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无线电力传输范文1
1.引言
自17世纪人类发现如何发电后就用金属电线来四处传输电力。时至今日，供电网、高压线已遍布全球的角角落落。在工作和生活中，越来越多的电器给我们带来极大便捷的同时，不知不觉各种“理不清”的电源线、数据线带来的困扰也与日俱增。不过，这些年的科技发展表明，在无线数据传输技术日益普及之时，科学家对无线电力传输（Wireless Power Transmission，WPT）的研究也有了很大突破，从某种意义上来讲，无线电力传输也不再是幻想——在未来的生活中摆脱那些纷乱的电源线已成为可能。
2.无线电力传输的发展历史
19世纪末被誉为“迎来电力时代的天才”的名尼古拉·特斯拉（Nikola Tesla，1856—1943）在电气与无线电技术方面作出了突出贡献。他1881年发现了旋转磁场原理，并用于制造感应电动机；1888年发明多相交流传输及配电系统；1889—1890年制成赫兹振荡器；1891年发明高频变压器（特斯拉线圈），现仍广泛用于无线电、电视机及其他电子设备。他曾致力于研究无线传输信号及能量的可能性，并在1899年演示了不用导线采用高频电流的电动机，但由于效率低和对安全方面的担忧，无线电力传输的技术无突破性进展［1］。1901—1905年在纽约附近的长岛建造Wardenclyffe塔，是一座复杂的电磁振荡器，设想它将能够把电力输送到世界上任何一个角落，特斯拉利用此塔实现地球与电离层共振。
2001年5月，法国国家科学研究中心的皮格努莱特，利用微波无线传输电能点亮40m外一个200W的灯泡。其后，2003年在岛上建造的10kW试验型微波输电装置，已开始以2.45GHz频率向接近1km的格朗巴桑村进行点对点无线供电。
2005年，香港城市大学电子工程学系教授许树源成功研制出“无线电池充电平台”，但其使用时仍然要将产品与充电器接触。
2006年10月，日本展出了无线电力传输系统。此系统输出端电力为7V、400mA，收发线圈间距为4mm时，输电效率最大为50%，用于手机快速充电。
2007年6月，美国麻省理工学院的物理学助理教授马林·索尔贾希克研究团队实现了在短距离内的无线电力传输。他们给一个直径60厘米的线圈通电，6英尺（约1.83米）之外连接在另一个线圈上的60瓦的灯泡被点亮了。这种马林称之为“WiTricity”技术的原理是“磁耦合共振”。
2008年9月，北美电力研讨会的论文显示，他们已经在美国内华达州的雷电实验室成功地将800W电力用无线的方式传输到5m远的距离。
2009年10月，日本奈良市针对充电式混合动力巴士进行了无线充电实验。供电线圈埋入充电台的混凝土中，汽车驶上充电台，将车载线圈对准供电线圈就能开始充电。
3.无线电力传输的基本原理
3.1电磁感应——短程传输
电磁感应现象是电磁学中最重大的发现之一，它显示了电、磁现象之间的相互联系与转化。电磁感应是电磁学中的基本原理，变压器就是利用电磁感应的基本原理进行工作的。利用电磁感应进行短程电力传输的基本原理如图1所示，发射线圈L1和接收线圈L2之间利用磁耦合来传递能量。若线圈L1中通已交变电流，该电流将在周围介质中形成一个交变磁场，线圈L2中产生的感应电势可供电给移动设备或者给电池充电。
3.2电磁耦合共振——中程传输
中程无线电力传输方式是以电磁波“射频”或者非辐射性谐振“磁耦合”等形式将电能进行传输。它基于电磁共振耦合原理，利用非辐射磁场实现电力高效传输。在电子学的理论中，当交变电流通过导体，导体的周围会形成交变的电磁场，称为电磁波。在电磁波的频率低于100khz时，电磁波就会被地表吸收，不能形成有效的传输，当电磁波频率高于100khz时，电磁波便可以在空气中传播，并且经大气层外缘的电离层反射，形成较远距离传输能力，人们把具有较远距离传输能力的高频电磁波称为射频（即：RF）。将电信息源（模拟或者数字）用高频电流进行调制（调幅或者调频），形成射频信号后，经过天线发射到空中；较远的距离将射频信号接收后需要进行反调制，再还原成电信息源，这一过程称为无线传输。中程传输是利用电磁波损失小的天线技术，并借助二极管、非接触IC卡、无线电子标签，等等，实现效率较高的无线电力传输。
