北京2019年1月2日電 /美通社/ -- 近期，德州(zhou)儀器Manish分享了對于無(wu)線輸電技術的觀點，他認為，無(wu)線傳輸是未來(lai)的趨勢(shi)。
擺脫電線并不僅僅意味著不再需要電纜(lan)供(gong)應商。由于無(wu)線高功率傳輸技術(shu)的發展，曾經受限于電源(yuan)插座的機(ji)器人和工(gong)業機(ji)器開始真正體驗(yan)到(dao)自由。
在一(yi)(yi)個更廣闊的(de)市(shi)場開(kai)始出(chu)現一(yi)(yi)些(xie)跡象(xiang)預示著未來(lai)將不受電纜限制(zhi)，這些(xie)跡象(xiang)表明了同一(yi)(yi)個事(shi)實：曾經被(bei)(bei)工(gong)業應用以及電動汽車充電所(suo)需(xu)要的(de)電源線正(zheng)在被(bei)(bei)歷史(shi)所(suo)淘(tao)汰(tai)。它(ta)們正(zheng)在被(bei)(bei)無線輸電所(suo)取代，這項技術(shu)由(you)于大量(liang)的(de)研發投入以及許多(duo)已為技術(shu)顛覆做好(hao)準備的(de)電動機器的(de)出(chu)現而得到(dao)迅(xun)速發展(zhan)。
消費品(pin)已經(jing)開始大規模采用無(wu)線輸電(dian)技(ji)術(shu)(shu)，如智能手機、電(dian)動牙刷等，因(yin)與之前(qian)(qian)技(ji)術(shu)(shu)相(xiang)比，這(zhe)一功能更(geng)受歡迎。但到目前(qian)(qian)為止，工業無(wu)線輸電(dian)的(de)(de)發(fa)展一直受到阻礙，因(yin)為相(xiang)較于小(xiao)型消費電(dian)子(zi)產品(pin)所需(xu)的(de)(de)微小(xiao)瓦數，在千(qian)瓦范圍內(nei)傳輸更(geng)多(duo)電(dian)能需(xu)要具(ju)有更(geng)好的(de)(de)管理組件、一致(zhi)的(de)(de)開放(fang)標準設計架構和更(geng)強大的(de)(de)材(cai)料(liao)。
隨著工業(ye)自(zi)動化和(he)(he)自(zi)主系統的(de)發(fa)展，在(zai)過去幾年(nian)中，對高功率無(wu)線輸電技(ji)術的(de)推動開始加速。無(wu)線電源也將在(zai)工業(ye)物聯網(wang)中占(zhan)有一(yi)(yi)席(xi)之(zhi)地，工業(ye)物聯網(wang)正(zheng)在(zai)迅速擴大所(suo)連接機(ji)器、計算機(ji)和(he)(he)傳感(gan)器的(de)范圍，使得(de)(de)涵蓋(gai)醫療(liao)保健、飛機(ji)和(he)(he)能源生產等在(zai)內的(de)一(yi)(yi)切都變得(de)(de)更加智(zhi)能和(he)(he)高效(xiao)。
無(wu)線輸電(dian)技術無(wu)需插頭(tou)和連接器，將使這(zhe)些設(she)備具有更好的移動性，可以(yi)完全密封，因此能在(zai)各種(zhong)極具挑(tiao)戰性的多變(bian)環境中(zhong)可靠地(di)運行。試想一下，制造機器人將能夠(gou)按照需求(qiu)自主地(di)在(zai)工位間移動，并(bing)在(zai)方便的時(shi)間和地(di)點進行充電(dian)。
Manish是TI研究無線輸電系統所需的基礎組件的工程師，他表示：“無線輸電技術是未來的趨勢。在工廠、機器人、航空航天和汽車領域的自主應用中，當我們擺脫電源線時，各種機會都成為可能。”
長久以來的夢想成為現實
自從100多年前電動工具和其他工業電子設備陸續(xu)出現，我們就(jiu)一直在使用電線進行連(lian)接，它們曲折(zhe)盤繞，穿過地板和臺面(mian)。
但是這些電線(xian)也(ye)帶來了各種各樣的問題，它(ta)們限制了設(she)(she)(she)備的移動性。即便是較(jiao)佳(jia)的設(she)(she)(she)計方(fang)案也(ye)會因(yin)電線(xian)而存在(zai)弱點，因(yin)為水、污垢和空氣可以帶入(ru)連接器，同時(shi)不斷插(cha)入(ru)和拆卸(xie)還增加(jia)了設(she)(she)(she)備的磨損。另外在(zai)工廠(chang)車間和其他地方(fang)，電線(xian)對于在(zai)周圍經(jing)過(guo)的人(ren)和機器來說也(ye)是一個主要危險源(yuan)。
