Metal oksit yarı iletken alan etkili transistör, çoğunlukla silikon kontrollü oksidasyonla üretilir. Şu anda bu en yaygın kullanılan transistör türüdür çünkü bu transistörün ana işlevi iletkenliği kontrol etmektir, aksi takdirde MOSFET'lerin kaynak ve drenaj terminalleri arasında ne kadar akım sağlayabileceği geçit terminaline uygulanan voltajın toplamına bağlıdır. Geçit terminaline uygulanan voltaj, cihazın iletimini kontrol etmek için bir elektrik alanı üretir. MOSFET'ler DC-DC dönüştürücüler, Motor kontrolü gibi farklı uygulama devrelerinin yapımında kullanılır. İnvertörler , Kablosuz güç aktarımı , vb. Bu makalede, yüksek verimliliğe sahip bir kablosuz güç aktarım devresinin nasıl tasarlanacağı anlatılmaktadır. MOSFET .

MOSFET ile Kablosuz Güç Aktarımı

Bunun ana konsepti, bir Tx ve Rx bobini arasındaki güç aktarımını kontrol etmek için MOSFET'ler ve rezonans endüktif kuplajlı bir WPT (kablosuz güç aktarımı) sistemi tasarlamaktır. Bu, rezonans bobininin AC'den şarj edilmesi ve ardından sonraki beslemenin dirençli yüke iletilmesiyle yapılabilir. Bu devre, düşük güçlü bir cihazın kablosuz olarak endüktif bağlantı yoluyla çok hızlı ve güçlü bir şekilde şarj edilmesine yardımcı olur.

Kablosuz güç iletimi şu şekilde tanımlanabilir; Elektrik enerjisinin güç kaynağından bir elektrik yüküne herhangi bir kablo ya da iletken tel olmadan belirli bir mesafe boyunca iletilmesine WPT (kablosuz güç iletimi) adı verilmektedir. Kablosuz güç aktarımı, elektrik mühendisliği alanında geleneksel bakır kabloların ve aynı zamanda akım taşıyan kabloların kullanımını ortadan kaldıran olağanüstü bir değişiklik yaratıyor. Kablosuz güç iletimi verimli, güvenilir, düşük bakım maliyetli ve uzun veya kısa mesafe için hızlıdır. Bu, bir cep telefonunu veya şarj edilebilir pili kablosuz olarak şarj etmek için kullanılır.

Gerekli Bileşenler

MOSFET devresi ile kablosuz güç aktarımı esas olarak verici bölümünü ve alıcı bölümünü içerir. Kablosuz güç aktarımı için verici bölümünü oluşturmak için gerekli bileşenler temel olarak; voltaj kaynağı (Vdc) – 30V, kapasitör-6,8 nF, RF bobinleri (L1 ve L2) 8,6 μH ve 8,6 μH, Verici bobini (L) – 0,674 μH, dirençler R1-1K, R2-10 K, R3-94 ohm, R4-94 ohm, R5-10 K, Kondansatör C rezonans kapasitörleri, D1-D4148, D2-D4148, MOSFET Q1-IRF540 ve MOSFET Q2-IRF540 diyotları gibi çalışır

Kablosuz güç aktarımı için bir alıcı bölümü oluşturmak için gerekli bileşenler başlıca şunları içerir; D1 ila D4 – D4007 diyotları, Direnç (R) – 1k ohm, Voltaj regülatörü IC – LM7805 IC, alıcı bobin (L) – 1.235μH, C1 – 6.8nF ve C2 gibi kapasitörler 220μF’dir.

“dcs sistemi nedir ”

MOSFET Bağlantıları ile Kablosuz Güç Aktarımı

Kablosuz güç aktarım verici bölümünün bağlantıları şu şekildedir;

Kablosuz Güç Aktarım Verici Devresi

R1 direncinin pozitif terminali 30V voltaj kaynağına, diğer terminali ise LED'e bağlanır. LED'in katot terminali bir R2 direnci aracılığıyla GND'ye bağlanır.
R3 direncinin pozitif terminali 30V voltaj kaynağına bağlanır ve diğer terminal MOSFET'in geçit terminaline bağlanır. Burada LED'in katot terminali MOSFET'in kapı terminaline bağlanır.
MOSFET'in boşaltma terminali, diyotun pozitif terminali aracılığıyla voltaj kaynağına bağlanır ve bobin 'L1'.
MOSFET'in kaynak terminali GND'ye bağlanır.
'L1' indüktöründe, D2 diyotunun anot terminaline başka bir terminal bağlanır ve katot terminali, 'C' kapasitörleri ve 'L' indüktörü aracılığıyla R3 direncine bağlanır.
R4 direncinin pozitif terminali voltaj kaynağına bağlanır ve direncin diğer terminali D1 ve D2 diyotlarının anot ve katot terminalleri aracılığıyla MOSFET'in kapı terminaline bağlanır.
İndüktörün 'L2' pozitif terminali voltaj kaynağına bağlanır ve diğer terminal, 'D2' diyotunun anot terminali aracılığıyla MOSFET'in drenaj terminaline bağlanır.
MOSFET'in kaynak terminali GND'ye bağlanır.

