Ασύρματο κύκλωμα φορτιστή μπαταρίας ιόντων λιθίου

Η φόρτιση μπαταριών μέσω επαγωγικής ασύρματης φόρτισης είναι μία από τις εφαρμογές που γίνονται πολύ δημοφιλείς και εκτιμώνται από τις χρήσεις. Εδώ θα μελετήσουμε πώς να φτιάξουμε ένα ασύρματο κύκλωμα φορτιστή μπαταρίας Li-Ion χρησιμοποιώντας την ίδια ιδέα. Οποιοδήποτε ηλεκτρικό σύστημα που περιλαμβάνει καλώδια ή καλώδια μπορεί να είναι πολύ ακατάστατο και δυσκίνητο.

Εισαγωγή

Σήμερα ο κόσμος αποκτά υψηλή τεχνολογία και τα ηλεκτρικά συστήματα μεταβαίνουν επίσης σε καλύτερες και απλές εκδόσεις για την παροχή περισσότερης ευκολίας σε εμάς. Η επαγωγική μεταφορά ισχύος είναι μια τόσο ενδιαφέρουσα ιδέα που διευκολύνει μεταφορά ισχύος χωρίς τη χρήση καλωδίων ή μάλλον ασύρματα.

Όπως αναφέρεται στο όνομα, η επαγωγική μεταφορά ισχύος είναι μια διαδικασία μέσω της οποίας ένα συγκεκριμένο μέγεθος ισχύος μεταφέρεται από ένα σταθερό μέρος σε άλλο μέσω του αέρα χωρίς τη χρήση αγωγών, όπως ακριβώς μεταδίδονται σήματα ραδιοφώνου ή κινητού τηλεφώνου.

Ωστόσο, η ιδέα δεν είναι τόσο εύκολη όσο ακούγεται, γιατί με ραδιόφωνα και κινητά τηλέφωνα η ισχύς που μεταδίδεται είναι μόνο σε λίγα βατ και έτσι καθίσταται αρκετά εφικτή, αλλά μεταδίδει ισχύ (ασύρματα) έτσι ώστε να μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την τροφοδοσία υψηλού ρεύματος Οι συσκευές είναι εντελώς ένα διαφορετικό παιχνίδι μπάλας.

Εδώ μιλάμε για αρκετά βατ ή πιθανώς για αρκετές εκατοντάδες βατ που πρέπει να μεταφερθούν χωρίς καμία διάχυση, από σημείο σε άλλο χωρίς τη χρήση καλωδίων, ένα ζήτημα δύσκολο να εφαρμοστεί.

Ωστόσο, οι ερευνητές καταβάλλουν κάθε δυνατή προσπάθεια για να βρουν κατάλληλες ρυθμίσεις που μπορεί να καταστούν κατάλληλες για την επιτυχή εφαρμογή της παραπάνω ιδέας.

Τα ακόλουθα σημεία περιγράφουν την ιδέα και μας βοηθούν να ξέρουμε πώς πραγματικά γίνεται η παραπάνω διαδικασία: Η επαγωγή, όπως όλοι γνωρίζουμε, είναι μια διαδικασία μέσω της οποίας η ηλεκτρική ενέργεια μεταφέρεται από τη μία θέση στην άλλη χωρίς να ενσωματώνει άμεσες συνδέσεις.

Το καλύτερο παράδειγμα είναι οι κανονικοί μας ηλεκτρικοί μετασχηματιστές, όπου εφαρμόζεται είσοδος AC σε μία από τις περιελίξεις του και μια επαγόμενη ισχύς λαμβάνεται κατά την άλλη περιέλιξη μέσω μαγνητικών επαγωγών.

Ωστόσο, η απόσταση μεταξύ των δύο περιελίξεων μέσα σε έναν μετασχηματιστή είναι πολύ μικρή και ως εκ τούτου οι ενέργειες πραγματοποιούνται πολύ εύκολα και αποτελεσματικά.

Όταν η διαδικασία πρέπει να εφαρμοστεί σε μεγαλύτερες αποστάσεις, η εργασία γίνεται λίγο περίπλοκη. Με την αξιολόγηση της έννοιας επαγωγής διαπιστώνουμε ότι υπάρχουν βασικά δύο εμπόδια που καθιστούν τη μεταφορά ισχύος δύσκολη και αναποτελεσματική, ειδικά καθώς αυξάνεται η απόσταση μεταξύ των επαγωγικών προορισμών.

Το πρώτο εμπόδιο είναι η συχνότητα και το δεύτερο εμπόδιο είναι τα παραγόμενα ρεύματα στον πυρήνα περιέλιξης. Οι δύο παράμετροι είναι αντιστρόφως ανάλογες και επομένως εξαρτώνται άμεσα η μία από την άλλη.

