现无线电充电,首先要做的事情就是无线输送电力,微波和电感都可以做到无线输送电力,由于微波输送电力很难实现微型化,所以可行的方法就剩下电感输送电力的方法,这个方法输送距离不能远,说是无线接触充电更为准确些,电感输送电是通过线圈电滋互感实现的。
地球表面的电磁环境是充分的,利用电磁环境的波动充电就是你所说的无限线充电设备吧!具有普适的感应线圈,具有整流环节,具有输出控制就可以为手机充电了。这个设备不会过于高端。其电路原理也不会多复杂!
我没有相关具体电路资料,只能说说!敬请谅解,吉祥快乐😊
到此,以上就是小编对于无限无线充电原理的问题就介绍到这了,希望介绍关于无限无线充电原理的2点解答对大家有用。
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