范伟打天下新手礼包:无线供电解决方案2

来源：百度文库 编辑：九乡新闻网 时间：2024/07/08 16:46:38


　　图4 塑料薄膜电源

　　日本东京大学的教授们设计了一种塑料薄膜电源(图4)，很有创意，用途也十分广泛。例如，可将它铺在地板上或桌子上，或嵌入在墙壁上，为圣诞树上发光二极管、装饰灯供电，为鱼缸水中灯泡或小型电机供电。薄膜电源由四层塑料薄膜组成，最低一层是电导可控的有机晶体管，上面是感测兼容电子设备接近的铜线圈，再上面是接通或关闭电源的MEMS开关，最上面一层是传送电能的铜线圈。制作工艺采用了丝网印刷和类似于喷墨打印的新工艺。它的工作过程是这样的；当物体处于薄膜2.5cm范围内时，最靠近的MEMS开关接通电源，电感线圈就利用感应原理向设备供电。据称，该项技术的效率是很高的，电源传输效率可达81.4%。目标的价位每平方米约100美元。

　　英国一家公司Splash power推出一款利用电磁感应原理的手持式设备无线充电器。主机Splash Pad是一个经久耐用、鼠标垫大小充电座，另一个部件是安置在PDA或手机内的Splash Module。图5是它的原理图。当设备放置在Splash Pad上时，Splash Module有效地从充电器吸收能量，为设备中的电池充电。Splash Module可按产生的电功率要求、空间大小和形状定制，直接整合在设备中，或作为一个附件使用。它的优点是：

　　


　　图5 Splashpower系统示意图

　　高效率接收器，符合设备充电协议。

　　实时、合理的检测器，防止充电器误用。

　　自动处于低功率状态，符合欧洲EnergyStar准则。

　　可缩放的磁芯体拓扑，支持目前的和未来的产品市场。

　　电磁感应还被用来为MEMS器件供电。MEMS器件，尤其是内置执行器的微型器件对电源有特殊要求，这里无线供电就显示出它的优越性，没有物理限制，高电压和高功率可能性。实验采用类似于铁氧体变压器结构形式，初级线圈绕在磁芯上，次级级圈则制作在硅片上，由于次级线圈是分离的，磁芯一臂留有空隙，以便芯片放置在其中。变压器的具体参数列于表1。

　　


　　上面已提及，变压器的耦合系数是个重要参数，其效率直接与它有关。就目前这种结构而言，效率肯定要打折扣。为了提高优值，初级线圈的绕制方法十分关键。图6列举了三种绕制方法，初级绕在磁芯的主臂上，初级绕在磁芯副臂的一侧，初级分别绕制在磁芯空隙的两侧。图6下面示出了三种绕制方法的实测耦合系数，可以看出，第三种绕制方法有较高的效率。实际使用2mm空隙，效率可达80%。芯片上的寄生电容限制了变压器工作频率在几个MHz，产生的电压可达223.4Vpp，功率达4.5Wrms。

　　


　　图6 三种绕制方法及其相应的耦合系数
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