Tranzistor s efektom polja metal-oksid-poluvodič najčešće se izrađuje oksidacijom kontroliranom silicijem. Trenutačno je ovo najčešće korištena vrsta tranzistora jer je glavna funkcija ovog tranzistora kontrola vodljivosti, inače koliko struje može dovesti između MOSFET terminala izvora i odvoda ovisi o zbroju primijenjenog napona na njegov izlazni terminal. Napon primijenjen na izlazni terminal proizvodi električno polje za kontrolu vodljivosti uređaja. MOSFET-ovi se koriste za izradu različitih aplikacijskih krugova kao što su DC-DC pretvarači, kontrola motora, Inverteri , Bežični prijenos energije , itd. Ovaj članak govori o tome kako dizajnirati krug bežičnog prijenosa energije korištenjem visokoučinkovitog MOSFET .

Bežični prijenos energije s MOSFET-om

Glavni koncept ovoga je dizajn WPT (bežični prijenos energije) sustava s MOSFET-ovima i rezonantnom induktivnom spregom za kontrolu prijenosa energije između Tx i Rx zavojnice. To se može učiniti s rezonantnim punjenjem zavojnice iz izmjenične struje, nakon čega se naknadno prenosi napajanje na otporno opterećenje. Ovaj krug je od pomoći u punjenju uređaja male snage vrlo brzo i snažno putem induktivne veze bežično.

Bežični prijenos energije može se definirati kao; prijenos električne energije od izvora napajanja do električnog opterećenja na udaljenost bez ikakvih kabela ili vodljivih žica poznat je kao WPT (bežični prijenos energije). Bežični prijenos energije čini nevjerojatnu promjenu u području elektrotehnike koja uklanja upotrebu konvencionalnih bakrenih kabela i također strujnih žica. Bežični prijenos energije učinkovit je, pouzdan, s niskim troškovima održavanja i brz za velike i kratke domete. Ovo se koristi za bežično punjenje mobitela ili punjive baterije.

Potrebne komponente

Bežični prijenos energije s MOSFET sklopom uglavnom uključuje dio odašiljača i dio prijemnika. Komponente potrebne za izradu sekcije odašiljača za bežični prijenos energije uglavnom uključuju; izvor napona (Vdc) – 30V, kondenzator-6,8 nF, RF prigušnice (L1 & L2) su 8,6 μH & 8,6 μH, Zavojnica odašiljača (L) – 0,674 μH, otpornici R1-1K, R2-10 K, R3-94 ohma, R4-94 ohma, R5-10 K, kondenzator C radi kao rezonantni kondenzatori, diode D1-D4148, D2-D4148, MOSFET Q1-IRF540 i MOSFET Q2-IRF540

Komponente potrebne za izradu sekcije prijemnika za bežični prijenos energije uglavnom uključuju; diode D1 do D4 – D4007, Otpornik (R) – 1k ohm, regulator napona IC – LM7805 IC, prijemna zavojnica (L) – 1,235 μH, kondenzatori poput C1 – 6,8 nF i C2 je 220 μF.

Bežični prijenos energije s MOSFET priključcima

Veze odašiljača za bežični prijenos energije slijede kako slijedi;

Krug odašiljača bežičnog prijenosa energije

Pozitivni terminal otpornika R1 spojen je na izvor napona od 30 V, a drugi terminal je spojen na LED. Katodni terminal LED-a spojen je na GND preko otpornika R2.
Pozitivni terminal otpornika R3 spojen je na izvor napona od 30 V, a drugi terminal je spojen na terminal vrata MOSFET-a. Ovdje je katodni terminal LED-a spojen na izlazni terminal MOSFET-a.
Odvodni priključak MOSFET-a spojen je na napajanje preko pozitivnog priključka diode i induktor 'L1'.
Izvorni terminal MOSFET-a spojen je na GND.
U induktoru 'L1' još jedan terminal je spojen na anodni terminal diode D2, a njegov katodni terminal je spojen na otpornik R3 preko kondenzatora 'C' i induktora 'L'.
Pozitivni terminal otpornika R4 spojen je na napajanje naponom, a drugi terminal otpornika spojen je na izlazni terminal MOSFET-a preko anodnih i katodnih priključaka dioda D1 i D2.
Pozitivni terminal induktora 'L2' spojen je na dovod napona, a drugi terminal je spojen na odvodni terminal MOSFET-a preko anodnog terminala diode 'D2'.
Izvorni terminal MOSFET-a spojen je na GND.