具体来说，整个装置包含两个线圈，每一个线圈都是一个自振系统。其中一个是发射装置，与能量相连，它并不向外发射电磁波，而是利用振荡器产生高频振荡电流，通过发射线圈向外发射电磁波，在周围形成一个非辐射磁场，即将电能转化为磁场。当接收装置的固有频率与收到的电磁波频率相同时，接收电路中产生的振荡电流最强，完成磁场到电能的转换，从而实现电能的高效传输。图2是一个典型的利用电磁共振来实现无线电力传输的系统方案。电磁波的频率越高其向空间辐射的能量就越大，传输效率就越高。
3.3微波/激光——远程传输
理论上讲，无线电波的波长越短，其定向性越好，弥散就越小。所以，可以利用微波或激光形式来实现电能的远程传输，这对于新能源的开发利用、解决未来能源短缺问题也有着重要意义。1968年，美国工程师彼得格拉提出了空间太阳能发电（Space Solar Power，SSP）的概念。其构想是在地球外层空间建立太能能发电基地，通过微波将电能送回地球。
4.无线电力技术的应用前景
无线电力传输作为一种先进的技术一般应用于特殊的场合，具有广泛的应用前景。
4.1给一些难以架设线路或危险的地区供应电能
高山、森林、沙漠、海岛等地的台站经常遇到架设电力线路困难的问题，而工作在这些地方的边防哨所、无线电导航台、卫星监控站、天文观测点等需要生活和工作用电，无线输电可补充电力不足。此外，无线输电技术还可以给游牧等分散区村落无变压器供电和给用于开采放射性矿物、伐木的机器人供电。
4.2解决地面太阳能电站、水电站、风力电站、原子能电站的电能输送问题
我国的新疆、西藏、青海等地降雨量少、日照充足且存在大片荒芜土地，南方部分地区水力、风力资源丰富，这些地区有利于建造地面太阳能发电站或水电站、风力电站。可是，这些地区人烟稀少、地形复杂，在崇山峻岭之中难以架设线路，这时无线输电技术就有了用武之地。采用无线输电技术，还可以把核电站建在沙漠、荒岛等地。这样一方面便于埋葬核废料，另一方面当电站运行发生故障时也可以避免对周围动植物的大量伤害和耕地的污染。
4.3传送卫星太阳能电站的电能
所谓卫星太阳能电站，就是用运载火箭或航天飞机将太阳能电池板或太阳能聚光镜等材料发送到赤道上空35800km的地球静止同步轨道上。在太空的太阳光线没有地球大气层的影响，辐射能量十分稳定，是“取之不尽”的洁净能源。并且一年中有99%的时间是白天，其利用效率比地面上要高出6—15倍［3］。在那里利用太阳能电池板把阳光直接转变为电能，或者用太阳能聚光镜把阳光汇聚起来作为热源，像地面热电厂一样发电。这样产生的电能供给微波源或激光器，然后采用无线输电技术将大功率电磁射束发送至地面，接收到的微波能量经整流器后变成直流电，由变、配电设施供给用户。
4.4无接点充电插座
随着无线电力技术的发展，一些小型用电设备已经实现了无线供电。如：电动牙刷、“免电池”无线鼠标、无线供电“膜片”/“垫”等。无线供电“膜片”/“垫”是一种家用电器无线供电方式，用一片图书大小的柔软塑料膜片就可对家电进行无线供电，可为圣诞树上的LED、装饰灯、鱼缸水中的灯泡、小型电机、手机、MP3、随身听、温度传感器、助听器、汽车零部件、甚至是植入式医疗器件等供电。
4.5给以微波发动机推进的交通运输工具供电
现在大部分交通运输工具燃烧石油产品，其发动机叫做柴油发动机、汽油发动机等。与此类比，以微波作为能源推进的发动机叫做微波发动机。微波是工作频率在0.3—300GHz的电磁波，不能直接用它来驱动电动机，因为要设计出在如此高的频率下工作的发动机非常困难。如果思路加以改变，把微波能量转变为直流电流的整流器，那么微波就可以直接作为交通工具的能源了。煤、石油、天然气的存储量有限，而日消耗量巨大，总有耗尽之日，到那时卫星太阳能电站可望成为能源供给的主干，通过无线输电技术就可以直接把微波能量输给交通运输工具。
