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美國研發室內激光無線充電器!

閱讀:482      發布時間:2018-3-30
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無線充電可能很快就會實現了。華盛頓大學(UW)的研究人員已經開發出一種使用激光來安全地給充電。也就是說,你不需要插入任何連接線,只需通過房間的激光發射器就可實現充電。研究團隊希望這項技術可以廣泛使用,未來無論是,電腦,或者相機,都可以實現無線充電。

 

這項新技術標志著實現激光對智能充電。用于給充電的不可見的窄光束可以向房間內的充電,研究人員說這可以像傳統的USB端口一樣快速充電。

研究小組的報告中寫道:“為了實現充電目標,研究小組在智能后面安裝了一個薄電池,然后使用激光進行充電。”“此外,該團隊定制設計的安全功能,包括智能上的金屬平板散熱器,以消除激光器產生的多余熱量,以及基于反射器的機制,在人員試圖移動時關閉激光器充電梁的路徑。“

研究作者Shyam Gollakota說,安全才是首要任務,而UW團隊設計時考慮到了。Gollakota表示:“我們已經設計,構建并測試了這種基于激光的充電系統,并配有快速響應安全機制,確保激光發射器在人進入激光通道之前終止充電光束。”

作者Arka Majumdar說,該團隊在研究中實施的安全機制適用家庭、辦公等各種環境。電荷由一根2W功率的薄電子束傳輸–從高達大約14英尺遠的地方–到15平方英寸的區域。

但范圍可以調整。該報告稱:“可以對發射器進行修改,將充電光束的半徑從近40英尺的距離擴大到100平方厘米。”“這個擴展意味著發射器可以瞄準一個更寬的充電表面,比如一個計數器或一個桌面,放在這個表面的任何地方都可以充電。”

同時,研究團隊解釋,智能會發出高頻的“唧唧”信號聲,但是,我們充電時不會受到干擾。“我們的耳朵聽不到這些聲音,但對于激光發射器上的小型麥克風來說,對這點聲音很敏感。”

Vikram Iyer解釋說:“這種聲音定位系統確保了發射器能夠檢測到用戶在充電表面設置了智能,不管你是放在桌子上還是其他地方。”

激光是20世紀以來繼核能、電腦、半導體之后,人類的又一重大發明,被稱為“快的刀”、“準的尺”、“亮的光”。原子受激輻射的光,故名“激光”。

 

光是原子中的電子吸收能量后,從低能級躍遷到高能級,再從高能級回落到低能級,回落的時候釋放的能量以光子的形式放出。而激光,就是被引誘(激發)出來的光子隊列,這光子隊列中的光子們,光學特性一樣,步調極其一致。打個比方就是,普通光源,比如電燈泡發出來的光子各不同,而且會各個方向亂跑,很不團結,但是激光中的光子們則是心往一處想,勁往一處使,這導致它們所向披靡,威力很大。

激光應用很廣泛,主要有激光打標、激光焊接、激光切割、光纖通信、激光光譜、激光測距、激光雷達、激光武器、激光唱片、激光指示器、激光矯視、激光美容、激光掃描、激光滅蚊器等等。

激光有很多特性:首先,激光是單色的,或者說是單頻的。有一些激光器可以同時產生不同頻率的激光,但是這些激光是互相隔離的,使用時也是分開的。其次,激光是相干光。相干光的特征是其所有的光波都是同步的,整束光就好像一個“波列”。再次,激光是高度集中的,也就是說它要走很長的一段距離才會出現分散或者收斂的現象。

無線充電器是指不用傳統的充電電源線連接到需要充電的終端設備上的充電器,采用了的無線充電技術,通過使用線圈之間產生的磁場,神奇的傳輸電能,電感耦合技術將會成為連接充電基站和設備的橋梁。

無線充電技術在 2007 年獲得了 20 項,多種設備可以使用一臺充電基站,、MP3 播放器、電動工具和其他的電源適配器的有線充電情況將不會存在了。

無線充電系統主要采用電磁感應原理,通過線圈進行能量耦合實現能量的傳遞。如圖所示,系統工作時輸入端將交流市電經全橋整流電路變換成直流電,或用24V直流電端直接為系統供電。

經過電源管理模塊后輸出的直流電通過2M有源晶振逆變轉換成高頻交流電供給初級繞組。通過2個電感線圈耦合能量,次級線圈輸出的電流經接受轉換電路變化成直流電為電池充電。

變化的磁場會產生變化的電場,變化的電場會產生變化的磁場,其大小均與它們的變化率有關系,而正弦函數的變化率是另外一個正弦函數,所以電磁波能夠傳播出去,而感應電壓的產生與磁通量的變化相關,所以線圈內部變化的磁場產生感應電壓,從而完成充電過程。

無線充是比較新穎的充電方式,其原理其實很簡單,就是將普通的變壓器主次級分開來達到無線的目的。當然,無線充的工作頻率比較高,甚至可以拋棄鐵心直接線圈之間就可以達到能量傳遞的作用。

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