Veze odjeljka prijemnika bežičnog prijenosa energije slijede kako slijedi;

Prijemni krug bežičnog prijenosa energije

Pozitivni terminali induktora 'L', kondenzatora 'C1' spojeni su na anodni terminal D1, a drugi terminali induktora 'L', kondenzatora 'C1' spojeni su na katodni terminal D4.
Terminal anode diode D2 povezan je s terminalom katode diode D3, a terminal anode diode D3 spojen je s terminalom anode diode D4.
Katodni terminal diode D2 spojen je na katodni terminal diode D1, a anodni terminal diode D1 spojen je na druge priključke induktora 'L' i kondenzatora 'C1'.
Pozitivni terminal otpornika 'R' spojen je na katodne terminale D1 i D2, a ostali terminali otpornika spojeni su na anodni terminal LED-a, a katodni terminal LED-a spojen je na GND.
Pozitivni terminal kondenzatora C2 spojen je na ulazni terminal LM7805 IC, drugi terminal je spojen na GND, a pin GND LM7805 IC spojen je na GND.

radim

Ovaj krug bežičnog prijenosa energije uglavnom uključuje dva dijela odašiljač i prijemnik. U ovom dijelu, zavojnica odašiljača izrađena je od 6 mm lakirane žice ili magnetne žice. Zapravo, ova žica je bakrena žica s tankim izolacijskim slojem na sebi. Promjer zavojnice odašiljača je 6,5 inča ili 16,5 cm i 8,5 cm duljine.

Krug sekcije odašiljača uključuje izvor istosmjerne struje, zavojnicu odašiljača i oscilator. Istosmjerni izvor napajanja daje stabilan istosmjerni napon koji se daje kao ulaz u oscilatorski krug. Nakon toga, mijenja istosmjerni napon u izmjeničnu struju visoke frekvencije i daje se odašiljačkoj zavojnici. Zbog izmjenične struje visoke frekvencije, zavojnica odašiljača će se aktivirati kako bi proizvela izmjenično magnetsko polje unutar zavojnice.

Zavojnica prijemnika unutar dijela prijemnika izrađena je od bakrene žice 18 AWG promjera 8 cm. U krugu prijemnog dijela, zavojnica prijemnika dobiva tu energiju kao inducirani izmjenični napon u svojoj zavojnici. Ispravljač u ovoj sekciji prijemnika mijenja napon iz AC u DC. Na kraju, ovaj promijenjeni istosmjerni napon se daje opterećenju kroz segment regulatora napona. Glavna funkcija bežičnog prijamnika energije je punjenje baterije male snage putem induktivne sprege.

Kad god se osigura napajanje strujnog kruga odašiljača, zatim istosmjerna struja prolazi kroz dvije strane zavojnica L1 i L2 i do odvodnih terminala MOSFET-a, tada će se napon pojaviti na terminalima vrata MOSFET-a i pokušava uključiti tranzistore .

Ako pretpostavimo da je prvi MOSFET Q1 uključen, tada će napon odvoda drugog MOSFET-a biti ograničen na GND. Istovremeno, drugi MOSFET će biti u isključenom stanju, a napon odvoda drugog MOSFET-a će porasti do vrha i početi padati zbog kruga spremnika koji stvara 'C' kondenzator & primarni svitak oscilatora tijekom jednog poluciklusa.

Prednosti bežičnog prijenosa energije su; da je jeftiniji, pouzdaniji, nikada ne ostaje bez baterije unutar bežičnih zona, učinkovito prenosi više energije u usporedbi sa žicama, vrlo je praktičan, ekološki prihvatljiv, itd. Nedostaci bežičnog prijenosa energije su; da je gubitak snage velik, neusmjeren i nije učinkovit za veće udaljenosti.

The primjene bežičnog prijenosa energije uključuju industrijske primjene koje uključuju bežične senzore iznad rotirajućih osovina, punjenje i napajanje bežične opreme i osiguravanje vodonepropusne opreme uklanjanjem kabela za punjenje. Koriste se za punjenje mobilnih uređaja, kućanskih aparata, bespilotnih letjelica i električnih vozila. Koriste se za rad i punjenje medicinskih implantata koji uključuju; pacemakera, potkožnih lijekova i drugih implantata. Ovi bežični sustavi prijenosa energije mogu se izraditi kod kuće/krušne ploče kako bi se razumio njihov rad. da vidimo

Kako napraviti WirelessPowerTranfer uređaj kod kuće?

