感应耦合式电能无线传输发展

电感耦合原理电感耦合原理是一种将高频能量从一个线圈传输到另一个线圈的无线电传输技术。

该技术使用了电磁感应的原理，在两个共同靠近的线圈之间产生电磁场并传送电能。

该技术广泛应用于无线电传输、电磁加热、感应加热等领域。

本文将详细介绍电感耦合原理。

在电磁学中，任何一个电路或线圈都有电感L，这是由于电路通电时通过线圈的电流在其中产生了一个磁场。

该磁场会与线圈中自身的线圈相互作用，以此产生电势差和电动势。

当线圈中的电路与另一个线圈靠近时，由于电磁场的存在，它们之间的电能可以通过电磁场进行传输。

电感耦合是一种将两个电路通过电磁场进行无线电传输的技术。

它的原理是通过将能量从一个线圈传输到另一个线圈，这两个线圈可以是彼此独立的，也可以是互相耦合的。

在一个电源和一台接收机之间使用电感耦合器时，电源和接收机通过连接到一个共同的线圈之间进行互连。

电感耦合原理的工作方式是通过自感和互感的原理。

自感是指线圈中的电流在其中产生磁场的现象；而互感是指两个线圈之间的磁场相互作用，使得其中一个线圈中的电流会影响另一个线圈的电流。

这样，电磁信号就可以通过电感耦合器在两个线圈之间传输。

1.自感2.互感互感是指两个线圈之间的电磁场之间产生的相互作用。

当两个线圈相互靠近时，它们中的交变磁场会相互干扰，以产生电压和电流。

两个线圈之间必须采用互感作为传输能量的机制。

通过控制两个线圈之间的距离和相对位置可以调整电磁场的互相作用和损耗。

在无线电传输中，电感耦合原理是一种广泛应用的技术。

它可以被用于在两个电路之间进行无线电传输，也可以用于电磁加热、感应加热等领域。

下面将详细介绍它的一些应用：1. 无线电传输在无线电传输中，电感耦合原理被用于将电信信号从一个电路传输到另一个电路。

当一个电话充电器通过一个耦合器连接到电话时，电感耦合器可以将能量从电源传输到电话中的电池。

该技术还可以应用于手机、平板电脑等电池设备中。

2. 感应加热感应加热是一种将电能转换为热能的过程。

无线电能有效传输距离的研究传统的直接接触式电能传输存在很多火花，会影响到供电的安全性和可靠性问题，引起火灾和爆炸，造成重大事故，所以要需找一种非常灵活的电能传输方式。

目前为止根据电能传输原理无线电可以大致分为是三个类型，第一电磁感应耦合，采用耦合变压器实现功率传输，另一个就是微波无线能能技术，直接利用实际技术体系进行合理无线电传输技术；最后就是磁耦合谐振式，作为无线电电能传输技术，基本原理就是两个具有相同谐振频率物体实现高效交换。

一、无线电能有效传输距离1、相比较微波方式是目前传输距离最远的，同时可以克服障碍影响，但是在能量传输过程中发射器必须要对准接收器，能量传输会受到一定限制，会对于人体产生严重伤害。

耦合方式输功率容量可以达到数百千瓦，耦合谐振式能量传输技术不同于一般技术，该技术已经成为无线能量传输新发展方向，还需要很多问题解决，比如对于功率、传输功率和距离问题，电能计量问题和生物安全问题都需要一定合理解决，这些研究对于无线电能传输技术具有很多特色研究价值，理论上分析要很好提高对于无线电能传输距离和对于无线电传输系统实际应用问题。

2、电磁发射系统由发射线圈组成，通过直接耦合关系把能量进行适当传输，同样还可以通过耦合关系对于能量进行一定负载传输，发射线圈和接受线圈之间都要通过空间磁场实现电能无线传输功能。

负载线圈主要是由单线圈和负载组成，在系统整个设计中要很好降低设计的复杂性，将发射和接受线圈设计成为相同尺寸和机械结构样式，使得两个线圈等效参数保持相互一致性。

为了更好分析问题可以将励磁线圈的电路反射发至线圈上，相当于发射线圈加入一个感应电动势，在将负载线圈发射到接受线圈上，增加一个发射阻抗，然后再分别将励磁线圈发射线圈的感应电动势进行合理阻扰。

