無線供電
編輯無線供電 (WPT)、無線功率傳輸、無線能量傳輸 (WET) 或電磁功率傳輸是在沒有電線作為物理鏈路的情況下傳輸電能。 在無線電力傳輸系統中,發射器設備由來自電源的電力驅動,產生隨時間變化的電磁場,該電磁場將電力跨越空間傳輸到接收器設備,接收器設備從場中提取電力并將其提供給電 加載。 無線電力傳輸技術可以消除電線和電池的使用,從而為所有用戶增加電子設備的移動性、便利性和安全性。 無線供電可用于為互連線不方便、危險或不可能的電氣設備供電。
無線電力技術主要分為近場和遠場兩類。 在近場或非輻射技術中,通過使用線圈之間的電感耦合的磁場或使用金屬電極之間的電容耦合的電場在短距離內傳輸功率。 電感耦合是應用最廣泛的無線技術; 其應用包括為手機和電動牙刷等手持設備充電、RFID 標簽、感應烹飪以及植入式醫療設備(如人工心臟起搏器或電動汽車)中的無線充電或連續無線電力傳輸。
在遠場或輻射技術中,也稱為功率發射,功率通過電磁輻射束傳輸,如微波或激光束。 這些技術可以將能量傳輸更遠的距離,但必須針對接收器。 這種類型的擬議應用包括太陽能衛星和無線電力無人機飛機。
與所有無線電力系統相關的一個重要問題是限制人和其他生物暴露于潛在有害的電磁場。
概覽
編輯無線供電是通過電磁場傳輸能量的多種不同技術的總稱。 下表中列出的技術在它們可以有效傳輸功率的距離、發射器是否必須瞄準(指向)接收器以及它們使用的電磁能類型方面有所不同:時變電場、磁場 場、無線電波、微波、紅外線或可見光波。
通常,無線電力系統由連接到電源(例如電源線)的發射器設備和一個或多個接收電源并將其轉換回來的接收器設備組成,發射器設備將電源轉換為時變電磁場 到電氣負載使用的直流或交流電流。 在發射器處,輸入功率通過某種類型的天線設備轉換為振蕩電磁場。 天線這個詞在這里被隨意使用; 它可以是產生磁場的線圈、產生電場的金屬板、輻射無線電波的天線或產生光的激光器。 接收器處的類似天線或耦合設備將振蕩場轉換為電流。 決定波類型的一個重要參數是頻率,它決定了波長。
無線電源使用與無線電等無線通信設備相同的場和波,這是另一種熟悉的技術,涉及通過電磁場無線傳輸電能,用于手機、無線電和電視廣播以及 WiFi。 在無線電通信中,目標是信息的傳輸,因此到達接收器的功率量并不那么重要,只要足夠的信息可以被清晰地接收即可。 在無線通信技術中,只有極少量的電能到達接收器。 相比之下,對于無線電力傳輸,接收到的能量量是重要的,因此效率(接收到的傳輸能量的分數)是更重要的參數。 出于這個原因,無線電力技術可能比無線通信技術更受距離限制。
無線供電可用于為無線信息發射器或接收器供電。 這種類型的通信稱為無線供電通信 (WPC)。 當收集的電力用于為無線信息發射器供電時,該網絡被稱為同時無線信息和電力傳輸(SWIPT); 而當它用于為無線信息接收器供電時,它被稱為無線供電通信網絡(WPCN)。
這些是不同的無線電力技術:
領域區域
編輯電場和磁場是由電子等物質中的帶電粒子產生的。 固定電荷在其周圍的空間中產生靜電場。
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