Stvaranje jednostavnog uređaja za bežični prijenos energije (WPT) kod kuće može biti zabavan i edukativan projekt, ali važno je napomenuti da izgradnja učinkovitog WPT sustava sa značajnom izlaznom snagom obično uključuje naprednije komponente i razmatranja. Ovaj vodič opisuje osnovni DIY projekt u obrazovne svrhe koji koristi induktivno spajanje. Imajte na umu da je sljedeći uređaj male snage i nije prikladan za punjenje uređaja.

Potrebni materijali:

Zavojnica odašiljača (TX zavojnica): Zavojnica žice (oko 10-20 zavoja) omotana oko cilindričnog oblika, poput PVC cijevi.
Prijemna zavojnica (RX zavojnica): Slično TX zavojnici, ali po mogućnosti s više zavoja za povećani izlazni napon.
LED (Light Emitting Diode): Kao jednostavno opterećenje za demonstraciju prijenosa snage.
N-kanalni MOSFET (npr. IRF540): Za stvaranje oscilatora i prebacivanje TX svitka.
Dioda (npr. 1N4001): Za ispravljanje AC izlaza iz RX svitka.

“princip rada centrifugalne pumpe ”
Kondenzator (npr. 100 μF): Za izjednačavanje ispravljenog napona.
Otpornik (npr. 220Ω): Za ograničavanje struje LED-a.
Baterija ili DC napajanje: Za napajanje odašiljača (TX).
Žice za matičnu ploču i kratkospojnike: Za izgradnju strujnog kruga.
Pištolj za vruće ljepilo: Za učvršćivanje zavojnica na mjestu.

Objašnjenje strujnog kruga:

Pogledajmo kako se sklop odašiljača i prijemnika mora povezati.

Strana odašiljača (TX):

Baterija ili DC napajanje: Ovo je vaš izvor napajanja za odašiljač. Spojite pozitivni pol baterije ili istosmjernog napajanja na pozitivnu tračnicu vaše matične ploče. Spojite negativni terminal na negativnu tračnicu (GND).
TX zavojnica (zavojnica odašiljača): Spojite jedan kraj TX zavojnice na odvodni (D) terminal MOSFET-a. Drugi kraj TX zavojnice spaja se na pozitivnu tračnicu matične ploče, gdje je spojen pozitivni terminal vašeg izvora napajanja.
MOSFET (IRF540): Izvorni (S) terminal MOSFET-a spojen je na negativnu tračnicu (GND) matične ploče. Ovo povezuje izvorni terminal MOSFET-a s negativnim terminalom vašeg izvora napajanja.
Priključak vrata (G) MOSFET-a: U pojednostavljenom krugu, ovaj terminal je ostavljen nepovezan, što učinkovito uključuje MOSFET neprekidno.

Strana prijemnika (RX):

LED (opterećenje): Spojite anodu (duži vod) LED-a na pozitivnu tračnicu matične ploče. Spojite katodu (kraći vod) LED-a na jedan kraj RX zavojnice.
RX zavojnica (prijamna zavojnica): Drugi kraj RX zavojnice trebao bi biti spojen na negativnu tračnicu (GND) matične ploče. Ovo stvara zatvoreni krug za LED.
Dioda (1N4001): Postavite diodu između katode LED-a i negativne tračnice (GND) matične ploče. Katoda diode trebala bi biti spojena na katodu LED-a, a njezina anoda trebala bi biti spojena na negativnu tračnicu.
Kondenzator (100 μF): Spojite jedan vod kondenzatora na katodu diode (anodna strana LED-a). Spojite drugi vod kondenzatora na pozitivnu tračnicu matične ploče. Ovaj kondenzator pomaže uglađivanju ispravljenog napona, pružajući stabilniji napon LED diodi.

“kako radi punjač za telefon ”

Tako su komponente spojene u krug. Kada napajate odašiljačku stranu (TX), TX zavojnica generira promjenjivo magnetsko polje, koje inducira napon u RX zavojnici na strani prijamnika (RX). Ovaj inducirani napon se ispravlja, ujednačava i koristi za napajanje LED-a, demonstrirajući bežični prijenos energije u vrlo osnovnom obliku. Upamtite da je ovo edukativna demonstracija niske potrošnje energije, koja nije prikladna za praktične aplikacije bežičnog punjenja.