La carga de baterías mediante carga inalámbrica inductiva es una de las aplicaciones que se está volviendo muy popular y apreciada por los usos. Aquí estudiaremos cómo hacer un circuito de cargador de batería Li-Ion inalámbrico usando el mismo concepto. Cualquier sistema eléctrico que involucre redes o cables puede ser muy complicado y engorroso.
Introducción
Hoy en día, el mundo se está volviendo de alta tecnología y los sistemas eléctricos también están pasando a versiones mejores y sin problemas para brindarnos más comodidad. La transferencia de potencia inductiva es uno de esos conceptos interesantes que facilita transferencia de energía sin el uso de cables , o más bien de forma inalámbrica.
Como su nombre lo refiere, la transferencia de potencia inductiva es un proceso mediante el cual se transfiere una determinada magnitud de potencia de un lugar fijo a otro a través del aire sin utilizar conductores, al igual que se transmiten señales de radio o señales de teléfonos móviles.
Sin embargo, el concepto no es tan fácil como parece, porque con radios y teléfonos celulares la potencia transmitida es simplemente de unos pocos vatios y, por lo tanto, se vuelve bastante factible, pero transfiriendo energía (de forma inalámbrica) para que pueda usarse para alimentar alta corriente dispositivos es un juego de pelota completamente diferente.
Aquí estamos hablando de varios vatios o probablemente varios cientos de vatios que necesitan ser transportados sin ninguna disipación, de un punto a otro sin usar cables, un tema difícil de implementar.
Sin embargo, los investigadores están haciendo todo lo posible para encontrar configuraciones apropiadas que puedan ser adecuadas para implementar con éxito el concepto anterior.
Los siguientes puntos describen el concepto y nos ayudan a saber cómo se lleva a cabo realmente el procedimiento anterior: La inducción, como todos sabemos, es un proceso mediante el cual la energía eléctrica se transfiere de una posición a otra sin incorporar conexiones directas.
El mejor ejemplo son nuestros transformadores eléctricos regulares, donde se aplica una CA de entrada en uno de sus devanados y se recibe una potencia inducida en el otro devanado a través de inducciones magnéticas.
Sin embargo, la distancia entre los dos devanados dentro de un transformador es muy pequeña y, por lo tanto, las acciones se llevan a cabo de manera muy conveniente y eficiente.
Cuando el procedimiento debe implementarse a mayores distancias, la tarea se complica un poco. Al evaluar el concepto de inducción, encontramos que existen básicamente dos obstáculos que hacen que la transferencia de energía sea difícil e ineficiente, especialmente a medida que aumenta la distancia entre los destinos de inducción.
El primer obstáculo es la frecuencia y el segundo obstáculo son las corrientes parásitas generadas en el núcleo del devanado. Los dos parámetros son inversamente proporcionales y, por lo tanto, dependen directamente el uno del otro.
Otro factor que dificulta el trámite, es el material del núcleo de bobinado, que a su vez afecta directamente a los dos parámetros anteriores.
Al dimensionar cuidadosamente estos factores de la manera más eficiente, la distancia entre los dispositivos de inducción se puede ampliar considerablemente.
Para transferir energía inalámbrica en el método discutido anteriormente, primero requerimos una CA, lo que significa que la energía que debe transferirse debe ser una corriente pulsante.
Esta frecuencia de la corriente cuando se aplica a un devanado genera corrientes parásitas, que son corrientes inversas opuestas a la corriente aplicada.
La generación de más corrientes parásitas significa menos eficiencia y más pérdida de potencia a través del calentamiento del núcleo. Sin embargo, a medida que aumenta la frecuencia, la generación de corrientes parásitas se reduce proporcionalmente.
Además, si se usa un material de ferrita en lugar de los estampados de hierro convencionales como núcleo del devanado, se ayuda a reducir aún más las corrientes parásitas.
Por lo tanto, para implantar el concepto anterior de la manera más eficiente, necesitamos hacer que la fuente de energía sea de alta frecuencia, del orden de muchos kilohercios y usar un sistema de inducción de entrada que esté compuesto de ferrita como núcleo.
