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[摘 要]近几年智能手机的兴起，带动了多个行业的发展，其中的一个方面就是无线充电技术的发展。随着工业的发展，电动汽车行业开始成为热门行业，对此充电问题的研究成为学术界的研究热门，其中无线充电技术的研究成为热门中的热门。无线电能传输技术作为一种新型的便利式充电方式，在未来的工业生产，医疗设备以及电动汽车行业有着很好的发展情景。本研究根据当前无线电能传输技术研究现状对几个重点的技术进行分析，并总结无线电能传输技术在相关的行业的应用前景。
[关键词]无线电能传输；综述；应用前景
中图分类号：TM724 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）20-0347-01
前言
当今社会进入到信息智能化时代，作为智能时代的代表性技术的无线电能传输技术是当今社会研究与应用的热门技术。工业生产行业的无线电能传输技术的引进能够极大地节省相关行业的人力物力，消费类电子行业的无线电能传输技术的引进能够便利消费者的对相关消费电子产品使用，因此无线电能传输技术是一项重大的技术。当前的无线电能传输技术根据电能传输方式可以分为电磁感应式，射频式，电磁共振式，微波式，激光式等五种形式，本文将根据以上描述的技术阐述当前无线电能传输。
1 国内外研究现状
1.1 国外研究现状
2000年以来，各国对无线电能传输技术热度迅速提升，取得了很大的技术突破。2007年MIT的科学家Marin Soljacic等人利用磁耦合谐振原理实现中距离的无线电能传输，并且实现了传输效率的极大提升。在 2011年东京举行安防用品展会上，松下公司推出了可以进行无线充电的太阳能板电池。2012年9月，基亚联合微软发布了一款能无线充电的手机。这些事件标志着无线电能传输技术的前途广阔。
1.2 国内研究现状
无线电能传输技术在我国起步较晚，大约2000年，国内开始有相关单位研究这个技术。2001年，安石油学院的李宏教授，发表的一篇关于感应电能传输技术在矿井用感应电力机车应用的文章标志着我国对此项研究技术的开始。同年，庆大学自动化学院的孙跃教授开始了对电磁感应耦合无线电能传输进行大量的研究，2002年该研发团队开始研发感应式电能传输系统，前已应用于充电汽车、日常电器等领域。2003年，重庆大学樊华、郑小林、皮喜田、彭承琳等对用于体内诊疗装置的无线电能传输方案进行了研究。这些标着我国在无线电能传输技术的研究上的突破。
2 无线电能传输技术
2.1 电磁感应式电能传输
电磁感应式的电能传输方式是一种利用电磁感应原理进行电能传输的方式。其组成中的一个重要结构就是变压耦合器。通过变压耦合器的磁场效应，将磁场能转换成电能，从而实现电能的传输。组成该系统的部件主要有四个分别为交流电源、一次侧变换器、可分离变压器和二次侧变换器。事实上，由于本原理构成无线电能传输系统的耦合情况并不理想，导致电能的传输效率较低。在实际应用中，常常将一次侧变换器使用较高频率的代替。可分离变压器用来保障传输系统的稳定性确保系统的实现可靠传输。本质是两个变压器的耦合，利用交流电产生交变磁场的原理在次级线圈上产生感应电动势，从而实现电能的传输。
2.2 射频式电能传输
射频式的无线电能传输系统主要是利用功率放大器来发射所需的射频信号通过检波高频整流操作后得到直流成分，从而实现电能的无线传输。根据技术原理就可以知道，这种方式的电能传输的效率不会很高同时由于功率放大器的功率限制，以及接收电能的终端设备与发射距离的限制，导致传输的功率极小，接收的功率达到毫瓦级别，最高到百毫瓦级别。一般这个技术应用于小功率设备，比如手机等低功率的消费类电子产品的无线充电，对于电动汽车一类的大功率电子设备来说一般不这么做。当然其特点也是不可小视的，那就是传输距离较远，可达10m的距离。对于较长距离的小功率电子设备的充电需求还是可以满足的。
2.3 电磁共振式电能传输
电磁共振式无线电能传输系统就是通过合理调试发射装置与接收装置的参数，使得发射线圈与接收线圈产生电磁共振，利用这种电磁的共振现象实现发射线圈和接收线圈的高度耦合，从而实现电能的谐振驱动，实现发射线圈对接收端线圈的高效率的电能无线传输。从装置上看，该系统由两个线圈组成，分别为发射线圈和接收线圈。接收线圈使用固定的频率，利用发射电磁波频率同接收线圈的固定频率的相等实现共振现象，接收线圈形成振荡电流且达到最强，从而实现电能的高效率传输。
2.4 微波式电能传输
微波式无线电能传输系统就是将要传输的电能以微波的形式发射出去，接收装置采用接收信号的方法接收，经过整流后将其转化为直流从而实现电能的而无线传输。微波辐射式无线电能出书系统的组成部分主要包括微波功率源、发射天线和整流天线。这种形式的电能传输效率低下，同时使用的功率有限使得传输的功率不高，同时传播距离较短，适合于近距离内被较小供电的电器使用。
