Paano Gumagana ang Wireless Power Transfer

Ang wireless power transfer ay isang proseso kung saan ang enerhiya ng kuryente ay inililipat mula sa isang system patungo sa isa pang system sa pamamagitan ng mga electromagnetic na alon nang hindi gumagamit ng mga wire o anumang pisikal na kontak.

Sa post na ito tinatalakay namin tungkol sa kung paano gumagana ang wireless power transfer o ang paglipat ng kuryente sa pamamagitan ng hangin nang hindi gumagamit ng mga wire.

Maaaring naranasan mo na ang teknolohiyang ito at maaaring marami kang napagdaanan mga kaugnay na teorya sa Internet.

Kahit na ang Internet ay maaaring puno ng mga nasabing artikulo na nagpapaliwanag ng konsepto sa mga halimbawa at video, ang mambabasa ay halos nabigo upang maunawaan ang pangunahing prinsipyo na namamahala sa teknolohiya, at mga hinaharap na prospect.

Paano Gumagana ang Wireless Electricity Transfer

Sa artikulong ito halos susubukan naming makakuha ng isang ideya tungkol sa kung paano nagaganap ang isang wireless transfer ng kuryente o gumagana o pagpapadaloy at kung bakit ang ideya ay napakahirap ipatupad sa malalaking distansya.

Ang pinakakaraniwan at klasikong halimbawa ng paglipat ng wireless power ay ang aming lumang teknolohiya sa radyo at TV na gumagana sa pamamagitan ng pagpapadala ng mga de-koryenteng alon (RF) mula sa isang punto patungo sa iba pa nang walang mga kable, para sa inilaan na paglipat ng data.

Ang kahirapan

Gayunpaman ang sagabal sa likod ng teknolohiyang ito ay hindi nito mailipat ang mga alon na may mataas na kasalukuyang tulad na ang naihatid na lakas ay nagiging makabuluhan at magagamit sa natanggap na bahagi para sa pagmamaneho ng isang potensyal na pagkarga ng elektrisidad.

Ang problemang ito ay naging mahirap dahil ang paglaban ng hangin ay maaaring nasa saklaw ng milyun-milyong mega Ohms at sa gayon ay lubhang mahirap putulin.

Ang isa pang abala na ginagawang mas mahirap ang paglipat ng distansya ay ang pagtuon na posibilidad ng kapangyarihan sa patutunguhan.

Kung pinahihintulutan ang naihatid na kasalukuyang upang ikalat sa isang malawak na anggulo, ang tatanggap na patutunguhan ay maaaring hindi makatanggap ng naipadala na lakas, at maaaring makakuha ng isang bahagi lamang nito, na ginagawang labis na hindi epektibo ang operasyon.

Gayunpaman, ang paglilipat ng kuryente sa maikling distansya nang walang mga wire ay mukhang mas madali at matagumpay na naipatupad ng marami, dahil lamang sa maikling distansya ang napag-usapan na mga hadlang sa itaas ay hindi naging isang isyu.

Para sa isang maikling distansya na paglipat ng wireless power, ang nakasalungat na paglaban ng hangin ay mas maliit, sa loob ng isang saklaw ng ilang 1000 meg ohm (o kahit na mas mababa depende sa antas ng kalapitan), at ang paglipat ay magagawa nang mahusay sa pagsasama ng mataas na kasalukuyang at mataas na dalas.

Pagkuha ng Optimal Range

Upang makakuha ng isang pinakamainam na kahusayan sa distansya-sa-kasalukuyang, ang dalas ng paghahatid ay nagiging pinakamahalagang parameter sa operasyon.

Ang mas mataas na mga frequency ay nagbibigay-daan sa mas malaking distansya upang masakop nang mas epektibo, at samakatuwid ito ay isang elemento na kailangang sundin habang binubuo ang isang wireless power transfer aparador.

Ang isa pang parameter na makakatulong sa paglipat ng mas madali ay ang antas ng boltahe, pinapayagan ng mas mataas na boltahe na kasangkot ang mas mababang kasalukuyang, at sa pagpapanatiling compact ang aparato.

Subukan nating maunawaan ang konsepto sa pamamagitan ng isang simpleng pag-set up ng circuit:

Ang Setup ng Circuit

Listahan ng Mga Bahagi

R1 = 10 ohm
Ang L1 = 9-0-9 ay lumiliko, iyon ay 18 na liko na may gitnang tapikin gamit ang isang 30 SWG super enameled wire na tanso.
L2 = 18 lumiliko gamit ang 30 SWG super enameled wire na tanso.
T1 = 2N2222
D1 ---- D4 = 1N4007
C1 = 100uF / 25V
3V = 2 AAA 1.5V cells sa serye

Ang imahe sa itaas ay nagpapakita ng isang deretsong wireless power transfer circuit na binubuo ng yugto ng transmitter sa kaliwa at ang yugto ng tatanggap sa kanang bahagi ng disenyo.

