圖1 非接觸供電系統(tǒng)結構圖
非接觸供電系統(tǒng)工作時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載。
2 特性和缺陷
基于電磁感應原理的非接觸供電技術,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”的方式實現(xiàn)電能的傳遞,而且是一個開放的系統(tǒng),必然存在著電磁輻射和能量的損耗,因此,近距離的實際效率很難超過80%,遠距離的狀態(tài)下,效率可能很低。因此,不符合節(jié)能的概念。
電磁能與距離的關系為電場強度與距離的二次方成反比,磁場強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。利用這個特性,可以制造出即時充電或即時供電的電器,在移動性、防水性和隔離性等方面有突出的表現(xiàn),同樣可以應用這個特性,來解決其自身的電磁干擾問題。選擇一個適當供電頻率使系統(tǒng)產生共振,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成傷害,符合安全指標。
在幾個厘米以內的近距離的電磁共振中,還存在著空振高壓問題:接收電路在負載時的電壓與空載時的電壓相差懸殊,往往是數(shù)倍甚至是十倍以上,致使接收電路在空載時,由于電壓的大幅度升高,將負載電路燒壞。是目前電磁共振的非接觸供電技術難以實用的一個重要因素。