3、通过对于耦合负载分析研究，随着耦合系数的减少负载接受的电压会急剧下降，这个和传统电磁感应耦合方式中无线传输系统都有着很好关系，对于研究无线电传输也有很大意义。

耦合电感的原理及应用1. 耦合电感的基本原理耦合电感是指在电路中同时存在两个或多个彼此关联的电感元件。

耦合电感可以通过互感耦合将电能从一个电路传递到另一个电路。

其基本原理是通过磁场的相互作用，使得电路中的电流或电压发生相互影响。

1.1 自感耦合自感耦合是指一条线圈中的感应电流影响该线圈中的自感。

自感耦合常常用于电感电压倍增电路和滤波电路中。

自感耦合的原理如下： - 当电流在一个线圈中变化时，会产生磁场。

- 这个磁场进一步作用于该线圈，导致线圈中的感应电动势发生变化。

- 这个感应电动势会产生另一个电流，影响该线圈中的自感。

1.2 互感耦合互感耦合是指两个或多个线圈之间的磁场相互作用，从而影响彼此中的感应电动势和电流。

互感耦合常常用于变压器和电感耦合放大器等电路中。

互感耦合的原理如下： - 当电流在一个线圈中变化时，会产生磁场。

- 这个磁场进一步作用于另一个线圈，导致另一个线圈中的感应电动势发生变化。

- 这个感应电动势会产生电流，影响另一个线圈中的感应电动势。

2. 耦合电感的应用耦合电感在电路中有广泛的应用。

以下是耦合电感的几个常见应用：2.1 传输电能耦合电感在无线能量传输中起到关键作用。

将能量从一个电路传输到另一个电路，可以通过互感耦合电路来实现。

这在无线充电和无线通信系统中非常常见。

2.2 信号传输耦合电感还可以在信号传输中起到重要作用。

例如，音频放大器中的变压器耦合放大器，可以将低电压信号放大到足够的水平，以驱动扬声器或音响系统。

2.3 滤波电路耦合电感在滤波电路中也经常被使用。

滤波电路可以通过自感耦合实现针对某一频率范围的信号的滤波效果。

这对于消除噪声或选择特定频率信号非常有用。

2.4 电感电压倍增耦合电感可以用于电感电压倍增电路。

在这种电路中，通过自感耦合将输入电感的电压倍增，在输出端获得更高的电压。

3. 小结耦合电感是电路中广泛应用的元件之一，它通过磁场的相互作用实现将电能从一个电路传递到另一个电路。

rfid能量耦合方式和数据传输原理RFID（Radio Frequency Identification）是一种无线通信技术，它通过无线电波来传输数据和能量。

在RFID系统中，能量耦合方式和数据传输原理是两个重要的方面。

能量耦合方式是指如何将能量传送到RFID标签以供其工作。

一种常见的能量耦合方式是通过电磁感应耦合。

在这种方式下，读写器会发送一个电磁场，RFID标签则利用这个电磁场中的能量来供电。

当RFID标签进入电磁场范围内时，它会感应到电磁波，并通过一个天线接收到能量。

接收到能量后，RFID标签会利用这个能量来工作，例如发送数据、接收指令等。

这种能量耦合方式实现了无线供电，使得RFID标签可以不需要电池等外部能源，从而减小了尺寸和成本。

数据传输原理是指RFID标签和读写器之间如何进行数据交换。

在RFID系统中，数据传输通常通过调制和解调的方式实现。

当读写器想要与RFID标签进行通信时，它会向RFID标签发送一个载波信号，也就是一个特定频率的电磁波。

RFID标签会通过调制的方式将要传输的数据加载到载波信号上，然后将调制后的信号反射回读写器。

读写器接收到反射信号后，会通过解调的方式将数据还原出来。

这样，就完成了数据的传输过程。

RFID技术的能量耦合方式和数据传输原理的结合，实现了无线供电和数据交换。

这使得RFID技术在许多领域得到了广泛应用。

