Metallioksidi-puolijohde-kenttätransistori valmistetaan useimmiten piiohjatulla hapetuksella. Tällä hetkellä tämä on yleisimmin käytetty transistorin tyyppi, koska tämän transistorin päätehtävä on ohjata johtavuutta, muuten se, kuinka paljon virtaa voi syöttää MOSFETin lähde- ja nieluliittimien välillä riippuu sen hilaliittimeen syötetyn jännitteen summasta. Hilaliittimeen syötetty jännite tuottaa sähkökentän ohjaamaan laitteen johtavuutta. MOSFETejä käytetään erilaisiin sovelluspiireihin, kuten DC-DC-muuntimiin, moottorin ohjaukseen, Invertterit , Langaton virransiirto jne. Tässä artikkelissa käsitellään langattoman tehonsiirtopiirin suunnittelua erittäin tehokkaalla MOSFET .

Langaton virransiirto MOSFETillä

Tämän pääkonseptina on suunnitella WPT (Wireless Power Transfer) -järjestelmä MOSFETeillä ja resonoivalla induktiivisella kytkimellä Tx & Rx -kelan välisen voimansiirron ohjaamiseksi. Tämä voidaan tehdä resonanssikelavarauksella AC:sta, jonka jälkeen siirretään seuraava syöttö resistiiviseen kuormaan. Tämä piiri auttaa lataamaan pienitehoista laitetta erittäin nopeasti ja tehokkaasti induktiivisen kytkennän kautta langattomasti.

Langaton tehonsiirto voidaan määritellä seuraavasti; sähköenergian siirto virtalähteestä sähkökuormaan pitkän matkan ilman kaapeleita tai johtavaa johtoa tunnetaan nimellä WPT (langaton voimansiirto). Langaton tehonsiirto tekee sähkötekniikan alalla poikkeuksellisen muutoksen, joka poistaa perinteisten kuparikaapeleiden ja myös virtajohtojen käytön. Langaton voimansiirto on tehokasta, luotettavaa, alhaiset ylläpitokustannukset ja nopea pitkän tai lyhyen kantaman siirtoon. Tätä käytetään matkapuhelimen tai ladattavan akun lataamiseen langattomasti.

Vaaditut komponentit

Langaton tehonsiirto MOSFET-piirillä sisältää pääasiassa lähetinosan ja vastaanotinosan. Langattoman tehonsiirron lähetinosan tekemiseen tarvittavat komponentit sisältävät pääasiassa; jännitelähde (Vdc) – 30 V, kondensaattori 6,8 nF, RF-kuristimet (L1 & L2) on 8,6 μH & 8,6 μH, lähetinkela (L) – 0,674 μH, vastukset R1-1K, R2-10 K, R3-94 ohm, R4-94 ohm, R5-10 K, Kondensaattori C toimii kuten resonoiva kondensaattori, diodit D1-D4148, D2-D4148, MOSFET Q1-IRF540 ja MOSFET Q2-IRF540

Langatonta tehonsiirtoa varten tarvittavat komponentit vastaanotinosan valmistamiseksi sisältävät pääasiassa; diodit D1 - D4 - D4007, vastus (R) - 1k ohm, jännitteensäädin IC – LM7805 IC, vastaanotinkela (L) – 1.235μH, kondensaattorit kuten C1 – 6.8nF ja C2 on 220μF.

Langaton virransiirto MOSFET-liitännöillä

Langattoman tehonsiirtolähetinosan liitännät ovat seuraavat:

Langaton tehonsiirtolähetinpiiri

R1-vastuksen positiivinen napa on kytketty 30 V jännitelähteeseen ja toinen liitin on kytketty LEDiin. LEDin katodiliitin on kytketty GND:hen R2-vastuksen kautta.
R3-vastuksen positiivinen napa on kytketty 30 V jännitelähteeseen ja toinen liitin on kytketty MOSFETin hilaliittimeen. Tässä LEDin katodiliitin on kytketty MOSFETin hilaliittimeen.
MOSFETin tyhjennysnapa on kytketty jännitesyöttöön diodin positiivisen navan kautta ja induktori 'L1'.
MOSFETin lähdeliitin on kytketty GND:hen.
Induktorissa 'L1' toinen liitin on kytketty D2-diodin anodiliittimeen ja sen katodiliitin on kytketty R3-vastukseen kondensaattoreiden 'C' ja induktorin 'L' kautta.
R4-vastuksen positiivinen napa on kytketty jännitesyöttöön ja vastuksen toinen napa on kytketty MOSFETin hilaliittimeen diodien D1 ja D2 anodi- ja katodiliittimien kautta.
Induktorin 'L2' positiivinen napa on kytketty jännitteensyöttöön ja toinen napa on kytketty MOSFETin nieluliittimeen diodin 'D2' anodiliittimen kautta.
MOSFETin lähdeliitin on kytketty GND:hen.

