Hochstrom-Wireless-Batterieladekreis

In diesem Artikel erfahren Sie, wie Sie mithilfe des Konzepts der drahtlosen Energieübertragung Ihre eigene kundenspezifische drahtlose Hochstrom-Batterieladeschaltung entwerfen und herstellen.

Einführung

In vielen meiner früheren Artikel habe ich die drahtlose Energieübertragung ausführlich erörtert. In diesem Artikel werden wir einen Schritt vorausgehen und versuchen zu lernen, wie eine Hochstromversion derselben entworfen wird, die für jeden drahtlosen Hochleistungsübertragungsvorgang wie z zum Laden einer Elektroautobatterie usw. Die Idee der Optimierung einer drahtlosen Stromübertragungsschaltung ist ziemlich ähnlich Optimierung eines Induktionsheizkreises wobei beide Konzepte unter Verwendung der Optimierung ihrer LC-Tankstufe zum Erreichen der gewünschten Leistungsabgabe bei höchstmöglichem Wirkungsgrad gesehen werden können.

Das Design kann unter Verwendung der folgenden grundlegenden Schaltungsstufen implementiert werden:

Die Senderschaltung umfasst:

1) Ein einstellbarer Frequenzoszillator.
2) Eine Halbbrücke oder eine Vollbrückenschaltung (vorzugsweise)
3) BJT / Mosfet-Treiberstufe.
4) eine LC-Schaltungsstufe

Die Empfängerschaltungsstufe umfasst:

1) Nur die LC-Schaltungsstufe.

Eine beispielhafte Schaltung für das vorgeschlagene drahtlose Hochstrom-Batterieladegerät ist im folgenden Diagramm zu sehen. Der Einfachheit halber habe ich die Verwendung einer Vollbrücken- oder Halbbrückenschaltung weggelassen, sondern eine gewöhnliche IC 555-Schaltung eingebaut.

Das obige Design repräsentiert die Senderschaltung der drahtlosen Hochleistungs-Batterieladeschaltung unter Verwendung einer IC 555-PWM-Schaltung.

Hier könnte die Ausgabe etwas ineffizient sein, da der Leitungsprozess einseitig und kein Push-Pull-Typ ist.

Wenn diese Schaltung jedoch korrekt optimiert ist, kann von ihr eine anständige Hochstromleistungsübertragung erwartet werden.

Bitte denken Sie daran, dass der Draht in der Spule kein dicker einadriger Draht sein darf, sondern ein Bündel vieler dünner Drähte. Dies ermöglicht eine bessere Absorption des Stroms und damit eine höhere Übertragungsrate.

Wie es funktioniert

Der IC 555 ist grundsätzlich in seinem Standard-PWM-Modus konfiguriert, der mit dem gezeigten 5K-Poti eingestellt werden kann. Es gibt einen weiteren einstellbaren Widerstand in Form eines 1M-Potis, mit dem die Frequenz und der Resonanzgrad der Schaltung optimiert werden können.

Der PWM-Poti kann zum Einstellen des Strompegels verwendet werden, während der 1M zum Einstellen des Resonanzpegels des LC-Tankkreises verwendet werden kann.

Die LC-Tankschaltung ist an den Transistor 2N3055 angeschlossen, der diese LC-Stufe mit einer Frequenz versorgt, die ihrer Grundfrequenz von Pin 3 des IC entspricht.

So wählen Sie die LC-Komponenten aus.

Die optimale Auswahl der LC-Teile kann durch Befolgen der Anweisungen in diesem Artikel erreicht werden wie man die Resonanzfrequenz eines LC-Tanknetzwerks optimiert .

Wenn Sie den Frequenzwert und entweder L oder C kennen, kann der unbekannte Parameter einfach mit der vorgeschlagenen Formel oder dieser berechnet werden LC-Resonanzrechner-Software .

Die Empfängerschaltung

Die Spule für die Empfängerschaltung für dieses drahtlose Hochstrom-Batterieladegerät ist der Sendespule genau ähnlich. Das heißt, Sie können einfach eine einzelne kontinuierlich laufende Spule von Anfang bis Ende verwenden und einen Resonanzkondensator über diese Klemmen hinzufügen.

Stellen Sie sicher, dass die LC-Werte genau den Tx LC-Werten entsprechen. Das Setup ist in der folgenden Abbildung zu sehen:

Der Transistor 2N2222 wird eingeführt, um sicherzustellen, dass der 2N3055 beim Einstellen der Resonanz niemals einer Überstromsituation ausgesetzt ist. In diesem Fall entwickelt der Überstrom eine äquivalente Auslösemenge über Rx, die ausreicht, um den 2N2222 zu aktivieren. Dadurch wird die Basis des 2N3055 gegen Masse kurzgeschlossen, sodass sie nicht mehr weiterleitet und das Gerät möglicherweise nicht beschädigt wird.

Rx kann nach folgender Formel berechnet werden:

Rx = 0,6 / Max. Strombegrenzung des Transistors (oder der drahtlosen Energieübertragung)

Hinzufügen eines Spannungsreglers zum Laden der Batterie:

In der obigen Abbildung sollte der Ausgang des Empfängers mit einer Spannungsreglerschaltung verbunden sein, z. B. mit einer LM338-Schaltung oder einer Opamp-Controller-Schaltung um sicherzustellen, dass der Ausgang sicher der vorgesehenen Batterie zum Laden zugeführt werden kann.

Wenn Sie weitere Fragen haben, können Sie diese gerne durch Ihre Kommentare ausdrücken.

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