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最新磁共振线路型无线充电技术解析

导读: 一种基于磁共振方式的线路型无线充电技术,但供电器并不是排列多个供电线圈,而是向两条平行排列的导线(平行双线)施加13MHz左右的高频电压。线路远端既可以连接起来,也可以分离。受电器为使用线圈的普通结构。

  日本奈良先端科学技术大学院大学(NAIST)信息科学研究系教授冈田实的研究室与电力设备及工业机器人制造商大阪变压器公司合作,开发出了可为移动中的设备及纯电动汽车(纯电动车)等无线充电的“使用平行双线的无线电力传输方式”。

  这是一种基于磁共振方式的线路型无线充电技术,但供电器并不是排列多个供电线圈,而是向两条平行排列的导线(平行双线)施加13MHz左右的高频电压。线路远端既可以连接起来,也可以分离。受电器为使用线圈的普通结构。

  比线圈式容易安装

  设想的用途是为行驶中的纯电动车等移动体充电。例如,在工厂的工业机器人通道或者车道旁的人行道上设置平行双线,为装有受电器的机器人、纯电动车、电动巴士、自行车及行人的智能手机等充电。

  据冈田等人介绍,与排列多个线圈作为供电器的传统技术相比,新技术具有以下两个优点:(1)供电器容易安装,(2)供电效率不易受到供电器与受电器之间位置关系的影响。

  平行双线技术的供电效率同样对位置存在依赖性。这是因为,平行双线存在电流密度的驻波,“波幅”与“波节”处能够传输的电力大不相同。冈田等人认为,这一问题可以通过将波节部分的线路弯曲等措施来解决。

  找到阻抗匹配条件

  平行双线之所以能够成为无线充电系统的供电器,是因为冈田等人找到了在其接近受电线圈时、包括负载在内的整个系统达到阻抗匹配的匹配条件。具体而言,冈田等人已经证实,平行双线与受电器及负载的磁场耦合时的等效电路等价于高通滤波器(HPF)。HPF起着使电源与负载的阻抗相匹配的阻抗转换器的作用。当受电器在线路上移动时,系统的阻抗匹配条件除了受导线粗细及导线间距等的影响之外,还受到受电线圈在线路上的位置的影响。因此,装有受电器的移动体沿着平行双线移动时,需要利用嵌在电源一侧的匹配器,对系统的阻抗进行动态匹配。这种匹配器的开发由大阪变压器负责。

最新磁共振线路型无线充电技术解析

  利用轨道模型玩具试制的无线充电系统的演示(上)与线路及受电线圈的放大图(下)

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