无线供电技术简介
无线供电技术
——重焕青春的前沿科研课题
一、无线供电的简介 二、无线供电的工作原理及分类 三、国内外的最新研究进展 四、无线供电实际应用中存在的困难
无线供电是借助电磁场或电磁波进行能 量传输的一种技术。
Nicola Tesla是无线电能传输之父。
Nicola Tesla无线供电计划中途夭折的原因： （1）资金不足（当时预算约3000亿美元） （2）世界上各个国家的行政区隔存在，使这 种“天下大同”的设想在短时间难以实现。
2008年12月15日在纪念中国科协成立50 周年大会上，无线供电技术被中国科协评选 为“10项引领未来的科学技术”之一 。
所以无线供电是重焕青春的前沿科研课题。
二、无线供电的工作原理及分类
无线供电分类： （1）电磁辐射式无线供电 （2）电磁谐振式无线供电 （3）电磁感应式无线供电
13日宣布， 已开发出无需连接电源线，只需靠近专用装 置就能给手机充电的技术。
四、无线供电实际应用中存在的困难
①安全性（safety） ②串扰（crosstalk coupling） ③传输效率（efficiency）
（3）相关技术的不成熟（即磁耦合技术、高 频电源技术及电力电子技术 ）。
无线供电技术虽然已经诞生了100多年， 但是在Nicola Tesla无线供电计划中途夭折后， 无线供电技术的发展一直很缓慢。
进入21世纪后，随着相关技术的发展及 无线供电在特殊应用场合无法比拟的优点， 使无线供电又成为国内外学术界研究的热点。
2007年麻省理工学院(MIT)以MarSolijacic 为首的研究团队首次演示了灯泡的电磁谐振 式无线供电技术，他们从6英尺的距离成功地 点亮了一个60W灯泡。
扭矩监测系统 ：
2010年1月，在美国举行的“2010 International CES”展会上， 海尔集团展出的无线供电高清电视 样机。
杨立新无线供电技术方案及应用
杨立新无线供电技术方案及应用随着物联网技术的快速发展，越来越多的设备需要无线供电，使得传统的接触式供电方式已经不能满足实际需求。
为此，杨立新研发了一种全新的无线供电技术，并提出了其在实际应用中的方案和优势。
一、无线供电技术介绍杨立新的无线供电技术是基于电磁感应原理、谐振原理和电力电子技术等相关理论开发而来的。
其主要原理是在发射端通过高效的电子设备将电能转换为饱和脉冲信号，经过一定的传输距离后，通过接收端的电感和电容实现对信号的接收，并通过电子设备将它转化为电能，从而实现无线供电。
该技术相比传统的有线供电方式，具有以下优势：1、免除电线布线的麻烦，降低了维修和安装成本。
2、能够实现对移动设备的无线供电，提高了设备的可携带性和可移动性。
3、具有一定的防水、防尘和防爆能力，能适应复杂环境和特殊场合的使用。
二、方案及应用1、智能家居智能家居的兴起为无线供电技术提供了巨大的市场。
通过使用杨立新的无线供电技术，各种智能家居设备可以免去接线的麻烦，如智能门锁、智能灯光、智能窗帘等。
使用无线供电对于定位不便的设备来说尤为重要，如墙壁的紧贴、高处安装等。
2、电动汽车充电传统的电动汽车充电方式受到充电桩设备地理位置显性限制。
使用杨立新的无线供电技术，充电桩的设施进一步灵活化，主动提供更方便的充电服务。
同时，使用者不必离开车辆，可以直接固定停车位置，车辆通过接收充电信号做到充电。
3、医疗设备医疗设备需要无线供电并且避免高频辐射、噪声等抗干扰特性更为突出，且大多数情况下是电池供电。
使用无线供电技术供电对于这类设备着实很有优势。
这种无线供电技术广泛适用于各种体内植入的医疗设备或监测装置，能够有效地降低术后并发症，渡过器官移植和治疗期的困难。
