Kuinka langaton virransiirto toimii

Kokeile Instrumenttia Ongelmien Poistamiseksi





Langaton sähkönsiirto on prosessi, jossa sähköenergia siirtyy järjestelmästä toiseen järjestelmään sähkömagneettisten aaltojen kautta ilman johtoja tai fyysistä kosketusta.

Tässä viestissä keskustelemme siitä, miten langaton virransiirto toimii tai sähkönsiirto ilman kautta ilman johtoja.



Olet ehkä jo törmännyt tähän tekniikkaan ja olet saattanut käydä läpi monia liittyviä teorioita internetissä.

Vaikka Internet voi olla täynnä tällaisia ​​artikkeleita, joissa selitetään käsite esimerkkien ja videoiden avulla, lukija ei useimmiten ymmärrä tekniikkaa ohjaavaa perusperiaatetta ja sen tulevaisuuden näkymiä.



Kuinka langaton sähkönsiirto toimii

Tässä artikkelissa yritämme karkeasti saada käsityksen siitä, miten langaton sähkönsiirto tapahtuu tai toimii tai johtuminen tapahtuu ja miksi ideaa on niin vaikea toteuttaa suurilla etäisyyksillä.

Yleisin ja klassisin esimerkki langattomasta virransiirrosta on vanha radio- ja TV-tekniikkamme, joka toimii lähettämällä sähköaaltoja (RF) yhdestä pisteestä toiseen ilman kaapeleita aiottua tiedonsiirtoa varten.

Vaikeus

Tämän tekniikan takana on kuitenkin se, että se ei pysty siirtämään aaltoja suurella virralla niin, että lähetetystä tehosta tulee merkityksellistä ja käyttökelpoista vastaanottopuolella potentiaalisen sähkökuorman käyttämiseksi.

Tämä ongelma tulee vaikeaksi, koska ilman vastus voi olla miljoonien megaohmien alueella ja siten erittäin vaikea leikata.

Toinen vaiva, joka tekee pitkän matkan siirrosta vieläkin vaikeammaksi, on voiman kohdentaminen kohteeseen.

Jos lähetetyn virran annetaan hajota laajakulmassa, kohdevastaanotin ei ehkä pysty vastaanottamaan lähetettyä tehoa ja voisi mahdollisesti hankkia vain murto-osan siitä, mikä tekee toiminnasta äärimmäisen tehotonta.

Sähkön siirtäminen lyhyillä etäisyyksillä ilman johtoja näyttää kuitenkin paljon helpommalta ja monet ovat onnistuneet toteuttamaan sen yksinkertaisesti siksi, että lyhyillä etäisyyksillä yllä käsitellyt rajoitukset eivät koskaan tule ongelmaksi.

Lyhyen matkan langattomassa tehonsiirrossa havaittu ilmavastus on paljon pienempi, muutaman 1000 megatavun ohmialueella (tai jopa pienempi läheisyystasosta riippuen), ja siirrosta on mahdollista tehdä melko tehokkaasti sisällyttämällä korkea virta ja korkeataajuus.

Optimaalisen alueen hankkiminen

Optimaalisen etäisyyden virrasta hyötysuhteen saavuttamiseksi lähetystaajuudesta tulee toiminnan tärkein parametri.

Suuremmat taajuudet mahdollistavat suurempien etäisyyksien tehokkaamman kulkemisen, ja siksi tämä on yksi elementti, jota on noudatettava suunniteltaessa langatonta tehonsiirtolaitetta.

Toinen parametri, joka auttaa siirtämistä helpommin, on jännitetaso, korkeammat jännitteet mahdollistavat pienemmän virran ja laitteen pitämisen kompaktina.

Yritetään nyt ymmärtää käsite yksinkertaisen piirin avulla:

Piiri on asetettu

Osaluettelo

R1 = 10 ohmia
L1 = 9-0-9 kierrosta, ts. 18 kierrosta keskihanalla 30 SWG-superemaloidulla kuparilangalla.
L2 = 18 kierrosta käyttämällä 30 SWG-superemaloitua kuparilangkaa.
T1 = 2N2222
D1 ---- D4 = 1N4007
C1 = 100uF / 25V
3V = 2 AAA 1,5 V -solua sarjassa

Yllä olevassa kuvassa on suoraviivainen langaton sähkönsiirtopiiri, joka koostuu lähettimen vaiheesta vasemmalla ja vastaanottimen vaiheelta oikealla puolella.

