接触式电能传输通过插头、插座等电连接器实现电能传输，在电能传输领域得到了广泛使用。但由于这一传统电能传输方法所固有的缺陷，且随着用电设备对供电品质、安全性、可靠性等要求的不断提高，已经使得众多应用场合无法接受接触式电能传输方式，迫切需要新颖的电能传输方法[1]。为了解决传统接触式电能传输不能被众多应用场合所接受的问题，非接触式电能传输应运而生，成为当前电能传输领域的一大研究热点。

1   非接触式电能传输的原理

非接触式电能传输是利用一种特殊设备将电源的电能转变为可无线传播的能量,在接受端又将此能量转变回电能,从而达到对用电设备的无线供电。由于这项技术相当新颖而且各厂商都有自己对技术的表述,所以无线充电、感应式电力、无接点充电都是泛指相同的技术。非接触式电能传输工作原理如图1所示。

图1  工作原理图

现在已经问世的无线供电技术,根据其电能传输原理,大致可以分为三类,如图2所示。

图2  无线供电技术分类图

第一类是非接触式充电技术所采用的电磁感应原理,这种非接触式充电技术在许多便携式终端应用日益广泛。无线充电在实验阶段开发出很多方法,但目前广泛应用的是线圈感应式。这种类型中,将两个线圈放置于邻近位置上,当电流在一个线圈中流动时,所产生的磁通量成为媒介,导致另一个线圈中也产生电动势。非接触式感应电能传输系统的典型结构如图3所示。

图3  典型结构图

第二类是利用电磁场的共振方法。其基本原理是电磁感应,电磁场随距离而迅速衰减,谐振耦合电能无线传输则利用两个发生谐振耦合的电路来捕捉随距离衰减的电磁场,即当发射回路和接收回路发生谐振时,使大部分能量由发射回路传递到接收回路。利用控制电路设定共振频率,能够减少送电端与受电端之间的电阻,能够将电传输到远处。由于这种技术较新,所以说法并不统一,但都有一个很重要的特性,就是接收线圈上都会配置电容来构成一个具有频率特性的接收天线,在特定的频率下可以得到较大的功率移转。这部份就跟早期的电磁感应不同,当距离拉开后依然可以得到良好的电力传送效果。共振技术在电子领域应用广泛,但是,在供电技术中应用的不是电磁波或者电流,而只是利用电场或者磁场。2006年11月,美国麻省理工学院(MIT)物理系助理教授Marin Soljacic的研究小组全球首次宣布了将电场或者磁场应用于供电技术的可能性。

第三类是最接近实际应用的一种技术,它直接应用了电磁波能量通过天线发送和接收的原理。这和100年前的收音机原理基本相同:直接在整流电路中将电波的交流波形变换成直流后加以利用,但不使用放大电路等。同以前相比,这种技术的效率得到提高,并正在推动厂商将其投入实际应用。（御风）