自從那些首次的電(dian)動創新出現之(zhi)后，無(wu)線(xian)電(dian)源的想法一(yi)直是個無(wu)法實(shi)(shi)現的夢想。性格古怪的杰(jie)出發(fa)明家尼古拉(la)·特(te)斯拉(la)（Nikola Tesla）設想了一(yi)個覆蓋全(quan)球的無(wu)線(xian)電(dian)網，機器只需(xu)通過無(wu)線(xian)接入即可引出電(dian)流。但(dan)他的實(shi)(shi)驗失(shi)敗了。整(zheng)個20世紀，其他人在電(dian)力(li)傳輸方面都停(ting)滯不前，近年來才開(kai)始(shi)看到無(wu)線(xian)輸電(dian)的可能性。
耦合通過空氣送電
無線輸電系統(tong)通過被(bei)稱為(wei)感應式充電的原(yuan)理來工(gong)作(zuo)。簡單地(di)說，基于該系統(tong)，發(fa)射器中的線圈可(ke)(ke)以與(yu)數英(ying)(ying)寸(cun)或英(ying)(ying)尺遠的遠程接收器中的線圈耦合連(lian)接，這兩個線圈共同形成了一個虛擬變壓(ya)器。發(fa)射器釋放電磁能，可(ke)(ke)在接收器中感應出電流。該電流可(ke)(ke)用于為(wei)連(lian)接至接收線圈的電池充電。
當然(ran)，實際(ji)的(de)無線(xian)輸(shu)(shu)電(dian)系統要(yao)復雜得多(duo)，并且在制造(zao)和(he)汽(qi)車部件的(de)中心為應(ying)用(yong)處理更多(duo)電(dian)能也帶來了(le)一系列挑(tiao)戰(zhan)。電(dian)流(liu)轉換幾次，天(tian)線(xian)放大(da)電(dian)磁(ci)波，專用(yong)二極管控(kong)制電(dian)流(liu)，以便(bian)安(an)全傳(chuan)輸(shu)(shu)和(he)使用(yong)。
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操作的大腦
使這(zhe)一復雜系統(tong)運(yun)轉的關鍵是(shi)將數字大腦(nao)置于中心位(wei)置，以控制電(dian)磁波的頻率(lv)、幅(fu)度和(he)(he)相位(wei)等。這(zhe)在千瓦級的工業生產過(guo)程和(he)(he)電(dian)動汽(qi)車充電(dian)中變得更加重(zhong)要。
TI 的(de) C2000? 實時微(wei)控(kong)制(zhi)器(qi)(MCU)是許(xu)多公司所依(yi)賴的(de)關鍵組件。它是一個小型微(wei)控(kong)制(zhi)器(qi)，位于(yu)發射(she)器(qi)和(he)接收器(qi)上(shang)，通(tong)過(guo)Bluetooth®或Wi-Fi®進行通(tong)信(xin)，用于(yu)管理電流。C2000 MCU可以(yi)(yi)通(tong)過(guo)感(gan)應發射(she)器(qi)的(de)輸入電壓、電池(chi)需(xu)求和(he)其他因素來自(zi)動(dong)調節系統，以(yi)(yi)適(shi)應不斷變化(hua)的(de)電力需(xu)求和(he)供(gong)應。
C2000 MCU產品(pin)營銷工程師Chris 說(shuo)：“不是(shi)故意要(yao)這么說(shuo)，但現在對于身處無(wu)線(xian)輸電(dian)領(ling)域的(de)(de)我們(men)來(lai)說(shuo)，空氣(qi)已經實現電(dian)氣(qi)化。工程師們(men)很快將不再需(xu)(xu)要(yao)為(wei)其(qi)方案苦(ku)苦(ku)尋找高壓(ya)插(cha)座的(de)(de)較(jiao)佳位置。消費者將會(hui)駕駛無(wu)需(xu)(xu)插(cha)電(dian)的(de)(de)電(dian)動汽車。工廠員工將與(yu)無(wu)線(xian)充電(dian)機器人一起工作。當你(ni)在思考這個(ge)問題的(de)(de)時候，TI正在開發一種(zhong)最終可供(gong)地(di)球上每(mei)個(ge)人和所有(you)行業(ye)使用的(de)(de)技(ji)術。”
