Metalo oksido-puslaidininkio lauko tranzistorius dažniausiai gaminamas su siliciu valdoma oksidacija. Šiuo metu tai yra dažniausiai naudojamas tranzistoriaus tipas, nes pagrindinė šio tranzistoriaus funkcija yra valdyti laidumą, kitu atveju, kiek srovės gali tiekti tarp MOSFET šaltinio ir nutekėjimo gnybtų, priklauso nuo įtampų, tiekiamos į jo vartų gnybtą, sumos. Vartų gnybtui taikoma įtampa sukuria elektrinį lauką, kad būtų galima valdyti įrenginio laidumą. MOSFET naudojami įvairioms taikymo grandinėms, pvz., DC-DC keitikliams, variklio valdymui, Inverteriai , Belaidis energijos perdavimas ir tt Šiame straipsnyje aptariama, kaip sukurti belaidžio energijos perdavimo grandinę naudojant labai efektyvų MOSFET .

Belaidis energijos perdavimas su MOSFET

Pagrindinė to koncepcija yra sukurti WPT (belaidžio energijos perdavimo) sistemą su MOSFET ir rezonansine indukcine jungtimi, skirtą valdyti energijos perdavimą tarp Tx ir Rx ritės. Tai galima padaryti įkraunant rezonansinę ritę iš kintamosios srovės, po to perduodant tolesnį maitinimą varžinei apkrovai. Ši grandinė padeda labai greitai ir galingai įkrauti mažos galios įrenginį per indukcinę jungtį belaidžiu būdu.

Belaidis energijos perdavimas gali būti apibrėžtas kaip; elektros energijos perdavimas iš maitinimo šaltinio į elektros apkrovą tam tikru atstumu be jokių kabelių ar laidų yra žinomas kaip WPT (belaidis energijos perdavimas). Belaidis energijos perdavimas daro nepaprastus pokyčius elektros inžinerijos srityje, todėl nebereikia naudoti įprastų varinių kabelių ir srovę vedančių laidų. Belaidis energijos perdavimas yra efektyvus, patikimas, mažos priežiūros sąnaudos ir greitas tolimojo arba trumpojo nuotolio. Jis naudojamas mobiliajam telefonui arba įkraunamai baterijai įkrauti belaidžiu būdu.

Reikalingi komponentai

Belaidis energijos perdavimas su MOSFET grandine daugiausia apima siųstuvo ir imtuvo skyrius. Reikalingi komponentai, skirti siųstuvo sekcijai belaidžiam energijos perdavimui, daugiausia apima: įtampos šaltinis (Vdc) – 30V, kondensatorius – 6,8 nF, RF droseliai (L1 ir L2) yra 8,6 μH ir 8,6 μH, siųstuvo ritė (L) – 0,674 μH, rezistoriai R1-1K, R2-10 K, R3-94 omų, R4-94 omų, R5-10 K, kondensatorius C veikia kaip rezonuojantis kondensatorius, diodai D1-D4148, D2-D4148, MOSFET Q1-IRF540 ir MOSFET Q2-IRF540

Reikalingi komponentai imtuvo sekcijai belaidžiam energijos perdavimui daugiausia apima: diodai nuo D1 iki D4 – D4007, rezistorius (R) – 1k omų, įtampos reguliatorius IC – LM7805 IC, imtuvo ritė (L) – 1,235 μH, kondensatoriai, tokie kaip C1 – 6,8 nF ir C2, yra 220 μF.

Belaidis energijos perdavimas su MOSFET jungtimis

Belaidžio energijos perdavimo siųstuvo skyriaus jungtys yra tokios:

Belaidžio energijos perdavimo siųstuvo grandinė

R1 rezistoriaus teigiamas gnybtas yra prijungtas prie 30 V įtampos šaltinio, o kitas gnybtas yra prijungtas prie LED. Šviesos diodo katodo gnybtas yra prijungtas prie GND per R2 rezistorių.
R3 rezistoriaus teigiamas gnybtas yra prijungtas prie 30 V įtampos šaltinio, o kitas gnybtas yra prijungtas prie MOSFET vartų gnybto. Čia šviesos diodo katodo gnybtas yra prijungtas prie MOSFET vartų gnybto.
MOSFET išleidimo gnybtas yra prijungtas prie įtampos tiekimo per teigiamą diodo gnybtą ir induktorius „L1“.
MOSFET šaltinio gnybtas yra prijungtas prie GND.
Induktoriaus „L1“ gnybtas yra prijungtas prie D2 diodo anodo gnybto, o jo katodo gnybtas yra prijungtas prie R3 rezistoriaus per kondensatorius „C“ ir induktorių „L“.
R4 rezistoriaus teigiamas gnybtas yra prijungtas prie įtampos maitinimo, o kitas rezistoriaus gnybtas yra prijungtas prie MOSFET užtūros gnybtų per diodų D1 ir D2 anodo ir katodo gnybtus.
Induktoriaus „L2“ teigiamas gnybtas yra prijungtas prie įtampos tiekimo, o kitas gnybtas yra prijungtas prie MOSFET išleidimo gnybto per diodo „D2“ anodo gnybtą.
MOSFET šaltinio gnybtas yra prijungtas prie GND.