例如，RFID技术可以应用于物流管理中的货物追踪，通过在货物上粘贴RFID标签，可以实时监控货物的位置和状态。

此外，RFID技术还可以应用于门禁系统、库存管理、动物追踪等领域。

总结起来，RFID技术的能量耦合方式和数据传输原理是实现无线供电和数据交换的重要手段。

能量耦合方式通过电磁感应耦合实现RFID标签的无线供电，而数据传输原理通过调制和解调实现数据的传输。

这种技术在许多领域有着广泛的应用前景，可以提高工作效率和管理水平。

相信随着技术的不断发展，RFID技术将会得到更加广泛的应用。

第1篇一、实验目的1. 理解无线电能传输的基本原理；2. 掌握无线电能传输系统的组成及工作过程；3. 通过实验验证无线电能传输的可行性；4. 分析无线电能传输系统性能，提高实验技能。

二、实验原理无线电能传输技术是一种借助于空间无形软介质（如电场、磁场、微波等）实现将电能由电源端传递至用电设备的一种供电模式。

实验中主要采用磁耦合谐振式无线电能传输技术，其基本原理是两个具有相同谐振频率的物体之间可以实现高效的能量交换。

三、实验设备与仪器1. 磁耦合谐振式无线电能传输实验装置；2. 万用表；3. 信号发生器；4. 指示灯；5. 线路连接线；6. 实验报告本。

四、实验内容与步骤1. 连接实验装置，包括电源、发射线圈、接收线圈、负载等；2. 调整发射线圈和接收线圈之间的距离，使系统达到谐振状态；3. 使用信号发生器向发射线圈输入交流电压，观察接收线圈输出电压及负载上的指示灯亮度；4. 改变负载大小，观察输出电压及指示灯亮度的变化；5. 改变发射线圈和接收线圈之间的距离，观察输出电压及指示灯亮度的变化；6. 记录实验数据，分析实验结果。

五、实验结果与分析1. 当发射线圈和接收线圈之间距离较远时，输出电压较低，指示灯亮度较暗；2. 当发射线圈和接收线圈之间距离较近，且达到谐振状态时，输出电压较高，指示灯亮度较亮；3. 当改变负载大小时，输出电压及指示灯亮度发生变化，说明无线电能传输系统的效率与负载大小有关；4. 当改变发射线圈和接收线圈之间的距离时，输出电压及指示灯亮度发生变化，说明无线电能传输系统的效率与距离有关。

六、实验结论1. 无线电能传输技术可以实现电能的有效传输；2. 磁耦合谐振式无线电能传输技术具有较高的传输效率；3. 无线电能传输系统的性能受负载大小和距离的影响。

七、实验体会1. 通过本次实验，加深了对无线电能传输技术的理解；2. 提高了实验操作技能，培养了动手能力；3. 了解了无线电能传输技术在实际应用中的重要性。

无线输电技术发展及应用从2007 年美国麻省理工学院成功完成无线电力传输实验开始，人类更加深刻地认识到了无线输电已不再是梦想。

无线输电这项前沿技术被认为是今后电力科技的发展方向，必将带来人类生活和生产方式的重大变革，有着巨大的市场和发展前景。

其中一个重要应用领域是电动汽车无线充电，短期内，静态无线充电技术有望应用于泊车自动充电。

从长期来说，动态无线充电可以为电动汽车在行驶途中进行充电，使得电动汽车可以边行驶边充电。

这将从根本上解决电动汽车充电难题，加速电动汽车普及。

另外无线输电技术还有许多其他应用领域，如家用电器、工业机器人、医疗器械、航空航天、油田矿井、水下作业、无线传感器网络及RFID 等方面。

1 国内外无线输电技术研究现状1.1 国外研究现状19 世纪末被誉为“迎来电力时代的天才”的尼古拉·特斯拉，在电气与无线电技术方面做出了突出贡献，他也曾致力于研究无线传输信号及能量的可能性，早在1899 年，特斯拉在纽约长岛建造了无线电能发射塔（沃登克里弗塔），设想利用地球本身和大气电离层为导体来实现大功率长距离的无线电能传输，该塔矗立在纽约长岛的特斯拉无线电力传输实验室内，塔高57 m，球形塔顶直径为21 m。

