单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,无线电能传输技术,无线电能传输技术,目,录,CONTENT,01,|,背景介绍,02,|,基本结构与工作原理,03,|,技术应用研究,04,|,发展趋势,目CONTENT01|背景介绍,0,1,PART ONE,背景介绍,0PART ONE背景介绍,背景介绍,4,在,三体,小说里，描绘了未来世界的场景在那个世界里也没有烦人的插座和各类充电接口，在那个世界里汽车飞机以及手机，全都是电动的，但是不需要充电也不担心续航的问题所有电器没有任何多余的插电线或充电口大气圈内到处都有能量可用人类经过研制出可控核聚变技能，获得了近乎无限的“燃料”，不用担心能量的损耗，所以能够遍及,无线电能传输技术,背景介绍4在三体小说里，描绘了未来世界的场景在那个世界,背景介绍,5,无线电能传输技术,这一概念的提出最早可以追溯到,19,世纪末期1893,年，,Nikola Tesla,在芝加哥举行的世界博览会上首次展示了通过无线方式供电的荧光照明灯1893,年,Tesla,向外展示无线传输原理,无线电能传输,(wireless power transfer,WPT),，,是一种通过电磁效应或者能量交换作用实现从电源到负载无电气接触地进行电能传输的新型输电方式，相比传统导线输电方式，其具有安全可靠等优点，尤其适用于一些特殊的应用场合，因此受到了越来越广泛的关注,。
背景介绍5无线电能传输技术这一概念的提出最早可以追溯到19世,背景介绍,6,2007,年，美国麻省理工学院,(Massachusetts Institute of Technology)MIT),的,Marin Soljacic,教授等人基于磁耦合谐振原理在中等距离无线电能传输方面取得了新进展他们“隔空”点亮了,1,盏离电源,2m,开外的,60W,灯泡，效率达到了,40%,，并在,Science,杂志上发表了其研究成果，引起了世界轰动随后，世界各地的研究人员对无线电能传输开展了越来越多的研究MIT,无线电能传输装置和实验组成员,背景介绍62007年，美国麻省理工学院(Massachuse,0,2,PART TWO,基本结构及工作原理,0PART TWO基本结构及工作原理,基本结构及工作原理,8,无线电能传输分类,无线电能传输,电磁辐射式,无线电波,激光,电场耦合式,磁场耦合式,谐振式,感应式,超声波等,基本结构及工作原理8无线电能传输分类无线电能传输电磁辐射式无,基本结构及工作原理,9,1.,磁感应耦合式,WPT,从电网输入的工频交流经过整流逆变后转换成高频交变电流，并输入到可分离变压器的原边绕组，在高频电磁场的感应耦合作用下将电能传输到可分离变压器副边，而得到的高频交变电流经电流调理电路转换成负载需要的工作电流，以达到为负载供电的目的。
基本结构及工作原理91.磁感应耦合式 WPT从电网输入的工,基本结构及工作原理,10,1.,磁感应耦合式,WPT,磁感应耦合式,WPT,系统在不同补偿拓扑结构条件下有不同的等效电路模型，根据等效电路建立方程组，便可得到系统的传输特性函数基本结构及工作原理101.磁感应耦合式 WPT磁感应耦合式,基本结构及工作原理,11,2.,磁耦合谐振式,WPT,利用两个具有相同谐振频率且具有高品质因数的电磁系统，当发射线圈以某一特定频率工作时，在与之相距一定的距离的接收线圈通过分布式电容与电感的耦合作用，产生电磁耦合谐振，高频电磁能量在两线圈之间发生大比例交换，当接收线圈上接有负载时，负载会将一部分能量吸收，从而实现了电能的无线传输基本结构及工作原理112.磁耦合谐振式 WPT利用两个具有,基本结构及工作原理,12,2.,磁耦合谐振式,WPT,根据电路理论建立等效电路的回路,KVL,方程组，求解方程组可得到传输功率和传输效率的数学表达式，从而对磁耦合谐振式,WPT,系统的传输特性进行理论分析基本结构及工作原理122.磁耦合谐振式 WPT根据电路理论,基本结构及工作原理,13,3.,微波辐射式,WPT,微波功率发生器将直流转换成微波能量，并由发射天线聚焦后向整流天线高效发射，微波能量经自由空间传播到整流天线，并经过整流天线的整流滤波电路转换为直流功率后，给负载供电。