三、结论随着人工智能等技术的不断发展，无线供电技术也将越来越受到关注。
利用杨立新无线供电技术方案，不仅可以促进社会物联网的发展，而且还能有效地解决传统的接触式供电方式所遇到的问题，使设备更加智能化、高效化、安全化。
无线供电原理
无线供电原理
无线供电原理是指在没有使用传统的有线电源连接的情况下，通过无线技术将电能传输到设备中。
这种原理基于电磁感应和共振原理，它通过发送端产生电磁场，接收端受到电磁场的影响而接收到能量。
在无线供电原理中，有三个关键的组件：发送器、接收器和能量传输介质。
发送器通常是一个高频振荡电路，它产生一个在特定频率上工作的电磁场。
接收器是一个通过电磁场感应出电能的元件，它可以转换电磁能量为电能。
能量传输介质可以是空气、电磁波或者其他无线传输媒介。
当发送器工作时，它会产生一个电磁场，这个电磁场可以通过电磁波或者磁场传输到接收器。
接收器上有一个与发送器频率匹配的电路，当接收器处于发送器的电磁场范围内时，电磁能量就会传输到接收器上。
接收器上的电路会将电磁能量转换为电能，从而为设备供电。
无线供电原理的关键是共振。
发送器和接收器之间通过共振频率实现高效能量传输。
共振是指当两个物体通过相同频率的振动相互耦合时，它们之间的能量传输效率达到最高点。
在无线供电原理中，通过调整发送器和接收器的频率，使两者达到共振状态，这样能量传输的效率就会非常高。
无线供电原理在许多应用中都有广泛的应用，例如无线充电器、无线传感器网络、移动设备等。
它不仅可以提供简便的电源供给方式，还可以避免因有线连接而带来的安全隐患和使用限制。
无线供电技术的进一步发展可能会在各个领域带来更多的创新和便利。
无线充电技术(四种主要方式)原理与应用实例图文详解
无线充电已经在电动牙刷、电动剃须刀、无绳电话等部分家电产品中实用化，现在其应用范围又扩大到了智能手机领域及电动汽车和列车领域。
未来可以将无线充电装置安装在办公桌内部,只要将笔记本或PDA 等电器放在桌上就能够立即供电。
以下是四种主要无线充电方式：无线充电方式 充电效率使用频率范围传输距离电场耦合方式电磁感应方式92%22KHz数mm-数cm磁共振方式95%13.56MHz 数cm-数m无线电波方式38% 2.45GHz 数m-1.电磁感应方式无线供电驱动一枚60W电灯泡，效率高达75%。
电磁感应无线充电产品示意图电磁感应方式，送电线圈与受电线圈的中心必须完全吻合。
稍有错位的话，传输效率就会急剧下降。
下图靠移动送电线圈对准位置来提高效率。
目前，市场上支持无线充电的智能手机和充电器大部分都符合总部位于美国的业界团体“无线充电联盟（WPC）”所制定的“Qi”规格。
Qi源自汉语“气功”中的“气”， 无线充电方式包括“磁共振”及“电波接收”等多种方式，Qi采用的是“电磁感应方式”。
通过实现标准化，只要是带有Qi标志的产品，无论是哪家厂商的哪款机型均可充电。
在伦敦利用其最新研发的感应式电能传输技术成功实现为电动汽车无线充电。
在展示过程中，该公司将电能接收垫安装于雪铁龙电动汽车车身下侧，这样电池就可以通过无线充电系统进行无线充电。
电动牙刷无线充电示意图一种无线充电器发送和接收原理图2. 磁共振方式磁共振方式的原理与声音的共振原理相同。
排列好振动频率相同的音叉，一个发声的话，其他的也会共振发声。
同样，排列在磁场中的相同振动频率的线圈，也可从一个向另一个供电。
相比电磁感应方式，利用共振可延长传输距离。
磁共振方式不同于电磁感应方式，无需使线圈间的位置完全吻合。
应用：三菱汽车展示供电距离为20cm，供电效率达90％以上。
线圈之间最大允许错位为20cm。
如果后轮靠在车挡上停车，基本能停在容许范围内。