2.5 激光式电能传输
激光式无线电能传输系统是利用受激辐射放大原理，电能转换为激光，并将其发射到接收设备上，接收设备利用相关原理通过光电转换技术将其转换为电能，从而实现电能的无线传输。激光方式无线电能传输系统的组成部分主要包括激光发射部分、激光传输部分和光电转换部分。本方式的无线电能传输距离远，传输效率高，同时相关设备可以小型化，对于其在飞行器以及卫星上的应用有着极高的战略价值。
3 无线电能传输技术应用前景
3.1 电动汽车中的应用前景
当前电动汽车是一个研究的热门。电动汽车的充电问题就是其中的一个热点问题，当前由于电动汽车充电难导致运行距离有限，致使其市场难以得到扩大。无线电能传输技术应用于电动汽车，可以实现，电动汽车的实时充电状态，从而完美解決电动汽车充电难，运行距离有限的问题，推动电动汽车行业的发展。从这一层次来说，无线电能传输技术在电动汽车上的应用有着远大的前景。
3.2 医疗设备中的应用前景
当前医疗技术得到极大的发展，芯片技术已经运用于医疗上面了。例如心脏起搏器就是一种用来治疗心脏病患者一种芯片。我们可以知道当这种芯片运行时是需要电能的消耗的，这种植入人体的芯片普遍存在一个充电难的问题，当电能耗尽的时候，更换电池即意味再一次的手术，这个情况下会大大提高病人的风险，如果将无线电能技术运用于对这些芯片充电，那么就可以实现无手术的充电，这样一来，不仅减少了需要承担的医疗费通用，同时也由于减少了手术从而减少了病人出现病状的风险。从这一层次来说，无线电能传输技术在医疗设备上的应用有着远大的前景。
3.3 工业生产中的应用前景
在工业生产中应用无线电能传输技术就可以实现工厂移动，实现无线连接的生产方式，机器设备采用充电模式利用无线充电模式实现一定电能传输对机器进行电能补充，从而实现无插座无固定的生产。从而实现自动化无人管理模式。从这一层次来说，无线电能传输技术在工业生产中的应用有着远大的前景。
4 结语
无线电能传输技术是当今最为高端的智能技术之一，其应用场景较广，有着很高的应用价值。当前无线电能传输技术发展较好，但是该技术在大型高功率电子设备的应用还有待成熟。当然，就目前发展来看，无线电能传输技术在其他领域的应用也是一个大的趋势。
参考文献
[1] 傅含，张国忠，叶邯.磁耦合谐振式无线电能传输[J].山东工业技术，2016，（12）：160-161.
[2] 黄润鸿，张波，朱喆.无线电能传输技术电磁环境研究综述[J].南方电网技术，2016，（11）：39-44.
[关键词]无线电能传输；综述；应用前景
中图分类号：TM724 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）20-0347-01
前言
当今社会进入到信息智能化时代，作为智能时代的代表性技术的无线电能传输技术是当今社会研究与应用的热门技术。工业生产行业的无线电能传输技术的引进能够极大地节省相关行业的人力物力，消费类电子行业的无线电能传输技术的引进能够便利消费者的对相关消费电子产品使用，因此无线电能传输技术是一项重大的技术。当前的无线电能传输技术根据电能传输方式可以分为电磁感应式，射频式，电磁共振式，微波式，激光式等五种形式，本文将根据以上描述的技术阐述当前无线电能传输。
1 国内外研究现状
1.1 国外研究现状
2000年以来，各国对无线电能传输技术热度迅速提升，取得了很大的技术突破。2007年MIT的科学家Marin Soljacic等人利用磁耦合谐振原理实现中距离的无线电能传输，并且实现了传输效率的极大提升。在 2011年东京举行安防用品展会上，松下公司推出了可以进行无线充电的太阳能板电池。2012年9月，基亚联合微软发布了一款能无线充电的手机。这些事件标志着无线电能传输技术的前途广阔。
1.2 国内研究现状
无线电能传输技术在我国起步较晚，大约2000年，国内开始有相关单位研究这个技术。2001年，安石油学院的李宏教授，发表的一篇关于感应电能传输技术在矿井用感应电力机车应用的文章标志着我国对此项研究技术的开始。同年，庆大学自动化学院的孙跃教授开始了对电磁感应耦合无线电能传输进行大量的研究，2002年该研发团队开始研发感应式电能传输系统，前已应用于充电汽车、日常电器等领域。2003年，重庆大学樊华、郑小林、皮喜田、彭承琳等对用于体内诊疗装置的无线电能传输方案进行了研究。这些标着我国在无线电能传输技术的研究上的突破。
2 无线电能传输技术
2.1 电磁感应式电能传输
