電力的無線傳輸具有許多優(yōu)點(diǎn)。例如，它使容易出錯(cuò)的插頭觸點(diǎn)變得多余。設(shè)備可以內(nèi)置在防止?jié)駳膺M(jìn)入的外殼中。用戶也不必為插入電纜而煩惱。大多數(shù)無線電力傳輸應(yīng)用都位于便攜式設(shè)備中的電池充電領(lǐng)域。

該領(lǐng)域有一些既定標(biāo)準(zhǔn)。然而，有許多應(yīng)用不需要標(biāo)準(zhǔn)，因此可以使用單獨(dú)優(yōu)化的電力傳輸。圖1顯示了一種電感式功率傳輸概念。兩個(gè)線圈靠近在一起，并在初級線圈中產(chǎn)生交流電。通過產(chǎn)生的磁場，在次級線圈中感應(yīng)出交流電，就像在變壓器中一樣。

圖1.帶初級側(cè)控制和接收器的感應(yīng)式電力傳輸概念。

原則上，主發(fā)射器可以用一個(gè)簡單的振蕩器和幾個(gè)分立元件來構(gòu)建。這適用于低功率水平的傳輸。對于更高的功率，應(yīng)使用集成發(fā)送器電路，例如ADI公司的LTC4125。發(fā)射器非常精確地調(diào)整到給定的諧振頻率。這使得特定組件可以實(shí)現(xiàn)最大的功率傳輸。LTC4125 還可以檢測初級線圈上的異物。例如，如果將一塊金屬固定在線圈上，則會(huì)在金屬中形成渦流。它們會(huì)加熱金屬，尤其是在高功率的情況下，會(huì)導(dǎo)致受傷。在低功率水平下，異物只會(huì)引起最小的熱量，并且不會(huì)帶來重大風(fēng)險(xiǎn)。LTC4125 能夠檢測金屬物體，然后降低功率或中斷功率傳輸。

為了節(jié)省能源，LTC4125 能夠根據(jù)次級側(cè)的功率要求調(diào)整發(fā)射功率。

圖2所示為具有特定元件的演示電路示例。該圖顯示了當(dāng)兩個(gè)線圈偏移或按特定量分開時(shí)會(huì)發(fā)生什么。在變壓器中，耦合系數(shù)通常在0.95和1之間。在無線電力傳輸系統(tǒng)中，耦合系數(shù)通常為0.8至0.05。在圖2中，線圈偏移（以毫米為單位）顯示在x軸上。兩個(gè)線圈之間的間距（也以毫米為單位）顯示在 y 軸上。因此，如果兩個(gè)線圈完全垂直對齊（例如，線圈偏移為零），電池充電功率為1 W，則兩個(gè)線圈之間的距離可達(dá)12 mm。功率越高，兩個(gè)線圈必須越緊密、越精確地對齊。可傳輸功率可以通過選擇電路元件來調(diào)節(jié)。但是，線圈偏移和線圈間距之間的關(guān)系將類似于示例中所示的關(guān)系。

圖2.兩個(gè)線圈之間的偏移和間距的影響。

對于更遠(yuǎn)距離的無線電力傳輸，可以使用RF功率傳輸。有一些測試設(shè)置在ISM頻段工作。然而，可傳輸功率和傳輸效率遠(yuǎn)低于此處描述的電感耦合方法。

審核編輯：郭婷