雙極線圈共振系統

雙極線圈共振系統

雙極線圈共振系統(DCRS)是韓國高等科技學院一個研究小組開發出一種無線供電技術,這項新技術可以從5米遠的地方同時為多達40部智慧型手機充電。有可能讓用戶扔掉手機和平板電腦充電器。

簡介

韓國科學技術院正在研究一種新技術——無線充電技術。據稱,韓國科學技術院的研究中心已經建立了一套新無線充電系統,一次可以同時對五米之內的40部智慧型手機充電,這種無線充電技術有可能會讓傳統的接線充電技術擱置一旁。

這套系統名為“雙極線圈共振系統”(DCRS),目前還只是一種原型。

發展史

圖為研究小組開發的雙極線圈共振系統樣機,能給5米遠處的LED電視供電圖為研究小組開發的雙極線圈共振系統樣機,能給5米遠處的LED電視供電

早在2007年,麻省理工學院曾採用一種耦合磁共振系統(CMRS),通過磁場把電能傳輸到2.1米遠處。自那時起,遠距離無線電能傳輸吸引了諸多科學家。要把無線電源如CMRS的傳輸距離擴展到商業套用程度,技術上還有許多局限,比如複雜的線圈結構(由輸入、傳輸、接收、負載四種線圈組成)、龐大的共振線圈、傳輸與接收線圈的高頻(10兆赫級)要求等,都會使傳輸效率低下,而且共振線圈對周圍環境,如溫度、濕度和人的接近等非常敏感。

針對這些問題,韓國高等科技學院原子核與量子工程教授ChunT.Rim教授在他們的DCRS系統中提供了解決方案。他們最佳化了線圈結構,將其設計為兩個磁極的雙極線圈,主線圈產生感應磁場,副線圈接收電能。CMRS中用的是大而笨重的環形空心線圈,而DCRS用的是密壓鐵氧體磁心線圈,主線圈中的高頻交流電產生磁場,然後耦合變化的磁通量會在副線圈產生感應電壓。

DCRS明顯小於CMRS,只有3米長、10厘米寬、20厘米高,而且可升級,系統對環境變化的抵抗力也提高了20倍,能在低頻100千赫下良好運行。

充電原理

此無線充電器使用雙極長磁性線圈來對設備進行充電,主要通過感應充電方式進行。這種充電系統除了能給智慧型手機充電之外,還能夠對大型電視機或通風機等其它設備進行充電。

輸出功率

在多次實驗中,研究小組得到的結果很有前景:比如在20千赫頻率下操作,3米遠處獲得的最大輸出功率為1403瓦,4米遠處為471瓦,5米遠處為209瓦;而傳輸100瓦電力,整個系統的功率效率在3米遠處為36.9%,4米為18.7%,5米為9.2%。 在目前的狀態下,DCRS可以從5米遠的地方驅動一台大型LED電視和三個40瓦的風機 。

套用前景

這種充電系統對普通消費者而言,仍然非常昂貴,不過此系統開發者預測,有朝一日,此系統將能夠擺放到公共場所,供用戶免費充電使用。

國科學技術院的工程學教授ChunT.Rim對此稱:“就像我們今天看到的Wi-Fi遍布各地一樣,我們將最終能夠在各地遍布無線充電技術,例如在餐館和街道等區域,這樣就可以方便用戶對電子設備進行無線充電。”

當然,這種無線充電技術最終進入用戶的辦公室或家庭,可能還需要一段時間。但可以肯定的是,隨著研究工作的深入開展,無線充電技術也將繼續得到進一步的改進,只是目前這種技術還存在一些缺陷。

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