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1、無(wú)線能量傳輸技術(shù)2012.4無(wú)線能量傳輸綜述無(wú)線能量傳輸實(shí)現(xiàn)方式主要應(yīng)用領(lǐng)域及前景展望當(dāng)前存在問(wèn)題無(wú)線能量傳輸技術(shù)（WPT），又稱無(wú)接觸能量傳輸（ContactlessPowerTransmission，CPT）技術(shù)，顧名思義，即以非接觸的無(wú)線方式實(shí)現(xiàn)電源與用電設(shè)備之間的能量傳輸。早在1890年，由著名電氣工程師（物理學(xué)家）尼古拉·特斯拉(NikolaTesla)提出。為什么要研究無(wú)線能量傳輸無(wú)線能量傳輸綜述太多的電線插座給人們的生活帶來(lái)不便無(wú)線能量傳輸綜述無(wú)線能量傳輸綜述如此多的節(jié)點(diǎn)如何解決電池問(wèn)題？無(wú)線能量傳輸綜述
2、1831年，邁克爾?法拉第發(fā)現(xiàn)，周圍磁場(chǎng)的變化將在電線中產(chǎn)生電流。1890年，尼古拉?特斯拉提出無(wú)線電力傳輸?shù)臉?gòu)想。20世紀(jì)60年代初期雷聲公司(Raytheon)的布朗(W.C.Brown)做了大量的無(wú)線電能傳輸研究工作,從而奠定了無(wú)線電能傳輸?shù)膶?shí)驗(yàn)基礎(chǔ),使這一概念變成了現(xiàn)實(shí)。無(wú)線能量傳輸技術(shù)發(fā)展史2007年，美國(guó)麻省理工學(xué)院的馬林·索爾賈?？耍∕arinSoljacic）等人在無(wú)線電能傳輸方面取得了新進(jìn)展，他們用兩米外的一個(gè)電源，“隔空”點(diǎn)亮了一盞60瓦的燈泡。無(wú)線充電聯(lián)盟2008年12月17日成立無(wú)線充電聯(lián)盟（W
3、irelessPowerConsortium），2010年8月31日，無(wú)線充電聯(lián)盟在北京正式將Qi無(wú)線充電技術(shù)引入中國(guó)MIT小組隔空點(diǎn)亮燈泡無(wú)線能量傳輸技術(shù)發(fā)展史最近，多家公司已經(jīng)生產(chǎn)出無(wú)線充電的手機(jī)、mp3、便攜式電腦、電動(dòng)汽車。2009年，TI和FultoneCoupled技術(shù)公司合作開(kāi)發(fā)電源芯片用于控制非接觸式充電2010年1月，在美國(guó)CES展覽會(huì)上，海爾公司推出了“無(wú)尾電視”Powermat公司展示了為不同電子產(chǎn)品進(jìn)行無(wú)線充電的設(shè)備無(wú)線能量傳輸技術(shù)發(fā)展史無(wú)線能量傳輸實(shí)現(xiàn)方式電磁感應(yīng)式（非接觸感應(yīng)式）電能傳輸電路
4、的基本特征就是原副邊電路分離。原邊電路與副邊電路之間有一段空隙，通過(guò)磁場(chǎng)耦合感應(yīng)相聯(lián)系。無(wú)線能量傳輸實(shí)現(xiàn)方式根據(jù)無(wú)接觸變壓器初、次級(jí)之間所處的相對(duì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，新型無(wú)接觸能量傳輸系統(tǒng)可分為：分離式、移動(dòng)式和旋轉(zhuǎn)式，分別給相對(duì)于初級(jí)繞組保持靜止、移動(dòng)和旋轉(zhuǎn)的電氣設(shè)備供電。無(wú)線能量傳輸實(shí)現(xiàn)方式日本三洋推出的任天堂官方授權(quán)產(chǎn)品——“Wii遙控器專用非接觸式充電套件”。電動(dòng)車采用電磁感應(yīng)方式充電.即將一個(gè)受電線圈裝置安裝在汽車的底盤上，將另一個(gè)供電線圈裝置安裝在地面，當(dāng)電動(dòng)汽車駛到供電線圈裝置上，受電線圈即可接受到供電線圈的電流，
