无线充电器的收发线圈研究(2)

太空太阳能发电站通过微波将电能传输到地面. 空间电站的输出功率很可能达到兆瓦级. 地面上必须有特殊的设备才能接收. 当然，也可以在室内或一定区域内设置类似于无线通信的电力传输基站，以为民用低功率设备供电. 以这种方式进行的传输容易受到环境影响. 如何避免传输路径中的反射和散射以及金属物体引起的能量损失以及对生物的影响都是需要解决的问题. 由于不存在上述空间，因此微波方法非常适合于空间能量传输. 激光无线功率传输（LWPT，激光无线功率传输）比MWPT更具方向性，能量集中，您可以使用较小的发射功率来实现长距离供电，唯一需要的发射和接收设备是微波模式1/10 ，并且不会向外辐射电磁波. 该技术可应用于卫星太阳能电站，空对地，空对空，地面能量传输等应用，具有广阔的应用前景和巨大的经济效益. 该系统主要由三个模块组成: 激光发射模块，激光传输模块和激光-电能转换模块. 激光发射模块的核心器件是半导体激光器，其性能和效率直接影响LWPT系统的整体效率. 在美欧政府和几家公司自己投资的项目中，商业大功率半导体激光器的电光转换效率已从40％-50％提高到50％-60％.

美国国防高级研究计划局于2003年启动了“超高效率半导体激光器”项目，该项目旨在通过提高半导体激光器的效率来提高整个激光器系统的效率. 目标是开发光电. 转换效率高达80％的半导体激光器件是LWPT系统的关键组件，该系统将激光转换为电能. 目前投入实际应用的单波长光伏转换效率可以达到40％至50％. 如果进一步采用微纳处理技术和光子工程技术，则有望将转换效率提高到80％. 激光无线能量传输技术还包括激光能量传输和控制技术. 随着这三种技术的改进，LWPT将在未来得到广泛应用. 万方数据杭州电子科技大学硕论文激光发射器高效光能转换器负载能量传输控制激光器图1.4 LWPT电场耦合功率传输（ECPT，电场耦合功率传输）技术的功能框图意味着发射能量侧和接收能量侧分别设有电极，以通过板之间产生的电场来传输能量. 工作过程如下. 高频逆变器电路为系统提供高频交流电. 当发射极板在高频交流电的作用下，它可以与接收电极板形成相互作用的电场. 在相互作用电场的作用下，位移电流流过电极. 极板实现极板之间的能量传递. 耦合机制可视为电容器. 传输距离越大，电容越小，阻抗越大. 因此，需要使用高频交流电来降低阻抗，并添加调谐电路以使耦合机制更有效地工作并改善系统性能.

ECPT技术具有能够穿越金属障碍物，电磁干扰小，待机功耗低，系统安全性高等优点，受到越来越多的关注. 1.3无线充电器的发展和无线充电标准由于电磁感应无线充电的简单结构和易于操作，大多数手机无线充电器的设计都基于这一原理. 2004年，英国公司Splash Power首次提出了用于手机的无线充电板的概念，即使用电磁感应原理为手机或放置在其上的其他电子设备供电. 但是困难在于，手机制造商必须根据他们提供的标准来改变手机的结构和电路布局，这无形中增加了设计和制造的成本. 当时，无线充电技术还不成熟，制造商也不愿意冒险. 因此Splash power公司尚未推出完整的产品. 直到2010年，它都是由Palm设计和制造的，以支持手机和发射器的无线充电. 手机的内置是一个小线圈连接的电源管理电路，其电源是直径小于10厘米的垫子. 使用时，手机和垫块被磁铁吸引在一起，进行近距离的电磁感应送电. 8月17日，许多国际电子设备制造商联合成立了源联盟（Wireless Power Consortium）. 源联盟（WPC）推出的无线充电标准使用了最主流的电磁感应技术.

Qi标准体系规定了电磁感应无线充电器设计的各个方面，包括接收和发送端的电路模块，线圈设计，通信协议和电源控制过程等. Qi标准是第一个完整的无线充电器标准，提供了无线充电的应用的可能性. WPC联盟还包括一些中国企业. PMA（功率物质联盟）标准是由宝洁和Powermat于2012年发起的. 这同样适用于电磁感应原理. PMA联盟已经推出了一种用于手机的无线充电卡，该卡嵌入了完整的电源管理电路，例如接收线圈，整流和电压稳定器. 看起来像手机SIM卡，可以放大万方数据在杭州电子科技大学的论文. 当触点与电池电极接触时，就可以实现无线充电功能. 此外，PMA还具有无线充电桩，台式无线充电等产品. 目前，PMA标准包括Google，AT＆T，星巴克，华为，三星，HTC等许多成员. 图1.5由PMA联盟推出的手机无线充电卡A4WP（联盟WirelessPower）标准是由高通，三星和Powermat建立的源联盟推出的. 作为最新标准，它的发展相当不错. 2014年，A4WP和PMA相互支持，共同推出了新的AirFuel标准，从而进一步增强了这一新力量. 无线充电联盟着重介绍电磁共振无线充电技术，磁耦合共振频率

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