4.6在月球和地球之间架起能量之桥
世界人口的不断增长和地球资源的日益耗尽，太阳系中其他星球的开发利用是人类一直以来的夙愿。月球是地球的天然卫星，其上资源丰富，地域辽阔，是首先要开发的星体。未来人类对月球的利用主要是移民和资源获取。月球的土壤里富含SiO2，是制造太阳能电池的原料。如果先在月球上建立起工厂，然后把太阳能电站直接建在月球上，比起建在地球静止同步轨道上要容易些，借助于微波束或激光束把电能发送到地球。
5.结语
随着无线电力传输技术的不断发展与成熟，不但使人们未来的生活有望摆脱手机、相机、笔记本电脑等移动设备电源线的束缚，享受在机场、车站、酒店多种场所提供的无线电力，而且可用于一些特殊场合，如人体植入仪器如心脏起搏器等的输电问题、新能源（电动）汽车、低轨道军用卫星、太阳能卫星发电站等。在世界经济迅速发展的今天，节能和新的、可再生能源的开发是摆在能源工作者面前的首要问题。太阳能是取之不尽、用之不竭的干净能源。除核能、地热能和潮汐能之外，地球上的所有能源都来自太阳，建造卫星太阳能电站是解决人类能源危机的重要途径。要将相对地球静止的同步轨道上的电能输送的地面，无线输电技术将发挥至关重要的作用。从长远来看，该技术具有潜在的广泛应用前景。但是，每一种无线传输方式，都有一系列问题需要解决，如电能传输效率问题，电力公司如何收费和计费，能量传输所产生的电磁波是否对人体健康带来危害，等等。不管怎样，一旦这项技术能够普及，就会给人们的生活带来巨大的便利。
参考文献
无线电力传输范文2
[关键词]无线电能传输技术；综述；应用前景
前言
无线电能传输技术有名无接触电能传输技术，是指一种借助于电磁场或电磁波进行能量传递的技术，目前我国对此技术还在继续研究阶段。现在的无线电能传输是由电磁感应式、电磁共振式和微波电能传输方式三种方式来实现的。由于越来越多的电子产品的出现，为人们的生活带来了极大的方便，但是传统的通过导线或者插座充电的电力传输方式已经逐渐不能适应更新换代极快的电子产品了。人们希望能有更加新型的电能传输技术来取代的传统电力传输方式，从而来消除纷乱电源线给人们带来的巨大困扰。因此，无线电力传输技术便很自然的顺应了人们的需求，随之便走进了人们的日常生活以及各个所需要的领域。
1.无线电能传输技术在我国的发展
我国在无线电能传输领域的研究是从2000年才开始的，与世界其他国家相比，我国对于该领域的研究相对较迟。起步初始时，主要是研究直接耦合的方式并将其应用于汽车上。从2007年开始，我国对无线电能传输技术的研究逐渐加大了力度，投入了大量的心血。从这几年的研究群体来看，科研工作者主要是国内的知名高校、科研机构以及一些科技公司，其中具有代表性的有浙江大学、哈尔滨工业大学、青岛科技大学以及中科院、海尔集团等学校或机构组织。其中最为重要的，在研究过程中具有里程碑意义的是在2010年CES展会上，海尔应用无线电力传输技术推出了一款无尾电视，接着在2011年，海尔集团与山东的几所高校联合，在超前技术研究中心共同绘制完成了“无线电力传输产业技术路线图”。未来几年，无线电力传输新兴产业将随着科技水平的不断提升而加速发展，将会达到的产业规模会带来巨大的经济效益，并同时在全国范围内出现新的经济增长点，从而带动国家经济的发展。再这样的发展速度下，作者相信无线电能传输技术完全进入我们的生活将指日可待。
2.目前无线电能传输技术的实现方式