特斯拉想用它来实现全球无线电力传输，可惜由于资金缺乏，这个塔最终并未建成。

2001 年5 月，国际无线电力传输技术会议在法属留尼汪岛召开期间，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40 m 外一个200 W 的灯泡。

其后，2003 年在岛上建造的10 kW 试验型微波输电装置，已开始以2.45 GHz 频率向接近lkm 的格朗巴桑村进行点对点无线供电。

2007 年6 月，美国麻省理工学院宣布利用电磁共振技术成功地点亮了一个离电源约2 m 远的60 W电灯泡，该研究小组在实验中使用了2 个直径为60 cm的铜线圈，铜线半径为3 mm，通过调整发射频率使2个线圈在10.56±0.3 MHz 产生共振，效率达到40％。

精心整理1电磁感应原理此原理与电力系统中常用的变压器原理类似。

在变压器的原边通入交变电流，副边会由于电磁感应原理感应出电动势，若副边电路连通，即可出现感应电流。

电力系统中的电压、电流互感器也是采用了类似的原理。

2弥漫于整个空间，在接收端回路谐振在该特定的频率上，从而实现能量的传递。

这种输电方式在接收端输出功率比较小时可以得到较高的传输效率。

但其存在电磁辐射，传输功率越大，距离越远，效率越低，辐射就越严重。

因此这种方式也是只适用于小功率、短距离的场合。

3磁耦合共振原理这种方式需要发射和接收两个共振系统，可分别由感应线圈制成。

通过调整发射频率使发射端以某一频率振动，其产生的不是弥漫于各处的普通电磁波，而是一种非辐射磁场，即把电能转换成磁场，在两个线圈间形成一种能量通道。

接收端的固有频率与发射端频率相同，因而发生了共振。

随着每一次共振，接收端感应器中会有更多的电压产生。

经过产生多次共振，感应器表面就会集聚足够的能量，这样接收20074波发生器、发射天线、接收天线、高频电磁波整流器、变电设备和有线电网组成，其大致流程如下。

电源→电磁波发生器→发射天线→接收天线→整流器→变电→电网之前小编也说过无线输电的应用前景，如果无线输电得以实现(最可能的是在小功率短距离情况下)，那么在房间里的各种电气设备便可接收无线电能。

杂乱如麻的电线和插板将不复存在，而且一次性电池的使用量也会大为减少，对节约资源和保护环境都非常有利。

各大公共场所都会安装无线充电设备，就不会出现没带充电器而不知所措的问题。

电车也不必到充电站进行充电，而且也会减少因蓄电池没电而停止。

电磁感应式无线电能传输系统的自感和互感参数分析初、次级之间的耦合性能是感应式电能传输系统设计的核心和基础。

耦合性能越好，传输效率就越好，系统的稳定性就越高。

当初、次级线圈相对位置发生发生变化时，必然导致耦合性能变化，初次级电路也需要相应的通过调节保证输出恒定。

影响这类结构耦合特性的主要因素为线圈的形状和位置参数以及初次级线圈间媒质的磁导率。

考虑到实际应用，本小节将首先研究将围绕线圈的形状参数和相对位置这两个方面对耦合变化特性的影响进行研究，讨论它们的自感及线圈相对位置发生变化时互感的计算方法，进一步分析计算线圈形状和尺寸对耦合变化特性的影响。

在计算电感时，一般总是忽略线匝的螺旋性，而把线匝视为各自闭合的平面线匝(与原有线匝有相似的形状，置于近乎平行的平面上)的集合体，即通过求解与被研究的线圈有相同的外形和尺寸的单匝线圈的自感和互感来获得。

