共振的含义及其关联

在我还不能准确定义“共振”这一概念的时候，我就对这个词很感兴趣。“共振”有多种不同的含义，其中大部分含义之间都存在着某种关联。作为电子工程师，现在我听到这个词的第一反应就会想到调谐 LC 电路。

 

 

不过随后我还会联想到许多别的东西，如钟摆、游乐场的秋千或者音叉，这些都是现实世界中共振的例子。我曾咨询过其他人，问他们是怎么理解共振的，得到的回应真是五花八门，有的人茫然地瞪了我一眼，也有人说“让我想起诗歌”

根据维基百科的定义，共振是指“系统在某些频率下比在其它频率下以更大的振幅做振动的倾向”。虽然这种生硬的技术类定义看似不太富有诗意，不过在我们思考“固有频率”概念的真正含义时，确实赋予了其诗意。毕竟精确调谐和高效率有其优雅之处。

那么共振与电池管理又有何关系呢？共振式电源转换器是无线电源技术的核心，可改善众多电池供电设备的效用和效能。如今我们的日常工作生活越来越依赖这些设备，我们需要某种手段让它们尽量保持电量充足、随时可用。

我们现在正在制定各种标准，以实现无线电源发送器与各个制造商生产的便携式设备（无线电源接收器）之间的可兼容运行。

预计未来几个月或几年里，我们在公共场所、办公地点和交通工具中会看到越来越多的无线充电站。更多的手持和便携式设备也将相应具备无线充电功能，以充分利用多种可用的充电电源。用户只要把电话放在桌面上，就可以把电池充满。

目前最常用的无线电源均采用电磁感应原理。其基本解释可参见“无线充电联盟”的网站：感应式电力传输。

机械共振的研究始于 16 世纪，电气共振的研究始于 19 世纪。到最近几年，共振式转换器最终成为无线电力传输的通用方法。这种共振技术之所以在这些设计中倍受青睐，是因为它能够让一个系统在相对较宽的功率级范围内保持良好的转换效率。关于共振耦合的概述，请参阅：《共振耦合》。

 

 

图 1：采用 TIbqTESLA 的无线电源系统方框图。

一般来说，现在的消费者都会在家中安装无线路由器，供多台电脑、智能电话及其它设备使用，而在出差时则可利用多个地点的无线热点让他们的设备接入互联网。相对而言，无线电源标准的推出可让未来移动用户在家中使用无线充电底座为多种设备充电，而且还可免去通勤或出差时携带充电器的麻烦。随着更多的人开始体验无线电源的便利与实用，无线充电的概念应该会真正开始与公众产生共鸣。

图 1 显示了采用 TIbqTESLA 芯片组设计的无线电源系统的基本方框图。发送器（充电底座）的占空比是固定的，但工作频率会变。接收器使用正向电源传输所使用的电磁感应，将所需的功率电平传回发送器。

 

 

图 2：接收功率随发送器频率的变化而变化。

如图 2 所示，接收功率随发送器频率的变化而变化。如果接收器需要增减功率，发送器可以相应地改变自身的频率。接收器调谐在与发送器相同的共振频率上，以实现谐振点上的最大功率传输。当接收器不需要最大功率时，发送器增大其频率，远离共振峰值。

如欲了解有关共振转换器和无线电源的更多详情，请阅读 TI 网站上的更多资讯：。

 

 

UpalSengupta是 TI 电池管理解决方案产品部的高级应用工程师，自从 2003 年加入 TI 以来，从事过应用工程师与技术市场营销方面的工作，为便携式电源与电池管理提供支持。在加入 TI 前，Upal曾效力于多家开发移动电话、便携式计算机与消费类产品的 OEM 厂商，担任系统设计工程师。Upal先后毕业于伊利诺伊大学 (the University of Illinois) 与密歇根州立大学 (Michigan State University)，分别获电气工程学士学位与电气工程硕士学位。