索尼公司发布的一款样机：无电源线的电视机利用磁场共振实现无线供电的电视机。
无线供电解决方案
无线供电解决方案概述随着无线技术的发展和应用的广泛，传统有线供电的局限性逐渐显现出来。
为了摆脱电源线的束缚，无线供电技术应运而生。
无线供电技术可以实现设备的无线充电、无线能量传输等功能，在导电性能和效率上有了显著的提升。
本文将介绍无线供电的原理、应用领域以及相关的解决方案。
原理无线供电技术的基本原理是通过电磁感应、电磁辐射或者无线电波传输能量，实现设备的无线充电或能量传输。
其中，电磁感应无线供电技术是最常见且应用最广泛的一种。
该技术利用发射端的线圈产生电磁场，接收端的线圈感应到电磁场并将其转化为电能。
通过这种方式，设备可以实现无线供电。
应用领域1. 智能家居无线供电技术在智能家居领域的应用非常广泛。
通过将家居设备无线供电，不仅可以减少电源线的使用，提高家居设备的布局灵活性，还可以降低电源线的电池使用频率，延长电池寿命。
常见的应用包括智能灯具、智能门锁、智能摄像头等。
2. 移动设备移动设备是无线供电技术的另一个重要应用领域。
通过无线充电技术，可以解决移动设备的充电困扰，不再需要插拔与电源线连接。
这不仅提高了使用的便捷性，还避免了插头接口的磨损问题。
无线供电技术已经广泛应用于手机、平板电脑、智能手表等移动设备。
3. 工业自动化工业自动化领域对于供电技术的要求通常较高，因为工业设备通常需要大量的供电设备，且环境恶劣。
无线供电技术可以解决传统有线供电在布线困难、易受干扰等问题。
在工业自动化中，无线供电技术被广泛应用于传感器、监控设备、机器人等领域。
解决方案1. 电磁感应供电方案电磁感应供电方案是其中应用最广泛的一种无线供电方案。
它通过发射端的线圈产生交变电流，从而产生变化的磁场。
接收端的线圈感应到变化的磁场后，通过电磁感应原理产生感应电流，实现无线充电或能量传输。
2. 无线光纤供电方案无线光纤供电方案采用激光或红外线等光信号进行能量传输。
其原理是将激光光束或红外线光束通过光纤传输到接收端，接收端通过接收光能将其转化为电能。
无线供电技术介绍
无线供电现代家庭充斥着各式各样的电线、插座，不仅有碍观瞻，也造成一定的安全隐患。
英国《每日邮报》８日有关“无绳灯泡”的一篇报道，则让人们看到了摆脱这些烦恼的希望。
美国科学家成功开发出了一项“无线输电”技术，它能为室内的灯泡、手机、电脑“隔空充电”，这将令插座、电池和盘根错节的电线都成为历史名词。
电力传送也将迎来无线时代了！仅一个电源可为满屋电器供电麻省理工学院的研究团队7日在美国《科学》杂志的网站上发表了研究成果。
这项被他们称为“无线电力”技术经过多次试验,已经能成功为一个2米外的60瓦灯泡供电。
目前这项技术的最远输电距离还只能达到 2.7米,但研究者相信,电源已经可以在这范围内为电池充电。
而且只需要安装一个电源,就可以为整个屋里的电器供电。
领导这项研究的马林．索尔亚希克教授透露说，有一天晚上站在厨房里看着自己的手机时想到“无线电力”这个主意。
他说:“我总是忘记给手机充电,它老是发出电力不足的警告声,我就想,这个家伙要是能自己充电就好了。
”用共振原理隔空完成能量传输无线输电的想法很早就有人提出过,但是却被很多科学家认为根本无法实现。
因为发射器发出的电磁能向四周分散传送,人类无法对电磁能进行集中控制,就更谈不到加以利用。
但在去年秋天,麻省理工学院物理学教授马林．索尔亚希克却提出一种可以通过“无线电能传输”技术利用电磁能的新理论。
“无线电力”技术的突破之处在于,找到了“抓住”电磁波的方法,即利用物理学的“共振”原理——两个振动频率相同的物体能高效传输能量。