Kablosuz güç aktarım alıcı bölümünün bağlantıları şu şekildedir;

Kablosuz Güç Aktarım Alıcı Devresi

İndüktör 'L', kapasitör 'C1' pozitif terminalleri D1'in anot terminaline bağlanır ve indüktör 'L', kapasitör 'C1'in diğer terminalleri D4'ün katot terminaline bağlanır.
D2 diyot anot terminali D3 diyot katot terminaline bağlanır ve D3 diyot anot terminali D4 diyot anot terminaline bağlanır.
D2 diyot katot terminali, D1 diyot katot terminaline bağlanır ve D1 diyot anot terminali, 'L' indüktörünün ve 'C1' kapasitörünün diğer terminallerine bağlanır.
Direnç 'R' pozitif terminali D1 ve D2'nin katot terminallerine bağlanır ve bir direncin diğer terminalleri LED'in anot terminaline ve LED'in katot terminali GND'ye bağlanır.
Kondansatörün C2 pozitif terminali LM7805 IC'nin giriş terminaline bağlanır, diğer terminali GND'ye ve LM7805 IC'nin GND pini GND'ye bağlanır.

Çalışma

Bu kablosuz güç aktarım devresi esas olarak verici ve alıcı olmak üzere iki bölümden oluşur. Bu bölümde verici bobin 6mm emaye tel veya mıknatıslı tel ile yapılmaktadır. Aslında bu tel, üzerinde ince bir izolasyon kaplama tabakası bulunan bakır bir teldir. Verici bobinin çapı 6,5 inç veya 16,5 cm ve 8,5 cm uzunluğundadır.

Verici bölümü devresi bir DC güç kaynağı, bir verici bobini ve osilatör içerir. Bir DC güç kaynağı, osilatör devresine giriş olarak verilen kararlı bir DC voltajı sağlar. Daha sonra DC voltajı yüksek frekanslı AC güce dönüştürür ve verici bobine verilir. Yüksek frekanslı AC akımı nedeniyle verici bobin, bobin içinde alternatif bir manyetik alan oluşturacak şekilde enerji alacaktır.

Alıcı bölümündeki alıcı bobini 8 cm çapında 18 AWG bakır telden yapılmıştır. Alıcı bölüm devresinde, alıcı bobin bu enerjiyi bobininde indüklenen alternatif voltaj olarak alır. Bu alıcı bölümündeki bir doğrultucu voltajı AC'den DC'ye değiştirir. Son olarak, bu değişen DC gerilimi, bir gerilim kontrol bölümü boyunca yüke sağlanır. Kablosuz güç alıcısının ana işlevi, düşük güçlü bir pili endüktif bağlantı yoluyla şarj etmektir.

Verici devresine güç kaynağı sağlandığında, L1 ve L2 bobinlerinin iki tarafından ve MOSFET'lerin boşaltma terminallerine DC akımı sağlanır, ardından MOSFET'lerin kapı terminallerinde voltaj görünecek ve transistörleri AÇIK duruma getirmeye çalışacaktır. .

İlk MOSFET Q1'in AÇIK olduğunu varsayarsak, ikinci MOSFET'in drenaj voltajı GND'ye yakın olacak şekilde kenetlenecektir. Eş zamanlı olarak, ikinci MOSFET kapalı durumda olacak ve ikinci MOSFET'in boşaltma voltajı, 'C' kapasitörü ve osilatörün birincil bobini tarafından tek bir yarım döngü boyunca oluşturulan tank devresi nedeniyle zirveye yükselecek ve düşmeye başlayacaktır.

Kablosuz güç aktarımının avantajları; daha az maliyetli olması, daha güvenilir olması, kablosuz bölgelerde pilin hiç bitmemesi, kablolara göre daha fazla gücü verimli bir şekilde iletmesi, çok kullanışlı olması, çevre dostu olması vb. gibi özelliklerdir. Kablosuz güç aktarımının dezavantajları; güç kaybının yüksek olduğu, yönsüz olduğu ve daha uzun mesafeler için verimli olmadığı.

kablosuz güç aktarımı uygulamaları Döner şaftların üzerindeki kablosuz sensörleri, kablosuz ekipmanların şarj edilmesini ve çalıştırılmasını ve şarj kablolarının çıkarılarak ekipmanın su geçirmez hale getirilmesini içeren endüstriyel uygulamaları içerir. Bunlar mobil cihazların şarj edilmesi, ev aletleri, insansız hava araçları ve elektrikli araçlar için kullanılır. Bunlar aşağıdakileri içeren tıbbi implantları çalıştırmak ve şarj etmek için kullanılır: kalp pilleri, deri altı ilaç malzemeleri ve diğer implantlar. Bu kablosuz güç aktarım sistemi, çalışmasını anlamak için evde/breadbaord'da oluşturulabilir. Hadi görelim

Evde WirelessPowerTranfer cihazı nasıl oluşturulur?

