Metalloksiid-pooljuht väljatransistor valmistatakse kõige sagedamini räni kontrollitud oksüdatsiooniga. Praegu on see kõige sagedamini kasutatav transistori tüüp, kuna selle transistori põhiülesanne on juhtida juhtivust, vastasel juhul sõltub see, kui palju voolu saab MOSFET-i lähte- ja äravooluklemmide vahel tarnida, selle paisuklemmile rakendatud pinge summast. Värava klemmile rakendatav pinge tekitab seadme juhtivuse juhtimiseks elektrivälja. MOSFETe kasutatakse erinevate rakendusahelate loomiseks, nagu alalis-alalisvoolu muundurid, mootori juhtimine, Inverterid , Juhtmeta jõuülekanne jne. Selles artiklis käsitletakse traadita jõuülekandeahela kavandamist, kasutades ülitõhusust MOSFET .

Traadita jõuülekanne MOSFETiga

Selle põhikontseptsioon on kavandada WPT (traadita jõuülekande) süsteem MOSFET-ide ja resonants-induktiivse sidestusega Tx & Rx mähise vahelise jõuülekande juhtimiseks. Seda saab teha vahelduvvoolu resonantspooli laadimisega, seejärel edastades sellele järgneva toite takistuslikule koormusele. Sellest vooluringist on abi väikese võimsusega seadme väga kiirel ja võimsal laadimisel induktiivse juhtmevaba ühenduse kaudu.

Traadita jõuülekannet saab määratleda kui; elektrienergia ülekandmist toiteallikast elektrikoormusele ilma kaablite või juhtivate juhtmeteta vahemaa tagant nimetatakse WPT-ks (juhtmevaba jõuülekanne). Juhtmevaba jõuülekanne teeb elektrotehnika valdkonnas erakordse muutuse, mis kaotab tavapäraste vaskkaablite ja ka voolu kandvate juhtmete kasutamise. Juhtmeta jõuülekanne on tõhus, töökindel, madalate hoolduskuludega ja kiire kaug- või lähimaa jaoks. Seda kasutatakse mobiiltelefoni või taaslaetava aku juhtmevabaks laadimiseks.

Nõutavad komponendid

Traadita jõuülekanne MOSFET-ahelaga hõlmab peamiselt saatja ja vastuvõtja sektsiooni. Juhtmeta toiteülekandeks saatja sektsiooni valmistamiseks vajalikud komponendid hõlmavad peamiselt: pingeallikas (Vdc) - 30 V, kondensaator - 6,8 nF, RF drosselid (L1 & L2) on 8,6 μH & 8,6 μH, saatja mähis (L) - 0,674 μH, takistid R1-1K, R2-10 K, R3-94 oomi, R4-94 oomi, R5-10 K, kondensaator C töötab nagu resoneerivad kondensaatorid, dioodid D1-D4148, D2-D4148, MOSFET Q1-IRF540 ja MOSFET Q2-IRF540

Traadita jõuülekande jaoks vastuvõtja sektsiooni valmistamiseks vajalikud komponendid hõlmavad peamiselt; dioodid D1 kuni D4 – D4007, takisti (R) – 1k oomi, pinge regulaator IC – LM7805 IC, vastuvõtja mähis (L) – 1,235 μH, kondensaatorid nagu C1 – 6,8 nF ja C2 on 220 μF.

Traadita jõuülekanne MOSFET-ühendustega

Juhtmeta jõuülekande saatja sektsiooni ühendused on järgmised:

Juhtmeta jõuülekande saatja vooluahel

Takisti R1 positiivne klemm on ühendatud 30 V pingeallikaga ja teine klemm on ühendatud LED-iga. LED-i katoodklemm on ühendatud GND-ga läbi R2 takisti.
Takisti R3 positiivne klemm on ühendatud 30 V pingeallikaga ja teine klemm on ühendatud MOSFETi paisklemmiga. Siin on LED-i katoodklemm ühendatud MOSFET-i väravaklemmiga.
MOSFET-i äravooluklemm on ühendatud pingeallikaga läbi dioodi positiivse klemmi ja induktiivpool 'L1'.
MOSFETi lähteklemm on ühendatud GND-ga.
Induktiivpoolis 'L1' on D2 dioodi anoodiklemmiga ühendatud teine klemm ja selle katoodklemm on ühendatud takistiga R3 läbi kondensaatorite 'C' ja induktiivpooli 'L'.
Takisti R4 positiivne klemm on ühendatud toitepingega ja takisti teine klemm on ühendatud dioodide D1 ja D2 anoodi- ja katoodklemmide kaudu MOSFET-i paisklemmiga.
Induktiivpooli 'L2' positiivne klemm on ühendatud toitepingega ja teine klemm on ühendatud MOSFET-i äravooluklemmiga dioodi 'D2' anoodiklemmi kaudu.
MOSFETi lähteklemm on ühendatud GND-ga.

