Circuit de încărcare a bateriei fără fir de curent ridicat

În acest articol vom afla cum să proiectați și să vă creați propriul circuit de încărcare a bateriei fără fir de curent personalizat, utilizând conceptul de transfer de energie fără fir.

Introducere

În multe dintre articolele mele anterioare am discutat în mod cuprinzător despre transferul de energie wireless, în acest articol vom face un pas înainte și vom încerca să învățăm cum să proiectăm o versiune de curent ridicată a acesteia, care poate fi aplicată pentru orice operațiune de transfer wireless de mare putere, cum ar fi pentru încărcarea bateriei unei mașini electrice etc. Ideea de a optimiza un circuit de transfer wireless de energie este destul de similară cu optimizarea unui circuit de încălzire cu inducție , în care ambele concepte pot fi văzute utilizând optimizarea etapei lor de rezervor LC pentru a obține puterea dorită la cea mai mare eficiență posibilă.

Proiectarea poate fi implementată utilizând următoarele etape ale circuitului de bază:

Circuitul emițătorului va include:

1) Un oscilator de frecvență reglabil.
2) O jumătate de pod sau un circuit complet de pod (de preferință)
3) Etapa conducătorului auto BJT / Mosfet.
4) o etapă de circuit LC

Etapa circuitului receptorului va include:

1) Numai etapa circuitului LC.

Un exemplu de circuit pentru încărcătorul de baterii fără fir de curent ridicat propus poate fi observat în următoarea diagramă, pentru simplitate, am eliminat utilizarea unui circuit complet pod sau jumătate de pod, mai degrabă am încorporat un circuit IC 555 obișnuit.

Designul de mai sus reprezintă circuitul emițător al circuitului încărcătorului de baterie fără fir de mare putere utilizând un circuit IC 555 PWM.

Aici, ieșirea ar putea fi puțin ineficientă, deoarece procesul de conducere este pe o singură față și nu este de tip push pull.

Totuși, dacă acest circuit este corect optimizat, se poate aștepta de la acesta un transfer decent de curent mare.

Vă rugăm să rețineți că firul din interiorul bobinei nu trebuie să fie un fir gros cu un singur miez, ci mai degrabă o grămadă de multe fire subțiri. Acest lucru va permite o mai bună absorbție a curentului și, prin urmare, o rată mai mare de transfer.

Cum functioneaza

IC 555 este configurat practic în modul său standard PWM care poate fi ajustat folosind potul de 5K prezentat, există un alt rezistor reglabil sub formă de pot 1M care poate fi utilizat pentru optimizarea frecvenței și gradului de rezonanță al circuitului.

Potul PWM ar putea fi utilizat pentru reglarea nivelului curent, în timp ce 1M pentru atingerea nivelului de rezonanță al circuitului rezervorului LC.

Circuitul rezervorului LC poate fi văzut atașat cu tranzistorul 2N3055 care alimentează această etapă LC cu o frecvență corespunzătoare frecvenței sale de bază de la pinul 3 al IC.

Cum se selectează componentele LC.

Selectarea optimă a pieselor LC poate fi realizată urmând instrucțiunile prezentate în acest articol, care explică cum se optimizează frecvența de rezonanță a unei rețele de tancuri LC .

Practic, dacă cunoașteți valoarea frecvenței și L sau C, atunci parametrul necunoscut poate fi calculat cu ușurință folosind formula sugerată sau aceasta Software de calculator pentru rezonanță LC .

Circuitul receptorului

Bobina pentru circuitul receptorului pentru acest încărcător de baterie fără curent ridicat este exact similară cu bobina emițătorului. Adică, puteți utiliza pur și simplu o singură bobină care funcționează continuu de la început până la sfârșit și puteți adăuga un condensator rezonant peste aceste terminale.

Asigurați-vă că valorile LC sunt exact similare cu valorile Tx LC. Configurarea poate fi văzută în următoarea imagine:

Tranzistorul 2N2222 este introdus pentru a vă asigura că, în timp ce reglați rezonanța, 2N3055 nu este supus niciodată unei situații supracurente. În cazul în care acest lucru tinde să se întâmple, supracurentul dezvoltă o cantitate echivalentă de declanșare pe Rx suficientă pentru a activa 2N2222, care, la rândul său, scurtcircuită baza 2N3055 la sol împiedicându-l să conducă mai departe și astfel împiedicând dispozitivul să producă o eventuală deteriorare.

Rx poate fi calculat folosind următoarea formulă:

Rx = 0,6 / Limita maximă de curent a tranzistorului (sau a transferului de energie fără fir)

Adăugarea unui regulator de tensiune pentru încărcarea bateriei:

În diagrama de mai sus, ieșirea de la receptor trebuie atașată cu un circuit de reglare a tensiunii, cum ar fi utilizarea unui circuit LM338 sau a unui circuitul controlerului opamp pentru a vă asigura că ieșirea poate fi alimentată în siguranță la bateria intenționată pentru încărcare.

Dacă aveți întrebări suplimentare, vă rugăm să nu ezitați să le exprimați prin comentariile dvs.

Aspect PCB