무선 전력 전송의 개념은 새로운 것이 아니다. Nikola Tesla는 1890 년에 Nikola Tesla에 의해 처음 시연되었습니다. Nikola Tesla는 전원에서 60 피트 떨어진 곳에서 3 개의 전구를 켜서 전기 역학 유도 또는 공진 유도 결합을 도입했습니다. 우리는 또한 에너지를 전달하기 위해 미니 테슬라 코일을 만들었습니다.
WET (Wireless Electricity Transfer)는 전선이나 물리적 링크를 사용하지 않고 공극을 통해 전력을 공급하는 프로세스입니다. 이 무선 시스템에서 송신기 장치는 시변 또는 고주파 전자기장을 생성하여 물리적 연결없이 수신기 장치에 전력을 전송합니다. 수신기 장치는 자기장에서 전력을 추출하여 전기 부하에 공급합니다. 따라서 전기를 전자기장으로 변환하기 위해 두 개의 코일이 송신기 코일과 수신기 코일로 사용됩니다. 송신기 코일은 교류에 의해 전력을 공급 받고 자기장을 생성하며, 이는 수신기 코일에서 사용 가능한 전압으로 추가 변환됩니다.
이 프로젝트에서는 LED를 비추는 기본 저전력 무선 송신기 회로를 구축 할 것 입니다.
필요한 구성 요소
- 트랜지스터 BC 549
- LED
- 브레드 보드
- 전선 연결
- 1.2k 저항
- 구리선
- 1.5V 배터리
회로도
무선 으로 전기 를 전달 하여 LED를 발광하는 회로도 는 간단하며 아래 이미지에서 볼 수 있습니다. 송신기와 수신기의 두 부분으로 구성 됩니다.
송신기 측에서 코일은 트랜지스터의 컬렉터를 가로 질러 연결되고 17은 양쪽에서 켜집니다. 수신기는 트랜지스터, 저항기, 중앙 탭 공심 인덕터 또는 구리 코일의 세 가지 구성 요소를 사용하여 구성됩니다. 수신기 측에는 34 회전 구리 코일에 연결된 LED가 있습니다.
무선 전력 전송 회로 구축
여기서 사용되는 트랜지스터는 NPN 트랜지스터이며 BC547과 같이 기본 NPN 트랜지스터를 사용할 수 있습니다.
코일은 무선 에너지 전달의 중요한 부분이며 신중하게 제작되어야합니다. 이 프로젝트에서 코일은 29AWG의 구리선을 사용하여 만들어집니다. 중앙 탭 코일 형성은 송신기 측에서 수행됩니다. 코일을 감 으려면 PVC 파이프와 같은 원통형 코일 래퍼가 필요합니다.
트랜스미터의 경우 와이어를 17 회전까지 감은 다음 중앙 탭 연결 용 루프를 감고 다시 17 회전 코일을 만듭니다. 및 상기 수신기에 대해, 중앙 탭없이 권선의 턴 (34)을 만든다.
무선 전기 전송 회로의 작동
두 회로 모두 브레드 보드에 구성되어 있으며 1.5V 배터리를 사용하여 전원이 공급됩니다. 회로는 과도한 전력 손실로 인해 트랜지스터가 가열 될 수 있으므로 1.5V 이상의 전원 공급 장치에 사용할 수 없습니다. 그러나 더 많은 정격을 얻으려면 추가 구동 회로가 필요합니다.
이 무선 전기 전송은 유도 결합 기술을 기반으로합니다. 회로는 송신기와 수신기 의 두 부분으로 구성됩니다.
송신기 섹션 에서 트랜지스터는 코일에 고주파 AC 전류를 생성하고 코일은 주변에 자기장을 생성합니다. 코일이 중앙에 두드리면 코일의 양면이 충전되기 시작합니다. 코일의 한쪽은 저항에 연결되고 다른 쪽은 NPN 트랜지스터의 컬렉터 단자에 연결됩니다. 충전 상태에서베이스 저항이 전도되기 시작하여 결국 트랜지스터가 켜집니다. 그런 다음 트랜지스터는 이미 터가 접지에 연결될 때 인덕터를 방전시킵니다. 인덕터의 이러한 충전 및 방전은 매우 높은 주파수 발진 신호를 생성하여 자기장으로 추가 전송됩니다.
수신기 측 에서 그 자기장은 다른 코일로 전달되고 패러데이 유도 법칙에 따라 수신기 코일은 EMF 전압을 생성하기 시작하여 LED를 켜는 데 사용됩니다.
회로는 수신기에 연결된 LED를 사용하여 브레드 보드에서 테스트됩니다. 회로의 자세한 작동은 마지막에 주어진 비디오에서 볼 수 있습니다.
회로의 한계
이 작은 회로는 제대로 작동 할 수 있지만 큰 한계가 있습니다. 이 회로는 고전력을 전달하는 데 적합하지 않으며 입력 전압 제한이 있습니다. 효율성도 매우 낮습니다. 이러한 한계를 극복하기 위해 트랜지스터 또는 MOSFET을 사용하는 푸시 풀 토폴로지를 구성 할 수 있습니다. 그러나 효율성을 높이고 최적화하려면 적절한 무선 전송 드라이버 IC를 사용하는 것이 좋습니다.
전송 거리를 늘리려면 코일을 적절하게 감고 번호를 늘립니다. 코일의 회전 수.
무선 전력 전송의 응용
무선 전력 전송 (WPT)은 전자 산업에서 널리 논의되는 주제입니다. 이 기술은 스마트 폰 및 충전기 용 가전 시장에서 빠르게 성장하고 있습니다.
WPT에는 수많은 이점이 있습니다. 그들 중 일부는 아래에 설명되어 있습니다.
첫째, 최신 전력 요구 사항 영역에서 WPT는 유선 충전 솔루션을 대체하여 기존 충전 시스템을 제거 할 수 있습니다. 모든 휴대용 소비재에는 자체 충전 시스템이 필요하며, 무선 전력 전송은 이러한 모든 휴대용 장치에 범용 무선 전력 솔루션을 제공함으로써이 문제를 해결할 수 있습니다. 스마트 워치, 스마트 폰 등 무선 전력 솔루션이 내장 된 시장에는 이미 많은 장치가 있습니다.
WPT의 또 다른 장점은 설계자가 완전 방수 제품을 만들 수 있다는 것 입니다. 무선 충전 솔루션은 전원 포트가 필요 없어 방수가되는 방식으로 장치를 만들 수 있습니다.
또한 효율적인 방식으로 다양한 충전 솔루션을 제공합니다. 전력 공급 범위는 최대 200W이며 전력 전송 손실이 매우 적습니다.
무선 전력 전송의 주요 이점은 커넥터 또는 포트 에 충전기 삽입으로 인한 물리적 손상을 방지하여 제품 수명을 늘릴 수 있다는 것 입니다. 단일 도크에서 여러 장치를 충전 할 수 있습니다. 전자 차량은 주차 중에 무선 전력 전송을 사용하여 충전 할 수도 있습니다.
Wireless Energy Transfer는 거대한 응용 프로그램을 가질 수 있으며 Bosch, IKEA, Qi와 같은 많은 대기업은 무선 전력 전송을 사용하는 미래형 솔루션을 개발하고 있습니다.
