无线电力传输

电力的无线传输具有许多优点。例如，它使容易出错的插头触点变得多余。设备可以内置在防止湿气进入的外壳中。用户也不必为插入电缆而烦恼。大多数无线电力传输应用都位于便携式设备中的电池充电领域。

该领域有一些既定标准。然而，有许多应用不需要标准，因此可以使用单独优化的电力传输。图1显示了一种电感式功率传输概念。两个线圈靠近在一起，并在初级线圈中产生交流电。通过产生的磁场，在次级线圈中感应出交流电，就像在变压器中一样。

图1.带初级侧控制和接收器的感应式电力传输概念。

原则上，主发射器可以用一个简单的振荡器和几个分立元件来构建。这适用于低功率水平的传输。对于更高的功率，应使用集成发送器电路，例如ADI公司的LTC4125。发射器非常精确地调整到给定的谐振频率。这使得特定组件可以实现最大的功率传输。LTC4125 还可以检测初级线圈上的异物。例如，如果将一块金属固定在线圈上，则会在金属中形成涡流。它们会加热金属，尤其是在高功率的情况下，会导致受伤。在低功率水平下，异物只会引起最小的热量，并且不会带来重大风险。LTC4125 能够检测金属物体，然后降低功率或中断功率传输。

为了节省能源，LTC4125 能够根据次级侧的功率要求调整发射功率。

图2所示为具有特定元件的演示电路示例。该图显示了当两个线圈偏移或按特定量分开时会发生什么。在变压器中，耦合系数通常在0.95和1之间。在无线电力传输系统中，耦合系数通常为0.8至0.05。在图2中，线圈偏移（以毫米为单位）显示在x轴上。两个线圈之间的间距（也以毫米为单位）显示在 y 轴上。因此，如果两个线圈完全垂直对齐（例如，线圈偏移为零），电池充电功率为1 W，则两个线圈之间的距离可达12 mm。功率越高，两个线圈必须越紧密、越精确地对齐。可传输功率可以通过选择电路元件来调节。但是，线圈偏移和线圈间距之间的关系将类似于示例中所示的关系。

图2.两个线圈之间的偏移和间距的影响。

对于更远距离的无线电力传输，可以使用RF功率传输。有一些测试设置在ISM频段工作。然而，可传输功率和传输效率远低于此处描述的电感耦合方法。

审核编辑：郭婷