无线电力传输简介

无线电力传输有望将我们从电源线的暴政中解放出来。这项技术正在被应用到各种设备和系统中。让我们一起来看看!

的连接方式

今天大多数的住宅和商业建筑都是由交流电从电网。电站通过高压传输线和降压变压器产生交流电力，可通过高压输电线路和降压变压器传输。

电力进入断路器盒，然后电气布线为我们每天灯，厨房用具，充电器等使用的AC设备和设备提供电流。

所有组件都标准化，并与电气代码一致。任何用于标准电流和电压的设备都将在全国各地数百万个网点中工作。虽然在给定的电气系统内的国家和大陆之间标准不同，但任何适当额定设备都将起作用。

这里有一条线，有一条线。。。。我们的大多数电气设备都有交流电源线。

无线电力技术

无线电源传输（WPT）使得可以通过气隙供电，而无需电流载线。WPT可以从AC源提供电源，以兼容电池或没有物理连接器或电线的设备。WPT可以为手机和平板电脑，无人机，汽车，甚至运输设备充电。它甚至可能是可能的无线传输由太阳能电池板阵列收集的空间。

WPT是消费类电子产品中一项令人兴奋的发展，取代了有线充电器。这2017国际消费电子展将有许多设备提供WPT。

然而，自1890年代后期以来，在没有电线的情况下传输电力的概念。Nikola Tesla能够使用电动诱导（AKA谐振电感耦合）在他的科罗拉多斯普林斯实验室中无线地轻微轻盈电灯泡。

特斯拉的“电能传输装置”专利图片(1907年)。

从电源达到60英尺（18米）的三个灯泡被点亮，并记录了演示。特斯拉有大计划，并希望他的长岛为基础塔名为瓦登克里夫可以将电能无线传输到大西洋对岸。但由于资金和时机等种种困难，这一目标从未实现。

WPT使用带电粒子产生的字段，以在空气间隙上携带变送器和接收器之间的能量。通过将能量转化为可以穿过空气行进的形式来桥接气隙。能量被转换为通过空气传输的振荡场，然后通过接收器转换成可用的电流。根据电力和距离，可以通过电场，磁场或电磁（EM）波等能量，例如无线电波，微波甚至光。

下表列出了各种WPT技术以及电力传输的形式。

技术	能量转移	启用电源传输
电感耦合	磁场	线圈的电线
谐振电感耦合	磁场	谐振电路
电容耦合	电场	导电耦合板
Magnetodynamic耦合	磁场	旋转永久磁铁
微波辐射	微波炉	相控阵列/菜
光学辐射	灯/红外/紫外线	激光/光电池

WPT技术。

Qi充电，无线充电的开放标准

虽然有希望WPT的一些公司仍在努力提供产品，但QI（发音为“CHEE”）充电标准化，目前可用的设备。这无线电力联盟WPC成立于2008年，制定了电池充电的Qi标准。该标准支持感应和共振充电技术。

电感充电具有在近距离的发射器和接收器线圈之间的能量。电感系统要求线圈接近并彼此对齐;通常，器件与充电垫直接接触。谐振充电不需要仔细对准，并且充电器可以在高达45mm的距离处检测和充电设备;因此，谐振充电器可以嵌入家具中或安装在搁架中。

Qimini无线充电板上显示的QI标志。图片礼貌Tektos.。

QI Logo的存在意味着设备由无线电力集团注册和认证。

第一次引入时，QI充电低功率，约为5W。2011年推出了使用QI充电的第一个智能手机。2015年，QI扩大到包括15W，允许快速充电。

来自Texas Instruments的以下图形显示了QI标准封面。

图片由Kalyan Siddabattula提供礼貌德州仪器（PDF）。

只有所列出的设备气登记数据库保证提供QI兼容性。目前上市有超过700个产品。重要的是要认识到有QI徽标的产品已经过测试和认证;他们使用的磁场不会导致敏感设备（如移动电话或电子护照）的问题。注册设备保证与所有已注册的充电器一起使用。

有关QI无线充电的更多信息，请退房这篇文章以及对Qi兼容发射机/接收器WPT评估板的介绍和技术评估，点击在这里和在这里。

WPT的物理学

对于消费者设备WPT是一种新兴技术，但潜在的原则和组件并不是新的。麦克斯韦的方程式仍然涉及电力和磁力的统治，并且发射器与其他形式的无线通信一样地向接收器发送能量。但是，WPT是不同的，因为主要目标是转移能量本身，而不是在能量中编码的信息。

WPT变送器/接收器块图。

WPT涉及的电磁场相当强，必须考虑到人的安全。暴露于电磁辐射可能是一个问题，而且WPT发射器产生的电场可能会干扰穿戴式或植入式医疗设备。

发射机和接收器都嵌入到WPT设备中，就像要充电的电池一样。实际的转换电路将取决于所使用的技术。除了实际的能量传输，WPT系统必须允许发射机和接收机进行通信。这可以确保当电池充满电时接收器可以通知充电设备。通信还允许发射器检测和识别接收器，调整传输到负载的电量，并监测条件，如电池温度。

的概念近场辐射与远场辐射与WPT相关。传输技术、可传输的功率量和接近要求受系统是否利用近场辐射或远场辐射的影响。

距离天线远小于一个波长的位置位于近场。近场的能量是无辐射的，振荡磁场和振荡电场相互独立。电容(电)和电感(磁)耦合可用于将功率传输到位于发射机近场的接收器。

与天线距离大于大约两个波长的位置位于远场中。（在近场和远场之间存在过渡区域。）远场中的能量是典型电磁辐射的形式。远场功率传输也被称为电力光束。远场传输的例子是使用高功率激光器或微波辐射来传输能量在长距离的系统的系统。

wpt工作的地方

所有WPT技术目前都在积极研究中，其中大部分都集中在最大化电力传输效率（PDF）和调查技术磁共振耦合（PDF）。除了走进装备WPT的房间并自动充电的房间外，还有更多雄心勃勃的项目。

在全球范围内，电动公共汽车正在成为常态;伦敦的标志性双层公共汽车是规划无线充电，公交车系统韩国那犹他州,德国。

使用用麻省理工学院科学家发明的卫星在美国，电动汽车可以无线充电，这些汽车也可以无线向您的手机充电！！（当然，使用Qi充电！）这种无线技术方便，肯定，但它也可能收取汽车比插电充电快能够。

无线停车充电设置内置的图形内置于停车位。图片礼貌丰田。

实验系统无线供电的无人机已经证明了。如上所述，正在进行的研发专注于提供一些地球能量需求的前景WPT和基于太空的太阳能电池板。

WPT到处都在努力！

结论

虽然Tesla梦想为每个人使用无线交付的电力仍然远非可行，但许多设备和系统现在正在使用某种形式的无线电力传输。从牙刷到手机，从汽车到公共交通，有很多用于无线电力传输的应用。