Wireless Power Transfer Circuit:Das Grundkonzept

Über Wireless Power Transfer Circuit，Einige von uns haben unbestreitbar Leistungsverluste bei der Übertragung elektrischer Energie erlebt. Der Verlust, der zeitweise ungefähr 24 % beträgt (laut World Resource Institute), tritt aufgrund des Widerstands in den Gitterdrähten auf. Das Konzept eines Wireless Power Transfer (WPT)-Systems (wie von Nikola Tesla eingeführt) zielt darauf ab, Elektrizität über ein elektromagnetisches Induktionsverfahren zu übertragen. Dabei bekämpfen Sie elektrische Energieverluste und erreichen eine effiziente Energieübertragung.

Die WPT-Technologie verwendet drei Systeme, nämlich Resonanz, Solarzellen und Mikrowellenleistungsübertragung.

1. Was ist eine drahtlose Energieübertragungsschaltung?

Eine drahtlose Leistungsübertragung/drahtlose Energieübertragung bezieht sich auf eine elektrische Energieübertragung von einer Stromquelle zu einer elektrischen Last oder einem Empfängergerät, ohne die Verbindungsdrähte oder die physische Verbindung zu verwenden. Es ist nicht nur schnell und zuverlässig, sondern Sie können es auch für Kurz- oder Langstreckenübertragungen verwenden.

Die Wireless-Power-Transfer-Technologie ist zum Laden von Geräten wie drahtlosen Geräten, z. B. Laptops, empfehlenswert, da sie über eine galvanische Trennung verfügt. Somit besteht ein geringeres Risiko, einen Stromschlag zu erleiden.

Funktionsprinzip

Die drahtlosen Energieübertragungssysteme umfassen einen Sender, ein Medium und einen Empfänger, die nach einem Energieübertragungsprinzip mit induktiver Kopplung arbeiten.

(drahtloses Energieübertragungssystem)

Quelle: https://en.wikipedia.org/wiki/

Sender; Hauptsächlich wenden wir elektrische Energie an (in Form von elektromagnetischer Energie in Form von Wellen, Licht oder wechselnden Magnetfeldern). Dann überträgt der Sender die elektrische Energie auf eine andere Energieform, was zu einem geeigneten elektrischen Leistungspegel führt.

Mittel; Zweitens haben wir das Medium, das den Durchgang der übertragenen Energie ermöglicht. Es kann entweder in Vakuum-, Luft- oder fester Form vorliegen. Bitte verwenden Sie kein metallisches Medium, da es keine elektrische Energie zur Wärmeerzeugung durchlässt.

Empfänger; Schließlich empfängt der Empfänger die übertragene Leistung und wandelt sie dann in Strom um. Und jetzt ist Ihr drahtloses Energiegerät einsatzbereit.

Eine drahtlose Stromübertragungsschaltung

Die erforderlichen Komponenten

• 20-30 elektromagnetische Leitung (Kupferdraht)

Sie können die elektromagnetische Spule (mit Kupferdrähten) bilden, indem Sie einen Leiter um einen Kern wickeln. Oft funktioniert es, indem es magnetische Kopplung für die Energieübertragung innerhalb elektrischer Schaltungen verwendet. Darüber hinaus finden Sie mehrere elektrische Spulen wie Maxwell-Spule, Tesla, Choke und Barker, so viel wie die empfohlenen Schaltungsparameter.

• Eine Batterie -1,5 V
• Transistor (2N2222)
• LED
• Widerstände – 1,2k
• Brotbretter

Ein paar Tipps zum Entwerfen der drahtlosen Stromübertragungsschaltung;

Wenn Sie sich mit dem Sender befassen, sollten Sie in erster Linie eine Drahtwicklung mit 17 Windungen, eine Schleife für die Mittelanzapfung und dann weitere 17 Windungen des Spiraldrahts haben. Im Gegenteil, der Empfänger sollte nur 34 Spulenwindungen haben, aber keinen Mittelanzapfungsanschluss.

Die Struktur der Schaltung

Die folgende einfache Schaltung besteht aus zwei Teilen; Empfänger und Sender.

Senderschaltkreis und funktioniert

Eine Senderschaltung

Eine Wechselstromquelle ist die Stromversorgung, die die Sendespule antreibt, um ein elektromagnetisches Feld um sie herum zu erzeugen. Später, wenn die Kupferspule mittig angezapft wird, beginnen beide Seiten etwas Ladung zu haben. Aus dem Diagramm können Sie sehen, dass eine Seite der Kupferspule eine Verbindung zum Kollektoranschluss des NPN-Transistors hat, während die andere Seite mit dem Widerstand verbunden ist.

Wenn das System lädt, beginnt der Basiswiderstand zu leiten und schaltet dann den Transistor ein. Anschließend entlädt der Transistor die Induktivität während der Verbindung des Emitters mit Masse.