Belaidžio energijos perdavimo imtuvo skyriaus jungtys yra tokios:

Belaidžio energijos perdavimo imtuvo grandinė

Induktoriaus „L“, kondensatoriaus „C1“ teigiami gnybtai yra prijungti prie D1 anodo gnybto, o kiti induktoriaus „L“, kondensatoriaus „C1“ gnybtai yra prijungti prie D4 katodo gnybtų.
D2 diodo anodo gnybtas yra prijungtas prie D3 diodo katodo gnybto, o D3 diodo anodo gnybtas yra prijungtas prie D4 diodo anodo gnybto.
D2 diodo katodo gnybtas yra prijungtas prie D1 diodo katodo gnybto, o D1 diodo anodo gnybtas yra prijungtas prie kitų induktoriaus „L“ ir kondensatoriaus „C1“ gnybtų.
Rezistoriaus „R“ teigiamas gnybtas yra prijungtas prie D1 ir D2 katodo gnybtų, o kiti rezistoriaus gnybtai yra prijungti prie LED anodo gnybtų, o LED katodo gnybtai yra prijungti prie GND.
Kondensatoriaus C2 teigiamas gnybtas yra prijungtas prie LM7805 IC įvesties gnybto, kitas jo gnybtas yra prijungtas prie GND, o LM7805 IC GND kaištis yra prijungtas prie GND.

Darbas

Šią belaidžio energijos perdavimo grandinę daugiausia sudaro dvi dalys siųstuvas ir imtuvas. Šiame skyriuje siųstuvo ritė pagaminta iš 6 mm emaliuotos vielos arba magnetinės vielos. Tiesą sakant, ši viela yra varinė viela su plonu izoliacinės dangos sluoksniu. Siųstuvo ritės skersmuo yra 6,5 colio arba 16,5 cm ir 8,5 cm ilgio.

Siųstuvo sekcijos grandinę sudaro nuolatinės srovės maitinimo šaltinis, siųstuvo ritė ir generatorius. Nuolatinės srovės maitinimo šaltinis suteikia stabilią nuolatinę įtampą, kuri yra osciliatoriaus grandinės įvestis. Po to jis pakeičia nuolatinę įtampą į kintamosios srovės galią aukštu dažniu ir perduodama perdavimo ritei. Dėl aukšto dažnio kintamosios srovės siųstuvo ritė įsijungs, kad sukurtų kintamąjį magnetinį lauką ritėje.

Imtuvo sekcijoje esanti imtuvo ritė pagaminta iš 18 AWG vario vielos, kurios skersmuo yra 8 cm. Imtuvo sekcijos grandinėje imtuvo ritė tą energiją gauna kaip indukuotą kintamąją įtampą savo ritėje. Šioje imtuvo sekcijoje esantis lygintuvas keičia įtampą iš kintamosios srovės į nuolatinę. Galiausiai ši pakeista nuolatinė įtampa tiekiama apkrovai visame įtampos reguliatoriaus segmente. Pagrindinė belaidžio maitinimo imtuvo funkcija yra įkrauti mažos galios bateriją per indukcinę jungtį.

Kai siųstuvo grandinei tiekiamas maitinimas, nuolatinė srovė tiekiama per dvi L1 ir L2 ritių puses ir į MOSFET nutekėjimo gnybtus, tada MOSFET vartų gnybtuose pasirodys įtampa ir bandoma įjungti tranzistorius. .

Jei manysime, kad pirmasis MOSFET Q1 yra ĮJUNGTAS, tada antrojo MOSFET nutekėjimo įtampa bus pritvirtinta prie GND. Tuo pačiu metu antrasis MOSFET bus išjungtas, o antrojo MOSFET nutekėjimo įtampa padidės iki didžiausios ir pradės kristi dėl bako grandinės, kurią per vieną pusę ciklo sukuria „C“ kondensatorius ir generatoriaus pirminė ritė.

Belaidžio energijos perdavimo pranašumai yra šie: kad jis yra pigesnis, patikimesnis, niekada neišsenka akumuliatoriaus energijos belaidžio ryšio zonose, efektyviai perduoda daugiau galios lyginant su laidais, labai patogus, ekologiškas ir pan. Belaidžio energijos perdavimo trūkumai yra šie; kad galios nuostoliai yra dideli, nėra kryptingi ir nėra efektyvūs ilgesniems atstumams.

The belaidžio energijos perdavimo programos apima pramonines programas, įskaitant belaidžius jutiklius virš besisukančių velenų, belaidžio ryšio įrangos įkrovimą ir maitinimą bei vandeniui nepralaidžios įrangos apsaugą nuimant įkrovimo laidus. Jie naudojami mobiliųjų įrenginių įkrovimui, buitinei technikai, nepilotuojamiems orlaiviams ir elektrinėms transporto priemonėms. Jie naudojami medicininiams implantams valdyti ir įkrauti, įskaitant: širdies stimuliatoriai, poodiniai vaistai ir kiti implantai. Šią belaidę energijos perdavimo sistemą galima sukurti namuose / duonos bare, kad suprastumėte jos veikimą. Paziurekime

Kaip sukurti WirelessPowerTranfer įrenginį namuose?

