Κύκλωμα ασύρματου φορτιστή μπαταρίας υψηλής τάσης

Σε αυτό το άρθρο μαθαίνουμε σχετικά με το πώς να σχεδιάζουμε και να φτιάχνουμε το δικό σας προσαρμοσμένο κύκλωμα φορτιστή μπαταρίας υψηλής τάσης με χρήση της έννοιας μεταφοράς ισχύος

Εισαγωγή

Σε πολλά από τα προηγούμενα άρθρα μου έχω συζητήσει διεξοδικά την ασύρματη μεταφορά ισχύος, σε αυτό το άρθρο θα προχωρήσουμε ένα βήμα μπροστά και θα προσπαθήσουμε να μάθουμε πώς να σχεδιάζουμε μια υψηλή τρέχουσα έκδοση της ίδιας που μπορεί να εφαρμοστεί για οποιαδήποτε λειτουργία ασύρματης μεταφοράς υψηλής ισχύος όπως για φόρτιση ηλεκτρικής μπαταρίας αυτοκινήτου κ.λπ. Η ιδέα βελτιστοποίησης ενός ασύρματου κυκλώματος μεταφοράς ισχύος είναι παρόμοια με αυτήν βελτιστοποίηση ενός κυκλώματος επαγωγής θερμαντήρα , όπου και οι δύο ιδέες φαίνονται να χρησιμοποιούν τη βελτιστοποίηση του σταδίου δεξαμενής LC για την επίτευξη της επιθυμητής ισχύος εξόδου με την υψηλότερη δυνατή απόδοση.

Ο σχεδιασμός μπορεί να εφαρμοστεί χρησιμοποιώντας τα ακόλουθα βασικά στάδια κυκλώματος σε αυτό:

Το κύκλωμα πομπού περιλαμβάνει:

1) Ρυθμιζόμενος ταλαντωτής συχνότητας.
2) Κύκλωμα μισής γέφυρας ή πλήρους γέφυρας (κατά προτίμηση)
3) Στάδιο οδηγού BJT / Mosfet.
4) ένα στάδιο κυκλώματος LC

Το στάδιο του κυκλώματος δέκτη θα περιλαμβάνει:

1) Μόνο το στάδιο κυκλώματος LC.

Ένα παράδειγμα κυκλώματος για τον προτεινόμενο ασύρματο φορτιστή μπαταρίας υψηλής τάσης φαίνεται στο ακόλουθο διάγραμμα, για λόγους απλότητας, έχω εξαλείψει τη χρήση κυκλώματος πλήρους γέφυρας ή μισής γέφυρας, μάλλον έχω ενσωματώσει ένα συνηθισμένο κύκλωμα IC 555.

Η παραπάνω σχεδίαση αντιπροσωπεύει το κύκλωμα πομπού του κυκλώματος φορτιστή μπαταρίας υψηλής ισχύος με χρήση κυκλώματος IC 555 PWM.

Εδώ η έξοδος θα μπορούσε να είναι λίγο αναποτελεσματική, δεδομένου ότι η διαδικασία αγωγής είναι μονής όψης και όχι τύπου ώθησης.

Ωστόσο, εάν αυτό το κύκλωμα έχει βελτιστοποιηθεί σωστά, μπορεί να αναμένεται αξιοπρεπής μεταφορά ρεύματος υψηλής ισχύος από αυτό.

Μην ξεχνάτε ότι το καλώδιο στο εσωτερικό του πηνίου δεν πρέπει να είναι ένα παχύ μονό πυρήνα, αλλά ένα μάτσο πολλών λεπτών καλωδίων. Αυτό θα επιτρέψει καλύτερη απορρόφηση ρεύματος και επομένως υψηλότερο ρυθμό μεταφοράς.