电磁感应式的电能传输方式是一种利用电磁感应原理进行电能传输的方式。其组成中的一个重要结构就是变压耦合器。通过变压耦合器的磁场效应，将磁场能转换成电能，从而实现电能的传输。组成该系统的部件主要有四个分别为交流电源、一次侧变换器、可分离变压器和二次侧变换器。事实上，由于本原理构成无线电能传输系统的耦合情况并不理想，导致电能的传输效率较低。在实际应用中，常常将一次侧变换器使用较高频率的代替。可分离变压器用来保障传输系统的稳定性确保系统的实现可靠传输。本质是两个变压器的耦合，利用交流电产生交变磁场的原理在次级线圈上产生感应电动势，从而实现电能的传输。
2.2 射频式电能传输
射频式的无线电能传输系统主要是利用功率放大器来发射所需的射频信号通过检波高频整流操作后得到直流成分，从而实现电能的无线传输。根据技术原理就可以知道，这种方式的电能传输的效率不会很高同时由于功率放大器的功率限制，以及接收电能的终端设备与发射距离的限制，导致传输的功率极小，接收的功率达到毫瓦级别，最高到百毫瓦级别。一般这个技术应用于小功率设备，比如手机等低功率的消费类电子产品的无线充电，对于电动汽车一类的大功率电子设备来说一般不这么做。当然其特点也是不可小视的，那就是传输距离较远，可达10m的距离。对于较长距离的小功率电子设备的充电需求还是可以满足的。
2.3 电磁共振式电能传输
电磁共振式无线电能传输系统就是通过合理调试发射装置与接收装置的参数，使得发射线圈与接收线圈产生电磁共振，利用这种电磁的共振现象实现发射线圈和接收线圈的高度耦合，从而实现电能的谐振驱动，实现发射线圈对接收端线圈的高效率的电能无线传输。从装置上看，该系统由两个线圈组成，分别为发射线圈和接收线圈。接收线圈使用固定的频率，利用发射电磁波频率同接收线圈的固定频率的相等实现共振现象，接收线圈形成振荡电流且达到最强，从而实现电能的高效率传输。
2.4 微波式电能传输
微波式无线电能传输系统就是将要传输的电能以微波的形式发射出去，接收装置采用接收信号的方法接收，经过整流后将其转化为直流从而实现电能的而无线传输。微波辐射式无线电能出书系统的组成部分主要包括微波功率源、发射天线和整流天线。这种形式的电能传输效率低下，同时使用的功率有限使得传输的功率不高，同时传播距离较短，适合于近距离内被较小供电的电器使用。
2.5 激光式电能传输
激光式无线电能传输系统是利用受激辐射放大原理，电能转换为激光，并将其发射到接收设备上，接收设备利用相关原理通过光电转换技术将其转换为电能，从而实现电能的无线传输。激光方式无线电能传输系统的组成部分主要包括激光发射部分、激光传输部分和光电转换部分。本方式的无线电能传输距离远，传输效率高，同时相关设备可以小型化，对于其在飞行器以及卫星上的应用有着极高的战略价值。
3 无线电能传输技术应用前景
3.1 电动汽车中的应用前景
当前电动汽车是一个研究的热门。电动汽车的充电问题就是其中的一个热点问题，当前由于电动汽车充电难导致运行距离有限，致使其市场难以得到扩大。无线电能传输技术应用于电动汽车，可以实现，电动汽车的实时充电状态，从而完美解決电动汽车充电难，运行距离有限的问题，推动电动汽车行业的发展。从这一层次来说，无线电能传输技术在电动汽车上的应用有着远大的前景。
3.2 医疗设备中的应用前景
当前医疗技术得到极大的发展，芯片技术已经运用于医疗上面了。例如心脏起搏器就是一种用来治疗心脏病患者一种芯片。我们可以知道当这种芯片运行时是需要电能的消耗的，这种植入人体的芯片普遍存在一个充电难的问题，当电能耗尽的时候，更换电池即意味再一次的手术，这个情况下会大大提高病人的风险，如果将无线电能技术运用于对这些芯片充电，那么就可以实现无手术的充电，这样一来，不仅减少了需要承担的医疗费通用，同时也由于减少了手术从而减少了病人出现病状的风险。从这一层次来说，无线电能传输技术在医疗设备上的应用有着远大的前景。
3.3 工业生产中的应用前景
在工业生产中应用无线电能传输技术就可以实现工厂移动，实现无线连接的生产方式，机器设备采用充电模式利用无线充电模式实现一定电能传输对机器进行电能补充，从而实现无插座无固定的生产。从而实现自动化无人管理模式。从这一层次来说，无线电能传输技术在工业生产中的应用有着远大的前景。
4 结语
无线电能传输技术是当今最为高端的智能技术之一，其应用场景较广，有着很高的应用价值。当前无线电能传输技术发展较好，但是该技术在大型高功率电子设备的应用还有待成熟。当然，就目前发展来看，无线电能传输技术在其他领域的应用也是一个大的趋势。
参考文献
[1] 傅含，张国忠，叶邯.磁耦合谐振式无线电能传输[J].山东工业技术，2016，（12）：160-161.
[2] 黄润鸿，张波，朱喆.无线电能传输技术电磁环境研究综述[J].南方电网技术，2016，（11）：39-44.