无线电源传输如何实现更便利的日常生活
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现任Witricity的总裁埃里克·吉勒（Eric Giler）独立于麻省理工学院（MIT），在2009年在TED上发表了精彩的演讲，标题为“无线电力技术演示”，展示了如何使用无线电力传输技术推出一款小型电视机 - 那时，技术从那时起就一直在发展。让我们看一下这个惊人的技术领域可以为设计工程师带来什么新机会。
最近，我与YIPU Power Convertion Company（EPC）应用程序工程副总裁Michael de Rooij讨论了无线电力的挑战和机会。我还选择与De Rooij讨论此问题，除了EPC是硝酸盐（GAN）功率组件的主要供应商之外kaiyun官方网站登录入口，该公司还可以为设计工程师提供开发板，参考设计和教育支持，包括De Rooij编写的无线功率手册。
在1月初举行的年度国际消费电子展（CES 2017）上，EPC显示了43英寸的平板HDTV，可以通过石膏板墙通过无线电源获取电力； 2017年，您将看到EPC为行业带来了更先进的无线功率有关的解决方案，超过了吉勒（Giler）在2009年所展示的技术。
支持无线电源，距离更长
我向De Rooij询问了当前无线充电解决方案在支持更长的传输距离，更高效率及其可能性时会遇到的局限性；我们如何使这项电力传输技术有效地达到所有消费者可以接受的水平？氮化炮功率组件（例如EPC的EGAN技术）如何继续帮助推动无线电源技术的进度？
de Rooij首先提到了线圈设计的局限性；根据经验法则，如果线圈直径高于7英寸，则性能将被降解；此外，每组线圈的质量因子（q）和线圈之间的耦合系数（k）将影响长距离无线充电效率，以及传输和接收线圈的大小和几何形状将极大地影响Q和K的值。图1显示了无线功率传输的基本原理。
图1无线电源传输的基本原理
de Rooij提到，尽管无线功率传输的电磁场（电子磁场）方法存在技术问题，但它可以长时间传输电源 - 在这方面，可能存在一些问题，包括产生臭氧和与其他物质（例如生物特性）的相互作用；这种充电方法可能更适合可以悬挂在充电板（例如无人机）上的设备。
电场耦合技术的最直接表现是在源和负载之间使用平行板电容器，并且需要匹配输入阻抗以实现高效效力传输；也就是说，有一个板放在无人机底部要充电的木板，另一个板在充电板上（如图2所示）。
图2（a）无线电源传输的电场耦合体系结构； （b）电路模型
用磁共振耦合技术充电在空气中悬挂的无人机也是一个不错的选择。如图3所示，充电板的线圈采用了平方设计，并调整了无人机上的接收线圈以支撑着陆，最大程度地减少了传输和接收线圈之间的距离，这大约是几毫米（mm），因此线圈之间的耦合因子是最大化的。
图3。无人机充电带有磁共振耦合线圈悬浮
无线电力传输线圈技术的当前和未来开发
德鲁伊（De Rooij）说，无线充电解决方案提供商核流目前正在开发更有效的无线充电线圈。核流声称该公司当前的无线功率“天线”效率高于市场上任何印刷天线/线圈/谐振器。它具有Qi/PMA频率（〜200KHz）的设计通常可以提高效率20％以上，并且具有A4WP频率（6.78MHz）或NFC频率（13.56MHz）的设计可以实现60％以上。
将无线功率传输线圈嵌入地板砖中将有助于电场的分布，因此可能会稍微扩展电源距离；但更重要的是，与单线线圈设计相比，这将大大扩展收集的功率范围，在相同的覆盖范围内，它是一个更有效的解决方案。
EPC在CES 2017上显示的无线电动HDTV是我到目前为止见过的最强大的无线电源传输应用程序。此外，咖啡连锁店星巴克的某些商店现在在商店的座位上提供无线充电设备，使客户可以为智能手机充电。如果您的手机没有内置的无线充电功能，它们也可以向您出售适配器（如图4所示）。
图4 PowerMat的无线充电解决方案已被星巴克和其他行业参与者采用。
EPC如何为HDTV提供无线功率？该公司选择了43英寸Vizio D43-D1高质量电视，最大电力为85W；一些先前的测试用于使用具有较低功率的20英寸电视。
TVS使用基于单位功率因数的交替电流（AC），因此电源提供的所有能量都是通过负载消耗的；由于电视的电子组件需要直流电流（DC）功率，因此它们不需要所有的AC整流器，大型电解电容器和桥梁二极管，并且启动电视所需的功率小于5W；当电视所需的电源较低时，无线电源传输发射器可以进一步油门。
图5无线电源传输的设计架构，可以穿透标准石膏板隔间墙到无线电源HDTV
EPC CES显示屏的设计电路图如图6所示。设计师使用差分ZVSD类放大器来驱动发射线圈（注意：差分体系结构，尤其是300mHz以上的频率范围，可以改善单端设计中的EMI；在不同的设计中；一半的电压在Amplifier的输出中转换为Amplifier的输出）；但是，这种情况仅在高度共振的6.78MHz ISM频段中传输功率，并且与传统的MOSFET功率组件相比开yun体育app官网网页登录入口，EPC使用的EGAN FET显示出更好的性能。
图6。HDTV无线电源方案电路图由EPC显示在CES 2017中
消费者肯定会希望将来的电视将完全“无线”，以便他们可以更轻松地将电视挂在墙上或将其放置在所需的任何地方；除了电视外，无线电源传输应用程序还可以扩展到实际上只需要直流电源的其他白色电器和交流设备。
无线电力传输有望实现更方便的日常生活
使用无线电力传输技术的无人机将对亚马逊，UPS和联邦快车等物流运营商非常有用，他们都在考虑使用无人机运送货物。
在医疗应用中，穿透皮肤电源线的可植入设备可以使用无线功率传输技术来减少患者感染的机会。神经系统刺激剂，心脏辅助泵等是首选应用。心律调节剂，脊髓和神经刺激剂有望在睡眠时能够通过4-5英尺的功率距离为患者充电。
可以增加从患者侧接收信号的线圈数量，以利用无线功率传输技术来实现更高质量的MRI成像，同时降低成本，消除使用电缆的使用并降低使用无线功率传输技术的复杂性。
酒吧，咖啡馆和机场可以在下一代家具和餐桌设计中使用无线电力传输设备；因此，所有墙壁，地板和装饰都可以减少电源插座的数量，甚至根本没有插座。
安装在汽车内部的电缆不仅昂贵，笨重，而且可能不可靠。无线电源传输技术可以为汽车照明，音频，电话和其他设备提供动力，还可以支持电动汽车充电，启动雷达和轻型变速器设备，从而使汽车中的更多电子设备摆脱铜线的粘结；无线充电也可以用于汽车座椅，门和行李箱等区域开元棋官方正版下载，用模块化解决方案代替定制的设计体系结构，以简化汽车制造工艺。
此外，无线电力传输可以防止危险的电源火花爆炸和火灾，尤其是在加油站，水下或充满氧气的空间，海滨住宅/设施和粒料。
有一天，高压电缆可能会完全消失，并由高压无线电源传输技术取代，这在日常生活中无处不在。德鲁伊（De Rooij）还透露，今年将看到无线电力传输技术的更具创新成就，并且通过这种惊人的新兴技术，电子和电源系统的设计最终将永远改变。
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