在电流密度相同的情况下，线圈与相应整体线匝的磁场应是一样的，N 匝线圈的电流只是相应的整体线匝电流的1/N 。

因此，从诺伊曼公式可知，线圈的电感L 为相应整体线匝电感L ′的N 2倍，即L = N 2 L ′。

同理，两个各为N 1和N 2匝线圈的互感M 为相应整体线匝的互感 M ′的N 1×N 2倍，即M = N 1 N 2 M ′。

因此，一般只需分析单匝线圈之间的相互影响，就能够进一步的得出多匝线圈之间的相互耦合关系。

由回路电流产生的与该磁路自身相链的磁通，称为自感磁通；由其他回路电流产生的与该磁路相链的磁通，称为互感磁通。

回路自感磁通与自身电流之比，称为回路的自感或自感系数；两个回路中，回路1的互感磁通与回路2的电流之比，称为这两个回路的互感或互感系数。

2M 1211M 212L i M i M i ψψψ⎧=⎪⎪⎪=⎨⎪⎪=⎪⎩在多数情况下，电感的计算方法是将每一电流分为许多电流元素线。

而与任一电流元素线 d i ′相链的磁通中可被视为由其它元素线(d ")所产生的互感磁通(即乘积M d i ")之和．其中，M 为元素线 d i '和d "之间的互感．在计算L 时，求和的过程应遍及出回路全部的元素线，在计算M 时，应遍及另一回路全部的元素线。

电磁感应式无线电能传输系统的传输效率电磁感应式无线电能传输系统的传输效率为： []2L L L 111Re I R P P I U η== 令20C η∂=∂，得到初级电路串联补偿、次级电路并联补偿下的C 2的值为： 122222*********R L C R R k L L R R L ωω=++ 串联补偿时，谐振运行频率越高，负载电阻越小，次级补偿对输出功率的改进程度就越大。

而并联补偿正好相反。

通常，大功率传输中负载电阻值的作用相对较小，而小功率传输中负载电阻值的作用相对较大。

因此，负载功率越大，串联补偿对输出功率的改进程度越大；而负载功率越小，并联补偿对输出功率的改进程度越大。

感应式电能传输系统耦合环节采用磁芯变压器和空芯变压器。

对于磁芯变压器，传输效率η为：2212fe cu P P P P P P η==++式中：P 2——输出功率；P 1——输入功率；P fe ——磁芯损耗；P cu ——铜耗。

磁芯损耗P fe 与磁芯材料、频率、磁感应强度和温度有关。

对于软磁铁氧体材料，磁芯损耗的表达式为：fe n m P f B γ=式中：γ——材料系数；B ——磁芯工作磁通密度；f ——为运行频率。

通常系数n 小于系数m , m 典型值为2.5。

电磁感应式无线电能传输系统的变压器磁芯通常工作在线性条件下，随着供电电流的增加，工作磁密B 线性增加。

磁芯损耗可以通过测量不同频率f 下空载损耗来求得。

空载损耗包括初级绕组的铜耗和铁耗，由于初级绕组电阻相对较小，空载时损耗主要是铁耗。

负载时供电电流增加的倍数就等于工作磁密增加的倍数。

设P 0为空载损耗，则有：1fe 010mI P P I ⎛⎫= ⎪⎝⎭ 不计磁芯损耗时，传输效率η为：2r1L 11r1L 2P R R P R R R R η==++ （3-22）推导式（3-19）进一步得到：2r11211r1L 2r1L 1111L P R R R R P R R R R R R η===++++ 可见，在初级电路，次级反映电阻较初级电路电阻越大，传输效率越大；在次级电路，负载电阻较次级电路电阻越大，传输效率越大。

磁耦合谐振式无线能量传输机理的探究共3篇磁耦合谐振式无线能量传输机理的探究1磁耦合谐振式无线能量传输机理的探究随着无线充电技术的进步和普及，越来越多的人开始关注无线能量传输技术。

