Kako deluje brezžični prenos moči

Preizkusite Naš Instrument Za Odpravo Težav





Brezžični prenos moči je postopek, pri katerem se električna energija prenaša iz enega sistema v drugega prek elektromagnetnih valov brez uporabe žic ali kakršnega koli fizičnega stika.

V tem prispevku razpravljamo o tem, kako deluje brezžični prenos moči ali o prenosu električne energije po zraku brez uporabe žic.



Morda ste že naleteli na to tehnologijo in ste morda že šli skozi številne sorodne teorije na internetu.

Čeprav je internet lahko poln takih člankov, ki koncept pojasnjujejo s primeri in video posnetki, bralec večinoma ne razume bistvenega načela, ki ureja tehnologijo, in njenih prihodnjih možnosti.



Kako deluje brezžični prenos električne energije

V tem članku bomo približno poskušali pridobiti idejo o tem, kako se brezžični prenos električne energije dogaja, deluje ali poteka ali vodi, in zakaj je idejo tako težko uresničiti na velikih razdaljah.

Najpogostejši in klasičen primer brezžičnega prenosa energije je naša stara radijska in televizijska tehnologija, ki deluje tako, da pošilja električne valove (RF) z ene točke na drugo brez kablov, za predviden prenos podatkov.

Težavnost

Vendar pa je pomanjkljivost te tehnologije v tem, da ne more prenesti valov z visokim tokom, tako da oddana moč postane smiselna in uporabna na sprejemni strani za pogon potencialne električne obremenitve.

Ta težava postane težka, saj bi upor zraka lahko bil v območju milijonov mega ohmov in bi ga bilo zato zelo težko preseči.

Druga težava, ki otežuje prenos na dolge razdalje, je osredotočljiva izvedljivost moči do cilja.

Če je dovoljeno, da se oddani tok razprši pod širokim kotom, ciljni sprejemnik morda ne bo mogel sprejeti poslane moči in bi lahko prevzel le njen delček, zaradi česar bi bila operacija izredno neučinkovita.

Vendar je prenos električne energije na kratke razdalje brez žic videti veliko lažji in so ga mnogi že uspešno izvedli, preprosto zato, ker zgoraj omenjene omejitve pri kratkih razdaljah nikoli ne postanejo problem.

Pri brezžičnem prenosu moči na kratke razdalje je zračni upor veliko manjši v območju nekaj 1000 mega ohmov (ali celo manjši, odvisno od stopnje bližine), prenos pa postane izvedljiv dokaj učinkovito z vključitvijo velikega toka in visoka frekvenca.

Pridobitev optimalnega dosega

Za doseganje optimalne učinkovitosti razdalje do toka postane frekvenca prenosa najpomembnejši parameter v operaciji.

Višje frekvence omogočajo učinkovitejše premagovanje večjih razdalj, zato je to en element, ki ga je treba upoštevati pri načrtovanju naprave za brezžični prenos moči.

Drug parameter, ki olajša prenos, je raven napetosti, višje napetosti omogočajo vključitev nižjega toka in ohranjanje kompaktnosti naprave.

Zdaj poskusimo razumeti koncept s pomočjo preprostega vezja:

Postavitev vezja

Seznam delov

R1 = 10 ohmov
L1 = 9-0-9 obratov, to je 18 obratov s sredinsko pipo z uporabo 30 SWG super emajlirane bakrene žice.
L2 = 18 obratov z uporabo 30 SWG super emajlirane bakrene žice.
T1 = 2N2222
D1 ---- D4 = 1N4007
C1 = 100uF / 25V
3V = 2 AAA 1,5V celici v seriji

Zgornja slika prikazuje enostavno vezje za brezžični prenos moči, sestavljeno iz stopnje oddajnika na levi in ​​stopnje sprejemnika na desni strani zasnove.

Obe stopnji sta vidni ločeni s pomembno zračno režo za predvideni premik električne energije.

Kako deluje

Stopnja oddajnika moči je videti kot oscilatorjsko vezje, izdelano skozi povratno omrežno vezje čez NPN tranzistor in induktor.

Da, res je, da je oddajnik dejansko oscilator, ki deluje na potisni način za indukcijo pulzirajočega visokofrekvenčnega toka v povezani tuljavi (L1).

Inducirani visokofrekvenčni tok razvije ustrezno količino elektromagnetnih valov okoli tuljave.

Ker je elektromagnetno polje visoko frekvenca, se lahko raztrga skozi zračno režo okoli njega in doseže razdaljo, ki je dovoljena glede na trenutno moč.

Stopnjo sprejemnika lahko vidimo samo kot dopolnilni induktor L2, ki je precej podoben L1 in ima edino vlogo, da sprejme oddane elektromagnetne valove in jih pretvori nazaj v potencialno razliko ali elektriko, čeprav zaradi nižje ravni moči zaradi vključenega prenosa. izgube v zraku.

Elektromagnetni valovi, ustvarjeni iz L1, sevajo naokoli in L2, ki je nekje v vrsti, zadenejo ti EM valovi. Ko se to zgodi, so elektroni v žicah L2 prisiljeni nihati z enako hitrostjo kot EM valovi, kar končno povzroči tudi inducirano elektriko čez L2.

Električna energija se ustrezno odpravi in ​​filtrira s priključenim mostičnim usmernikom in C1, ki predstavlja enakovreden enosmerni izhod na prikazanih izhodnih terminalih.

Če natančno opazimo načelo brezžičnega prenosa moči, ugotovimo, da ni nič novega, ampak naša starodavna transformatorska tehnologija, ki jo običajno uporabljamo v svojih napajalnikih, enotah SMPS itd.

Edina razlika je v odsotnosti jedra, ki ga običajno najdemo v naših običajnih napajalnih transformatorjih. Jedro pomaga maksimirati (koncentrirati) postopek prenosa moči in vnesti minimalne izgube, kar pa v veliki meri poveča učinkovitost

Izbira jedra induktorja

Jedro omogoča tudi uporabo relativno nižjih frekvenc za postopek, natančneje približno 50 do 100 Hz za transformatorje z železnim jedrom, medtem ko je znotraj transformatorjev s feritnim jedrom znotraj 100 kHz.

Vendar v našem predlaganem članku o tem, kako deluje brezžični prenos moči, ker morata biti oba oddelka popolnoma ločena drug od drugega, uporaba jedra ne pride v poštev in sistem mora delovati brez udobja pomožnega jedra.

Brez jedra postane bistveno, da se uporabi sorazmerno višja frekvenca in tudi večji tok, da se prenos lahko začne, kar je lahko neposredno odvisno od razdalje med oddajno in sprejemno stopnjo.

Povzetek koncepta

Če povzamemo, iz zgornje razprave lahko domnevamo, da moramo za izvedbo optimalnega prenosa moči po zraku v zasnovo vključiti naslednje parametre:

Pravilno usklajeno razmerje tuljave glede na predvideno indukcijo napetosti.

Visoka frekvenca od 200 kHz do 500 kHz ali večja za oddajniško tuljavo.

In velik tok za oddajniško tuljavo, odvisno od tega, koliko razdalje je treba prenesti sevano elektromagnetno valovanje.

Za več informacij o tem, kako deluje brezžični prenos, vas prosimo, da komentirate.




Prejšnja: Tester vezja za avtomobile CDI Naprej: Vezje za brezžični polnilnik za mobilni telefon