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            無線供電解決方案

            作者:東華 時間:2008-05-12 來源:電子產(chǎn)品世界 收藏

            磁耦合方案

            本文引用地址:http://www.biyoush.com/article/82433.htm

            電磁感應(yīng)是一項基本原理,交流電源中一個重要部件變壓器就是利用它工作的,變壓器由一個磁芯和二個線圈,即初級線圈與次級線圈組成。當(dāng)初級線圈兩端加上一個交變電壓時,磁芯中就會產(chǎn)生一個交變磁場,從而在次級線圈上感應(yīng)一個相同頻率的交流電壓,電能就從輸入電路傳輸至輸出電路。對圖2所示的變壓器基本電路,兩個端口的電壓降可表示為:

            V1=jwL1I1-jwMI2
            Y2=jwMI1-jwL2I2=ZLI2
            式中L1、L2和M分別為初級電感、次級電感與互感,ZL是負(fù)載電阻。初、次級間耦合度可用耦合系數(shù)K來定義:
            K=M/
            耦合系數(shù)反映了變壓器的優(yōu)值,對于一個近似于理想的變壓器,可簡單表示為:
            V1/V2≈L1/L2≈N1/N2
            式中N1與N2分別是兩個電感的匝數(shù),就是所說的電壓比等于匝數(shù)比。

            對于或充電的裝置而言,其初級線圈與次級線圈處于兩個分離的各自部件中,因而線圈間的耦合是比較松散的。最早使用電磁感應(yīng)原理的是電動牙刷。電動牙刷經(jīng)常接觸水,不采用直接充電方案,在充電座和牙刷中各有一個線圈,當(dāng)牙刷放在充電座上時就有磁耦合作用,類似一個變壓器,感應(yīng)電壓整流后就可對鎳鎘電池充電,整個電路消耗功率約3W。整套裝置的示意圖如圖3。
             
            圖3 電動牙刷
             圖4 塑料薄膜電源

            日本東京大學(xué)的教授們設(shè)計了一種塑料薄膜電源(圖4),很有創(chuàng)意,用途也十分廣泛。例如,可將它鋪在地板上或桌子上,或嵌入在墻壁上,為圣誕樹上發(fā)光二極管、裝飾燈,為魚缸水中燈泡或小型電機。薄膜電源由四層塑料薄膜組成,最低一層是電導(dǎo)可控的有機晶體管,上面是感測兼容電子設(shè)備接近的銅線圈,再上面是接通或關(guān)閉電源的MEMS開關(guān),最上面一層是傳送電能的銅線圈。制作工藝采用了絲網(wǎng)印刷和類似于噴墨打印的新工藝。它的工作過程是這樣的;當(dāng)物體處于薄膜2.5cm范圍內(nèi)時,最靠近的MEMS開關(guān)接通電源,電感線圈就利用感應(yīng)原理向設(shè)備供電。據(jù)稱,該項技術(shù)的效率是很高的,電源傳輸效率可達(dá)81.4%。目標(biāo)的價位每平方米約100美元。

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