作者在前文中提到过，按照原理来分，目前在已经出现的无线电能传输技术中，主要有电磁感应式、电磁共振式以及微波电能传输方式三种技术方式。其中电磁感应式是利用变化中的电流来通过初级线圈而产生磁场，由变化的磁场再次通过次级线圈感应出电场，从而来达到电能的传输。这种方式是无线电能传输中目前出现最早、发展最快、应用最多的技术。而电磁共振式技术，它将天线固有的频率与发射场电磁频率相一致时引起的电磁共振接收后，通过电磁耦合的共振效应来达到电能传输，2007年的MIT就是通过这种技术方式来实现的。这种共振技术方式适合在短距离内使用需要大功率电源的机器，如汽车、电冰箱等。所谓的微波电能传输技术，是将电能转化为微波，让电力以微波的方式发射，然后微波经自由空间传送到目标位置，通过微波辐射的方式到达接收端，转化成直流电能的技术。一般的微波电能传输方式距离比较短，通常为10m左右，而且这种技术方式功率小，传输效率低，应用的范围也较小。正常情况下，研究人员都会用前两种技术方式来进行具体的实验和操作，但微波电能传输技术也可以在近距离内被较小拱了的电器使用，如麦克风、电吹风等。以上三种无线电能传输的技术方式是研究中必不可少的，在整个研究领域内具有非常重要的地位。因此科研工作者对这三种技术方式的研究从来没有放松过，要想将无线电力传输技术应用于其他领域，必须对这三种技术方式最够熟悉的掌握其主要内容，为后面的研究打好基础。
3.目前无线电力传输技术所面临的问题
无线电能传输技术在我国虽然不是一个新的概念，但是它的新技术和新应用的引入已经使它成为一门新的值得研究的学科。虽然目前我国无线电能传输技术在不断的进步，但是在研究过程中仍然会有很多的问题存在。比如在无线电力传输的效率和距离的计算，高频功率电源和整流技术等问题仍没有得到比较好的解决。而被研究出来的高频电源方案在运用于实际生活中都普遍存在着效率低下、设计复杂等问题的缺陷，并且无线电力传输技术在系统控制方面也存在着较明显的问题。在研究如何能更好的利用无线电力传输技术时，还要考虑电磁辐射对人身是否安全和是否会对周围环境造成不利的影响。由于无线电力的传输不像传统的供电方式那样可以在传输路径上得到很好的控制，它是通过微波的发射来来传输电力的，所以如果有高能量的能量密度出现，则会对人们的身体安全带来影响。还有就是系统整体性能有待提高整体传输效率低。其主要原因还是由于能量的控制难以掌握，科研工作者还是无法达到能量的对点传送，在整个传输的过程中仍然会通过散射的方式来损耗掉一部分能量，这样的低效率甚至是影响整个系统效率的关键因素。但是随着电子传输技术的不断进步，传输的效率也会逐渐提高，所以控制好微波的传输密度也是研究人员目前面临的一个比较严重的问题。
4.我国无线电力传输技术的应用前景
目前，在世界范围内，无线电力传输技术已经被应用与许多领域，比如在便捷通讯、交通运输领域、水下探测应用、航空运输领域、医学器械领域等众多领域，而且有较明显的成就。因为中国对无线电力传输这一快的研究起步比较晚，所以目前还不能将其运用于这么多领域内。但是从目前的研究速度和投入力度来看，我国对无线电力传输技术这一领域的研究是特别重视的，而且每一年都会取得巨大的进步。所以，作者相信在未来的10-20年间，我国会将无线电力传输技术运用于各个领域，将会涉足于工业制造、农业生产、家庭的日常生活以及航空航天的各个角落，从而使我国人民的日常生活更加便捷，提高人们的生活品质并且有效的起到节约能源、电能的作用，为能源的节约开辟了一条新型的道路。当有一天，无线电力传输技术运用于在我国被普遍运用，利用微波传输输电能的技术，来解决电网的死角，将会对我国落后偏僻地区有巨大的影响，将会带动这些偏僻落后的地区走上快速发展的道路。
结语
无线电力传输是一项很有发展前途的新技术，因为其特有的安全性、便捷性而成为了现在人们研究的热点问题之一。尽管它也存在着一些很明显的缺点，如稳定性差、系统传输难以控制、传输效率低等。但作者相信在广大科研工作者的努力下，这一技术的发展将会有更好的条件、更光明的前景。未来，无线电力传输将会完全取代传统的电力传输方式，并且将会不断融入人们的生活当中，逐渐改变人们的生活方式，让人们真正实现过无线生活的梦想。虽然这个过程会经历很多的艰辛，历经很长的时间，会伴随着无数次的实验与失败，但是作者认为只要坚持着不要轻易放弃，就会达到我们所期望得到的目标。
参考文献
无线电力传输范文3
关键词：磁耦合；共振系统；螺旋线圈；传输效率
中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）34-0261-03
