如果谐振无线电力传输 (WPT) 系统要实现其为电动汽车和其他大功率应用充电的承诺，则必须首先圆满解决工程问题。
优化谐振 WPT 系统性能的挑战之一是确保始终为发射机电力
电子设备提供相对恒定的负载阻抗。例如，当接收器到发射器的距离发生变化时，或者当信号路径中出现障碍物时，就会发生阻抗变化。
已经开发出技术来解决这个问题，包括大的直流/偏置电源要求、复杂的偏置电路和大尺寸。一种新方法在阻抗匹配网络中使用微机电系统 (MEMS) 接触开关，与这些方法相比具有优势且没有局限性。
有多种方法可以将能量从发射器无线传输到接收器，选择使用哪一种在很大程度上取决于应用程序的需求。下面是对无线供电的一些不同方法的快速概览，以及对基于 MEMS 的技术的讨论。
非常远距离的传输通常通过使用辐射电磁传输以电方式实现，或者通过使用激光以光学方式实现。虽然这些技术可以提供高效率，但它们需要复杂的接收器跟踪以及发射器和接收器之间的畅通路径。
为了限度地提高谐振 WPT 系统的位置自由度，需要进行动态阻抗匹配。对于在高频 (HF) 频段运行的 WPT 解决方案，应对可变阻抗控制挑战的一些选项包括 PIN
二极管、变容二极管和簧片继电器。然而，这些技术具有不同的缺点，从复杂的偏置要求到低射频 (RF) 功率处理。
在这里，我们描述了一种用于 WPT 应用的 MEMS 高功率六通道开关，它提供高通道密度、超低寄生效应和极高的功率处理能力，避免了一些阻碍其他 WPT 解决方案的缺点。
加工能力和冶金技术的进步使得能够制造出将金属
触点的导通导电性和稳定的机械性能相结合的新器件，有效地消除了阻碍 MEMS 开关进入市场的长期存在的大规模生产性和长期可靠性问题市场。Menlo Microsystems将这些设备称为数字微动开关 (DMS)；我们在此讨论的特定 DMS 是MM3100。
这种 MEMS 开关的驱动机制类似于机电继电器，因为它打开和关闭以建立接触，但处于微观水平。与机电继电器相比，这些设备的开关速度快 1,000 倍（不到 10 ?s），而且尺寸只是其一小部分。
它具有极低的插入损耗（导通电阻可配置为从 0.4Ω 低至小??于 0.1Ω），即使非常小，也可以处理数百瓦的射频功率和数百伏的电压。该器件还使用静电开关控制，具有非常低的直流电源要求，并且在稳态保持操作中需要偏置且无电流消耗。
为了评估此开关在 WPT 阻抗匹配应用中的性能，Menlo Microsystems 和Solace Power创建了与 Solace 的 Equus 系统电气相似的电路和环境。Solace WPT 方法采用获得的谐振电容耦合技术，可在固定或可变距离场景中以 13.56 MHz 传输高达 150 W 的射频功率。
图 2典型的 Equus 系统显示了 MEMS 开关的位置。
通过将谐振器定位在所需的间隔，然后改变
可变电容器分支 1 和 2，并在矢量网络分析仪上测量得到的输入阻抗，为每个谐振器位移和相应的负载阻抗找到阻抗匹配（反射系数）直到获得匹配。
在测试工作范围内验证良好的阻抗匹配后，执行功率测试以通过向网络注入 75 W 射频功率来评估 MM3100 开关的功率处理能力。由于这些分支上的电压必须保持在 MEMS 开关的额定电压以下，因此使用示波器测量两个
可变电容器分支上的电压，并将结果与??通过建模获得的结果进行比较。对于每个谐振器位移，应用可变电容器组合，并通过测量输入电压和电流来监控输入 RF 功率。事实证明，所有谐振器分离的实际结果与模型结果几乎相同。
任何 WPT 系统中的一个重要考虑因素是获得的端到端效率，原因从监管要求到热管理不等。因此，还测量了所提出的阻抗匹配解决方案的效率，并将其与建模结果进行了比较。匹配网络中的主要损耗源是网络电感器的有效串联电阻 (ESR)。每个电感器的损耗取决于 ESR 和流经电感器的电流。
总而言之，应用于简单阻抗匹配网络的 MEMS 开关证明了其能够在 100 至 200 毫米的谐振器对之间的距离上转换 Solace Equus 谐振电容耦合 WPT 系统中典型的宽而变化的阻抗范围. MM3100 可承受 75 W 的发射功率水平和 141 Vrms 的电压，因为开关本身可以承受高功率和电压水平。对阻抗匹配精度、器件支路电压和射频效率进行了测量，结果与根据模型计算得出的结果非常吻合。该解决方案在坏情况下测得的 RF 效率超过 95%，而在条件下则超过 97%。