Ang parehong mga yugto ay maaaring makita na pinaghiwalay na may isang makabuluhang puwang ng hangin para sa inilaan na paglilipat ng kuryente.

Paano ito gumagana

Ang yugto ng transmiter ng kuryente ay tulad ng isang oscillator circuit na ginawa sa pamamagitan ng isang circuit ng feedback network sa isang NPN transistor at isang inductor.

Oo tama ang transmiter ay talagang isang oscillator yugto na gumagana sa isang push-pull na paraan para sa pag-uudyok ng isang pulso na kasalukuyang mataas na dalas sa nauugnay na likaw (L1).

Ang sapilitan kasalukuyang mataas na dalas ay bumubuo ng isang kaukulang halaga ng mga electromagnetic na alon sa paligid ng likid.

Ang pagiging nasa mataas na dalas ng larangan ng electromagnetic na ito ay magagawang mapunit sa pamamagitan ng puwang ng hangin sa paligid nito at maabot ang layo na pinapayagan depende sa kasalukuyang rating.

Ang yugto ng tatanggap ay maaaring makita na binubuo lamang ng isang pantulong na inductor L2 na halos katulad sa L1, na may nag-iisang papel na tanggapin ang mga naihatid na mga electromagnetic na alon at binabalik ito sa isang potensyal na pagkakaiba o kuryente kahit na sa isang mas mababang antas ng kuryente dahil sa kasangkot na paghahatid pagkalugi sa pamamagitan ng hangin.

Ang mga electromagnetic na alon na nabuo mula sa L1 ay sinasalamin sa paligid, at ang L2 na nasa isang lugar sa linya ay tinamaan ng mga EM na alon na ito. Kapag nangyari ito, ang mga electron sa loob ng mga wire ng L2 ay pinilit na oscillate sa parehong rate ng mga alon ng EM, na sa wakas ay nagreresulta sa isang sapilitan na kuryente sa kabuuan ng L2 din.

Ang elektrisidad ay naitama at na-filter nang naaangkop ng konektadong tulay na tumutuwid at C1 na bumubuo ng isang katumbas na output ng DC sa mga ipinapakitang mga terminal ng output.

Sa totoo lang, kung maingat nating nakikita ang prinsipyo ng pagtatrabaho ng paglipat ng wireless power nakita namin na walang bago kundi ang aming edad na teknolohiyang transpormer na karaniwang ginagamit namin sa aming mga power supply, SMPS unit atbp.

Ang pagkakaiba lamang ay ang kawalan ng core na karaniwang nakikita namin sa aming regular na mga transformer ng supply ng kuryente. Tumutulong ang core upang ma-maximize (pag-isiping mabuti) ang proseso ng paglipat ng kuryente, at ipakilala ang pinakamaliit na pagkalugi na kung saan ay pinapataas ang kahusayan sa isang malaking lawak

Seleksyon ng Core na Inductor

Pinapayagan din ng core ang paggamit ng medyo mas mababang mga frequency para sa proseso, upang maging tumpak sa paligid ng 50 hanggang 100 Hz para sa mga iron core na transformer habang nasa loob ng 100kHz para sa ferit core transformers.

Gayunpaman sa aming iminungkahing artikulo tungkol sa kung paano gumaganap ang mga wireless power transfer, dahil ang dalawang seksyon ay kailangang ganap na malayo sa bawat isa, ang paggamit ng isang core ay hindi na pinag-uusapan, at ang system ay napipilitang gumana nang walang ginhawa ng isang tumutulong na core.

Nang walang isang core nagiging mahalaga na ang isang mas mataas na dalas at mas mataas din na kasalukuyang ginagamit upang ang paglipat ay maaaring magpasimula, na maaaring direktang nakasalalay sa distansya sa pagitan ng paghahatid at mga yugto ng pagtanggap.

Pagbubuod ng Konsepto

Upang Maisaod, mula sa nabanggit na talakayan maaari nating ipalagay na upang magpatupad ng isang pinakamainam na paglipat ng kuryente sa pamamagitan ng hangin, kailangan nating isama ang mga sumusunod na parameter sa disenyo:

Ang isang tama na naitugma na ratio ng coil patungkol sa inilaan na induction ng boltahe.

Ang isang mataas na dalas sa pagkakasunud-sunod ng 200kHz hanggang 500kHz o mas mataas para sa transmiter coil.

At isang mataas na kasalukuyang para sa coil ng transmiter, depende sa kung gaano kalayo ang kinakailangang ilipat ang mga radiated electromagnetic na alon.

Para sa karagdagang impormasyon tungkol sa kung paano gumagana ang wireless transfer, mangyaring huwag mag-atubiling magbigay ng puna.