近来物联网(Internet of Thing, IoT)的发展突飞猛进,中兴大学师生首次将无线充电技术应用在物联网领域,并且使用罗德史瓦兹(R&S)的R&S ZNB8网路分析仪进行磁共振线圈的研究,分析线圈电路模型以及负载阻抗所对应的充电效率变化。
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中兴大学使用R&S网路分析仪进行物联网应用之无线充电研究 |
中兴大学建置了一套应用于物联网IoT的无线充电收发系统,其操作频率为13.56 MHz,系统中使用了E类功率放大器与低损号磁感应线圈,将能量透过磁共振的形式,传递到接收磁感应线圈以至后端的接收负载端,并且透过改变线圈距离与负载阻抗大小来分析能量传递效率。
针对线圈感应距离进行调整,将线圈间距由近到远移动,可以得到R&S ZNB8所量测出来的共振频率响应所对应的效率变化,而出现最高效率。 (S21的平方=0.9 × 0.9=81%)
R&S ZNB8亦提供使用者虚拟匹配网路之电路模拟,或是汇入高阶模拟匹配网路模型(SnP Touchstone File),于使用者介面上即时观测阻抗匹配变化以及能量传递效率,并进行感应线圈的最佳化调整,统计出线圈感应距离与负载阻抗对应之能量转换效率曲面图,并且看到在线圈距离10 cm与负载阻抗100 时可以获得高达90%最佳能量转换效率。