發布日期：2022-04-17 點擊率：29
由美國麻省理工學院（MIT）獨立出來的WiTricity現任總裁EricGiler，曾在2009年曾于TED發表題為“無線電力技術示范”的精彩演說，展示了如何利用無線電源傳輸技術啟動一部小型電視機──而那是2009年，該技術從那之后持續演進，以下讓我們來看看這個令人驚嘆的技術領域，能為設計工程師帶來什么樣的新機會。
最近，我與宜普電源轉換公司（EPC）應用工程副總裁Michael de Rooij討論關于無線電源在2017年的挑戰和機會；我選擇與de Rooij討論這個議題，除了因為EPC是氮化鎵（GaN）功率組件的領導供應商，該公司也能為設計工程師們提供包括開發板、參考設計以及教育性的支持，包括de Rooij撰寫的《無線電源手冊（Handbook for Wireless Power）》。
EPC在1月初舉行的年度國際消費性電子展（CES 2017）上，展示了一部43吋平面HDTV，那臺電視能隔著一道石膏板墻，藉由無線電源取得電力；在2017年，你將會看到EPC為業界帶來更先進的無線電源相關解決方案，超越2009年Giler所展示的技術。
支持更長傳輸距離的無線電源
我詢問de Rooij有關目前無線充電方案支持更長傳輸距離、更高效率時會遭遇的限制，以及其可能性；我們如何讓這種電力傳輸技術的效率達到所有消費者都能接受的水平？氮化鎵功率組件（如EPC的eGaN技術）如何能繼續協助推動無線電源技術的進展？
de Rooij首先提到在線圈（coil）設計方面的限制；根據經驗法則，目前若線圈是7吋以上的直徑，性能就會下降；此外每一組線圈的質量因子（Q）和線圈之間的耦合系數（k）都會影響長距離的無線充電效率，發射與接收線圈的尺寸和幾何形狀各自都會大幅影響Q和k的數值。圖1是無線電源傳輸的基本原理。
圖1 無線電源傳輸的基本原理
de Rooij提到，無線電源傳輸的電磁場（E－field）方法雖然有技術上的問題，但是可以長距離傳輸電力──這方面可能還有部份一般會顧慮到的問題，包括產生臭氧（ozone）還有與生物性等其他物質產生交互作用）；這種充電方法可能更適用能懸浮在充電板上的設備，如無人機。
電場耦合技術最直接的展現，是在源極（source）和負載（load）之間采用平行板電容器（parallel plate capacitor），輸入阻抗需與之匹配，才能實現高效率電源傳輸；也就是說，有一片板子是放在待充電的無人機底部，另一片就是在充電板上（如圖2）。
圖2 （a）無線電源傳輸電場耦合架構；（b）電路模型
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