Juhtmeta jõuülekande vastuvõtja sektsiooni ühendused on järgmised:

Juhtmeta jõuülekande vastuvõtja vooluahel

Induktiivpooli 'L', kondensaatori 'C1' positiivsed klemmid on ühendatud D1 anoodiklemmiga ja teised induktiivpooli 'L' klemmid, kondensaator 'C1' on ühendatud D4 katoodiklemmiga.
D2 dioodi anoodi klemm on ühendatud D3 dioodi katoodi klemmiga ja D3 dioodi anoodi klemm on ühendatud D4 dioodi anoodi klemmiga.
D2 dioodi katoodi klemm on ühendatud D1 dioodi katoodi klemmiga ja D1 dioodi anoodi klemm on ühendatud induktiivpooli 'L' ja kondensaatori 'C1' teiste klemmidega.
Takisti R positiivne klemm on ühendatud D1 ja D2 katoodklemmidega ning takisti teised klemmid on ühendatud LED-i anoodklemmiga ja LED-i katoodklemm on ühendatud GND-ga.
Kondensaatori C2 positiivne klemm on ühendatud LM7805 IC sisendklemmiga, selle teine klemm on ühendatud GND-ga ja LM7805 IC GND klemm on ühendatud GND-ga.

Töötab

See traadita jõuülekandeahel sisaldab peamiselt kaheosalist saatjat ja vastuvõtjat. Selles jaotises on saatja mähis valmistatud 6 mm emailtraadist või magnettraadist. Tegelikult on see traat vasktraat, millel on õhuke isolatsioonikiht. Saatja pooli läbimõõt on 6,5 tolli või 16,5 cm ja 8,5 cm pikk.

Saatja sektsiooni ahel sisaldab alalisvoolu toiteallikat, saatja mähist ja ostsillaatorit. Alalisvoolu toiteallikas tagab stabiilse alalispinge, mis antakse ostsillaatori vooluringi sisendina. Pärast seda muudab see alalispinge kõrge sagedusega vahelduvvooluks ja antakse saatepoolile. Kõrgsagedusliku vahelduvvoolu tõttu lülitub saatja mähis pingesse, et tekitada mähises vahelduv magnetväli.

Vastuvõtja sektsioonis olev vastuvõtja mähis on valmistatud 18 AWG vasktraadist, mille läbimõõt on 8 cm. Vastuvõtja sektsiooni ahelas saab vastuvõtja mähis selle energia oma mähises indutseeritud vahelduvpingena. Selle vastuvõtja sektsiooni alaldi muudab pinge vahelduvvoolult alalisvooluks. Lõpuks antakse see muutunud alalispinge koormusele kogu pingekontrolleri segmendis. Juhtmeta toitevastuvõtja põhiülesanne on väikese võimsusega aku laadimine induktiivse sidestuse kaudu.

Kui saatja vooluringile antakse toide, siis alalisvool toidetakse läbi L1 ja L2 mähiste kahe külje ja MOSFET-i äravooluklemmide, siis ilmub pinge MOSFETide paisklemmidele ja proovib transistore SISSE lülitada. .

Kui eeldame, et esimene MOSFET Q1 on SISSE lülitatud, surutakse teise MOSFET-i äravoolupinge GND-le lähedale. Samal ajal on teine MOSFET välja lülitatud ja teise MOSFETi äravoolupinge tõuseb tipptasemeni ja hakkab langema, kuna paagi vooluring on loodud C-kondensaatori ja ostsillaatori primaarmähise poolt ühe pooltsükli jooksul.

Traadita jõuülekande eelised on; et see on odavam, töökindlam, aku ei saa kunagi tühjaks traadita tsoonides, see edastab juhtmetega võrreldes tõhusamalt rohkem võimsust, väga mugav, keskkonnasõbralik jne. Juhtmevaba energiaülekande puudused on järgmised: et võimsuskadu on suur, mittesuunaline ja pikemate vahemaade puhul ebaefektiivne.