Con suerte, esto resuelve el problema en gran medida al menos para la realización del proyecto propuesto de un circuito de carga inductiva para baterías de iones de litio.
Cómo funciona
ADVERTENCIA: EL CIRCUITO NO ESTÁ AISLADO DE LA RED DE CA Y, POR LO TANTO, ES EXTREMADAMENTE PELIGROSO SI SE TOCA EN CONDICIONES DE ALIMENTACIÓN.
Este circuito de cargador de teléfono celular inalámbrico está diseñado por mí, pero no ha sido verificado en la práctica, por lo que recomendaría a los lectores que tomen nota de esto.
El circuito se puede entender con los siguientes puntos:
Refiriéndonos a la figura vemos dos unidades, una es la base o el módulo transmisor y la otra es el módulo receptor.
Como se discutió en el párrafo anterior, el material del núcleo del devanado base es un núcleo en E de ferrita que tiene un tamaño relativamente mayor. La bobina que se coloca dentro del E-core tiene una sola etapa, cuidadosamente enrollada con 100 vueltas de alambre de cobre súper esmaltado 24 SWG.
Un grifo central se extrae del devanado de su 50a vuelta de enrollamiento. La bobina o transformador anterior está conectado a un circuito oscilador que consta del transistor T1, preajuste P1 y la resistencia y el condensador correspondientes.
El ajuste preestablecido se utiliza para aumentar la frecuencia a través del bobinado hasta niveles óptimos y debe experimentarse un poco. Se alimenta un voltaje de CC al circuito para iniciar las oscilaciones requeridas, que se deriva directamente rectificando y filtrando la red de CA.
Al aplicar la CC, el circuito comienza a oscilar y las oscilaciones del inductor que son de alta frecuencia se escapan al aire a una distancia considerable y es necesario recuperarlas para la recepción inductiva propuesta.
La unidad receptora también incorpora un inductor que consiste en 50 vueltas de alambre de cobre súper esmaltado 21 SWG con núcleo de aire, que se convierte en una especie de antena para anticipar las ondas de potencia liberadas desde el circuito base. para la sintonización se puede intentar.
Se utiliza para recortar la recepción hasta que se alcanza el punto de resonancia y L2 se sintoniza de manera óptima con las ondas de transmisión. Esto eleva instantáneamente el voltaje de salida de L2 y se vuelve óptimo para los requisitos de carga.
D6 y C4 son los componentes rectificadores que finalmente convierten las señales de CA en CC pura.
Cuando se lleva a una proximidad considerable, las inducciones de la unidad base inferior se inducen dentro de la bobina receptora, la frecuencia inducida se rectifica y filtra adecuadamente dentro del circuito receptor y se utiliza para cargar la batería de iones de litio conectada.
Se puede conectar un LED a la salida para obtener una indicación instantánea de la intensidad de la transferencia de energía inalámbrica en cualquier momento.
PRECAUCIÓN: EL CIRCUITO DEL CARGADOR INALÁMBRICO DE BATERÍA DE IONES DE LIÓN EXPLICADO ANTERIORMENTE SE BASA EN MIS SUPUESTOS ÚNICAMENTE
SE RECOMIENDA ESTRICTAMENTE LA DISCRECIÓN DE LOS LECTORES MIENTRAS SE EMPLEA EL CONCEPTO DISCUTIDO
Y EL CIRCUITO.
Lista de piezas para el circuito cargador de teléfono móvil inalámbrico mencionado anteriormente
Se necesitarían las siguientes partes para hacer este circuito de carga de batería inductivo:
- R1 = 470 ohmios,
- R2 = 10 K, 1 vatio,
- C1 = 0.47uF / 400V, no polar,
- C2 = 2uF / 400V, no polar
C3 = condensador de grupo variable, - C4 = 10 uF / 50 V,
- D1 --- D5 = 1N4007,
- D6 = Igual al voltaje de la batería, 1 vatio
- T1 = UTC BU508 AFIL1 = 100 vueltas, 25 SWG, grifo central, sobre el núcleo E de ferrita más grande posible L2 = 50 vueltas apiladas, 20 SWG, 2 pulgadas de diámetro, núcleo de aire
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