Langattoman tehonsiirtovastaanotinosan liitännät ovat seuraavat:

Langattoman virransiirron vastaanottimen piiri

Induktorin 'L', kondensaattorin 'C1' positiiviset liittimet on kytketty D1:n anodiliittimeen, ja muut kelan 'L', kondensaattorin 'C1' liittimet on kytketty D4:n katodiliittimeen.
D2-diodianodiliitin on kytketty D3-diodin katodiliittimeen ja D3-diodin anodiliitin on kytketty diodin D4-anodiliittimeen.
D2-diodin katodiliitin on kytketty D1-diodin katodiliittimeen ja D1-diodin anodiliitin on kytketty induktorin 'L' ja kondensaattorin 'C1' muihin liittimiin.
Vastuksen 'R' positiivinen napa on kytketty D1 & D2 katodiliittimiin ja muut vastuksen liittimet on kytketty LEDin anodiliittimeen ja LEDin katodiliitin on kytketty GND: hen.
Kondensaattorin C2 positiivinen napa on kytketty LM7805 IC:n tuloliittimeen, sen toinen liitin on kytketty GND:hen ja LM7805 IC GND-nasta on kytketty GND:hen.

Työskentely

Tämä langaton tehonsiirtopiiri sisältää pääasiassa kaksiosaisen lähettimen ja vastaanottimen. Tässä osassa lähetinkela on valmistettu 6 mm emaloidusta langasta tai magneettilangasta. Itse asiassa tämä lanka on kuparilanka, jonka päällä on ohut eristyspinnoite. Lähetinkelan halkaisija on 6,5 tuumaa tai 16,5 cm ja 8,5 cm pitkä.

Lähetinosan piiri sisältää tasavirtalähteen, lähetinkelan ja oskillaattorin. Tasavirtalähde tarjoaa vakaan tasajännitteen, joka annetaan tulona oskillaattoripiiriin. Sen jälkeen se muuttaa tasajännitteen AC-tehoksi korkeataajuiseksi ja se annetaan lähetyskelalle. Korkeataajuisen vaihtovirtavirran vuoksi lähetinkäämi aktivoituu tuottaen käämiin vuorottelevan magneettikentän.

Vastaanotinosan sisällä oleva vastaanotinkela on valmistettu 18 AWG:n kuparilangasta, jonka halkaisija on 8 cm. Vastaanotinosan piirissä vastaanotinkela saa tämän energian indusoituneena vaihtojännitteenä kelassaan. Tämän vastaanotinosan tasasuuntaaja muuttaa jännitteen AC:sta tasavirtaan. Viimeinkin tämä muuttunut tasajännite syötetään kuormaan koko jännitesäätimen segmentissä. Langattoman tehovastaanottimen päätehtävä on ladata vähätehoista akkua induktiivisen kytkennän kautta.

Aina kun virtalähde syötetään lähetinpiiriin, DC-virta syötetään L1- ja L2-käämien molemmin puolin ja MOSFET:ien tyhjennysliittimiin, niin jännite ilmestyy MOSFETien hilaliittimiin ja yrittää kytkeä transistorit PÄÄLLE. .

Jos oletetaan, että ensimmäinen MOSFET Q1 on kytketty päälle, toisen MOSFETin nielujännite puristetaan lähelle GND:tä. Samanaikaisesti toinen MOSFET on pois päältä, ja toisen MOSFETin tyhjennysjännite nousee huippuun ja alkaa laskea C-kondensaattorin ja oskillaattorin ensiökäämin muodostaman säiliöpiirin vuoksi yhden puolijakson aikana.

“mitä i2c tarkoittaa ”

Langattoman tehonsiirron edut ovat; että se on halvempi, luotettavampi, akun virta ei koskaan lopu langattomilla vyöhykkeillä, se siirtää tehokkaasti enemmän tehoa johtoihin verrattuna, erittäin kätevä, ympäristöystävällinen jne. Langattoman tehonsiirron haitat ovat; että tehohäviö on suuri, suuntaamaton eikä tehokas pitkillä matkoilla.

The langattoman tehonsiirron sovellukset Ne sisältävät teollisia sovelluksia, joihin kuuluvat langattomat anturit pyörivien akselien yläpuolella, langattomien laitteiden lataus ja virransyöttö sekä vesitiiviiden laitteiden varmistaminen irrottamalla latausjohdot. Näitä käytetään mobiililaitteiden lataukseen, kodinkoneisiin, miehittämättömiin lentokoneisiin ja sähköajoneuvoihin. Näitä käytetään lääketieteellisten implanttien käyttämiseen ja lataamiseen, mukaan lukien; sydämentahdistimet, ihonalaiset lääketarvikkeet ja muut implantit. Nämä langattomat tehonsiirtojärjestelmät voidaan luoda home/breadbaordissa sen toiminnan ymmärtämiseksi. katsotaan

Kuinka luoda WirelessPowerTranfer-laite kotona?