The traadita jõuülekande rakendused hõlmavad tööstuslikke rakendusi, mis hõlmavad pöörlevate võllide kohal olevaid juhtmeta andureid, juhtmeta seadmete laadimist ja toiteallikat ning veekindlate seadmete kinnitamist laadimisjuhtmete eemaldamisega. Neid kasutatakse mobiilseadmete, kodumasinate, mehitamata õhusõidukite ja elektrisõidukite laadimiseks. Neid kasutatakse meditsiiniliste implantaatide käitamiseks ja laadimiseks, sealhulgas; südamestimulaatorid, nahaalused ravimitarvikud ja muud implantaadid. Need traadita jõuülekandesüsteemid saab luua kodus/leivalauas, et mõista selle toimimist. lase näha

Kuidas luua kodus WirelessPowerTranfer seadet?

Lihtsa traadita toiteedastusseadme (WPT) loomine kodus võib olla lõbus ja hariv projekt, kuid on oluline märkida, et tõhusa WPT-süsteemi loomine, millel on märkimisväärne väljundvõimsus, hõlmab tavaliselt keerukamaid komponente ja kaalutlusi. See juhend kirjeldab põhilist isetegemise projekti hariduslikel eesmärkidel, kasutades induktiivset sidumist. Pange tähele, et alljärgnev on väikese võimsusega ega sobi seadmete laadimiseks.

Vajalikud materjalid:

Saatja mähis (TX Coil): traadi mähis (umbes 10-20 pööret), mis on keritud ümber silindrilise kuju, näiteks PVC toru.
Vastuvõtja mähis (RX Coil): sarnane TX mähisele, kuid eelistatavalt suurema väljundpingega suurema pöördega.
LED (valgusdiood): lihtsa koormusena jõuülekande demonstreerimiseks.
N-kanaliga MOSFET (nt IRF540): ostsillaatori loomiseks ja TX-pooli vahetamiseks.

“pinge jälgija op amp circuit ”
Diood (nt 1N4001): RX-pooli vahelduvvoolu väljundi alaldamiseks.
Kondensaator (nt 100 μF): alaldatud pinge tasandamiseks.
Takisti (nt 220Ω): LED-voolu piiramiseks.
Aku või alalisvoolu toiteallikas: saatja (TX) toiteks.
Leivaplaadi ja hüppaja juhtmed: vooluringi ehitamiseks.
Kuumliimipüstol: mähiste oma kohale kinnitamiseks.

Voolu seletus:

Vaatame, kuidas saatja ja vastuvõtja vooluahel tuleb ühendada.

Saatja pool (TX):

Aku või alalisvoolu toide: see on teie saatja toiteallikas. Ühendage aku või alalisvoolu toiteallika positiivne klemm leivaplaadi positiivse siiniga. Ühendage negatiivne klemm negatiivse siiniga (GND).
TX mähis (saatja mähis): ühendage TX mähise üks ots MOSFETi äravoolu (D) klemmiga. TX-pooli teine ots ühendub leivaplaadi positiivse siiniga, kuhu on ühendatud teie toiteallika positiivne klemm.
MOSFET (IRF540): MOSFETi allika (S) klemm on ühendatud leivaplaadi negatiivse siiniga (GND). See seob MOSFET-i allikaklemmi teie toiteallika negatiivse klemmiga.
Värav (G) MOSFET-i klemm: lihtsustatud vooluringis jäetakse see klemm ühendamata, mis lülitab MOSFET-i tõhusalt pidevalt sisse.

Vastuvõtja pool (RX):

LED (koormus): ühendage LED-i anood (pikem juhe) leivaplaadi positiivse siiniga. Ühendage LED-i katood (lühem juhe) RX-pooli ühe otsaga.
RX mähis (vastuvõtja mähis): RX mähise teine ots tuleb ühendada leivaplaadi negatiivse siiniga (GND). See loob LED-i jaoks suletud vooluringi.
Diood (1N4001): asetage diood LED-i katoodi ja leivaplaadi negatiivse siini (GND) vahele. Dioodi katood tuleb ühendada LED-i katoodiga ja selle anood tuleb ühendada negatiivse siiniga.
Kondensaator (100 μF): ühendage üks kondensaatori juhe dioodi katoodiga (LED-i anoodi pool). Ühendage kondensaatori teine juhe leivaplaadi positiivse siiniga. See kondensaator aitab tasandada alaldatud pinget, pakkudes LED-ile stabiilsemat pinget.

Nii on komponendid vooluringis ühendatud. Kui toite saatja poole (TX), tekitab TX-pool muutuva magnetvälja, mis indutseerib pinge vastuvõtjapoolses RX-poolis (RX). Seda indutseeritud pinget alaldatakse, tasandatakse ja kasutatakse LED-i toiteks, demonstreerides juhtmevaba energiaülekannet väga lihtsal kujul. Pidage meeles, et see on vähese energiatarbega ja hariv esitlus, mis ei sobi praktilisteks juhtmeta laadimisrakendusteks.