磁耦合谐振式无线能量传输技术是一种新型的无线能量传输技术，其传输效率高，传输距离遥，成为无线能量传输技术中的热门探究方向。

本文将详尽介绍磁耦合谐振式无线能量传输技术的机理及其优点。

磁耦合谐振式无线能量传输技术的机理磁耦合谐振式无线能量传输技术是利用电磁感应原理将电能无线传输到接收端。

该技术主要由两个线圈组成，分别是发射线圈和接收线圈。

发射线圈产生一个高频电磁场，接收线圈则通过电磁感应原理将该电磁场转化为电能进行存储或输出。

磁耦合谐振式无线能量传输技术的关键在于谐振。

在谐振状态下，发射线圈和接收线圈的共振频率相等，能量传输效率最高。

此时，能量传输距离可以遥达数米以上，并且传输效率可以达到97%以上。

相比于其他无线能量传输技术，磁耦合谐振式无线能量传输技术具有较高的能量传输效率和传输距离范围。

磁耦合谐振式无线能量传输技术的优点1. 高效：磁耦合谐振式无线能量传输技术能够达到高达97%以上的能量传输效率，比其他无线传输技术效率高出浩繁。

2. 长距离传输：磁耦合谐振式无线能量传输技术在谐振状态下，能够传输数米以上的距离，能够满足多种场景使用需求。

3. 安全：磁耦合谐振式无线能量传输技术接受电磁感应原理传输电能，相比传统有线充电的传输方式更为安全可靠。

4. 便捷：磁耦合谐振式无线能量传输技术不需要使用充电器和电线，更加便捷省时，能够大大提高生活和办公的效率。

结论磁耦合谐振式无线能量传输技术是一种高效、长距离传输、安全可靠和便捷的无线能量传输技术。

尽管探究仍在不息深度和完善当中，但可以猜测的是，磁耦合谐振式无线能量传输技术将会改变我们平时生活和工作的方式综上所述，磁耦合谐振式无线能量传输技术具有高效、长距离传输、安全可靠和便捷等诸多优点。

无线充电技术详解无线充电技术是一种通过非物理接触方式实现电能传输的技术，正在逐渐改变人们的充电方式和生活方式。

其起源可追溯到19世纪，尼古拉·特斯拉曾进行无线输电试验。

目前，无线充电主要有电磁感应式、电磁共振式、无线电波式和电场耦合式四种实现模式。

电磁感应式无线充电原理是电流通过送电线圈产生磁场，对受电线圈产生感应电动势从而产生电流，转化效率较高但传输距离短，对摆放位置要求高，且金属感应接触易发热。

磁场共振式无线充电原理是发送端和接收端调整到相同频率共振来传输电能，传输距离较远、功率较大，适合远距离大功率充电，但效率较低，传输损耗大，且需保护频段免受干扰。

无线电波式无线充电原理是将环境电磁波转换为电流并传输，其传输间隔中等、速度较快，但稳定性、安全性较低，成本投入高。

电场耦合式无线充电原理是通过垂直方向耦合两组非对称偶极子产生的感应电场传输电力，适合短距离充电，转换效率高，位置可不固定，但需大体积设备且功率较小。

近年来，无线充电技术发展迅速。

2007 年，麻省理工学院的研究团队成功为两米外的60 瓦灯泡供电。

2010 年，WPC 发布了Qi 1.0 标准。

2012 年，第一批无线充电手机发布，此后三星、苹果、华为、小米等品牌相继入局。

2019 年，苹果发布了磁吸无线充电。

2023 年9 月，苹果携手WPC 带来了Qi2。

无线充电技术应用广泛，包括电子设备充电（如智能手机、平板电脑、可穿戴设备）、汽车充电（电动汽车在行驶或停车时自动充电）、家居和办公场所（无线充电家具、公共区域设置无线充电设备）、医疗设备（无线充电心脏起搏器、假肢等）以及工业制造、航空航天等多个领域。

然而，目前无线充电技术仍面临一些挑战，如传输距离有限、传输效率待提高、成本较高等。

未来需要继续加强技术研发和创新，推动无线充电技术不断进步和完善。

无线充电技术的起源和发展历程无线充电技术的起源可以追溯到19世纪。

1890年，物理学家尼古拉·特斯拉就进行了无线输电实验，构想通过地球和电离层建立低频共振来传输能量，但因经费等问题未能实现。

第26卷第4期Vol 126　NO.5 重庆工商大学学报(自然科学版)J Chongqing Technol Business Univ 1(Nat Sci Ed ) 2009年10月Oct 12009 文章编号:1672-058X (2009)05-0485-04无线电能传输技术综述3张茂春1,王进华2,石亚伟2(1.重庆市电力公司万州供电局,重庆万州404000;2.西南大学电子信息工程学院重庆400715) 摘　要:叙述了无线电能传输的概念和发展历程,着重对电磁感应式、电磁共振式和电磁辐射式三种无线电能传输进行了详细分析;电磁感应式传输距离近、效率低且需要补偿;电磁共振式是对感应式的突破,可以在几米的范围内传输中等,其研究前景较好;电磁辐射式传输距离远,功率较大,但传输较远距离时需要高效整流天线和高方向性天线,其研制难度较大。