索尔亚希克教授解释说:“比如说你给乐器弹一个调,毗邻另一件具有相同频率的乐器也会振动。
”研究小组把共振运用到电磁波的传递上。
他们利用铜制线圈作为电磁共振器,一团线圈附在传送电力方,另一团在接受电力方。
当传送方送出某特定频率的电磁波后,经过电磁场扩散到接受方,电力就实现了无线传导。
结果,他们成功地把一盏距发射器2.13米开外的60瓦电灯点亮。
电器无线化有望在5年内实现不过这项技术目前也面临着一些障碍,比如点亮灯泡时,电力在传送中流失了45%,因此输电效率必须提高一倍才有望取代化学电池。
无线输电技术ppt课件
Main Content
①
无线输电简介
②
无线输电原理
③
无线输电应用
④
无线输电展望
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
Principle of Wireless Electricity
❖ 共振现象
共振是自然界极为平常的现象，种类繁多
乐器的音响共振 秋千的机械共振 电磁场的共振 核磁气的共振
共振共通的特征： 能量交换只会发生在振动频率一样的两个物体之间，
而频率不一致的两个物体间则不传递能量
MIT、美国无线电力、海尔所运用的 方式都是电磁场共振
Concerns
☼对人体有伤害吗？ ☼对环境有危害吗？ ☼是否会干扰无线通讯？
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
THANK YOU
wireless electricity Tuesday, March 12, 2024
APPLICATIONS
交通工具
➢为现有的电动车辆充电：高尔夫球车、 工业车辆…… ➢为将来的混合动力或全电动汽车充电 （在任何地方，家中、停车场……） ➢取代有线，直接进行无线能量传输
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
无线供电技术的应用
无线供电技术的应用无线电是指在自由空间(包括空气和真空)传播的电磁波。
无线电技术是通过无线电波传播信号的技术。
无线电技术的原理在于，导体中电流强弱的改变会产生无线电波。
利用这一现象，通过调制可将信息加载于无线电波之上。
当电波通过空间传播到达收信端，电波引起的电磁场变化又会在导体中产生电流。
通过解调将信息从电流变化中提取出来，就达到了信息传递的目的。
无线电技术大量应用于以无线广播、电视、移动通讯和无线数据传输网络中。
基本上无线供电技术可以采用以下方法:电磁耦合电磁耦合对电源工程师来说，再也熟悉不过了，变压器就是利用这个原理来传递能量。
如果把变压器的两个绕组分开，就是某种意义上的无线供电。
电动牙刷的充电就是个典型案例，但是用电磁耦合的方式有很大的缺点，没有高磁导率的磁芯作为介质，磁力线会严重发散到空气中，导致转递效率下降，特别在两个线圈远离的时候，下降的非常厉害。
所以不适合大功率，远距离的无线供电。
光电耦合把电能转化为光能，比如激光，通过光将能量传递到目的地再转化为电能。
这种无线供电技术比较直观，而且光电转换技术也相对应用广泛。
但是光的传递路径具有缺陷，就是传递路径中不能有障碍物。
所以这种技术，也是有很大的应用缺陷。
电磁共振电磁共振这个名词有点陌生，据说其原理类似声波共振的原理，两种介质具有相同的共振频率，就可以用来传递能量。
WiTricity的技术就是采用了这种原理。
他们称之为非辐射性电磁共振。
当然这可能并不是说该项技术没有辐射，但的确和我们普通概念中电磁辐射有很大不同。
我的设计：我想利用无线供电技术设计一个具有观赏价值的“发光鱼缸”，该鱼缸主要是靠不同颜色的灯光来营造一个炫彩缤纷的“海底世界”，不同的灯泡采用并联的，通过无线供电接收器对不同灯泡进行发光熄灭操作，采用以上三种方法的电磁共振技术。