Yksinkertaisen langattoman tehonsiirtolaitteen (WPT) luominen kotona voi olla hauska ja opettavainen projekti, mutta on tärkeää huomata, että tehokkaan WPT-järjestelmän rakentaminen merkittävällä teholla vaatii yleensä kehittyneempiä komponentteja ja huomioita. Tämä opas hahmottelee perustee-se-itse-projektin opetustarkoituksiin, joissa käytetään induktiivista kytkintä. Huomaa, että seuraava on vähän virtaa kuluttavaa eivätkä sovellu laitteiden lataamiseen.

Tarvittavat materiaalit:

Lähetinkela (TX Coil): Johdinkela (noin 10-20 kierrosta), joka on kiedottu sylinterimäisen muodon, kuten PVC-putken, ympärille.
Vastaanotinkela (RX Coil): Samanlainen kuin TX-kela, mutta mieluiten enemmän kierroksia lisäämään jännitteen lähtöä.
LED (Light Emitting Diode): Yksinkertaisena kuormana tehonsiirron osoittamiseksi.
N-kanavainen MOSFET (esim. IRF540): oskillaattorin luominen ja TX-kelan vaihtaminen.
Diodi (esim. 1N4001): RX-käämin AC-lähdön tasasuuntaamiseen.
Kondensaattori (esim. 100 μF): Tasasuuntaisen jännitteen tasoittaminen.

“tee 12 voltin akkulaturi ”
Vastus (esim. 220Ω): LED-virran rajoittaminen.
Akku- tai tasavirtalähde: Lähettimen virransyöttö (TX).
Koivulevy- ja jumpperijohdot: Piirin rakentamiseen.
Kuumaliimapistooli: Kiinnitä kelat paikoilleen.

Piirin selitys:

Katsotaan kuinka lähetin- ja vastaanotinpiiri on kytkettävä.

Lähettimen puoli (TX):

Akku tai tasavirtalähde: Tämä on lähettimen virtalähde. Liitä akun tai DC-virtalähteen positiivinen napa leipälevyn positiiviseen kiskoon. Liitä negatiivinen napa negatiiviseen kiskoon (GND).
TX Coil (lähetinkela): Liitä TX-kelan toinen pää MOSFETin tyhjennysliittimeen (D). TX-kelan toinen pää kytkeytyy koepalevyn positiiviseen kiskoon, johon virtalähteesi positiivinen napa on kytketty.
MOSFET (IRF540): MOSFETin lähteen (S) liitin on kytketty koepalevyn negatiiviseen kiskoon (GND). Tämä yhdistää MOSFETin lähdeliittimen virtalähteesi negatiiviseen napaan.
Portti (G) MOSFETin liitin: Yksinkertaistetussa piirissä tämä liitin jätetään kytkemättä, mikä kytkee MOSFETin tehokkaasti päälle jatkuvasti.

Vastaanottimen puoli (RX):

LED (kuorma): Liitä LEDin anodi (pidempi johto) leipälevyn positiiviseen kiskoon. Liitä LEDin katodi (lyhyempi johto) RX-kelan toiseen päähän.
RX-kela (vastaanotinkela): RX-kelan toinen pää tulee liittää koepalevyn negatiiviseen kiskoon (GND). Tämä luo suljetun piirin LEDille.
Diodi (1N4001): Aseta diodi LEDin katodin ja leipälevyn negatiivisen kiskon (GND) väliin. Diodin katodi tulee liittää LEDin katodiin ja sen anodi negatiiviseen kiskoon.
Kondensaattori (100 μF): Kytke kondensaattorin yksi johto diodin katodiin (LEDin anodipuoli). Kytke kondensaattorin toinen johto leipälevyn positiiviseen kiskoon. Tämä kondensaattori auttaa tasoittamaan tasasuunnattua jännitettä, mikä tarjoaa vakaamman jännitteen LEDille.

Näin komponentit kytketään piiriin. Kun kytket virran lähetinpuolelle (TX), TX-kela muodostaa muuttuvan magneettikentän, joka indusoi jännitteen vastaanottimen puolen RX-käämiin (RX). Tämä indusoitu jännite tasasuunnataan, tasoitetaan ja sitä käytetään LEDin virtalähteenä, mikä osoittaa langattoman tehonsiirron hyvin perusmuodossa. Muista, että tämä on vähän virtaa kuluttava ja opettavainen esittely, joka ei sovellu käytännöllisiin langattomiin lataussovelluksiin.