1 概述
据中国无线充电行业现状调研及发展前景分析报告预测，全球无线充电市场将在未来出现大幅增长。电动车技术发展至今已持续一段时间，电池容量、寿命、充电时间与充电设备普及等问题与电动车行驶里程、充电时间和充电便利性密切相关。电动车无线充电技术或许是解决这些问题的办法。
电动车无线充电技术的发展，可分为多种不同类型，但无论哪种技术，其传输效率是使用者最关心的参数之一，也是无线电力传输系统最重要的议题之一，因此课题针对共振式无线电力传输系统的共振线圈进行设计和分析，以期实现高效率的无线充电系统。
2 天线设计
2.1 无线充电系统
一般无线充电系统架构如图1所示，系统分为发送端与接收端两个子系统，一般来说，发送与接收线圈设计一致。市电经由AC/DC转换器将交流电转换为直流电，再由DC/AC转换器将电力转换为所需电压的交流电，其中最重要的是需与发送/接收线圈的共振频率匹配，才能达到较好的传输效率。激励发送线圈可使其共振而产生一个共振磁场，若接收线圈置于磁共振磁场内，则会受到激励而产生共振，在线圈上产生电压和电流，从而实现无线电力传输。以一般应用来说，无线输电系统的负载需要直流电，所以需要整流器，然后由DC/DC转换器将直流电转换为负载所需的电压标准，例如一般手机充电为5V。
2.2 等效电路分析
无线充电系统的等效电路如图2所示，磁共振耦合由LC共振产生、经由电磁耦合进行电力传输，没有辐射电磁波，因此，磁耦合与电耦合可分别以互感和互容代表。
图中L与C 分别为线圈的自感值与电容值，由系统的分布参数决定，两线圈的耦合以互感（Lm ）表示，Z0表示特性阻抗，线圈的电阻损失与辐射损失以R表示。传输系数S21如式（1）所示，其中w为系统工作的角l率，由于线圈的R值相对较小故可忽略不计，Z0为系统的特性阻抗，其值为50Ω，因此S21可被表示为：
2.3仿真结果
本文论述的磁耦合无线充电系统天线如图3所示，振线圈构型为螺旋形，且为开路型式。线圈所使用的导线线径为3.2mm，线径大可以降低内阻，提高传输效率。线圈的半径为150mm。
按预设参数使用Ansoft HFSS13进行系统仿真，图4至图8显示了仿真结果。图4显示，当收发天线间距离为150mm时，正如公式（3）和（4），天线有两个谐振频率。而图5至图7显示，收发天线间距离为180mm时，系统谐振频率19.3 MHz，S21约-1.396dB，传输效率为72.6 %；距离为200mm时，系统谐振频率19.3 MHz，S21约-1.53dB，传输效率为70.6 %；距离为260mm时，系统谐振频率19.3 MHz，S21约-3.39dB，传输效率为45.8 %。结果表明，随着收发天线间距离的增加，两个谐振频率逐渐靠近最后合为一个工作频率，传输效率也是先增大后减小。
2.4实测结果
按预定参数制成的线圈如图8所示，线圈的特性用向量网路分析仪进行测量，实测图如图9所示，经实测发送线圈和接收线圈的容抗和感抗在共振频率时值非常接近。线圈实测的传输距离与效率之间的关系如图10所示。传输距离18cm时，线圈间的最大传输效率为72.6%，当传输距离增加至26cm，传输效率降至45.6%。另外，当传输距离小于或大于18cm，系统传输效率都会渐渐减少，此为磁共振充电系统的特性。
进行电力传输实测的无线充电平台如图11所示，功率放大器使用射频放大器，最大输出功率为1kw，输出阻抗为50Ω，用5个60W的灯泡作为负载，以明示无线电力传输效果。
3 结论
本文通过共振的方式提高了无线充电系统的效率，提高了传输距离，通过多次实验和理论分析得出，即使相同的电路接法，在不同频率的电路中，传输效率和传输距离差异也比较大，只有当频率接近且发生共振时无线输电效率才比较高。
参考文献：
[1] 傅文珍.自谐振线圈耦合式电能无线传输的最大效率分析与设计[J].中国电机工程学报，2009（6）.
[2] 李阳.无线电能传输系统中影响传输功率和效率的因素分析[J]. 电工电能新技术，2012（7）.
