无线给车模提供高效电能的传输解决方案.docx

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无线给车模提供高效电能的传输解决方案

如何无线给车模提供高效电能的传输解决方案

我们在“智能永动车”中讨论了如何无线给车模提供电能的方案。

通过对比，使用电磁感应的方式可以比较便捷、高效给车模提供足够的电能。

无线充电技术的应用在现今电动汽车领域、手持电子设备、人体医疗器械、通信领域也都有着非常广泛的应用。

利用电磁互感现象，通过磁场耦合的两个线圈可以完成电能的传输。

下面，我们探讨一下如何高效完成电能的传输。

这其中涉及到线圈如何绕制、摆放以及如何控制充电功率等。

你瞧，这是我们做实验所使用的线圈。

其中大的线圈是电能发射线圈，使用直径为1.1mm的多股纱包线绕制四匝，直径约为260mm。

其中通有640kHz的交流电，通过并联电容完成电流谐振，谐振电压为12V。

接收线圈比较小，使用同样的纱包线绕制10匝，直径在80mm左右。

什么？

你问为什么使用多股纱包线绕制线圈？

这主要是因为要降低发射接收圈的尺寸、减少绕制匝数，所以线圈的电感量都比较小，都在几十微亨左右。

为了提高传输电能密度，需要使用高频交流信号进行电能传输。

这里使用的是640kHz。

高频电流经过导线时，由于“电流趋肤效应”，电流趋向于导线的表面。

在20°左右，640kHz的高频交流电流在铜线内电流深度只有0.0825mm。

因此。

为了增加导线的表面积，降低电流损耗，需要使用多股的纱包线绕制线圈。

将感应接收线圈放在发射线圈中间，它们之间存在电磁耦合。

在发射线圈通电以后，就会在接收线圈中产生感应电动势。

经过整流之后，便可以形成可以充电的直流电流。

如果负载本身是发光二极管，它自己就可以完成整流，因此LED可以在高频电压驱动下完成整流发光。

下图是实验所用的接受电路，利用C1与接收线圈匹配成谐振回路。

使用两个肖特基二极管完成倍压整流，输出电压的最高可以在40V左右。

如果使用全波整流，在获得同样的输出电压的情况下，需要将线圈的匝数增加一倍。