Ένας άλλος παράγοντας που παρεμποδίζει τη διαδικασία, είναι το υλικό πυρήνα περιέλιξης, το οποίο με τη σειρά του επηρεάζει άμεσα τις παραπάνω δύο παραμέτρους.

Με την προσεκτική διαστασιολόγηση αυτών των παραγόντων με τον πιο αποτελεσματικό τρόπο, η απόσταση μεταξύ των επαγωγικών συσκευών μπορεί να τεντωθεί σημαντικά.

Για τη μεταφορά ασύρματης ισχύος με την παραπάνω μέθοδο, χρειαζόμαστε πρώτα ένα AC, που σημαίνει ότι η ισχύς που πρέπει να μεταφερθεί πρέπει να είναι ένα παλμικό ρεύμα.

Αυτή η συχνότητα του ρεύματος όταν εφαρμόζεται σε μια περιέλιξη δημιουργεί ρεύματα διόδου, τα οποία είναι αντίστροφα ρεύματα αντίθετα με το εφαρμοζόμενο ρεύμα.

Η παραγωγή πιο ρεύματος ρεύματος σημαίνει λιγότερη απόδοση και μεγαλύτερη απώλεια ισχύος μέσω θέρμανσης πυρήνα. Ωστόσο, καθώς αυξάνεται η συχνότητα, η παραγωγή ριωδών ρευμάτων μειώνεται αναλογικά.

Επίσης, εάν ένα υλικό φερρίτη χρησιμοποιείται στη θέση των συμβατικών σφραγίδων σιδήρου, καθώς ο πυρήνας της περιέλιξης βοηθά στην περαιτέρω μείωση των ρινισμάτων.

Επομένως, για την εμφύτευση της παραπάνω έννοιας με τον πιο αποτελεσματικό τρόπο, πρέπει να κάνουμε την ισχύ πηγής υψηλή σε συχνότητα, με τη σειρά πολλών kilohertz και να χρησιμοποιήσουμε ένα σύστημα επαγωγής εισόδου που αποτελείται από φερρίτη ως πυρήνα.

Ας ελπίσουμε ότι αυτό λύνει το ζήτημα σε μεγάλες εκτάσεις τουλάχιστον για την κατασκευή του προτεινόμενου έργου ενός επαγωγικού κυκλώματος φόρτισης για μπαταρίες ιόντων λιθίου.

Πως δουλεύει

ΠΡΟΕΙΔΟΠΟΙΗΣΗ - ΤΟ ΚΥΚΛΩΜΑ ΔΕΝ ΕΙΝΑΙ ΑΠΟΜΟΝΩΣΗ ΑΠΟ ΤΑ ΑΥΤΟΚΙΝΗΤΑ ΚΑΙ ΕΙΝΑΙ ΕΞΑΙΡΕΤΙΚΑ ΚΙΝΔΥΝΟ ΕΑΝ ΕΙΝΑΙ ΑΠΕΝΕΡΓΟΠΟΙΗΜΕΝΟ ΣΕ ΔΥΝΑΜΗ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ.

Αυτό το κύκλωμα φορτιστή ασύρματου κινητού τηλεφώνου έχει σχεδιαστεί από εμένα, αλλά δεν έχει επαληθευτεί πρακτικά, οπότε θα συνιστούσα στους αναγνώστες να το σημειώσουν.

Το κύκλωμα μπορεί να γίνει κατανοητό με τα ακόλουθα σημεία:

Αναφερόμενος στο σχήμα βλέπουμε δύο μονάδες, μία είναι η βάση ή η μονάδα μετάδοσης και η άλλη είναι η μονάδα δέκτη.

Όπως συζητήθηκε στην παραπάνω παράγραφο, το βασικό υλικό της περιέλιξης βάσης είναι ένας φερρίτης Ε-πυρήνας ο οποίος είναι σχετικά μεγαλύτερος σε μέγεθος. Το μπομπίνα που είναι τοποθετημένο στο εσωτερικό του E-core έχει ένα μόνο στάδιο, τυλιγμένο με 100 στροφές από 24 SWG ​​σμάλτο χαλκού σύρμα

Μια κεντρική βρύση εξάγεται από την περιέλιξη από την 50η στροφή της. Το παραπάνω πηνίο ή μετασχηματιστής συνδέεται με ένα κύκλωμα ταλαντωτή που αποτελείται από το τρανζίστορ Τ1, την προεπιλεγμένη Ρ1 και την αντίστοιχη αντίσταση και πυκνωτή.

