“該電路使用 5伏 直流電壓驅(qū)動(dòng)紅色、黃色和（偏藍(lán)的）綠色LED。”

大多數(shù)無(wú)線供電系統(tǒng)的核心原理是電磁感應(yīng)：當(dāng)電流通過(guò)線圈時(shí)會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，而變化的磁場(chǎng)又會(huì)在線圈中感應(yīng)出電流。

通過(guò)將兩個(gè)線圈放在一起，就可以實(shí)現(xiàn)無(wú)線輸電：當(dāng)交流電流通過(guò)一個(gè)線圈時(shí)，會(huì)產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，部分磁場(chǎng)穿過(guò)另一個(gè)線圈，從而在該線圈中感應(yīng)出電流。

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需要注意的是，磁場(chǎng)必須隨時(shí)間變化才能在線圈中產(chǎn)生電壓并傳輸功率。這意味著雖然理論上可以使用直流電，但這種方式效率極低，只能傳輸很小的功率脈沖。只有在線圈由超導(dǎo)體制成且電源可以提供無(wú)限電流的情況下，這種方式才能持續(xù)工作。

這種方法雖然可行，但效率很低，因?yàn)橹挥泻苄∫徊糠执艌?chǎng)能穿過(guò)另一個(gè)線圈，大部分用于產(chǎn)生磁場(chǎng)的能量都無(wú)法傳輸。添加電容可以回收這些能量，當(dāng)線圈中的電流下降時(shí)，電容會(huì)將磁場(chǎng)能量以電荷形式儲(chǔ)存起來(lái)，并在交流周期的下一半周期將其釋放回線圈：

接收端也可以采用同樣的方法來(lái)儲(chǔ)存和重復(fù)使用未使用的功率。

重要的是，任何線圈和電容的組合都有一個(gè)自然共振頻率，在該頻率下能量可以在電容和線圈之間轉(zhuǎn)換。這個(gè)頻率可以用以下公式計(jì)算，不過(guò)通常通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)確定更容易：

f = 1/（2π√LC）

實(shí)際上，計(jì)算這個(gè)頻率并不必要，因?yàn)槟憧梢酝ㄟ^(guò)調(diào)節(jié)發(fā)射端電容（或輸入交流頻率）來(lái)獲得最低功耗，并調(diào)節(jié)接收端以獲得最高電壓或最佳傳輸距離。

構(gòu)建一個(gè)實(shí)用系統(tǒng)只需要將一個(gè)調(diào)諧電路連接到振蕩器（工作在電路的共振頻率），并將負(fù)載（如LED）連接到匹配的調(diào)諧電路即可。

該電路基于阻塞振蕩器，其中晶體管基極大部分時(shí)間保持負(fù)電壓（關(guān)斷狀態(tài)），但當(dāng) L1 上的電壓達(dá)到波形最低點(diǎn)時(shí)，晶體管會(huì)短暫導(dǎo)通，提供一個(gè)電流脈沖來(lái)維持振蕩。這樣振蕩就會(huì)鎖定在調(diào)諧電路的共振頻率上，無(wú)需額外調(diào)整。 本文開頭展示的裝置使用了一個(gè)6厘米×6厘米、20匝的方形中心抽頭線圈，工作頻率為 3 MHz。繞制線圈時(shí)，首先在一個(gè)6厘米×6厘米的方形框架上繞10匝，然后留出一個(gè)線圈（建議將線圈扭幾下以保持整潔），再按相同方向繼續(xù)繞10匝完成線圈。這樣就形成了兩個(gè)共用連接的耦合線圈 L1 和 L2，它們的具體對(duì)應(yīng)關(guān)系并不重要，但要確保將線圈（中心抽頭）連接到電池。

只要 L1 和 L2 是單個(gè)中心抽頭線圈，且接收端（L3 和 C3）調(diào)整到與發(fā)射端的共振頻率相匹配，這種方案適用于大多數(shù)線圈和電容的組合。調(diào)整接收端最快的方法是用可變電容替代固定電容，調(diào)節(jié)到最佳傳輸距離和亮度，然后測(cè)量可變電容的值來(lái)確定最優(yōu)電容值。

參考文獻(xiàn)： https://10maurycy10.github.io/projects/simple_wireless_power/ 本文遵循 Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.

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