Kako radi bežični prijenos snage

Isprobajte Naš Instrument Za Uklanjanje Problema





Bežični prijenos snage proces je u kojem se električna energija prenosi iz jednog sustava u drugi sustav elektromagnetskim valovima bez upotrebe žica ili bilo kakvog fizičkog kontakta.

U ovom postu raspravljamo o tome kako funkcionira bežični prijenos snage ili prijenos električne energije zrakom bez upotrebe žica.



Možda ste već naišli na ovu tehnologiju i možda ste prošli kroz mnoge srodne teorije na internetu.

Iako je Internet možda prepun takvih članaka koji pojam objašnjavaju primjerom i video zapisima, čitatelj uglavnom ne razumije osnovno načelo koje upravlja tehnologijom i njezine buduće izglede.



Kako djeluje bežični prijenos električne energije

U ovom ćemo članku otprilike pokušati dobiti ideju o tome kako se događa, radi ili provodi bežični prijenos električne energije i zašto je ideju tako teško provesti na velikim udaljenostima.

Najčešći i klasični primjer bežičnog prijenosa snage je naša stara radio i TV tehnologija koja djeluje tako da šalje električne valove (RF) s jedne točke na drugu bez kabela, za predviđeni prijenos podataka.

Poteškoća

Međutim, nedostatak ove tehnologije je taj što nije u stanju prenijeti valove jakom strujom tako da odašiljana snaga postane značajna i upotrebljiva na prihvatnoj strani za pokretanje potencijalnog električnog opterećenja.

Ovaj problem postaje težak jer bi otpor zraka mogao biti u rasponu od milijun mega ohma i stoga bi ga bilo izuzetno teško probiti.

Još jedna gnjavaža koja dodatno otežava prijenos na velike udaljenosti jest fokusirana izvedivost energije do odredišta.

Ako se prenesenoj struji dopušta širenje pod širokim kutom, odredišni prijamnik možda neće moći primiti poslanu snagu i možda će dobiti samo njezin dio, što operaciju čini krajnje neučinkovitom.

Međutim, prijenos električne energije na kratke udaljenosti bez žica izgleda mnogo lakše i mnogi su je uspješno proveli, jednostavno zato što na kratkim udaljenostima gore navedena ograničenja nikada ne postaju problem.

Za bežični prijenos snage na kratkim udaljenostima, otpor zraka je mnogo manji, u rasponu od nekoliko 1000 meg ohma (ili čak manji, ovisno o razini blizine), a prijenos postaje izvedivo prilično učinkovit uključivanjem velike struje i visoka frekvencija.

Stjecanje optimalnog dometa

Da bi se postigla optimalna učinkovitost udaljenosti do struje, frekvencija prijenosa postaje najvažniji parametar u radu.

Više frekvencije omogućuju učinkovitije prelazak veće udaljenosti, pa je to jedan element koji treba slijediti prilikom osmišljavanja uređaja za bežični prijenos snage.

Drugi parametar koji olakšava prijenos je razina napona, viši naponi omogućuju uključivanje niže struje i održavanje uređaja kompaktnim.

Pokušajmo sada shvatiti koncept jednostavnim postavljenim krugom:

Postavljanje kruga

Popis dijelova

R1 = 10 ohma
L1 = 9-0-9 zavoja, to jest 18 zavoja sa središnjom slavinom pomoću 30 SWG super emajlirane bakrene žice.
L2 = 18 okretaja pomoću 30 SWG super emajlirane bakrene žice.
T1 = 2N2222
D1 ---- D4 = 1N4007
C1 = 100uF / 25V
3V = 2 AAA 1,5V stanice u nizu

Gornja slika prikazuje jednostavan krug bežičnog prijenosa snage koji se sastoji od stupnja predajnika s lijeve strane i stupnja prijemnika s desne strane dizajna.

Obje faze mogu se vidjeti odvojene sa značajnim zračnim rasporom za predviđeni pomak električne energije.

Kako radi

Stupanj odašiljača snage izgleda poput oscilatornog kruga napravljenog kroz mrežni krug s povratnom spregom preko NPN tranzistora i prigušnice.

Da, točno je, odašiljač je doista oscilator koji djeluje na push-pull način za indukciju pulsirajuće visokofrekventne struje u pridruženoj zavojnici (L1).

Inducirana visokofrekventna struja razvija odgovarajuću količinu elektromagnetskih valova oko zavojnice.

Nalazeći se na visokoj frekvenciji, ovo se elektromagnetsko polje može razdvojiti kroz zračni otvor oko sebe i dosegnuti udaljenost koja je dopuštena ovisno o trenutnoj snazi.

Može se vidjeti stupanj prijamnika koji se sastoji samo od nadopunjujućeg induktora L2 prilično sličnog L1, koji ima jedinu ulogu prihvaćanja odašiljanih elektromagnetskih valova i njegovog pretvaranja natrag u potencijalnu razliku ili električnu energiju, iako na nižoj razini snage zbog uključenog prijenosa gubici u zraku.

Elektromagnetski valovi generirani iz L1 zrače se svuda uokolo, a L2 koji je negdje u liniji pogođen je tim EM valovima. Kada se to dogodi, elektroni unutar L2 žica prisiljeni su oscilirati istom brzinom kao i EM valovi, što napokon rezultira induciranom električnom energijom i preko L2.

Električna energija ispravlja se i filtrira na odgovarajući način pomoću priključenog mostovnog ispravljača i C1 koji čine ekvivalentni istosmjerni izlaz na prikazanim izlaznim stezaljkama.

Zapravo, ako pažljivo sagledamo princip rada bežičnog prijenosa snage, otkrivamo da to nije ništa novo, već naša prastara tehnologija transformatora koju obično koristimo u svojim napajanjima, SMPS jedinicama itd.

Jedina razlika je u nedostatku jezgre koju obično nalazimo u našim redovitim transformatorima za napajanje. Jezgra pomaže maksimizirati (koncentrirati) proces prijenosa snage i uvesti minimalne gubitke što zauzvrat u velikoj mjeri povećava učinkovitost

Odabir jezgre induktora

Jezgra također omogućuje upotrebu relativno nižih frekvencija za postupak, točnije oko 50 do 100 Hz za transformatore željezne jezgre, dok je unutar transformatora feritne jezgre unutar 100 kHz.

Međutim, u našem predloženom članku o tome kako funkcionira bežični prijenos snage, budući da ta dva odjeljka moraju biti potpuno udaljena jedan od drugog, uporaba jezgre ne dolazi u obzir, a sustav je prisiljen raditi bez udobnosti pomoćne jezgre.

Bez jezgre postaje bitno da se koristi relativno veća frekvencija, a također i veća struja, tako da prijenos može inicirati, što može izravno ovisiti o udaljenosti između faze odašiljanja i prijema.

Rezimirajući koncept

Da rezimiramo, iz gornje rasprave možemo pretpostaviti da za izvedbu optimalnog prijenosa snage zrakom moramo u dizajn uključiti sljedeće parametre:

Ispravno usklađen omjer zavojnice s obzirom na predviđenu indukciju napona.

Visoka frekvencija reda 200 kHz do 500 kHz ili veća za zavojnicu odašiljača.

I velika struja za zavojnicu odašiljača, ovisno o tome na koju udaljenost treba prenijeti zračeni elektromagnetski valovi.

Za više informacija o tome kako funkcionira bežični prijenos, slobodno komentirajte.




Prethodno: CDI krug testera za automobile Dalje: Krug bežičnog punjača za mobitel