Molemmat vaiheet voidaan nähdä erotettuna merkittävällä ilmarakolla aiottua sähkönsiirtoa varten.

Kuinka se toimii

Teholähettimen vaihe näyttää oskillaattoripiiriltä, ​​joka on tehty takaisinkytkentäverkkopiirin kautta NPN-transistorin ja induktorin yli.

Kyllä, se on oikein, lähetin on todellakin oskillaattorivaihe, joka toimii työntämällä-vetämällä indusoimaan sykkivää suurtaajuista virtaa siihen liittyvässä kelassa (L1).

Indusoitu suurtaajuusvirta kehittää vastaavan määrän sähkömagneettisia aaltoja kelan ympärille.

Suurella taajuudella tämä sähkömagneettinen kenttä pystyy repeämään sen ympärillä olevan ilmarakon läpi ja saavuttamaan etäisyyden, joka on sallittu sen nykyisestä arvosta riippuen.

Vastaanottovaihe voidaan nähdä koostuvan vain täydentävästä induktorista L2, joka on melko samanlainen kuin L1, jolla on ainoa tehtävä hyväksyä lähetetyt sähkömagneettiset aallot ja muuntaa se takaisin potentiaalieroksi tai sähköksi, vaikkakin pienemmällä tehotasolla mukana olevan siirron vuoksi. häviöt ilman kautta.

L1: stä syntyvät sähkömagneettiset aallot säteilevät ympäri, ja L2: n ollessa jonnekin linjassa osuu nämä EM-aallot. Kun näin tapahtuu, L2-johtojen sisällä olevat elektronit pakotetaan värähtelemään samalla nopeudella kuin EM-aallot, mikä johtaa lopulta myös indusoituun sähköön L2: n yli.

Sähkö on tasaantunut ja suodatettu asianmukaisesti yhdistetyllä siltasuuntaajalla ja C1 muodostaen vastaavan tasavirtaulostulon esitettyjen lähtöliittimien poikki.

Itse asiassa, jos näemme huolellisesti langattoman virransiirron toimintaperiaatteen, löydämme, että se ei ole mitään uutta, mutta ikivanha muuntajatekniikkamme, jota yleensä käytämme virtalähteissämme, SMPS-yksiköissä jne.

Ainoa ero on ytimen puuttuminen, jonka tavallisesti löydämme tavallisista virtalähteistä. Ydin auttaa maksimoimaan (keskittämään) tehonsiirtoprosessin ja tuomaan pienimmät häviöt, mikä puolestaan ​​lisää tehokkuutta suuressa määrin

Induktorin sydämen valinta

Ydin mahdollistaa myös suhteellisen matalien taajuuksien käytön prosessissa, tarkalleen noin 50 - 100 Hz rautaydinmuuntajille, kun taas 100 kHz: n sisällä ferriittisydämuuntajille.

Ehdotetussa artikkelissamme siitä, miten langaton virransiirto toimii, koska näiden kahden osan on oltava täysin erillään toisistaan, ytimen käytöstä ei tule kysymystä, ja järjestelmä pakotetaan toimimaan ilman avustavan ytimen mukavuutta.

Ilman ydintä on välttämätöntä käyttää suhteellisen suurempaa taajuutta ja myös suurempaa virtaa, jotta siirto pystyy aloittamaan, mikä voi olla suoraan riippuvainen lähettävän ja vastaanottavan vaiheen välisestä etäisyydestä.

Yhteenveto konseptista

Yhteenvetona voidaan todeta, että yllä olevasta keskustelusta voidaan olettaa, että optimaalisen ilmansiirron tehonsiirron toteuttamiseksi suunnittelussa on oltava seuraavat parametrit:

Oikein sovitettu kelan suhde aiottuun jännitteen induktioon nähden.

Lähetinkelan korkea taajuus luokkaa 200 kHz - 500 kHz tai korkeampi.

Ja lähetinkäämin suuri virta riippuen siitä, kuinka paljon etäisyyttä säteilevät sähkömagneettiset aallot on siirrettävä.

Jos haluat lisätietoja langattoman siirron toiminnasta, voit kommentoida.




Edellinen: CDI Tester Circuit for Automobiles Seuraava: Langaton matkapuhelimen laturipiiri