Πως δουλεύει

Το IC 555 είναι βασικά διαμορφωμένο στην τυπική λειτουργία PWM που μπορεί να ρυθμιστεί χρησιμοποιώντας το δοχείο 5K που εμφανίζεται, υπάρχει μια άλλη ρυθμιζόμενη αντίσταση με τη μορφή δοχείου 1Μ που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη βελτιστοποίηση της συχνότητας και του βαθμού συντονισμού του κυκλώματος.

Το δοχείο PWM θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για τη ρύθμιση του τρέχοντος επιπέδου, ενώ το 1M για την κορυφή του επιπέδου συντονισμού του κυκλώματος δεξαμενής LC.

Το κύκλωμα δεξαμενής LC μπορεί να φανεί συνδεδεμένο με το τρανζίστορ 2N3055 που τροφοδοτεί αυτό το στάδιο LC με μια συχνότητα που αντιστοιχεί στη συχνότητα βάσης του από τον πείρο # 3 του IC.

Πώς να επιλέξετε τα στοιχεία LC.

Η βέλτιστη επιλογή των εξαρτημάτων LC μπορεί να επιτευχθεί ακολουθώντας τις οδηγίες που παρέχονται σε αυτό το άρθρο που εξηγεί πώς να βελτιστοποιήσετε τη συχνότητα συντονισμού ενός δικτύου δεξαμενών LC .

Βασικά εάν γνωρίζετε την τιμή συχνότητας, και είτε το L είτε το C, τότε η άγνωστη παράμετρος μπορεί εύκολα να υπολογιστεί χρησιμοποιώντας τον προτεινόμενο τύπο ή αυτό Λογισμικό υπολογισμού συντονισμού LC .

Το κύκλωμα δέκτη

Το πηνίο για το κύκλωμα δέκτη για αυτόν τον ασύρματο φορτιστή μπαταρίας υψηλής τάσης είναι ακριβώς παρόμοιο με το πηνίο πομπού. Δηλαδή, μπορείτε απλά να χρησιμοποιήσετε ένα μόνο πηνίο συνεχούς λειτουργίας από την αρχή έως το τέλος και να προσθέσετε έναν συντονισμό πυκνωτή σε αυτούς τους ακροδέκτες.

Βεβαιωθείτε ότι οι τιμές LC είναι ακριβώς παρόμοιες με τις τιμές Tx LC. Η εγκατάσταση μπορεί να δει στην ακόλουθη εικόνα:

Το τρανζίστορ 2N2222 εισάγεται για να βεβαιωθείτε ότι κατά τη ρύθμιση του συντονισμού, το 2N3055 δεν υπόκειται ποτέ σε υπερβολική τρέχουσα κατάσταση. Σε περίπτωση που αυτό συμβαίνει, το υπερβολικό ρεύμα αναπτύσσει ένα ισοδύναμο ποσό ενεργοποίησης σε Rx επαρκές για να ενεργοποιήσει το 2N2222, το οποίο με τη σειρά του κλείνει τη βάση 2N3055 στη γείωση, εμποδίζοντας την από το να προχωρήσει περαιτέρω και έτσι να αποτρέψει τη συσκευή από πιθανή ζημιά.

Το Rx μπορεί να υπολογιστεί χρησιμοποιώντας τον ακόλουθο τύπο:

Rx = 0,6 / Μέγιστο όριο ρεύματος του τρανζίστορ (ή της ασύρματης μεταφοράς ισχύος)

Προσθήκη ρυθμιστή τάσης για φόρτιση της μπαταρίας:

Στο παραπάνω διάγραμμα, η έξοδος από το δέκτη θα πρέπει να είναι συνδεδεμένη με κύκλωμα ρυθμιστή τάσης, όπως χρήση κυκλώματος LM338 ή κύκλωμα ελεγκτή opamp για να βεβαιωθείτε ότι η έξοδος μπορεί να τροφοδοτηθεί με ασφάλεια στην προβλεπόμενη μπαταρία για φόρτιση.

Εάν έχετε περαιτέρω απορίες, μη διστάσετε να τα εκφράσετε μέσω των σχολίων σας.

Διάταξη PCB