Draadloze stroomoverdracht: Fundamenten en voordelen

Over draadloze stroomoverdracht circuit, onmiskenbaar hebben een paar van ons stroomverliezen tegengekomen bij het overbrengen van elektrische energie. Het verlies, wat op momenten benadert 24% (volgens World Resource Institute), treedt op door weerstand in de netdraden. Het concept van een Wireless Power Transfer (WPT) systeem (zoals geïntroduceerd door Nikola Tesla) beoogt elektriciteit over te dragen via een elektromagnetische inductiemethode. In het proces bestrijdt u elektriciteitsverlies en bereikt u efficiënte energieoverdracht.

De WPT-technologie gebruikt drie systemen, namelijk resonantie, zonnecellen, en microgolf energietransmissie.

1. Wat is een draadloze stroomoverdracht circuit?

Draadloze stroomtransmissie / draadloze energieoverdracht verwijst naar elektrische energieoverdracht van een stroom bron naar een elektrische last of ontvangerapparaat zonder de verbindingsdraden of fysieke koppeling te gebruiken. Niet alleen is het snel en betrouwbaar, maar u kunt het ook gebruiken voor korte- of langeafstand transmissies.

De draadloze stroomoverdrachtstechnologie is aanbevelenswaardig voor het opladen van apparatuur zoals draadloze apparaten, bv. laptops, omdat het galvanische isolatie heeft. Dus is er een lager risico op elektrische schok.

Werkingsprincipe

De draadloze stroomoverdrachtssystemen omvatten een zender, medium, en ontvanger die werken onder een inductieve koppeling stroomoverdrachtprincipe.

(draadloos stroomoverdracht systeem)

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

Zender; Voornamelijk passen we elektrische energie toe (in de vorm van elektromagnetische energie in golven, licht, of veranderlijk magneetveld). Dan zet de zender de elektrische energie om in een andere vorm van energie, resulterend in een geschikt elektrisch vermogensniveau.

Medium; Ten tweede hebben we het medium dat doorlaat van de overgedragen energie toestaat. Het kan ofwel in een vacuum, lucht, of vaste vorm zijn. Gebruik alstublieft geen metalen medium omdat het de doorlaat van elektrische energie voor warmteopwekking niet toestaat.

Ontvanger; Ten slotte ontvangt de ontvanger de overgedragen stroom en zet het om in elektriciteit. En nu is uw draadloos stroomapparaat klaar voor gebruik.

Een draadloos stroomoverdracht circuit

De vereiste componenten

• 20-30 elektromagnetische lijn (koperen draad)

U kunt de elektromagnetische spoel (met koperen draden) vormen door een geleider om een kern te winden. Vaak functioneert het door magnetische koppeling te gebruiken voor de overdracht van energie binnen elektrische circuits. Bovendien kunt u diverse elektrische spoelen vinden zoals Maxwell spoel, Tesla, Demper, en Barker, die de aanbevolen circuitparameters matchen.

• Een accu -1,5V
• Transistor (2N2222)
• LED
• Weerstanden – 1,2k
• Breadboards

Enkele tips over het ontwerpen van het draadloze stroomtransmissie circuit;

Allereerst, bij de omgang met de zender, moet u een 17-windingen winding van draad hebben, een lus voor de middentap verbinding en dan nog 17 windingen van spoeldraad. In tegenstelling, de ontvanger moet alleen 34 spoelwindingen hebben maar geen middentap verbinding.

De structuur van het circuit

Het eenvoudige circuit hieronder heeft twee delen; ontvanger en zender.

Zender circuit en werking

Een zender-circuit

Een AC-bron is de voeding die de zenderspoel aandrijft om een elektromagnetisch veld eromheen te creëren. Later, wanneer de koperen spoel middentap wordt gemaakt, zullen beide kanten beginnen te laden. Vanuit het diagram kunt u zien dat de ene kant van de koperen spoel een verbinding heeft met de collectorterminal van de NPN-transistor terwijl de andere linkt met de weerstand.

Wanneer het systeem laadt, zal de basisweerstand gaan geleiden en de transistor opwarmen. Vervolgens ontlaadt de transistor de spoel tijdens de verbinding van de emitter met de grond.

Het gelijktijdige laden en ontladen genereert een hoogfrequente AC/oscillatie signaal, leidend tot een magnetische veldtransmissie.