Evde basit bir kablosuz güç aktarımı (WPT) cihazı oluşturmak eğlenceli ve eğitici bir proje olabilir, ancak önemli miktarda güç çıkışına sahip verimli bir WPT sistemi oluşturmanın genellikle daha gelişmiş bileşenler ve hususlar içerdiğini unutmamak önemlidir. Bu kılavuz, endüktif kuplaj kullanan eğitim amaçlı temel bir Kendin Yap projesinin ana hatlarını çizmektedir. Lütfen aşağıdakilerin düşük güçte olduğunu ve cihazları şarj etmek için uygun olmadığını unutmayın.

İhtiyac duyulan malzemeler:

Verici Bobini (TX Bobini): PVC boru gibi silindirik bir formun etrafına sarılmış (yaklaşık 10-20 tur) tel bobindir.
Alıcı Bobini (RX Bobini): TX Bobinine benzer, ancak tercihen artan voltaj çıkışı için daha fazla dönüşe sahiptir.
LED (Işık Yayan Diyot): Güç aktarımını göstermek için basit bir yük olarak.
N-kanallı MOSFET (örn. IRF540): Bir osilatör oluşturmak ve TX Bobini değiştirmek için.
Diyot (örn. 1N4001): RX Bobinden gelen AC çıkışını düzeltmek için.
Kapasitör (örneğin, 100μF): Düzeltilmiş voltajı düzeltmek için.
Direnç (örn. 220Ω): LED akımını sınırlamak için.
Pil veya DC Güç Kaynağı: Vericiye (TX) güç sağlamak için.
Breadboard ve Jumper Telleri: Devreyi oluşturmak için.
Sıcak Tutkal Tabancası: Bobinleri yerine sabitlemek için.

Devre Açıklaması:

Verici ve alıcı devresinin nasıl bağlanması gerektiğini görelim.

Verici Tarafı (TX):

Pil veya DC Kaynağı: Bu, verici için güç kaynağınızdır. Pilin veya DC güç kaynağının pozitif terminalini devre tahtanızın pozitif rayına bağlayın. Negatif terminali negatif rayına (GND) bağlayın.

“sim kartın işlevi nedir ”
TX Bobini (Verici Bobini): TX Bobininin bir ucunu MOSFET'in drenaj (D) terminaline bağlayın. TX Bobinin diğer ucu, güç kaynağınızın pozitif terminalinin bağlandığı devre tahtasının pozitif rayına bağlanır.
MOSFET (IRF540): MOSFET'in kaynak (S) terminali devre tahtasının negatif rayına (GND) bağlanır. Bu, MOSFET'in kaynak terminalini güç kaynağınızın negatif terminaline bağlar.
MOSFET'in Kapı (G) Terminali: Basitleştirilmiş devrede, bu terminal bağlantısız bırakılır, bu da MOSFET'i etkili bir şekilde sürekli olarak açar.

Alıcı Tarafı (RX):

LED (Yük): LED'in anotunu (daha uzun uç) devre tahtasının pozitif rayına bağlayın. LED'in katotunu (daha kısa kablo) RX Bobinin bir ucuna bağlayın.
RX Bobini (Alıcı Bobini): RX Bobininin diğer ucu devre tahtasının negatif rayına (GND) bağlanmalıdır. Bu LED için kapalı bir devre oluşturur.
Diyot (1N4001): Diyotu LED'in katodu ile devre tahtasının negatif rayı (GND) arasına yerleştirin. Diyotun katodu LED'in katotuna, anodu ise negatif raya bağlanmalıdır.
Kapasitör (100μF): Kapasitörün bir ucunu diyotun katotuna (LED'in anot tarafı) bağlayın. Kapasitörün diğer ucunu devre tahtasının pozitif rayına bağlayın. Bu kapasitör, düzeltilmiş voltajın yumuşatılmasına yardımcı olarak LED'e daha kararlı bir voltaj sağlar.

Devredeki bileşenler bu şekilde bağlanır. Verici tarafına (TX) güç verdiğinizde, TX Bobini değişen bir manyetik alan üretir ve bu, alıcı tarafındaki (RX) RX Bobininde bir voltajı indükler. Bu indüklenen voltaj düzeltilir, yumuşatılır ve LED'e güç vermek için kullanılır; bu, kablosuz güç aktarımını çok basit bir biçimde gösterir. Bunun düşük güç gerektiren ve eğitici bir gösteri olduğunu, pratik kablosuz şarj uygulamaları için uygun olmadığını unutmayın.