无线电力传输范文4
一切从特斯拉线圈开始说起
100多年前，交流电的发明者尼古拉・特拉斯从闪电中获得了灵感，设计了大名鼎鼎的“特斯拉线圈”。这是一种分布参数高频共振变压器，可以轻松获得上百万伏的高频电压。游戏《红色警戒2》里面的电磁塔(特斯拉塔)就是根据特斯拉线圈设计的，而这也是实现无线充电最重要的装置。
后来，尼古拉，特斯拉又在此基础上做了改进，发明了“放大发射机”。至此，将电力无线传输这一可能正式地被提了出来。他认为：在地球上游离的电离子均可以被收集起来为人所用。而地球可以作为内导体、地球的电离层能够作为外导体，通过放大发射机特有的径向电磁波振荡模式，能在地球与地球电离层之间建立起大约8Hz的低频共振，再利用环绕地球表面的电磁波就能传输这些能量。
不过，想象总是美好的，而现实总会带给你各种各样意想不到的麻烦。由于实现该理论需要建造至少5个在当时看来几乎是不可能完成的参天电塔――沃登克里佛广播塔(WardenclyffeTower)。而又由于财力不足和社会阻力等各种原因(当时尼古拉，特斯拉曾许诺，若实验成功，这些从地球上获得的能量将免费供给所有人使用。显然这也触动了某些人的利益)，特斯拉的大胆构想并没有得到实现，但后人却从理论上完全证实了这种方案的可行性。
在尼古拉・特拉斯死后，他的相关研究资料被FBI列为机密文件。直至今日，科学界一直都试着还原尼古拉特斯拉当年的研究成果，不过均收效甚微。理想中的无线充电该是什么样?
近代，人们一直试图还原尼古拉・特拉斯当年的研究成果，希望能让电力无线传输。不过真正能最终转换为商品的，也就只有接触式无线充电的牙刷和一些效率极低的“无线电池充电平台”，它们都只能在极短距离内实现无线充电。
看了以上内容，可能有人会问了：既然人们能设计出个别无线充电设备，那为什么使用该类技术的无线充电器却没有普及呢?
其实简单地说，目前阻碍无线充电技术普及的最大障碍就是“传输距离”。众所周知，传输电力即便是通过金属线路传输，距离远了也会产生相当大的线路损耗，更别提通过空气传输了
距离增大以后传输的能量会迅速减少。可以想象，在一些特殊领域如果不能突破距离限制，无线充电几乎就是毫无意义。
对此，世界各地的科学家都在研究，到目前为止，也取得了一些相当不错的成绩。
比如美国麻省理工学院的研究人员采用两个直径为50cm的铜线圈，通过调整发射频率使两个线圈在10MHz产生共振，从而成功点亮了距离电力发射端2m以外的一盏60W灯泡，并得出了富有启发性的两个结论。
1 电力的损失是可以减少的。当接收设备的频率与发射端的电场频率一致时，就会产生共振，从而极大地提高电力的传输效率(当收发方相隔2m时，传输6@W功率的辐射损失仅为5W)。
2 电力的传输是安全的，它所形成的磁场强度仅相当于地球磁场的强度。人体作为非磁性物体，暴露在这种磁场环境中不会有任何风险。
就在美国麻省理工学院的研究工作取得实质性进展的辉煌时刻，同时有几家公司都推出了适合中短距离使用的无线充电装置。与前面提到的接触式充电器不同，这些新设计的射频充电器不需要充电垫子。电子设备搁置在距离发送器约1m范围内的任何地方都可以充电。据说这种设备与被充电产品都同样采用了共振感应技术，充电器能够自动地通过超高频电波寻找待充电的电器，动态调整发射功率。而这其中的Visteon公司在计划为摩托罗拉手机和苹果的产品生产无线充电器。
无线充电和无线信号传输
无线电力传输范文5
一次侧具有平坦的表面，这就允许了二次侧线圈可以置于它的上面。当Tx 和 Rx排列并放置在一起时，它们会形成一个相互耦合的感应关系，或形成一个简单的空芯变压器。Tx线圈的底部和Rx线圈的顶部之间的适当屏蔽是必需的。两侧的屏蔽材料可作为磁通量短路。这样允许磁力线（磁通量）存在于两个线圈之间，同时也允许高校的功率传输。电能的方向总是进入通常由便携式设备组成的接收机。
无线电直流/直流系统效率