关键词:无线电能传输;电磁感应;磁谐振;微波 中图分类号:T M72文献标志码:A 所谓无线电能传输[1](W irelss Power Trans m issi on ———W PT )就是借助于电磁场或电磁波进行能量传递的一种技术。

无线输电分为:电磁感应式、电磁共振式和电磁辐射式。

电磁感应可用于低功率、近距离传输;电磁共振适于中等功率、中等距离传输;电磁辐射则可用于大功率、远距离传输。

近年来,一些便携式电器如笔记本电脑、手机、音乐播放器等移动设备都需要电池和充电。

电源电线频繁地拔插,既不安全,也容易磨损。

一些充电器、电线、插座标准也并不完全统一,这样即造成了浪费,也形成了对环境的污染。

而在特殊场合下,譬如矿井和石油开采中,传统输电方式在安全上存在隐患。

孤立的岛屿、工作于山头的基站,很困难采用架设电线的传统配电方式。

在上述情形下,无线输电便愈发显得重要和迫切,因而它被美国《技术评论》杂志评选为未来十大科研方向之一。

在无线输电方面,我国的研究才刚刚起步,较欧美落后。

在此旨在阐述当前的技术进展,分析无线输电原理,为我国在无线输电方面的深入研究提供参考。

无线电能传输装置摘要无线电能传输是目前被广泛研究的一项具有重大意义的课题，本次设计利用LC磁耦合谐振电路进行无线电能传输，因磁耦合谐振技术作为中距离高效无线能量传输技术，与传统无线能量传输技术相比具有传输效率高，条件要求低等明显优势。

本设计在互感原理和耦合理论的基础上，进行了大量的实验，研究了如何提高谐振无线传输的效率。

通过实验，验证了距离，线径，线圈绕法等对传输效率的影响。

本次设计的发射端，利用了TI公司提供的mps430产生PWM信号经过非门转换成两路互补的pwm信号经过光耦驱动全桥，将直流电压逆变为交流，进行LC谐振，将电能转化为磁能辐射出去；接收端利用LC谐振接收发射端发出的磁能，在利用整流技术将接收到的交流电转化为直流电，供负载使用，并具有较高的传输效率。

关键词：无线电能传输；LC磁耦合谐振；传输效率高；驱动全桥；整流技术。

1 任务设计并制作一个磁耦合谐振式无线电能传输装置，其结构框图如图1所示。

图1 电能无线传输装置结构框图要求（1）保持发射线圈与接收线圈间距离x =10cm、输入直流电压U1=15V时，接收端输出直流电流I2=0.5A，输出直流电压U2≥8 V，尽可能提高该无线电能传输装置的效率η。

（45分）（2）输入直流电压U1=15V，输入直流电流不大于1A，接收端负载为2只串联LED灯（白色、1W）。

在保持LED灯不灭的条件下，尽可能延长发射线圈与接收线圈间距离x。

（45分）（3）其他自主发挥（10分）2系统总体方案设计2.1方案一采取磁耦合感应式电能传输磁耦合感应式电能传输无线电能传输机理类似于可分离变压器，气隙部分代替了铁芯，导致了磁力线没有定向的通道和负载侧的线圈相铰链。

因此只有在较短的距离下，才能实现较高频率和较大功率的传输。

当距离增加后，传输效率急剧下降。

该无线电能传输方式一般只有在小于传输线圈直径的传输距离下，才能达到较高的效率和较大的功率。

2.2 方案二采用磁耦合谐振式无线电能传输利用谐振原理，使得其在中等距离(传输距离一般为传输线圈直径的几倍）传输时，仍能得到较高的效率和较大的功率，并且电能传输不受空间非磁性障碍物的影响【6]。

