諧振電路可以共振,兩個振動頻率相同的諧振電路放在一起,其中一個開始因為通電而震蕩時,另一個電路也會跟著震蕩起來,“自動”產(chǎn)生電流,電能就這樣被隔空傳送了。
這樣的現(xiàn)象稱為“磁共振”,用來進(jìn)行無線充電,可以讓充電距離達(dá)到數(shù)米,效率也有所提升。唯一的困難就是,要將兩個電路調(diào)整到一模一樣的頻率,并且維持一段時間。
除了磁共振之外,也有科學(xué)家嘗試用雷射光的光能來充電,甚至是將電能通過和家用的 Wifi 網(wǎng)路相近的電波頻段來傳送。
無線充電技術(shù)的主要種類
現(xiàn)階段,無線充電存在四種不同的方式:電磁感應(yīng)方式、電磁共振方式、電場耦合方式、無線電波方式。
其中用在手機無線充電的技術(shù)主要是電磁感應(yīng)技術(shù)和電磁共振技術(shù),當(dāng)然,無線充電一旦突破技術(shù)壁壘,在以后的家電,以及發(fā)展勢頭正猛的電動汽車上同樣具有非常廣闊的前景。
電磁感應(yīng)方式
我們今天見到的各類無線充電技術(shù),大多是采用電磁感應(yīng)技術(shù),我們可以將這項技術(shù)看作是分離式的變壓器。
我們知道,現(xiàn)在廣泛應(yīng)用的變壓器由一個磁芯和二個線圈(初級線圈、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。
如果將發(fā)射端的線圈和接收端的線圈放在兩個分離的設(shè)備中,當(dāng)電能輸入到發(fā)射端線圈時,就會產(chǎn)生一個磁場,磁場感應(yīng)到接收端的線圈、就產(chǎn)生了電流,這樣我們就構(gòu)建了一套無線電能傳輸系統(tǒng)。
這套系統(tǒng)的主要缺陷在于,磁場隨著距離的增加快速減弱,一般只能在數(shù)毫米至10厘米的范圍內(nèi)工作,加上能量是朝著四面八方發(fā)散式的,因此感應(yīng)電流遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于輸入電流,能源效率并不高。但對于近距離接觸的物體這就不存在問題了。
最早利用這一原理的無線充電產(chǎn)品是電動牙刷——電動牙刷由于經(jīng)常接觸到水,所以采用無接點充電方式,可使得充電接觸點不暴露在外,增強了產(chǎn)品的防水性,也可以整體水洗。
在充電插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,利用電磁感應(yīng)的原理來傳送電力,感應(yīng)電壓經(jīng)過整流后就可對牙刷內(nèi)部的充電電池充電。
電磁感應(yīng)方式的特點是傳輸距離短、使用位置相對固定,但是能量效率較高、技術(shù)簡單,很適合作為無線充電技術(shù)使用。
電磁共振方式
與電磁感應(yīng)方式相比,電磁共振技術(shù)在距離上就有了一定的寬容度,它可以支持?jǐn)?shù)厘米至數(shù)米的無線充電,使用上更加靈活。
電磁共振同樣要使用兩個規(guī)格完全匹配的線圈,一個線圈通電后產(chǎn)生磁場,另一個線圈因此共振、產(chǎn)生的電流就可以點亮燈泡或者給設(shè)備充電。
除了距離較遠(yuǎn)外,電磁共振方式還可以同時對多個設(shè)備進(jìn)行充電,并且對設(shè)備的位置并沒有嚴(yán)格的限制,使用靈活度在各項技術(shù)中居于榜首。