用于貨架電子設備的準無線電能傳輸技術

趙錦輝, 陳希有, 金 鑫, 于峰權

(大連理工大學電氣工程學院, 遼寧 大連 116024)

1 引言

近年來,商業智能零售的概念開始普及。如此一來,諸如電子貨架標簽(Electronic Shelf Label,ESL)類的電子顯示屏設備開始走進公眾視野,如圖1所示。ESL是一種可替代傳統紙質標簽的智能顯示裝置,每個ESL通過網絡與云端連接,可以將最新的商品價格信息實時更新顯示,幫助商家省去了大量時間和人力成本更換紙質商品標簽。目前ESL采用一次性電池供電,存在更換繁瑣的問題,并且廢棄電池會破壞自然環境。因此,將ESL的電池更換為可充電電池,使其夜晚無人期間在貨架上自主充電是一種更好的方案。電池充電分為有線式和無線式,有線式是通過導線將貨架上的電源與ESL連接,供電穩定但貨架需要較大的改造,同時ESL的位置受限于電源的范圍,無線式采用無線電能傳輸技術或準無線電能傳輸技術,通過電磁場傳輸能量,無需導線連接電源和ESL,提高了供電的靈活性。

圖1 電子貨架標簽Fig.1 Electronic shelf label

無線電能傳輸技術在生活中有廣泛的應用[1],主要有磁場式和電場式兩種。磁場式利用發射側線圈產生的交變磁場實現能量傳遞[2-4]。電場式通常利用發射側和接收側兩對極板間的高頻電場傳遞電能[5],但也有利用單對極板間的耦合傳輸電能[6-9]。同時,還存著一種介于雙線和無線之間的單線電能傳輸技術,利用單根導線和空間電場將能量從發射側傳輸到接收側[10,11]。單根導線在一定條件下可以被環境中的金屬導體替代,例如鋁板、金屬貨架等,達到“無線”狀態,從而實現準無線電能傳輸。……