5、從而對(duì)電池進(jìn)行充電。目前，這套裝置的額定輸出功率為10kW，一般的電動(dòng)汽車可在7-8小時(shí)內(nèi)完成充電。日產(chǎn)魔方電動(dòng)車無(wú)線能量傳輸實(shí)現(xiàn)方式特點(diǎn):較大氣隙存在，使得原副邊無(wú)電接觸，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)接觸式電能的固有缺陷；較大氣隙的存在使得系統(tǒng)構(gòu)成的耦合關(guān)系屬于松耦合，使得漏磁與激磁相當(dāng)，甚至比激磁高；傳輸距離較短，實(shí)用上多在mm級(jí)。缺點(diǎn)：電磁感應(yīng)方式傳輸控制不好，在其范圍內(nèi)的金屬都會(huì)產(chǎn)生電磁感應(yīng)消耗電源能量，另外還會(huì)使設(shè)備的線路感應(yīng)發(fā)熱，嚴(yán)重時(shí)會(huì)損壞設(shè)備。無(wú)線能量傳輸實(shí)現(xiàn)方式諧振耦合方式（又稱WiTricity技術(shù)）是由麻省理工學(xué)院
6、（MIT）物理系、電子工程、計(jì)算機(jī)科學(xué)系，以及軍事奈米技術(shù)研究所（InstituteforSoldierNanotechnologies）的研究人員提出的。系統(tǒng)采用兩個(gè)相同頻率的諧振物體產(chǎn)生很強(qiáng)的相互耦合，能量在兩物體間交互，利用線圈及放置兩端的平板電容器，共同組成諧振電路，實(shí)現(xiàn)能量的無(wú)線傳輸。無(wú)線能量傳輸實(shí)現(xiàn)方式MIT無(wú)線傳能實(shí)驗(yàn)中發(fā)射諧振器和接收諧振器是半徑為3mm的銅線纏繞5.25圈、線圈半徑300mm、高度200mm，具備分布式電感和電容特性的線圈型諧振器，實(shí)驗(yàn)測(cè)得其諧振頻率為9.90MHz。在諧振器距離2m傳
7、輸時(shí)傳輸效率約為40％，距離為1m時(shí)傳輸效率可高達(dá)90％。2008年8月，Intel西雅圖實(shí)驗(yàn)室的JoshuaR.Smith研究小組基于磁諧振耦合無(wú)線能量傳輸技術(shù)開(kāi)發(fā)出可為小型電器充電的無(wú)線傳能裝置能夠?qū)崿F(xiàn)在1m距離內(nèi)給60W燈泡提供電能，效率可達(dá)75%。無(wú)線能量傳輸實(shí)現(xiàn)方式特點(diǎn)：利用磁場(chǎng)通過(guò)近場(chǎng)傳輸，輻射小，具有方向性。中等距離傳輸，傳輸效率較高。能量傳輸不受空間障礙物（非磁性）影響。傳輸效果與頻率及天線尺寸關(guān)系密切。缺點(diǎn)：諧振耦合方式安全實(shí)現(xiàn)問(wèn)題比較嚴(yán)重，要想更好的實(shí)現(xiàn)諧振耦合，需要傳輸頻率在幾兆到幾百兆赫茲之間，
8、而這一段頻率又是產(chǎn)生諧振最困難的波段。無(wú)線能量傳輸實(shí)現(xiàn)方式無(wú)線電波式(輻射式)基本原理——類似于早期使用的礦石收音機(jī)，主要由微波發(fā)射裝置和微波接收裝置組成，接收電路可以捕捉到從墻壁彈回的無(wú)線電波能量，在隨負(fù)載作出調(diào)整的同時(shí)保持穩(wěn)定的直流電壓。無(wú)線能量傳輸實(shí)現(xiàn)方式無(wú)線能量傳輸實(shí)現(xiàn)方式Powercast公司研制出可以將無(wú)線電波轉(zhuǎn)化成直
