无线电源传输电路:基本概念
关于无线电力传输电路,不可否认,我们中的一些人在传输电力时遇到了功率损失。损失,有时约为 24%(根据世界资源研究所的数据),是由于网格线中的电阻而发生的。无线电力传输 (WPT) 系统的概念(由 Nikola Tesla 提出)旨在通过电磁感应方法传输电力。在此过程中,您将与电能损失作斗争,并实现高效的能量传输。
WPT技术使用三个系统,即谐振、太阳能电池和微波功率传输。
1。什么是无线电力传输电路?
无线电力传输/无线能量传输是指在不使用连接线或物理链路的情况下从电源向电气负载或接收器设备传输电能。它不仅快速可靠,而且您还可以将其用于短程或远程传输。
无线功率传输技术推荐用于为无线设备(例如笔记本电脑)等设备充电,因为它具有电流隔离功能。因此,触电的风险较低。
工作原理
无线电力传输系统包括在感应耦合电力传输原理下工作的发射器、介质和接收器。
(无线电力传输系统)
来源: https://en.wikipedia.org/wiki/
发射器; 我们主要应用电能(以波、光或变化磁场中的电磁能的形式)。然后,发射器将电能转换为另一种形式的能量,从而产生合适的电能水平。
中等; 其次,我们有允许传输能量通过的介质。它可以是真空、空气或固体形式。请不要使用金属介质,因为它不允许电能通过产生热量。
接收者; 最后,接收器将接收传输的功率,然后将其转换为电能。现在,您的无线充电设备已经可以使用了。
一种无线电力传输电路
所需的组件
- 20-30电磁线(铜线)
您可以通过将导体缠绕在磁芯上来形成电磁线圈(使用铜线)。通常,它通过使用磁耦合在电路内传输能量来发挥作用。此外,你可以找到几个电气线圈,如麦克斯韦线圈、特斯拉、扼流圈和巴克,这就是推荐的电路参数。
- 一节电池-1.5V
- 晶体管 (2N2222)
- LED
- 电阻器 - 1.2k
- 面包板
关于设计无线电力传输电路的一些技巧;
首先,在处理发射器时,您应该有一个 17 匝绕组,一个用于中心抽头连接的回路,然后是另外 17 匝线圈。相反,接收器应该只有 34 个线圈绕组匝数,但没有中心抽头连接。
电路结构
下面的简单电路有两部分;接收器和发射器。
发射器电路和工作
发射器电路
交流电源是驱动发射器线圈以在其周围产生电磁场的电源。稍后,当铜线圈被中心抽头时,双方将开始有一些电荷。从图中可以看出,铜线圈的一侧与 NPN 晶体管的集电极端子相连,而另一侧与电阻器相连。
当系统充电时,基极电阻将开始导通,然后为晶体管加电。随后,晶体管在发射极接地期间使电感放电。
同时充电和放电产生高频交流/振荡信号,导致磁场传输。
接收电路和工作
接收电路
接收器线圈检查来自发射器的高频磁场。之后,它开始产生 EMF 电压,最终点亮 LED 灯泡。法拉第感应定律支配着接收线圈的运作。
2.无线电源传输电路 —无线电力传输的效率
在效率方面,WPT 的效率估计为 10% 或更低。效率计算公式为;
效率=(输出功率/输入功率)x 100%
功率 =伏特 x 电流
巨大的效率损失解释了为什么很容易将无线电力传输电路应用于电动牙刷等低功率应用,而不是电动汽车等高功率机器。此外,如果大量观众不断使用无线供电技术设备,则它们并不环保。您将需要施加多达 10 倍的功率来启动电气设备。因此,电能产生将增加,然后对地球和人体造成危害。
幸运的是,所有类型的无线电力传输都有利于人类使用的法规。
3。无线电力传输电路的优缺点
优势
无线电力传输的优点是;
- 首先,它具有成本效益。
- 然后,您可以轻松设计电路,因为它是一个简单的过程。
- 另外,它的工作频率电流低。
- 此外,WPT 允许您制作防水产品,因为您不需要电源端口来为您的设备充电。
- 同样,您可以通过 WPT 延长产品的使用寿命。这是因为您将通过将充电器插入端口或连接器来避免对产品造成任何直接的物理损坏。
- 最后,它的电路设计适合短距离(近场通信)。
不足之处
与任何技术概念一样,WPT 也有缺点。它们包括;
- 很遗憾,对于较长的距离,它效率低下。但是,为了消除距离挑战,您可以增加线圈匝数。
- 它还有效率低的问题,你可以通过使用更好的无线传输驱动集成电路来解决。或者,您可以使用 MOSFET 或晶体管来构建推挽式拓扑。
- 此外,您会遇到高功率/能量损失,这对环境不安全。
- 最后,它的特点是无方向性/非线性奇偶校验时间。
4.无线电力传输电路的应用
无线能量传输电路具有广泛的应用。它们包括以下内容;
- 模型工程,
- 运输行业,例如电动汽车,
- 工业工程,
- 医疗设备/生物医学植入物,
- 视网膜假体应用,
- 消费电子产品和
- 供暖和通风部门。
(手机无线感应充电)。
结论
总而言之,今天的文章重点介绍了无线电力传输的基础知识以及它的一些挑战、应用和优势。您可以在各种技术系统中使用 WPT,例如为电动汽车、便携式设备和手机等移动设备充电。
更重要的是,由于采用了节能型开关模式放大器,因此可以实现高效且稳健的无线电力传输。该放大器具有强大的奇偶时间对称性的电流感应反馈。因此,它有助于解决非方向性问题。
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