也同時操作了無線充電的實驗
無線充電基本上就是用耦合(coupling)的方式傳遞兩個系統之間的能量
在電路中最常利用的方式就是電場耦合或磁場耦合
電場耦合主要利用電容將變化的電場轉變為電流釋放到另一個系統
磁場耦合則是用電感將變化的磁場轉變成電壓釋放出去
其實我們在之前非接觸型感應筆就是利用電場耦合的方式
而無線充電和變壓器就是用磁場耦合
但因為我們的交流電只有60Hz,因此充電效能不好
除了像電動牙刷之類充電時間很長的電器外,幾乎很少用60Hz
除了像電動牙刷之類充電時間很長的電器外,幾乎很少用60Hz
要增加磁場耦合的效能
除了加大磁場(增加電流)之外
最簡單的方式就是增加頻率了
這個裝置5年前就做過,可以參考這篇
但五年後再回來看,又有更多不同的領悟了
線圈的部份為了讓磁場變化率更高
我們利用共軛電感,讓通過B極和C極的電流反向
當電流通過B極飽和時,C極開通
因為通過C極的電流至少是B極的數百倍
因此B極電壓會瞬間降到非飽和區,C極關閉
就這樣B極和C極就會輪流開通
通常頻率至少都有數百K(電壓電流不同,開關頻率也會不一樣)
可以看看示波器的結果
在電源有限流的情況下,B極輸入電壓大概就是電源電壓
但C極在電流快速變化的情況下會感應出一個高壓
因此我們就可以將原本的電源電壓提高數十倍
其實就是大名鼎鼎的焦耳神偷電路
但功率極小,示範的意義大於實質的應用
回到共軛線圈來看就會有一個數十到數百K的磁場變化
當我們在上方放上一個線圈就可以產生感應電動勢
低壓高頻的無線充電就完成囉
我原本也是這麼想
但實際測試電流約0.698A,並沒有明顯短路
開關的頻率約有66.9K
(紅線C極呈現134K,應該是誤判,看圖形是接近66K)
B極因為電流變化大,也感應出11.7V的電壓
C極更大了,有34.6V
那就明白了!
線圈(電感)產生了電抗的緣故
實測線圈的感值約有0.01mH
換算感抗約有4.2歐,兩組線圈並聯等效阻抗約2.1歐
實測電池的端電壓只有1.8V(大電流產生壓降),電流0.698A,計算阻抗約2.58歐
這樣就很清楚了
最後再用電源供應器確認一次
(開關電源本身就有一個頻率,所以波形較亂)
端電壓1.334V,電流0.404A,阻抗1.334/0.404=3.3歐
頻率123kHz,等效感抗3.86歐
端電壓1.569V,電流0.509A,阻抗1.569/0.509=3.08歐
頻率96.5kHz,等效感抗3.03歐
實驗加上理論分析才是真正的王道啊!