Das gleichzeitige Laden und Entladen erzeugt ein hochfrequentes Wechsel-/Oszillationssignal, das zu einer Magnetfeldübertragung führt.

Empfängerschaltung und funktioniert

Eine Empfängerschaltung

Die Empfängerspule untersucht das hochfrequente Magnetfeld des Senders. Danach beginnt es, EMF-Spannung zu erzeugen, die schließlich die LED-Glühbirne zum Leuchten bringt. Das Faradaysche Induktionsgesetz regelt den Betrieb der Empfängerspule.

2.Wireless Power Transfer Circuit —Die Effizienz der drahtlosen Energieübertragung

Wenn es um die Effizienz geht, hat ein WPT eine Schätzung von 10% oder weniger Effizienz. Die Formel zur Berechnung der Effizienz lautet:

Effizienz =(Ausgangsleistung / Eingangsleistung) x 100 %

Leistung =Volt x Strom

Der enorme Effizienzverlust erklärt, warum es einfach ist, drahtlose Stromübertragungsschaltkreise in Anwendungen mit geringem Stromverbrauch wie einer elektrischen Zahnbürste und nicht in Hochleistungsmaschinen wie Elektroautos einzusetzen. Darüber hinaus sind drahtlos betriebene technologische Geräte nicht umweltfreundlich, wenn ein großes Publikum sie ständig verwendet. Sie müssen die bis zu 10-fache Leistung aufbringen, um das elektrische Gerät zu starten. Folglich wird die Erzeugung elektrischer Energie zunehmen und dann gefährlich für den Planeten und den menschlichen Körper werden.

Glücklicherweise haben alle Arten der drahtlosen Energieübertragung Vorschriften, die die Nutzung durch den Menschen begünstigen.

3. Vor- und Nachteile der drahtlosen Stromübertragungsschaltung

Vorteile

Die Vorzüge einer drahtlosen Energieübertragung sind:

• Erstens ist es kostengünstig.
• Dann können Sie die Schaltung einfach entwerfen, da es sich um einen einfachen Prozess handelt.
• Außerdem ist der Betriebsfrequenzstrom niedrig.
• Außerdem können Sie mit dem WPT ein wasserdichtes Produkt herstellen, da Sie keinen Stromanschluss benötigen, um Ihr Gerät aufzuladen.
• Auch hier können Sie die Langlebigkeit Ihres Produkts mit einem WPT erhöhen. Dies liegt daran, dass Sie direkte physische Schäden an den Produkten durch das Einstecken des Ladegeräts in Anschlüsse oder Anschlüsse vermeiden.
• Schließlich eignet sich das Schaltungsdesign für kurze Entfernungen (Nahfeldkommunikation).

Mängel

Wie jedes technologische Konzept hat auch das WPT Nachteile. Dazu gehören;

• Leider ist es für längere Distanzen ineffizient. Um jedoch die Abstandsherausforderung zu eliminieren, können Sie die Anzahl der Spulenwindungen erhöhen.
• Es hat auch eine geringe Effizienz, die Sie durch die Verwendung besserer integrierter Schaltkreise für drahtlose Übertragungstreiber lösen können. Alternativ können Sie MOSFETs oder Transistoren verwenden, um Push-Pull-Topologien aufzubauen.
• Außerdem treten hohe Leistungs-/Energieverluste auf, was nicht sicher für die Umwelt ist.
• Zu guter Letzt sind seine Merkmale Nicht-Direktionalität/nichtlineare Paritätszeit.

4. Anwendung der drahtlosen Energieübertragungsschaltung

Die drahtlose Energieübertragungsschaltung hat ein breites Anwendungsspektrum. Dazu gehören die folgenden:

• Modellentwicklung,
• Die Transportbranche, zum Beispiel bei Elektrofahrzeugen,
• Wirtschaftsingenieurwesen
• Medizinprodukte/biomedizinische Implantate
• Netzhautprothetische Anwendungen,
• Unterhaltungselektronik und
• Heizungs- und Lüftungssektor.

(kabelloses induktives Laden eines Mobiltelefons).

Schlussfolgerung

Abschließend konzentriert sich der heutige Beitrag auf die Grundlagen einer drahtlosen Energieübertragung sowie auf einige ihrer Herausforderungen, Anwendungen und Vorteile. Sie können den WPT in verschiedenen technologischen Systemen verwenden, z. B. zum Laden von Elektrofahrzeugen, tragbaren Geräten und mobilen Geräten wie Mobiltelefonen.

Darüber hinaus ist aufgrund des energieeffizienten Schaltverstärkers eine effiziente und robuste drahtlose Energieübertragung möglich. Der Verstärker verfügt über eine Stromerfassungsrückkopplung in einer leistungsstarken Paritäts-Zeit-Symmetrie. Daher hilft es bei der Lösung der Ungerichtetheit.

Benötigen Sie technische Hilfe bezüglich WPT? Kontaktieren Sie uns, und wir werden uns so schnell wie möglich bei Ihnen melden.