V tomto článku sa dozvieme, ako navrhnúť a vyrobiť si vlastný prispôsobený obvod silnoprúdovej bezdrôtovej nabíjačky batérií pomocou konceptu bezdrôtového prenosu energie.
Úvod
V mnohých svojich predchádzajúcich článkoch som komplexne diskutoval o bezdrôtovom prenose energie, v tomto článku pôjdeme o krok vpred a pokúsime sa naučiť, ako navrhnúť jej silnoprúdovú verziu, ktorú je možné použiť pri akejkoľvek operácii bezdrôtového prenosu s vysokým výkonom, ako je napr. na nabíjanie batérie automobilu atď. Myšlienka optimalizácie bezdrôtového prenosového obvodu je celkom podobná optimalizácia obvodu indukčného ohrievača , pričom obidva koncepty možno vidieť pri využití optimalizácie stupňa ich LC nádrže na dosiahnutie požadovaného výkonu pri najvyššej možnej účinnosti.
Návrh je možné implementovať využitím nasledujúcich základných stupňov obvodu:
Obvod vysielača bude obsahovať:
1) Nastaviteľný frekvenčný oscilátor.
2) Polovičný most alebo celý mostný obvod (najlepšie)
3) Fáza vodiča BJT / Mosfet.
4) LC obvodový stupeň
Stupeň obvodu prijímača bude obsahovať:
1) Iba LC obvodový stupeň.
Príklad obvodu pre navrhovanú vysokonapäťovú bezdrôtovú nabíjačku batérií je možné vidieť na nasledujúcom diagrame. Pre jednoduchosť som vylúčil použitie úplného alebo polovičného mostíka a radšej som zabudoval obyčajný obvod IC 555.
Vyššie uvedená konštrukcia predstavuje obvod vysielača obvodu bezdrôtovej nabíjačky batérií vysokého výkonu pomocou obvodu IC 555 PWM.
Tu môže byť výstup trochu neefektívny, pretože proces vedenia je jednostranný a nie typu push-pull.
Napriek tomu, ak je tento obvod správne optimalizovaný, možno od neho očakávať slušný prenos vysokého prúdu.
Pamätajte, že drôt vo vnútri cievky nesmie byť hrubý jednožilový drôt, ale veľa veľa tenkých drôtov. To umožní lepšiu absorpciu prúdu, a tým aj vyššiu rýchlosť prenosu.
Ako to funguje
IC 555 je v zásade nakonfigurovaný vo svojom štandardnom režime PWM, ktorý je možné upraviť pomocou zobrazeného 5K hrnca. K dispozícii je ďalší nastaviteľný rezistor v podobe 1M hrnca, ktorý sa dá použiť na optimalizáciu frekvencie a stupňa rezonancie obvodu.
Hrniec PWM by sa mohol použiť na nastavenie aktuálnej úrovne, zatiaľ čo 1M na dosiahnutie úrovne rezonancie okruhu LC nádrže.
Obvod nádrže LC je možné vidieť pripojený k tranzistoru 2N3055, ktorý napája tento stupeň LC s frekvenciou zodpovedajúcou jeho základnej frekvencii z kolíka č. 3 integrovaného obvodu.
Ako zvoliť komponenty LC.
Optimálny výber dielov LC je možné dosiahnuť podľa pokynov uvedených v tomto článku, ktorý vysvetľuje ako optimalizovať rezonančnú frekvenciu siete tankov LC .
V zásade, ak poznáte hodnotu frekvencie a buď L alebo C, potom je možné neznámy parameter ľahko vypočítať pomocou navrhovaného vzorca alebo tohto Softvér na výpočet LC rezonancie .
Obvod prijímača
Cievka pre obvod prijímača pre túto vysokonapäťovú bezdrôtovú nabíjačku batérií je úplne podobná ako cievka vysielača. To znamená, že môžete jednoducho použiť jednu nepretržite bežiacu cievku od začiatku do konca a cez tieto svorky pridať rezonančný kondenzátor.
Uistite sa, že hodnoty LC sú presne podobné hodnotám Tx LC. Nastavenie je viditeľné na nasledujúcom obrázku:
Tranzistor 2N2222 je zavedený s cieľom zabezpečiť, aby pri nastavovaní rezonancie nebol 2N3055 nikdy vystavený nadmernej situácii. V prípade, že sa to stane, nadprúd vyvinie ekvivalentné množstvo spúšťania cez Rx dostatočné na aktiváciu 2N2222, čo zasa skratuje základňu 2N3055 na zem a zabráni jej ďalšiemu vedeniu, čím sa zabráni možnému poškodeniu zariadenia.
Rx možno vypočítať pomocou tohto vzorca:
Rx = 0,6 / maximálny prúdový limit tranzistora (alebo bezdrôtového prenosu výkonu)
Pridanie regulátora napätia na nabíjanie batérie:
Na vyššie uvedenom diagrame by mal byť výstup z prijímača pripojený k obvodu regulátora napätia, napríklad pomocou obvodu LM338 alebo obvod operačného zosilňovača pre zaistenie toho, že výstup môže byť bezpečne privádzaný do určenej batérie na jej nabíjanie.
Ak máte ďalšie otázky, môžete ich vyjadriť prostredníctvom svojich komentárov.
Rozloženie DPS
Dvojica: Obvod hračkárskych automobilov ovládaný tlieskaním Ďalej: Sieťový ochranný obvod vysokého napätia s oneskoreným monitorom