正如我们刚才所描述的，一个无线电力系统主要由与线圈耦合在一起的一次侧和二次侧组成。系统效率被定义为转移到带有直流输入电源负载的最终功率比，这种直流输入电源也被应用于发射机。
方程1：效率（%）=（直流输出功率）/（直流输入功率）
图1所示的是一个无线电力传输系统的原理图，该系统由一个无线电力发射机耦合到一个无线电力接收机组成。
提高系统效率，需要从输入到输出的路径内减少损失。这取决于如何具体将发射器模块（一次侧线圈，交流/直流转换器，驱动器）和接收机（整流器，电压调节器，二次侧线圈，电池充电器）在功率传输过程中组合排列。既然这两个模块是两个分离件，那么每个模块的效率都是独立的，不受另外一个的影响。这篇博客的重点是接收端。
提高系统效率，需要从输入到输出的路径内减少损失。这取决于如何具体将发射器模块（一次侧线圈，交流/直流转换器，驱动器）和接收机（整流器，电压调节器，二次侧线圈，电池充电器）组合，以及在功率传输过程中它们的排列。本篇文章我们讨论的重点是接收端。关于接收机子电路的详细信息会在下次提供。
无线功率接收器
无线接收器通常是便携式设备的一部分，如手机。接收器本身含有多个如图2所示的硬件电路。二次侧线圈负责接收来自发射机的传输功率作为磁通量。整流电路被用来转换收到的交流到直流的功率。电压调节电路来缓冲接收的不稳定直流功率，使其稳定，并清洁直流输出功率，为下面系统使用做准备。通信电路负责发射机和单向从接收器到发射器的所有通信。
接收器内部的每个小部分都有损耗，这种损耗都直接影响无线电力系统的效率。二次侧线圈是第一个接收传输功率作为磁通量的电路。根据欧姆定律，在功率传输过程中电流通过线圈会导致I2R损耗。为了减少这些阻值损失，少匝数高电感线圈是必需的，所以过大的电阻不被采用。良好的屏蔽可以防止磁通损失，并提供了一个低阻抗的路径，以便只有很少的磁通线影响周围的金属物体，从而允许高电感线圈得以实现。高渗透率的屏蔽可以在每次转向的基础上提供更大的电感，但因较低饱和点而受到损失。
整改阶段的损失主要是因为来自集成功率FET的电阻损耗。降低功率FET的放电电阻的有效方法是提高整流损耗。卸载耗散到外部FET的功率有助于减少对IC的散热。同时，外部FET也减少了总接收器的电阻损耗。
电压调节阶段通常由一个低压差线性稳压器（LDO）或线性稳压器来实现。它提供一个恒定的直流输出电压，不管负载变化或输入电压如何，只要它们都在该部件的规格范围内。LDO稳压器的效率受静态电流和输入/输出电压的限制。静态电流或接地电流是输入和输出电流之间的差异所在。低静态电流对最大化电流效率来说是必要的。此外应该注意到，接近电压差的LDO稳压器总是比降压转换器更有效率。
从整流阶段动态地控制整流电压有助于保持电压调节阶段输入电压和输出电压之间的低差。这也使得LDO可以在任何负荷条件下接近电压差运作，这也显著地增加了接收机的效率。这种特性在几个TI无线电接收器上实现了，如bq51013A， bq51013B 和bq5105xB。
直充解决方案
在接收器模块的功率调节阶段之后，电源已准备就绪。在便携式应用中，如手机，输出通常是用来给锂离子（Li-Ion）电池充电的。因此，一个分离式电池充电器是必需的。该充电器使用来自接收器的恒定电压作为输入电源（图3）。
如前所述，无线电接收器系统内的每个子电路都有助于功率损耗，并影响效率。设计工程师面临的挑战是无线接收器的效率，以及热性能，板尺寸和作为一个整体系统的便携式装置的物料清单成本。同样这也意味着便携设备内的电池充电器有助于满足这些挑战性的要求。
对于一个高效的解决方案来说，一个降低这些要求切实可行的办法是将整流阶段，电压调节and电池充电电路集成到一个单一的集成电路，与另外一个方案相比这是一个高效的解决方案。另外一个解决方案是使用无线电接收器，这个接收器带有个单独的下游充电器集成电路（图4和图2），分别用方程式3和方程2表达。
方程式2：
