Högströmslös trådlös batteriladdarkrets

I den här artikeln lär vi oss hur du designar och skapar din egen skräddarsydda trådlösa batteriladdarkrets med hög trådkraft.

Introduktion

I många av mina tidigare artiklar har jag utförligt diskuterat trådlös kraftöverföring, i den här artikeln kommer vi att gå ett steg framåt och försöka lära oss hur man utformar en hög aktuell version av samma som kan användas för alla trådlösa överföringsoperationer med hög effekt, t.ex. för laddning av ett elbilsbatteri etc. Idén att optimera en trådlös strömöverföringskrets liknar ganska mycket optimering av en induktionsvärmare , vari båda begreppen kan ses med användning av optimeringen av deras LC-tanksteg för att uppnå önskad effekt vid högsta möjliga effektivitet.

Konstruktionen kan implementeras genom att använda följande grundläggande kretssteg i den:

Sändarkretsen kommer att innehålla:

1) En justerbar frekvensoscillator.
2) En halvbrygga eller en helbrobana (helst)
3) BJT / Mosfet-förarsteg.
4) ett LC-kretssteg

Mottagarkretssteget kommer att innehålla:

1) Endast LC-kretssteget.

Ett exempel på kretsar för den föreslagna trådlösa batteriladdaren med hög ström kan ses i följande diagram, för enkelhets skull har jag eliminerat användningen av en helbrygga eller halvbrygga, utan har införlivat en vanlig IC 555-krets.

Ovanstående design representerar sändarkretsen för den trådlösa batteriladdarkretsen med hög effekt med en IC 555 PWM-krets.

Här kan utgången vara lite ineffektiv eftersom ledningsprocessen är ensidig och inte en push pull-typ.

Om denna krets är korrekt optimerad kan man ändå förvänta sig en anständig kraftöverföring med hög ström.

Kom ihåg att tråden inuti spolen inte får vara en tjock enda ledare, snarare en massa många tunna ledningar. Detta möjliggör bättre absorption av ström och därmed högre överföringshastighet.

Hur det fungerar

IC 555 är i grunden konfigurerad i sitt standard PWM-läge som kan justeras med den visade 5K-potten, det finns ett annat justerbart motstånd i form av 1M-potten som kan användas för att optimera frekvensen och resonansgraden för kretsen.

PWM-potten kan användas för att justera den aktuella nivån medan 1M för att toppa resonansnivån för LC-tankkretsen.

LC-tankkretsen kan ses ansluten med transistorn 2N3055 som driver detta LC-steg med en frekvens som motsvarar dess basfrekvens från stift nr 3 på IC.

Hur man väljer LC-komponenter.

Att välja LC-delar optimalt kan uppnås genom att följa instruktionerna i denna artikel som förklarar hur man optimerar resonansfrekvensen för ett LC-tanknätverk .

I grund och botten om du känner till frekvensvärdet, och antingen L eller C, kan den okända parametern lätt beräknas med hjälp av den föreslagna formeln eller detta Programvara för LC-resonansräknare .

Mottagarkretsen

Spolen för mottagarkretsen för denna trådlösa batteriladdare med hög ström liknar exakt sändarspolen. Det betyder att du helt enkelt kan använda en kontinuerlig löpande spole från början till slut och lägga till en resonans kondensator över dessa terminaler.

Kontrollera att LC-värdena liknar Tx LC-värdena. Uppsättningen kan ses i följande bild:

2N2222-transistorn introduceras för att säkerställa att 2N3055 inte utsätts för en alltför aktuell situation medan resonansen justeras. Om detta tenderar att hända utvecklar överströmmen en motsvarande mängd utlösning över Rx som är tillräcklig för att aktivera 2N2222, som i sin tur kortsluter 2N3055-basen till mark som hindrar den från att leda vidare och därmed förhindrar enheten från en eventuell skada.

Rx kan beräknas med följande formel:

Rx = 0,6 / Max strömgräns för transistorn (eller den trådlösa kraftöverföringen)

Lägga till en spänningsregulator för laddning av batteriet:

I ovanstående diagram ska utgången från mottagaren anslutas med en spänningsregulatorkrets, t.ex. genom att använda en LM338-krets eller en opamp-styrkrets för att säkerställa att utgången säkert kan matas till det avsedda batteriet för laddning.

Om du har ytterligare frågor är du välkommen att uttrycka dem genom dina kommentarer.

PCB-layout