圖1 非接觸供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
非接觸供電系統(tǒng)工作時(shí)輸人端將交流市電經(jīng)全橋整流電路變換成直流電,或用直流電端直接為系統(tǒng)供電,直流電通過振蕩電路逆變轉(zhuǎn)換成高頻交流電經(jīng)功率放大輸出電路放大供給發(fā)射線圈L1。通過發(fā)射線圈L1與接收線圈L2耦合電能,接收線圈L2輸出的電流經(jīng)高頻整流濾波電路變換成直流電提供給負(fù)載。
2 特性和缺陷
基于電磁感應(yīng)原理的非接觸供電技術(shù),發(fā)射線圈和接收線圈必須有諧振頻率一致的電磁共振,才能傳輸電能,而具有以下主要特性和缺陷:電磁共振以“電一磁一磁一電”的方式實(shí)現(xiàn)電能的傳遞,而且是一個(gè)開放的系統(tǒng),必然存在著電磁輻射和能量的損耗,因此,近距離的實(shí)際效率很難超過80%,遠(yuǎn)距離的狀態(tài)下,效率可能很低。因此,不符合節(jié)能的概念。
電磁能與距離的關(guān)系為電場強(qiáng)度與距離的二次方成反比,磁場強(qiáng)度與距離的四次方成反比。單純的電磁共振是不可能長距離傳輸?shù)摹MǔT?米處,效率不超過l%。因此,只能在近距離內(nèi)使用,一般不超過10厘米。
電磁共振可以穿透非金屬,卻不能穿透金屬。利用這個(gè)特性,可以制造出即時(shí)充電或即時(shí)供電的電器,在移動(dòng)性、防水性和隔離性等方面有突出的表現(xiàn),同樣可以應(yīng)用這個(gè)特性,來解決其自身的電磁干擾問題。選擇一個(gè)適當(dāng)供電頻率使系統(tǒng)產(chǎn)生共振,則電能發(fā)射端的電磁波頻段對正常的通信、廣播沒有干擾或干擾較小,對人體或其他生物不構(gòu)成傷害,符合安全指標(biāo)。
在幾個(gè)厘米以內(nèi)的近距離的電磁共振中,還存在著空振高壓問題:接收電路在負(fù)載時(shí)的電壓與空載時(shí)的電壓相差懸殊,往往是數(shù)倍甚至是十倍以上,致使接收電路在空載時(shí),由于電壓的大幅度升高,將負(fù)載電路燒壞。是目前電磁共振的非接觸供電技術(shù)難以實(shí)用的一個(gè)重要因素。