基本结构及工作原理133.微波辐射式 WPT微波功率发生,基本结构及工作原理,14,4.,激光方式,WPT,激光发射模块发出特定波长的激光，激光束通过光学发射天线进行集中、准直整形处理后发射，并通过自由空间到达接收端，且经过光学接收天线接收聚焦到光电转换模块上完成激光,电能的转换基本结构及工作原理144.激光方式 WPT激光发射模块发,0,3,PART THREE,技术应用研究,0PART THREE技术应用研究,技术应用研究,16,高通在宝马,i8,上搭载无线充电技术,海尔的无尾电视,苹果手机的无线快充,MIT,螺旋式无线电能传输样机,技术应用研究16高通在宝马i8上搭载无线充电技术海尔的无尾电,技术应用研究,17,磁耦合谐振式无线电能传输,(magnetically-coupled resonant wireless power transfer,MCR-WPT),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相比于感应式，该方法传输距离较远,;,相比于辐射式，其对电磁环境的影响较小，且功率较大。
正是由于这些优点，,MCR-WPT,得到越来越多的研究技术应用研究17磁耦合谐振式无线电能传输(magnetica,技术应用研究,18,植入式电子装置,植入式刺激器,植入式电子测量系统,植入式药疗装置,植入式人工器官及辅助装置,心脏起搏器,、,除颤器,胶囊内窥镜,植入式注射泵,人工心脏、人工耳蜗,目前市面上的一些植入式医学电了装置均采用锂电池供电，这种内置电池供电方式的最大缺点就是使用寿命的限制，一旦电池能量耗尽，人们只能通过再次手术来更换电池，而有些患者由于年事已高或者其他原因不宜再次手术，即使可以手术也会带来一定的风险技术应用研究18植入式电子装置心脏起搏器、除颤器胶囊内窥镜植,技术应用研究,19,无线电能传输的特点非常适用于医学式植入式电子器件领域：,只有当接收线圈存在且与发射接收线圈具有相同的谐振频率时才能实现能量的传递，而非该特定频率的物体则基本不受影响由于该技术属于近场无损非辐射谐振耦合，相比于电磁感应、体导电等方法，它具有更远的传输距离和更高的传输效率该技术在能量传输的过程中不受非导磁性障碍物的影响，这就表示它具有一定的穿透力，可以应用于譬如生物组织内部等视线达不到的地方。
技术应用研究19无线电能传输的特点非常适用于医学式植入式电子,技术应用研究,20,2011,年，美国华盛顿大学、匹兹堡大学医学中心与英特尔宣布，利用磁耦合谐振无线电能传输技术，共同试制出了植入式人工心脏使用的供电系统，该系统在一般的直径为数十厘米谐振线圈的基础上进行了改进，在人工心脏上安装了直径,4.3cm,的接收线圈，并且将其放入模拟人体组织环境的容器中，对能否从容器外部供电进行了实验研究结果显示，能够以,80%,的传输效率稳定施供电如果把该技术与容量可为人工心脏供电约,2,个小时的蓄电池组合使用，电源线就无需探出体外感染的风险会因此而骤降而且，在蓄电池未耗尽期问，患者还可以取下电源系统，可淋浴、可在泳池游泳而且该技术将不仅限于人工心脏，在其他的医学领域也会有较为广泛的应用美国两所大学与英特尔试制成功人工心脏无线供电系统,技术应用研究20 2011年，美国华盛顿大学、匹兹堡大学医学,技术应用研究,21,植入式人工心脏无线电能传输临床试验中出现了几大问题：,线圈方位敏感,环境参数敏感,植入性和便携性难题,电磁兼容问题,如果上述问题得不到妥善解决，就无法在患者自由活动的情况下提供可靠而持续的无线电能传输，患者体内就需要植入备用电池，无线电能传输可能就失去其优势。
到目前为止，基于磁耦合谐振的人工心脏无线电能传输系统离临床应用还很远分布式,FREE-D,人工心脏无线电能传输概念系统,技术应用研究21植入式人工心脏无线电能传输临床试验中出现了几,0,4,PART THREE,发展趋势,0PART THREE发展趋势,发展趋势,23,预测,WPT,技术今后的发展趋势主要有以下几个方面：,WPT,技术理论的系统化,智能化,WPT,系统,WPT,系统的电磁环境安全,WPT,技术行业标准发展趋势23预测 WPT 技术今后的发展趋势主要有以下几个方,谢谢观看,请老师同学批评指正,谢谢观看请老师同学批评指正,。