Ontvanger circuit en werking

Een ontvanger-circuit

De ontvangerspoel onderzoekt het hoogfrequente magneetveld van de zender. Daarna begint het EMK-spanning te genereren dat uiteindelijk de LED-lampje laat oplichten. De wet van Faraday van inductie regeert de werking van de ontvangerspoel.

2. Draadloze Stroomoverdracht Circuit—De efficiëntie van draadloze stroomtransmissie

Wat betreft efficiëntie, heeft een WPT een schatting van 10% of minder efficiëntie. De formule voor het berekenen van de efficiëntie is:

Efficiëntie = (Uitgangsvermogen / Ingangsvermogen) x 100%

Vermogen = Volt x Stroom

Het enorme efficiëntieverlies verklaart waarom het gemakkelijk is om draadloze stroomtransmissiecircuits toe te passen in lage-vermogen toepassingen, zoals een elektrische tandborstel, en niet in hoge-vermogen machines, zoals elektrische auto's. Verder zijn draadloos aangedreven technologische apparaten niet milieuvriendelijk als een groot publiek ze constant gebruikt. U zult tot 10 keer de stroom moeten aanwenden om het elektrische apparaat op te starten. Gevolgelijk zal de elektriciteitsproductie toenemen en dan gevaarlijk worden voor de planeet en het menselijk lichaam.

Gelukkig hebben alle typen draadloze stroomtransmissie reguleringen die het gebruik door mensen gunstig beïnvloeden.

3. Voordelen en Nadelen van het draadloze stroomtransmissie circuit

Voordelen

De merieten van een draadloze stroomoverdracht zijn:

• Eerst is het kosteneffectief.
• Dan kunt u het circuit gemakkelijk ontwerpen omdat het een eenvoudig proces is.
• Ook is de werkfrequentie stroom laag.
• Bovendien stelt de WPT u in staat om een waterdicht product te maken aangezien u geen stroompoort nodig hebt om uw apparaat op te laden.
• Opnieuw, kunt u de levensduur van uw product vergroten met een WPT. Het is omdat u elke directe fysieke schade aan de producten via opladerinvoeging in poorten of connectors vermijdt.
• Ten slotte, past het circuitontwerp voor korte afstanden (near field communication).

Tekortkomingen

Zoals met elk technologisch concept, heeft de WPT ook nadelen. Ze omvatten:

• Helaas is het inefficiënt voor langere afstanden. Echter, om de afstandsuitdaging te elimineren, kunt u het aantal spoelwindingen verhogen.
• Het heeft ook lage efficiëntie die u kunt oplossen door betere draadloze transmissie driver geïntegreerde circuits te gebruiken. Alternatief kunt u MOSFETs of transistors gebruiken om push-pull topologieën te construeren.
• Bovendien zult u hoge vermogen/energieverlies ervaren, wat niet veilig is voor het milieu.
• Ten slotte, zijn de kenmerken van non-directionaliteit/ non-lineaire pariteit-tijd.

4. Toepassing van draadloze stroomtransmissie circuit

Het draadloze energietransmissie circuit heeft een breed scala aan toepassingen. Ze omvatten het volgende:

• Model engineering,
• De transportindustrie, bijvoorbeeld in elektrische voertuigen,
• Industriële engineering,
• Medische hulpmiddelen / biomedische implantaten,
• Netvliesprothetische toepassingen,
• Consumerelektronica, en
• Verwarmings- en ventilatiesector.

(draadloos inductief opladen van een mobiele telefoon)

Conclusie

Ter afsluiting, vandaag's post richt zich op de basisprincipes van een draadloze stroomoverdracht naast een paar van de uitdagingen, toepassingen, en voordelen. U kunt de WPT gebruiken in diverse technologische systemen zoals het opladen van elektrische voertuigen, draagbare apparaten, en mobiele apparaten zoals mobiele telefoons.

Wat meer is, het bereiken van een efficiënte en robuuste draadloze stroomtransmissie is mogelijk door de vermogensefficiënte schakelmodus versterker. De versterker heeft stroomsensende feedback in een krachtige pariteit-tijd symmetrie. Daarom helpt het bij het oplossen van de non-directionaliteit.

Heeft u technische hulp nodig met betrekking tot WPT? Neem contact met ons op, en we zullen zo snel mogelijk met u contact opnemen.