Η προεπιλογή χρησιμοποιείται για την αύξηση της συχνότητας μέσω της εκκαθάρισης σε βέλτιστα επίπεδα και πρέπει να πειραματιστεί κάποια. Μια τάση DC τροφοδοτείται στο κύκλωμα για την έναρξη των απαιτούμενων ταλαντώσεων, η οποία προκύπτει απευθείας με την διόρθωση και το φιλτράρισμα του δικτύου AC.

Κατά την εφαρμογή του DC, το κύκλωμα αρχίζει να ταλαντεύεται και οι ταλαντώσεις από τον επαγωγέα που έχουν υψηλή συχνότητα διαφεύγουν στον αέρα σε μια σημαντική απόσταση και πρέπει να τραβηχτούν πίσω για την προτεινόμενη επαγωγική λήψη.

Η μονάδα λήψης ενσωματώνει επίσης έναν επαγωγέα που αποτελείται από 50 στροφές αέρα 21 στρογγυλού χάλκινου σύρματος SWG, το οποίο γίνεται ένα είδος κεραίας για την πρόβλεψη των απελευθερούμενων κυμάτων ισχύος από το βασικό κύκλωμα. Ο πυκνωτής C3 είναι ένας μεταβλητός πυκνωτής, αυτός που χρησιμοποιείται στο ραδιόφωνο για συντονισμό μπορεί να δοκιμαστεί.

Χρησιμοποιείται για την περικοπή της λήψης έως ότου επιτευχθεί το σημείο συντονισμού και το L2 συντονίζεται άριστα με τα κύματα εκπομπής. Αυτό αυξάνει αμέσως την τάση εξόδου από το L2 και καθίσταται ιδανικά κατάλληλο για τις απαιτήσεις φόρτισης.

Τα D6 και C4 είναι τα διορθωτικά στοιχεία που μετατρέπουν τελικά τα σήματα AC σε καθαρό DC.

Όταν φθάσουν σε μεγάλη γειτνίαση, οι επαγωγές από την κάτω μονάδα βάσης προκαλούνται μέσα στο πηνίο λήψης, η επαγόμενη συχνότητα διορθώνεται κατάλληλα και φιλτράρεται μέσα στο κύκλωμα του δέκτη και χρησιμοποιείται για τη φόρτιση της συνδεδεμένης μπαταρίας Li-Ion.

Ένα LED θα μπορούσε να συνδεθεί σε όλη την έξοδο για άμεση ένδειξη της έντασης της ασύρματης μεταφοράς ισχύος ανά πάσα στιγμή.

ΠΡΟΣΟΧΗ: ΤΟ ΠΑΡΑΚΟΛΟΥΘΗΣΗ ΑΣΥΡΜΑΤΟ ΑΣΦΑΛΙΣΤΙΚΟ ΚΥΚΛΩΜΑ ΦΟΡΤΙΣΤΗΣ ΜΠΑΤΑΡΙΑΣ ΒΑΣΕΙ ΜΟΝΟ ΓΙΑ ΤΙΣ ΥΠΟΘΕΣΕΙΣ ΜΟΥ
Η ΔΙΑΚΡΙΣΗ ΤΩΝ ΑΝΑΓΝΩΡΙΣΤΩΝ ΕΓΚΕΚΡΙΜΕΝΕΙ ΑΚΡΙΒΩΣ ΕΝΕΡΓΟΠΟΙΗΣΗ ΤΗΣ ΣΥΖΗΤΗΣΗΣ
ΚΑΙ ΤΟ ΚΥΚΛΩΜΑ.

Λίστα ανταλλακτικών για το παραπάνω κύκλωμα φορτιστή ασύρματου κινητού τηλεφώνου

Θα απαιτηθούν τα ακόλουθα εξαρτήματα για την κατασκευή αυτού του επαγωγικού κυκλώματος φόρτισης μπαταρίας:

• R1 = 470 Ωμ,
• R2 = 10K, 1 Watt,
• C1 = 0,47uF / 400V, μη πολικό,
• C2 = 2uF / 400V, μη πολικό
  C3 = Συμπυκνωτής μεταβλητής συμμορίας,
• C4 = 10uF / 50V,
• D1 --- D5 = 1N4007,
• D6 = Ίση με τάση μπαταρίας, 1 watt
• T1 = UTC BU508 AFIL1 = 100 στροφές, 25 SWG, κεντρική βρύση, πάνω από τη μεγαλύτερη δυνατή φερρίτη E-coreL2 = 50 στροφές, 20 SWG, διάμετρος 2 ίντσες, με αέρα