擺脫電線(xiàn)并不僅僅意味著(zhù)不再需要電纜供應商。由于無(wú)線(xiàn)高功率傳輸技術(shù)的發(fā)展，曾經(jīng)受限于電源插座的機器人和工業(yè)機器開(kāi)始真正體驗到自由。
在一個(gè)更廣闊的市場(chǎng)開(kāi)始出現一些跡象預示著(zhù)未來(lái)將不受電纜限制，這些跡象表明了同一個(gè)事實(shí)：曾經(jīng)被工業(yè)應用以及電動(dòng)汽車(chē)充電所需要的電源線(xiàn)正在被歷史所淘汰。它們正在被無(wú)線(xiàn)輸電所取代，這項技術(shù)由于大量的研發(fā)投入以及許多已為技術(shù)顛覆做好準備的電動(dòng)機器的出現而得到迅速發(fā)展。
消費品已經(jīng)開(kāi)始大規模采用無(wú)線(xiàn)輸電技術(shù)，如智能手機、電動(dòng)牙刷等，因與之前技術(shù)相比，這一功能更受歡迎。但到目前為止，工業(yè)無(wú)線(xiàn)輸電的發(fā)展一直受到阻礙，因為相較于小型消費電子產(chǎn)品所需的微小瓦數，在千瓦范圍內傳輸更多電能需要具有更好的管理組件、一致的開(kāi)放標準設計架構和更強大的材料。
隨著(zhù)工業(yè)自動(dòng)化和自主系統的發(fā)展，在過(guò)去幾年中，對高功率無(wú)線(xiàn)輸電技術(shù)的推動(dòng)開(kāi)始加速。無(wú)線(xiàn)電源也將在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中占有一席之地，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)正在迅速擴大所連接機器、計算機和傳感器的范圍，使得涵蓋醫療保健、飛機和能源生產(chǎn)等在內的一切都變得更加智能和高效。
無(wú)線(xiàn)輸電技術(shù)無(wú)需插頭和連接器，將使這些設備具有更好的移動(dòng)性，可以完全密封，因此能在各種極具挑戰性的多變環(huán)境中可靠地運行。試想一下，制造機器人將能夠按照需求自主地在工位間移動(dòng)，并在方便的時(shí)間和地點(diǎn)進(jìn)行充電。
Manish是TI研究無(wú)線(xiàn)輸電系統所需的基礎組件的工程師，他表示：“無(wú)線(xiàn)輸電技術(shù)是未來(lái)的趨勢。在工廠(chǎng)、機器人、航空航天和汽車(chē)領(lǐng)域的自主應用中，當我們擺脫電源線(xiàn)時(shí)，各種機會(huì )都成為可能。
長(cháng)久以來(lái)的夢(mèng)想成為現實(shí)
自從100多年前電動(dòng)工具和其他工業(yè)電子設備陸續出現，我們就一直在使用電線(xiàn)進(jìn)行連接，它們曲折盤(pán)繞，穿過(guò)地板和臺面。
但是這些電線(xiàn)也帶來(lái)了各種各樣的問(wèn)題，它們限制了設備的移動(dòng)性。即便是最佳的設計方案也會(huì )因電線(xiàn)而存在弱點(diǎn)，因為水、污垢和空氣可以帶入連接器，同時(shí)不斷插入和拆卸還增加了設備的磨損。另外在工廠(chǎng)車(chē)間和其他地方，電線(xiàn)對于在周?chē)?jīng)過(guò)的人和機器來(lái)說(shuō)也是一個(gè)主要危險源。
自從那些首次的電動(dòng)創(chuàng )新出現之后，無(wú)線(xiàn)電源的想法一直是個(gè)無(wú)法實(shí)現的夢(mèng)想。性格古怪的杰出發(fā)明家尼古拉·特斯拉（Nikola Tesla）設想了一個(gè)覆蓋全球的無(wú)線(xiàn)電網(wǎng)，機器只需通過(guò)無(wú)線(xiàn)接入即可引出電流。但他的實(shí)驗失敗了。整個(gè)20世紀，其他人在電力傳輸方面都停滯不前，近年來(lái)才開(kāi)始看到無(wú)線(xiàn)輸電的可能性。
