非接觸充電方式的工作原理
一、電磁感應(yīng)方式
電磁感應(yīng)通過(guò)送電線圈和接收線圈之間傳輸電力,是最接近實(shí)用化的一種充電方式。當(dāng)送電線圈中有交變電流通過(guò)時(shí),發(fā)送(初級(jí))、接收(次級(jí))兩線圈之間產(chǎn)生交替變化的磁束,由此在次級(jí)線圈產(chǎn)生隨磁束變化的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),通過(guò)接收線圈端子對(duì)外輸出交變電流。
目前存在的問(wèn)題是:送電距離比較短(約100mm左右),并且送電與接受兩部分出現(xiàn)較大偏差時(shí),則電力傳輸效率就會(huì)明顯下降;功率大小與線圈尺寸直接相關(guān),需要大功率傳送電力時(shí),須在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和電力設(shè)備方面加大投入。
二、磁共振方式
磁共振傳送方式由美國(guó)麻省理工學(xué)院(MIT)于2007年研制成功,公諸于世以來(lái),一直備受世界各國(guó)的普遍關(guān)注。
它主要由電源、電力輸出、電力接收、整流器等主要部分組成,原理與電磁感應(yīng)方式基本相同。電源傳送部分有電流通過(guò)時(shí),所產(chǎn)生的交變磁束使接收部分產(chǎn)生電勢(shì),為電池充電時(shí)輸出電流。
與電磁感應(yīng)充電方式不同之處在于,磁共振方式加裝了一個(gè)高頻驅(qū)動(dòng)電源,采用兼?zhèn)渚€圈和電容器的LC共振電路,而并非由簡(jiǎn)單線圈構(gòu)成送電和接收兩個(gè)單元。
共振頻率的數(shù)值,會(huì)隨送電與接收單元之間距離的變化而改變。當(dāng)傳送距離發(fā)生改變時(shí),傳輸效率也會(huì)像電磁感應(yīng)一樣迅速降低。為此,可通過(guò)控制電路調(diào)整共振頻率,使兩個(gè)單元的電路發(fā)生共振,即“共鳴”。所以,這種磁共振狀態(tài)也稱為“磁共鳴”。
在控制回路的作用下改變傳送與接收的頻率,可將電力傳送距離增大至數(shù)米左右,同時(shí)將兩單元電路的電阻降至最小以提高傳送效率。
當(dāng)然,傳輸效率還與發(fā)送與接收電單元的直徑相關(guān),傳送面積越大,傳輸效率也越高。目前的傳輸距離可達(dá)400mm左右,傳輸效率可達(dá)95%。
三、微波方式
使用2.45GHz的電波發(fā)生裝置傳送電力,發(fā)送裝置與微波爐使用的“磁控管”基本相同。傳送的微波也是交流電波,可用天線在不同方向接收,用整流電路轉(zhuǎn)換成直流電為汽車電池充電。
為防止充電時(shí)微波外漏,充電部分裝有金屬屏蔽裝置。使用中,送電與接收之間的有效屏蔽可防止微波外漏。
目前存在的主要問(wèn)題是,磁控管產(chǎn)生微波時(shí)的效率過(guò)低,造成許多電力變?yōu)闊崮鼙话装紫摹?/p>