Hoogstroom draadloos batterijopladercircuit

In dit artikel leren we over het ontwerpen en maken van uw eigen aangepaste high-current draadloze batterijopladercircuit met behulp van een draadloos vermogensoverdrachtconcept.

Invoering

In veel van mijn eerdere artikelen heb ik uitvoerig gesproken over draadloze vermogensoverdracht, in dit artikel zullen we een stap vooruit gaan en proberen te leren hoe we een versie met hoge stroomsterkte kunnen ontwerpen van hetzelfde die kan worden toegepast voor elke draadloze overdracht met hoog vermogen, zoals voor het opladen van een elektrische auto-accu enz. Het idee van het optimaliseren van een draadloos stroomoverdrachtcircuit lijkt veel op het optimaliseren van een inductieverwarmingscircuit , waarin beide concepten kunnen worden gezien door de optimalisatie van hun LC-tanktrap te gebruiken om het gewenste vermogen te bereiken met de hoogst mogelijke efficiëntie.

Het ontwerp kan worden geïmplementeerd door de volgende basiscircuitfasen erin te gebruiken:

Het zendercircuit omvat:

1) Een oscillator met instelbare frequentie.
2) Een halve brug of een volledig brugcircuit (bij voorkeur)
3) BJT / Mosfet-stuurprogramma.
4) een LC-circuittrap

De fase van het ontvangercircuit omvat:

1) Alleen de LC-circuittrap.

Een voorbeeld van een circuit voor de voorgestelde draadloze acculader met hoge stroomsterkte is te zien in het volgende diagram. Voor de eenvoud heb ik het gebruik van een circuit met volledige brug of halve brug overbodig gemaakt, in plaats daarvan heb ik een gewoon IC 555-circuit ingebouwd.

Het bovenstaande ontwerp vertegenwoordigt het zendcircuit van het draadloze batterijopladercircuit met hoog vermogen met behulp van een IC 555 PWM-circuit.

Hier kan de output een beetje inefficiënt zijn, aangezien het geleidingsproces enkelzijdig is en geen push-pull-type.

Maar als dit circuit correct is geoptimaliseerd, kan er een behoorlijke stroomoverdracht met hoge stroom van worden verwacht.

Onthoud dat de draad in de spoel geen dikke draad met één kern mag zijn, maar een hoop dunne draden. Dit zorgt voor een betere opname van stroom en dus een hogere overdrachtssnelheid.

Hoe het werkt

De IC 555 is in principe geconfigureerd in de standaard PWM-modus die kan worden aangepast met behulp van de getoonde 5K-pot, er is nog een instelbare weerstand in de vorm van een 1M-pot die kan worden gebruikt voor het optimaliseren van de frequentie en de resonantiegraad van het circuit.

De PWM-pot kan worden gebruikt om het huidige niveau aan te passen, terwijl de 1M kan worden gebruikt om het resonantieniveau van het LC-tankcircuit te bereiken.

Het LC-tankcircuit is verbonden met de transistor 2N3055 die deze LC-trap van stroom voorziet met een frequentie die overeenkomt met de basisfrequentie van pin # 3 van het IC.

Hoe de LC-componenten te selecteren.

Het optimaal selecteren van de LC-onderdelen kan worden bereikt door de instructies te volgen zoals beschreven in dit artikel waarin wordt uitgelegd hoe de resonantiefrequentie van een LC-tanknetwerk te optimaliseren ​

Als u de frequentiewaarde kent, en L of C, dan kan de onbekende parameter eenvoudig worden berekend met behulp van de voorgestelde formule of deze Software voor LC-resonantiecalculator ​

Het ontvangercircuit

De spoel voor het ontvangercircuit voor deze draadloze acculader met hoge stroomsterkte is exact gelijk aan de zendspoel. Dit betekent dat u eenvoudig een enkele continu lopende spoel van begin tot eind kunt gebruiken en een resonerende condensator over deze aansluitingen kunt toevoegen.

Zorg ervoor dat de LC-waarden exact gelijk zijn aan de Tx LC-waarden. De opstelling is te zien in de volgende afbeelding:

De 2N2222 transistor is geïntroduceerd om ervoor te zorgen dat tijdens het afstellen van de resonantie de 2N3055 nooit wordt blootgesteld aan een overstroom situatie. In het geval dat dit de neiging heeft om te gebeuren, ontwikkelt de overstroom een ​​equivalente hoeveelheid triggering over Rx voldoende om de 2N2222 te activeren, die op zijn beurt de 2N3055-basis naar de grond kortsluit, waardoor deze niet verder kan geleiden en zo wordt voorkomen dat het apparaat mogelijk beschadigd raakt.

Rx kan worden berekend met behulp van de volgende formule:

Rx = 0,6 / Max. Stroomgrens van de transistor (of de draadloze vermogensoverdracht)

Een spanningsregelaar toevoegen om de batterij op te laden:

In het bovenstaande diagram moet de uitvoer van de ontvanger worden aangesloten met een spanningsregelaarcircuit, zoals een LM338-circuit of een opamp controller circuit om er zeker van te zijn dat de output veilig naar de beoogde batterij kan worden gevoerd om deze op te laden.

Als u nog vragen heeft, kunt u deze via uw opmerkingen kenbaar maken.

PCB-indeling