电感耦合原理电感耦合是一种通过电感元件之间的磁场耦合来传递电能和信号的原理。

在电感耦合中，两个或多个电感元件通过磁场相互作用，实现电能或信号的传递和转换。

本文将围绕电感耦合的原理展开讨论。

1. 电感耦合的定义电感是一种储存磁能的被动元件，其通过导体中的电流形成磁场，从而储存能量。

在电感耦合中，通过两个电感元件之间的磁场耦合，实现电能或信号的传递。

电感耦合可以用于无线能量传输、无线通信和数据传输等领域。

2. 电感耦合的工作原理在电感耦合的过程中，两个电感元件之间通过磁场相互作用，实现电能或信号的传递。

其中一个电感元件作为传输端，通过交流电源向其供电，产生交变电流。

这个交变电流会在传输端的电感元件中形成交变磁场。

另一个电感元件作为接收端，当它靠近传输端时，传输端产生的磁场会感应出电流，并将电能传递给接收端。

3. 电感耦合应用3.1 无线能量传输电感耦合被广泛应用于无线能量传输领域。

在无线充电技术中，传输端通过电感耦合将电能传递给接收端，实现了电池的无线充电。

此外，电感耦合还用于无线传感器网络、无线电子标签和无线电磁波热疗等领域。

3.2 无线通信电感耦合在无线通信领域中也有重要应用。

近场通信（NFC）技术就是一种基于电感耦合原理的短距离通信技术。

NFC技术通过接近感应，使设备能够进行信息交换。

此外，电感耦合还被用于蓝牙、RFID 和电信号传输等领域。

4. 电感耦合的优缺点4.1 优点电感耦合具有以下优点：- 无线传输：电感耦合实现了电能和信号的无线传输，提高了设备的灵活性和便捷性。

- 高效转换：电感元件通过磁场耦合实现能量的高效传输，减少能量损耗。

- 抗干扰性强：电感耦合传输过程中，只有接近的电感元件能够接收到信号，减少了外部干扰。

4.2 缺点电感耦合存在以下缺点：- 传输距离有限：由于电感耦合是基于近场传输原理，传输距离较短，一般在几厘米至几十厘米范围内。

- 对准要求高：电感耦合需要传输端和接收端之间保持一定的距离和对准度，否则传输效果会受到影响。

无线电能传输技术研究现状及应用前景作者：陈尚陈曦冉来源：《电脑知识与技术》2017年第06期摘要：随着技术的不断发展与进步，无线电能传输技术越来越备受关注，特别是一些特定的场合，相比于传统电线供电方式，无线电能传输技术具有自己独特的优势，可以极大地提高设备供电的可靠性、便携性和安全性。

该文在讲无线电能传输技术发展历史的基础上，阐述了现有几种无线电能传输技术的基本结构和工作原理，最后对无线电能传输技术应用前景和发展趋势进行了探讨与展望。

关键词：无线电能传输；磁谐振耦合；磁感应耦合；微波辐射中图分类号：TB97 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2017）06-0240-03作为一种传输技术，无线电能传输（WPT）传输能量主要依靠电磁波或电磁场。

无线电能传输的方式有三种：一是电磁感应式，经常应用于功率较低、距离较近的电能传输。

二是电磁共振式，经常应用于功率中等、距离中等的电能传输。

三是电磁辐射式，经常应用于功率较大、距离较远的电能传输。

近些年来，无论是电力电子器件，还是功率变换、材料学以及控制技术等都得到了长足的发展，伴随着这种形势，逐渐的无线电能传输变成了现实，受到的关注也是越来越多。

传统的电力传送采用的传送载体主要是电缆线。

采用这种方式进行电力传输，摩擦和传输损耗都难以避免，加之如果线路老化，再有尖端放电等因素的影响，很容易因为接触产生火花，这对于供电安全来讲，无疑是致命的缺陷，根本没有什么可靠性可言。

此外，采用传统的电力传送方式，大大地缩短了电气设备的使用寿命，并且较差的电气设备相互接触，会增加接触电阻、引发高温，这样形成火灾的可能性就进一步加大。

在矿井、石油开采这些特殊场合里，传统的电缆线以上缺点是非常致命的，很可能引起爆炸、火灾，这会带来极大的安全隐患和严重的经济损失。

在水下，传统的电缆供电方式还会导致水里的人被电击。

但是WPT不存在导线连接，主要利用电磁感应、微波、电磁共振等形式来传输电能，完全可以避免传统电缆输电带来的各种危害，因此无线输电是一种安全、可靠的新型电能传输方式。