耦合通過(guò)空氣送電
無(wú)線(xiàn)輸電系統通過(guò)被稱(chēng)為感應式充電的原理來(lái)工作。簡(jiǎn)單地說(shuō)，基于該系統，發(fā)射器中的線(xiàn)圈可以與數英寸或英尺遠的遠程接收器中的線(xiàn)圈耦合連接，這兩個(gè)線(xiàn)圈共同形成了一個(gè)虛擬變壓器。發(fā)射器釋放電磁能，可在接收器中感應出電流。該電流可用于為連接至接收線(xiàn)圈的電池充電。
當然，實(shí)際的無(wú)線(xiàn)輸電系統要復雜得多，并且在制造和汽車(chē)部件的中心為應用處理更多電能也帶來(lái)了一系列挑戰。電流轉換幾次，天線(xiàn)放大電磁波，專(zhuān)用二極管控制電流，以便安全傳輸和使用。
操作的大腦
使這一復雜系統運轉的關(guān)鍵是將數字大腦置于中心位置，以控制電磁波的頻率、幅度和相位等。這在千瓦級的工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程和電動(dòng)汽車(chē)充電中變得更加重要。
TI 的 C2000™ 實(shí)時(shí)微控制器(MCU)是許多公司所依賴(lài)的關(guān)鍵組件。它是一個(gè)小型微控制器，位于發(fā)射器和接收器上，通過(guò)Bluetooth®或Wi-Fi®進(jìn)行通信，用于管理電流。C2000 MCU可以通過(guò)感應發(fā)射器的輸入電壓、電池需求和其他因素來(lái)自動(dòng)調節系統，以適應不斷變化的電力需求和供應。
臺灣KNOWMAX科技有限公司是利用C2000 MCU內置智能控制功能的無(wú)線(xiàn)輸電行業(yè)領(lǐng)導者之一。該公司在將尖端無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)融入電氣系統方面擁有多項專(zhuān)利。
KNOWMAX的項目經(jīng)理Tank Huang說(shuō)：“TI 的 C2000 MCU為我們提供了使系統適應不同市場(chǎng)需求的靈活性。該組件能夠真正精確控制我們的功率級，以便我們能夠盡可能高效地輸電�！�
在實(shí)現高功率無(wú)線(xiàn)輸電所需的關(guān)鍵設備方面，TI 的研究人員以成為市場(chǎng)領(lǐng)導者為目標，正在推動(dòng)組件發(fā)展，使其能夠智能應對輸電速率的不斷提升以及發(fā)送器與接收器之間距離不斷增大的要求。通過(guò)這些為改進(jìn)無(wú)線(xiàn)輸電工程而作的努力，我們期望將其部署在機器人、工業(yè)設施和倉庫車(chē)輛、電動(dòng)汽車(chē)以及更大型的車(chē)隊和施工車(chē)輛中。
C2000 MCU產(chǎn)品營(yíng)銷(xiāo)工程師Chris 說(shuō)：“不是故意要這么說(shuō)，但現在對于身處無(wú)線(xiàn)輸電領(lǐng)域的我們來(lái)說(shuō)，空氣已經(jīng)實(shí)現電氣化。工程師們很快將不再需要為其方案苦苦尋找高壓插座的最佳位置。消費者將會(huì )駕駛無(wú)需插電的電動(dòng)汽車(chē)。工廠(chǎng)員工將與無(wú)線(xiàn)充電機器人一起工作。當你在思考這個(gè)問(wèn)題的時(shí)候，TI正在開(kāi)發(fā)一種最終可供地球上每個(gè)人和所有行業(yè)使用的技術(shù)�！� |
