低功耗設(shè)備的無線感應(yīng)供電技術(shù)研究

何文光

（廣東順暢科技有限公司，廣東 江門 529000）

0 引 言

無線感應(yīng)供電技術(shù)是以非輻射性的能量傳輸方式開展無線通信。目前，無線感應(yīng)供電技術(shù)的應(yīng)用范圍逐步拓寬，在新能源領(lǐng)域中扮演著重要角色。例如，手機(jī)可運(yùn)用無線感應(yīng)供電的方法進(jìn)行充電，使被充電設(shè)備能動(dòng)態(tài)移動(dòng)，避免了常規(guī)充電方法易造成的危險(xiǎn)。因此，研究了低功耗設(shè)備無線感應(yīng)供電技術(shù)。

1 無線感應(yīng)供電的原理性概述

發(fā)射端和接收端是無線感應(yīng)供電技術(shù)的重要組成部分。為使系統(tǒng)高效運(yùn)行，順利供電，需運(yùn)用高頻調(diào)制模塊或借助諧振變換器[1]。同時(shí)，系統(tǒng)發(fā)射端都具有電流轉(zhuǎn)換功能，轉(zhuǎn)換過程中會(huì)產(chǎn)生高頻交流信號(hào)。接收線圈在接收能量后，運(yùn)用全橋整流模塊和濾波電流部分整流成一個(gè)穩(wěn)定的直流電源，能量信號(hào)會(huì)隨著發(fā)射端電壓等因素的變化而變化，應(yīng)運(yùn)用整流等模塊接到負(fù)載上。當(dāng)電壓高于閥值時(shí)持續(xù)性輸出能量，還需接收一定范圍內(nèi)的波動(dòng)。

此外，系統(tǒng)中的發(fā)射線圈可進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)時(shí)的磁場(chǎng)強(qiáng)度會(huì)逐步縮小，磁場(chǎng)量的變化情況與無線感應(yīng)供電有關(guān)。研究低功耗設(shè)備無線感應(yīng)供電技術(shù)發(fā)現(xiàn)，此系統(tǒng)的發(fā)射端可驅(qū)動(dòng)多個(gè)不同的接收端，被感應(yīng)的物體能不斷進(jìn)行動(dòng)態(tài)變化，但必須放置在安全范圍內(nèi)，才能保證信號(hào)傳輸較穩(wěn)定，設(shè)備損壞較小。需全面了解無線感應(yīng)供電的原理，以保障系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

2 無線感應(yīng)供電的關(guān)鍵性技術(shù)分析

2.1 耦合氣隙

接收圈與發(fā)射圈之間會(huì)產(chǎn)生氣隙，氣隙空間范圍較大，且線圈的耦合狀態(tài)較為松弛，被稱為松耦合感應(yīng)供電傳輸技術(shù)[2]。為了解供電技術(shù)的電磁感應(yīng)供應(yīng)關(guān)系，應(yīng)全面了解系統(tǒng)的整體運(yùn)行模式。此外，需認(rèn)識(shí)到耦合氣隙的重要性，合理處理供電技術(shù)運(yùn)用中存在的各種問題，以促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。低功耗設(shè)備無線感應(yīng)供電技術(shù)的應(yīng)用，保障了復(fù)雜電氣設(shè)備的持續(xù)性供電，提高了工作效率和經(jīng)濟(jì)效益。電氣工程供電出現(xiàn)故障時(shí)，可運(yùn)用無線感應(yīng)供電技術(shù)進(jìn)行大幅度補(bǔ)救。

2.2 耦合電感系數(shù)

無線感應(yīng)供電系統(tǒng)運(yùn)行中，耦合的特性使系統(tǒng)中的耦合系數(shù)越來越小。若調(diào)制頻率較低，線圈上的熱損耗將持續(xù)增大；若調(diào)制頻率變高，線圈上的熱損耗將較為適中，因此需合理調(diào)整調(diào)制頻率的范圍。通常無線能量傳輸系統(tǒng)會(huì)包括工頻交流電源和工頻整流模塊等，市電運(yùn)用整流模塊進(jìn)行整流，形成穩(wěn)定的直流電，直流電會(huì)歷經(jīng)高頻逆變，然后加到發(fā)射圈上，通過諧振式強(qiáng)磁耦合傳輸?shù)浇邮站€圈中，接收線圈中的電能再通過高頻整流和后續(xù)調(diào)理電路加到負(fù)載上，借助發(fā)射圈上的電流信號(hào)來斷定系統(tǒng)的工作情況，從而實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的系統(tǒng)傳輸效果。但是此電路系統(tǒng)的構(gòu)成情況較復(fù)雜，運(yùn)行成本較高，因此需全面認(rèn)識(shí)耦合電感系數(shù)[3]。供電自動(dòng)化控制是指工作人員在未掌控系統(tǒng)時(shí)，機(jī)械依照規(guī)定要求自行完成相應(yīng)工作。此外，新型供電控制方式具有較多優(yōu)點(diǎn)，可節(jié)約大量人力資源，提高工作效率。

2.3 參數(shù)、形狀與安裝位置的設(shè)計(jì)

參數(shù)、形狀與安裝位置的設(shè)計(jì)是一項(xiàng)關(guān)鍵性技術(shù)。發(fā)射圈所在臺(tái)面的位置應(yīng)固定，以圓形和矩形為主要形狀；接收圈虛處于感應(yīng)器的內(nèi)部區(qū)域，需根據(jù)內(nèi)部空間情況選擇形狀。工程建設(shè)中，傳統(tǒng)電力控制器根據(jù)魯棒性變化、下降時(shí)間及響應(yīng)時(shí)間來調(diào)節(jié)工程電量，雖然保障了工作效率，但是供電容量不能長(zhǎng)期維持。低功耗設(shè)備無線感應(yīng)供電技術(shù)能對(duì)電力工程進(jìn)行不斷調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)無人操控。同時(shí)，低功耗設(shè)備無線感應(yīng)供電技術(shù)與自動(dòng)化控制器械緊密結(jié)合，較大程度地提升了電力控制性能。傳統(tǒng)電力控制器工作時(shí)，不能全面掌控復(fù)雜對(duì)象，從而影響供電設(shè)計(jì)工作。低功耗設(shè)備無線感應(yīng)供電技術(shù)刪除了模型設(shè)計(jì)部分，解決了傳統(tǒng)供電無法控制的情況。

3 結(jié) 論

雖然無線感應(yīng)供電技術(shù)的應(yīng)用受諸多因素的影響，但是該技術(shù)具有較多的優(yōu)勢(shì)，如安全的連接方式和持續(xù)的動(dòng)態(tài)供電，應(yīng)用范圍十分廣泛。