1、用图上这种无线输电的方法，无触点，长寿命；2、用电动机电刷的方法，简单有效；请注意：这样寿命很短，必要时请自行在电路板上加焊一层耐磨导电层，如果电刷触点不够光洁以及接触压力大，几小时就可以将线路板上的铜皮磨穿。
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无线供电技术发展简介第一章无线供电技术概述电能传输和信号传递是电力电子技术所涉及的两个主要方面，两者往往共存于同一个电力电子应用系统当中，电能用来给系统运行提供动力或能量，而信号用来检测系统操作状态或传递控制指令。
如今，信号传输以移动手机和无线INTERNET为例，以空气为媒介已经实现了长距离的非接触传递，极大地方便人们的生存生活；而电能的传输仍然主要有导线直接接触进行传输，电工电子设备的供电通过插头和插座来进行，其发展远远滞后于信号传输的发展。
长期以来，利用磁耦合原理实现电能传输只是在传统变压器和感应电机当中得到了运用，基于此原理以空气为磁介质实现高等级电能传输最开始认为是不可能的，更不用提通过空气实现远距离的电能传送了。
近年来，很多新的方法应用，无线供电又受到了热捧。
在给移动设备进行供电采用无线供电技术(Wireless Power Technology)，简称WPT，越来越成为人们关心的课题。
无线供电技术（WPT）是一种新型的电能传输技术，其具备两大优点：一是让电器与电源完全隔离，使电器的灵活性、美观性、安全性、密封性的表现更好；二是WPT可以通过非导体来传播电能，如水、空气、土壤、玻璃等，因此可以实现隔物供电。
第二章无线供电的历史、发展与现状实际上无线供电的设想早在一百多年前就已经出现。
在1890年，尼古拉·特斯拉，这位现代交流电系统的奠基者就开始构想无线供电方法，最后提出了一个非常宏大的方案——把地球作为内导体、距离地面约60 km的电离层作为外导体，在地球与电离层之间建立起大约8 Hz的低频共振，再利用环绕地球的表面电磁波来远距离传输电力。
到了20世纪20年代中期，日本的H．Yagi和s．Uda论述了无线供电概念的可行性；20世纪30年代美国的学者开始研究不利用导线去点亮电灯的输电方案。
随着大功率、高效率真空电子管微波源的研制成功，20世纪60-70年代，Raytheon公司的William C．Brown 做了大量的无线供电方面的研究工作，使得这一概念变成实验结果，奠定了现代无线供电的实验基础。
他所演示的直流—直流转换效率在54%左右。
2000年以后，无线充供电新技术越来越频繁地在各大通信技术展、电源新技术展上露面，各大公司也纷纷推出自己的研究成果。
2007年6月，麻省理工大学的Marin Sohjacic和他的研究团队公开做了一个演示，他们给一个直径60 cm的线圈通电，点亮了大约2 m之外连接在另一个线圈上的60 w灯泡。
在2008年8月的英特尔开发者论坛上，西雅图实验室的约书亚·史密斯(Joshua R．Smith)领导的研究小组再次向公众展示了这项基于“磁耦合共振”原理的无线供电技术，在展示中成功地点亮了一个1米开外的60 w灯泡，而在电源和灯泡之间没有使用任何电线，此次系统中无线电力的传输效率达到了75％。
在2009年Windows 7的发布会上，微软CEO鲍尔默更是带来了最新的无线视频输出和无线供电技术。
目前广泛应用的主要有以下4中无线供电方式：电磁耦合、光电耦合、电磁共振、微波方式。
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