Paprasto belaidžio energijos perdavimo (WPT) įrenginio sukūrimas namuose gali būti įdomus ir mokomasis projektas, tačiau svarbu pažymėti, kad kuriant efektyvią WPT sistemą su didele galia paprastai reikia pažangesnių komponentų ir svarstymų. Šiame vadove aprašomas pagrindinis „pasidaryk pats“ projektas švietimo tikslams naudojant indukcinę jungtį. Atkreipkite dėmesį, kad toliau pateikta informacija yra mažos galios ir netinka įrenginiams įkrauti.

Reikalingos medžiagos:

Siųstuvo ritė (TX ritė): vielos ritė (apie 10–20 apsisukimų), apvyniota aplink cilindrinę formą, pvz., PVC vamzdį.
Imtuvo ritė (RX ritė): panaši į TX ritę, bet pageidautina su daugiau apsisukimų, kad būtų padidinta išėjimo įtampa.
LED (šviesos diodas): kaip paprasta apkrova, rodanti galios perdavimą.
N kanalo MOSFET (pvz., IRF540): sukurti osciliatorių ir perjungti TX ritę.
Diodas (pvz., 1N4001): skirtas ištaisyti kintamosios srovės išvestį iš RX ritės.
Kondensatorius (pvz., 100 μF): išlyginti išlygintą įtampą.
Rezistorius (pvz., 220Ω): apriboti LED srovę.
Baterija arba nuolatinės srovės maitinimas: siųstuvo (TX) maitinimui.
Maišymo lentos ir trumpikliai: grandinės kūrimui.
Karšto klijų pistoletas: Ritės tvirtinimui.

Grandinės paaiškinimas:

Pažiūrėkime, kaip turi būti prijungta siųstuvo ir imtuvo grandinė.

Siųstuvo pusė (TX):

Baterija arba nuolatinės srovės maitinimas: tai jūsų siųstuvo maitinimo šaltinis. Prijunkite teigiamą akumuliatoriaus arba nuolatinės srovės maitinimo šaltinio gnybtą prie teigiamo duonos lentos bėgio. Prijunkite neigiamą gnybtą prie neigiamo bėgio (GND).
TX ritė (siųstuvo ritė): prijunkite vieną TX ritės galą prie MOSFET išleidimo (D) gnybto. Kitas TX ritės galas jungiamas prie teigiamo duonos lentos bėgelio, kur yra prijungtas teigiamas jūsų maitinimo šaltinio gnybtas.
MOSFET (IRF540): MOSFET šaltinio (S) gnybtas yra prijungtas prie neigiamo duonos plokštės bėgio (GND). Tai sujungia MOSFET šaltinio gnybtą su neigiamu jūsų maitinimo šaltinio gnybtu.
Vartai (G) MOSFET gnybtas: supaprastintoje grandinėje šis gnybtas paliekamas neprijungtas, o tai veiksmingai nuolat įjungia MOSFET.

Imtuvo pusė (RX):

LED (apkrova): Prijunkite šviesos diodo anodą (ilgesnį laidą) prie teigiamo duonos lentos bėgio. Prijunkite LED katodą (trumpesnį laidą) prie vieno RX ritės galo.

“kas yra sinchroninis variklis ”
RX ritė (imtuvo ritė): kitas RX ritės galas turi būti prijungtas prie duonos lentos neigiamo bėgio (GND). Tai sukuria uždarą šviesos diodo grandinę.
Diodas (1N4001): Įdėkite diodą tarp šviesos diodo katodo ir duonos lentos neigiamo bėgio (GND). Diodo katodas turi būti prijungtas prie šviesos diodo katodo, o jo anodas turi būti prijungtas prie neigiamo bėgio.
Kondensatorius (100 μF): prijunkite vieną kondensatoriaus laidą prie diodo katodo (šviesos diodo anodo pusė). Kitą kondensatoriaus laidą prijunkite prie teigiamo duonos lentos bėgio. Šis kondensatorius padeda išlyginti išlygintą įtampą, suteikdamas stabilesnę šviesos diodo įtampą.

Taip komponentai sujungiami grandinėje. Kai maitinate siųstuvo pusę (TX), TX ritė sukuria kintantį magnetinį lauką, kuris imtuvo pusėje (RX) sukelia įtampą RX ritėje. Ši indukuota įtampa yra ištaisyta, išlyginama ir naudojama šviesos diodui maitinti, demonstruojant belaidį energijos perdavimą labai paprastai. Atminkite, kad tai mažos galios ir mokomoji demonstracija, netinkama praktiškiems belaidžio įkrovimo darbams.