效率（分离式解决方案%）= [（交流输入功率）/（输出电压*输出电流）] *[（输出电压*输出电流）/（电池电压* 电池电流）]
方程式3：
无线电力传输范文6
不止手机，其他许多移动智能终端的电池续航能力都令人头疼，当疲惫了一天迫不及待想要上床入眠，却还得强撑着为一堆电量不足的电子产品充电；当整装待发准备外出旅游时，总得带上一大堆电池电线充电器。更糟糕的是，有时要么是明明带了充电器，却找不到电源插口……
不，这不是我们想要的生活。
在目前电池技术还未出现重大突破的情况下，无线充电技术的春天正在走近。这种技术带来的便利不言而喻：不受插座和线缆束缚，也使不同品牌配置不同充电器的时代宣告结束，电子产品的完全密封和防水性能也成为可能。
原理来自19世纪
1820年，丹麦物理学家汉斯・奥斯特发现电流可以产生磁场，即电流的磁效应；1831年，英国物理学家迈克尔・法拉第总结出电磁感应定律。这两个伟大的发现，不仅揭示了电和磁的统一，还证明了它们之间可以相互转化。因此，无线充电的原理非常简单：发送端连接有线电源并产生电磁波，接收端感应发送端的电磁波从而产生电流。
其实早在1890年，物理学家兼电气工程师尼古拉・特斯拉就已经在着手进行无线输电试验。这位美国籍的克罗地亚人，一生最大的抱负，即为实现全球电力的无线传输。
1900年，特斯拉筹建了高达29米的沃登克里佛广播塔（Wardenclyffe Tower），试图实现远距离的无线电力传输。由于当时技术尚不成熟，以及免费传播并获取电力的想法显然威胁到了某些人的利益――特斯拉的试验受到了强力阻挠，沃登克里佛广播塔也被强行拆除。虽然这项实验最终以失败告终，但是特斯拉却通过它成为了现代无线电通讯的鼻祖。
事实上，从低频波到宇宙射线，我们周围充斥着各种电磁波，它们都携带着或多或少的能量。在不少物理学家看来，人们要做的或许仅仅是找到合适的办法接收和利用这些能量。既然原理并不复杂，为什么使用该类技术的无线充电器普及这么困难呢？简单地说，最大障碍就在“传输距离”方面。
众所周知，传输电力即便通过金属线路传输，距离远了也会产生相当大的线路损耗，更别提通过空气传输了――距离增大以后感应的能量会迅速减少。电磁波的传播没有定向性，而且传输效率过低，因此，无线电力传输一直没能取得太多的进展。
令人期待的Qi标准
2008年12月17日，全球首个推动无线充电技术标准化的无线充电联盟（Wireless Power Consortium）正式成立。2010年8月正式推出Qi1.0标准，作为低功耗便携式电子设备充电的国际标准。
正如蓝牙是短距离交换数据的标准、WiFi是无线网络的标准，Qi正在成为无线充电的通行标准和代名词。自以来，Qi已经演进到1.0.3版本，目前主要支持低功率设备，功率最高5W。
Qi是通过在手机中加装电磁感应装置和控制芯片来实现无线充电的，当然，一个可接公共电源的无线充电站也必不可少――它类似一个托盘，只需将支持Qi的移动设备放在其上即可充电。获得联盟认证、带有“Qi”标识的不同品牌的手机都可使用，不用做任何配对设置，简单高效，无需线缆。
在测试中，Qi的充电效率与有线充电方式非常接近，达到了70%以上，可广泛应用于手机、MP3、照相机等手持低功率设备中。而笔记本电脑、上网本等的中等功率无线充电标准正在研发之中。
在远景计划中，WPC计划将Qi充电站植入到家庭、汽车、火车等各个公共场所，从而让消费者可以随时随地、方便快捷地享受无线充电带来的无限便捷。
也许有人会担心电磁辐射问题。一般来说，电子产品都有固定工作频率，频率越高，辐射越大。常见的小家电如电动剃须刀、电熨斗、咖啡机、加湿器、电吹风等，工作频率一般在50~60HZ左右，属于超低频产品，对人体的健康影响最小。根据WPC的规范文件显示，目前无线充电产品的工作频率同样设定在50~60HZ这一范围，理论上其电磁辐射水平和普通小家电相当。
未来，无线充电技术将这样改变我们的生活：
