“該電路使用 5伏 直流電壓驅(qū)動紅色、黃色和（偏藍的）綠色LED。”

大多數(shù)無線供電系統(tǒng)的核心原理是電磁感應：當電流通過線圈時會產(chǎn)生磁場，而變化的磁場又會在線圈中感應出電流。

通過將兩個線圈放在一起，就可以實現(xiàn)無線輸電：當交流電流通過一個線圈時，會產(chǎn)生交變磁場，部分磁場穿過另一個線圈，從而在該線圈中感應出電流。

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需要注意的是，磁場必須隨時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。只有在線圈由超導體制成且電源可以提供無限電流的情況下，這種方式才能持續(xù)工作。

這種方法雖然可行，但效率很低，因為只有很小一部分磁場能穿過另一個線圈，大部分用于產(chǎn)生磁場的能量都無法傳輸。添加電容可以回收這些能量，當線圈中的電流下降時，電容會將磁場能量以電荷形式儲存起來，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儲存和重復使用未使用的功率。

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。這個頻率可以用以下公式計算，不過通常通過實驗來確定更容易：

f = 1/（2π√LC）

實際上，計算這個頻率并不必要，因為你可以通過調(diào)節(jié)發(fā)射端電容（或輸入交流頻率）來獲得最低功耗，并調(diào)節(jié)接收端以獲得最高電壓或最佳傳輸距離。

構(gòu)建一個實用系統(tǒng)只需要將一個調(diào)諧電路連接到振蕩器（工作在電路的共振頻率），并將負載（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間保持負電壓（關(guān)斷狀態(tài)），但當 L1 上的電壓達到波形最低點時，晶體管會短暫導通，提供一個電流脈沖來維持振蕩。這樣振蕩就會鎖定在調(diào)諧電路的共振頻率上，無需額外調(diào)整。 本文開頭展示的裝置使用了一個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，首先在一個6厘米×6厘米的方形框架上繞10匝，然后留出一個線圈（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。這樣就形成了兩個共用連接的耦合線圈 L1 和 L2，它們的具體對應關(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，然后測量可變電容的值來確定最優(yōu)電容值。

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

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審核編輯 黃宇