無線電力傳輸是通過電磁波將電能從一個系統傳輸到另一個系統的過程，而無需使用電線或任何物理接觸。

在這篇文章中，我們將討論無線電力傳輸的工作原理或不使用電線通過空氣傳輸電力。

您可能已經遇到過這項技術，并且可能已經在互聯網上瀏覽了許多相關理論。

盡管互聯網上可能充斥著通過示例和視頻解釋這一概念的文章，但讀者大多無法理解該技術的核心原則及其未來前景。

無線電力傳輸的工作原理

在本文中，我們將粗略地嘗試了解無線電力傳輸如何發生或工作或傳導發生，以及為什么這個想法很難遠距離實現。

無線電力傳輸最常見和最經典的例子是我們舊的無線電和電視技術，該技術的工作原理是將電波（RF）從一個點發送到另一個點，而無需電纜，以進行預期的數據傳輸。

困難

然而，該技術背后的缺點是它無法以高電流傳輸波，因此發射的功率在接收側變得有意義且可用于驅動潛在的電負載。

這個問題變得很困難，因為空氣的阻力可能在數百萬兆歐姆的范圍內，因此極難切割。

另一個使長途傳輸更加困難的麻煩是將電源集中到目的地的可行性。

如果允許發射電流在廣角上分散，目標接收器可能無法接收發送的功率，并且可能只獲取其中的一小部分，從而使操作效率極低。

然而，在沒有電線的情況下短距離傳輸電力看起來要容易得多，并且已經被許多人成功實施，僅僅是因為對于短距離來說，上述限制永遠不會成為問題。

對于短距離無線電力傳輸，遇到的空氣阻力要小得多，在幾1000兆歐姆的范圍內（甚至更小，取決于接近程度），并且通過結合高電流和高頻，傳輸變得相當有效。

獲得最佳射程

為了獲得最佳的距離電流效率，傳輸頻率成為操作中最重要的參數。

更高的頻率可以更有效地覆蓋更大的距離，因此這是設計無線電力傳輸設備時需要遵循的一個要素。

另一個有助于更容易傳輸的參數是電壓電平，更高的電壓允許涉及更低的電流，并保持設備緊湊。

現在讓我們嘗試通過一個簡單的電路設置來掌握這個概念：

電路設置

零件清單

R1 = 10 歐姆

L1 = 9-0-9 圈，即使用 18 SWG 超漆包銅線使用中心抽頭 30 圈。

L2 = 18 圈，使用 30 SWG 超漆包銅線。

T1 = 2N2222 D1----

D4 = 1N4007

C1 = 100uF/25V 3V = 2 節 AAA 1.5V

串聯電池

上圖顯示了一個簡單的無線電力傳輸電路，由設計左側的發射器級和右側的接收器級組成。

可以看到這兩個階段都與預期的電力轉移的顯著氣隙分開。

工作原理

功率發射器級看起來像一個振蕩器電路，通過NPN晶體管和電感器上的反饋網絡電路組成。

是的，沒錯，發射器確實是一個振蕩器級，它以推挽方式工作，用于在相關線圈 （L1） 中感應脈動高頻電流。

感應高頻電流在線圈周圍產生相應數量的電磁波。

在高頻下，該電磁場能夠通過其周圍的氣隙撕裂，并達到允許的距離，具體取決于其額定電流。

可以看到接收器級僅由一個與L2非常相似的互補電感L1組成，其唯一作用是接受發射的電磁波并將其轉換回電位差或電力，盡管由于涉及通過空氣的傳輸損耗，功率水平較低。

L1產生的電磁波被輻射到周圍，L2在線路中的某個地方被這些EM波擊中。當這種情況發生時，L2導線內的電子被迫以與EM波相同的速率振蕩，最終導致L2上也產生感應電流。

電力通過連接的橋式整流器和C1進行適當的整流和濾波，C《》在所示輸出端子上構成等效直流輸出。

實際上，如果我們仔細觀察無線電力傳輸的工作原理，我們會發現它并不是什么新鮮事，而是我們通常在電源，SMPS單元等中使用的古老變壓器技術。

唯一的區別是我們通常在常規電源變壓器中找到的鐵芯缺失。該內核有助于最大化（集中）功率傳輸過程，并引入最小的損耗，從而在很大程度上提高效率

電感磁芯選擇

該磁芯還允許在工藝中使用相對較低的頻率，鐵芯變壓器的精確頻率約為50至100 Hz，而鐵氧體磁芯變壓器的精確頻率在100kHz以內。

然而，在我們提出的關于無線電力傳輸如何工作的文章中，由于這兩個部分需要完全彼此分離，因此使用內核變得毫無疑問，并且系統被迫在沒有輔助內核舒適的情況下工作。

如果沒有磁芯，則必須使用相對較高的頻率和更高的電流，以便能夠啟動傳輸，這可能直接取決于發射級和接收級之間的距離。

總結概念

總而言之，從上面的討論中，我們可以假設，要實現最佳的空氣動力傳輸，我們需要在設計中包含以下參數：

相對于預期電壓感應的正確匹配線圈比。

發射器線圈的高頻范圍為200kHz至500kHz或更高。

發射器線圈的高電流，取決于輻射電磁波需要傳輸多遠的距離。