无线能量传输的效率问题

平漂流

无线能量传输的效率问题 [复制链接]

 

看了一些无线能量传输的小论文，里面提到了无线能量传输的效率问题，如下图，在这篇小论文中，发现了“此时系统的直流输入为30V/1.0A”那么效率是是接收端的负载（50W200R的功率电阻）两端的电流电压之积，除以（30V*1.0A）吗？这篇文章里面也有关于效率的计算公式，跟发送接收两端的电压电流没什么关系。那么我想问，效率到底是怎么得到的。

maychang

“此时系统的直流输入为30V/1.0A”那么效率是是接收端的负载（50W200R的功率电阻）两端的电流电压之积，除以（30V*1.0A）吗？

是。

平漂流

maychang 发表于 2016-6-24 17:17
“此时系统的直流输入为30V/1.0A”那么效率是是接收端的负载（50W200R的功率电阻）两端的电流电压之积，除 ...

老师，发送端的直流部分的1.0A是怎么知道的？是用30V除以RLC的R吗？还是直流电压源的显示电流为1.0A？

maychang

平漂流 发表于 2016-6-24 18:00
老师，发送端的直流部分的1.0A是怎么知道的？是用30V除以RLC的R吗？还是直流电压源的显示电流为1.0A？

“发送端的直流部分的1.0A是怎么知道的？”
用某种仪器，例如电流表，测量出来的。

平漂流

maychang 发表于 2016-6-24 19:31
“发送端的直流部分的1.0A是怎么知道的？”
用某种仪器，例如电流表，测量出来的。

老师，你好，请问一下，无线电能传输传输的接收端能用DCDC模块吗？如图所示，好多文献里面都提到了接收端要加稳压模块(如SPX3819)或者加入DCDC模块。这种情况下，得到的输出电压不会随着接收端输入的电压变化啊，为什么还可以计算出传输效率？稳压模块的作用不就是在输入变化的情况下，输出不会有太大的变化吗？

maychang

平漂流 发表于 2017-4-29 22:37
老师，你好，请问一下，无线电能传输传输的接收端能用DCDC模块吗？如图所示，好多文献里面都提到了接收端 ...

“无线电能传输传输的接收端能用DCDC模块吗？”
可以，而且应该使用。当然，此DC/DC模块性能必须满足一定使用要求。

“这种情况下，得到的输出电压不会随着接收端输入的电压变化啊，为什么还可以计算出传输效率？”
DC/DC输出电压随输入电压变化很小。但DC/DC负载不变时，随输入电压变化，输入电流也变化。输入电压升高，那么输入电流一般要降低。DC/DC模块的效率在一定范围内变化不很大，因此总效率变化也不很大。

平漂流

maychang 发表于 2017-4-29 22:59
“无线电能传输传输的接收端能用DCDC模块吗？”
可以，而且应该使用。当然，此DC/DC模块性能必须满足一 ...

既然效率不会变化，那么为什么在不同的距离下，传输效率会不一样呢？如图，同一传输距离下，不同的发送端的电压，效率基本上是差不多的，但是随着距离的变化，效率变化就好大。

平漂流

maychang 发表于 2017-4-29 22:59
“无线电能传输传输的接收端能用DCDC模块吗？”
可以，而且应该使用。当然，此DC/DC模块性能必须满足一 ...

上面那个折线图是根据这两个图的数据得到的。别人论文里面的DCDC是使用的LM2596，我百度了，这个芯片输出的是固定的电压，为什么他的电压数据还是变化的？

chunyang

平漂流 发表于 2017-4-29 23:14
既然效率不会变化，那么为什么在不同的距离下，传输效率会不一样呢？如图，同一传输距离下，不同的发送端 ...

距离越远，场强越低，自然传输效率越差。注意，点辐射源下，场强与距离的平方呈反比。上图还属于近耦合，这个范围内尚不能当点源处理，但衰减依然是明显的。

平漂流

chunyang 发表于 2017-4-29 23:21
距离越远，场强越低，自然传输效率越差。注意，点辐射源下，场强与距离的平方呈反比。上图还属于近耦合， ...

这个我知道，但是接收端有DCDC模块，它的输出到负载电阻上的电压就不会变化啊，至少不会有很大的变化，所以感觉距离变化时传输效率也应该不会有太大的变化啊

maychang

平漂流 发表于 2017-4-29 23:14
既然效率不会变化，那么为什么在不同的距离下，传输效率会不一样呢？如图，同一传输距离下，不同的发送端 ...

发送接收距离远了，发射出去的电磁波有一部分没有被接收设备接收到，散失到空间中了。散失到空间中的电磁波最终会转化成热。显然距离远了传输效率要降低。
注意我说的“总效率变化也不很大”是有限制条件的。条件就是未加入DC/DC模块之前的效率固定或者变化很小。

maychang

平漂流 发表于 2017-4-29 23:14
既然效率不会变化，那么为什么在不同的距离下，传输效率会不一样呢？如图，同一传输距离下，不同的发送端 ...

水星距离太阳很近，天王星距离太阳很远，水星接收到的太阳辐射比天王星多得多。

chunyang

平漂流 发表于 2017-4-29 23:28
这个我知道，但是接收端有DCDC模块，它的输出到负载电阻上的电压就不会变化啊，至少不会有很大的变化，所 ...

不能只看电压，就算电压不变，电流还能维持么？距离越远，收到的能量就越少，维持电压就得降低电流了。
或者换种思维方式，假设你说的对，那么把接收端放到几米甚至几百米开外，你认为还会有输出么？显然不会，这总该是常识吧。那么这里就有个矛盾了，效率如果不变或者变化的很小，那么大大延长耦合距离就不会有问题，而现实中根本不存在这种现象，那么只能得出结论，你说的不对。中学数学总该学过反证法吧。