“美妙共振”

在我還不能準確定義“共振”這一概念的時候，我就對這個詞很感興趣?！?a class="contentlabel" href="http://m.butianyuan.cn/news/listbylabel/label/共">共振”有多種不同的含義，其中大部分含義之間都存在著某種關(guān)聯(lián)。作為電子工程師，現(xiàn)在我聽到這個詞的第一反應(yīng)就會想到調(diào)諧 LC 電路。

不過隨后我還會聯(lián)想到許多別的東西，如鐘擺、游樂場的秋千或者音叉，這些都是現(xiàn)實世界中共振的例子。我曾咨詢過其他人，問他們是怎么理解共振的，得到的回應(yīng)真是五花八門，有的人茫然地瞪了我一眼，也有人說“讓我想起詩歌”

根據(jù)維基百科的定義，共振是指“系統(tǒng)在某些頻率下比在其它頻率下以更大的振幅做振動的傾向”。雖然這種生硬的技術(shù)類定義看似不太富有詩意，不過在我們思考“固有頻率”概念的真正含義時，確實賦予了其詩意。畢竟精確調(diào)諧和高效率有其優(yōu)雅之處。

那么共振與電池管理又有何關(guān)系呢？共振式電源轉(zhuǎn)換器是無線電源技術(shù)的核心，可改善眾多電池供電設(shè)備的效用和效能。如今我們的日常工作生活越來越依賴這些設(shè)備，我們需要某種手段讓它們盡量保持電量充足、隨時可用。

我們現(xiàn)在正在制定各種標準，以實現(xiàn)無線電源發(fā)送器與各個制造商生產(chǎn)的便攜式設(shè)備（無線電源接收器）之間的可兼容運行。

預(yù)計未來幾個月或幾年里，我們在公共場所、辦公地點和交通工具中會看到越來越多的無線充電站。更多的手持和便攜式設(shè)備也將相應(yīng)具備無線充電功能，以充分利用多種可用的充電電源。用戶只要把電話放在桌面上，就可以把電池充滿。

目前最常用的無線電源均采用電磁感應(yīng)原理。其基本解釋可參見“無線充電聯(lián)盟”的網(wǎng)站：感應(yīng)式電力傳輸。

機械共振的研究始于 16 世紀，電氣共振的研究始于 19 世紀。到最近幾年，共振式轉(zhuǎn)換器最終成為無線電力傳輸?shù)耐ㄓ梅椒?。這種共振技術(shù)之所以在這些設(shè)計中倍受青睞，是因為它能夠讓一個系統(tǒng)在相對較寬的功率級范圍內(nèi)保持良好的轉(zhuǎn)換效率。關(guān)于共振耦合的概述，請參閱：《共振耦合》。

圖 1：采用 TIbqTESLA 的無線電源系統(tǒng)方框圖。

一般來說，現(xiàn)在的消費者都會在家中安裝無線路由器，供多臺電腦、智能電話及其它設(shè)備使用，而在出差時則可利用多個地點的無線熱點讓他們的設(shè)備接入互聯(lián)網(wǎng)。相對而言，無線電源標準的推出可讓未來移動用戶在家中使用無線充電底座為多種設(shè)備充電，而且還可免去通勤或出差時攜帶充電器的麻煩。隨著更多的人開始體驗無線電源的便利與實用，無線充電的概念應(yīng)該會真正開始與公眾產(chǎn)生共鳴。

圖 1 顯示了采用 TIbqTESLA芯片組設(shè)計的無線電源系統(tǒng)的基本方框圖。發(fā)送器（充電底座）的占空比是固定的，但工作頻率會變。接收器使用正向電源傳輸所使用的電磁感應(yīng)，將所需的功率電平傳回發(fā)送器。

圖 2：接收功率隨發(fā)送器頻率的變化而變化。

如圖 2 所示，接收功率隨發(fā)送器頻率的變化而變化。如果接收器需要增減功率，發(fā)送器可以相應(yīng)地改變自身的頻率。接收器調(diào)諧在與發(fā)送器相同的共振頻率上，以實現(xiàn)諧振點上的最大功率傳輸。當接收器不需要最大功率時，發(fā)送器增大其頻率，遠離共振峰值。

如欲了解有關(guān)共振轉(zhuǎn)換器和無線電源的更多詳情，請閱讀 TI 網(wǎng)站上的更多資訊：www.ti.com/bqtesla-ca。

UpalSengupta是TI電池管理解決方案產(chǎn)品部的高級應(yīng)用工程師，自從2003年加入TI以來，從事過應(yīng)用工程師與技術(shù)市場營銷方面的工作，為便攜式電源與電池管理提供支持。在加入TI前，Upal曾效力于多家開發(fā)移動電話、便攜式計算機與消費類產(chǎn)品的OEM廠商，擔任系統(tǒng)設(shè)計工程師。Upal先后畢業(yè)于伊利諾伊大學(xué)(the University of Illinois)與密歇根州立大學(xué)(Michigan State University)，分別獲電氣工程學(xué)士學(xué)位與電氣工程碩士學(xué)位。