发光二极管的简单无线电力传输电路

这个无线电力传输这个概念并不新鲜。1890年，尼古拉·特斯拉首次展示了这一点。尼古拉·特斯拉通过在距离电源60英尺的地方点亮三个灯泡，引入了电动力学感应或谐振电感耦合。我们还建造了迷你特斯拉线圈以传递能量。

无线电力传输（WET）是一种通过气隙供电的过程，无需使用任何电线或物理链路。在该无线系统中，发射机设备产生时变或高频电磁场，该电磁场在没有任何物理连接的情况下向接收机设备传输功率。接收器设备从磁场中提取功率并将其提供给电气负载。因此，为了将电转换为电磁场，使用两个线圈作为发射器线圈和接收器线圈。发射器线圈由交流电供电，并产生磁场，该磁场被进一步转换为接收器线圈上的可用电压。

在这个项目中，我们将建立一个低功率无线发射器电路，使LED发光。

 

所需组件

1. 晶体管BC 549
2. 发光二极管
3. 挡板
4. 连接线
5. 1.2k电阻器
6. 铜线
7. 1.5V电池

 

电路图

原理图，用于无线传输电力发光二极管，很简单，可以在下图中看到，它有两个部分，发射器和接收器.

在发射器侧，线圈连接在晶体管的集电极两端，17在两侧导通。接收器由三个部件构成——晶体管、电阻器和中心抽头空心电感或铜线圈。接收器侧有一个连接在34匝铜线圈上的LED。

 

无线电力传输电路的构建

这里使用的晶体管是NPN晶体管，任何基本的NPN晶体管都可以在这里使用，比如BC547。

 

线圈是无线能量传输中的关键部件，应谨慎建造。在本项目中，线圈使用的铜线29微克。在变送器侧形成中心抽头线圈。并且需要像PVC管一样的圆柱形线圈缠绕器来缠绕线圈。

 

对于变送器，将电线缠绕至17圈，然后将回路用于中心抽头连接，再绕17圈线圈。和对于接收器，在没有中心抽头的情况下制作34圈线圈绕组。

 

无线电力传输电路的工作原理

这两个电路都是在试验板上构建的，并使用1.5V电池供电。该电路不能用于超过1.5伏的电源，因为晶体管可能会因过度功耗而发热。然而，为了获得更高的额定值，需要额外的驱动电路。

 

这种无线电力传输是基于电感耦合技术。电路由两部分组成-发射器和接收器.

 

在变送器部分，晶体管在线圈上产生高频交流电流，线圈在其周围产生磁场。当线圈被中心抽头时，线圈的两侧开始充电。线圈的一侧连接到电阻器，另一侧连接到NPN晶体管的集电极端子。在充电条件下，基极电阻器开始导通，最终导通晶体管。当发射极接地时，晶体管使电感器放电。电感器的这种充电和放电产生非常高频的振荡信号，该振荡信号进一步作为磁场传输。

 

在接收器侧，该磁场被转移到另一个线圈中，并且通过法拉第感应定律，接收器线圈开始产生EMF电压，该EMF电压被进一步用于点亮LED。

 

电路在试验板上测试，LED连接在接收器两端。电路的详细工作可以在最后给出的视频中看到。

 

电路的限制

这个小电路可以正常工作，但有很大的局限性。该电路不适合输送高功率，并且具有输入电压限制。效率也很差。为了克服这一限制推挽拓扑可以使用晶体管或MOSFET来构造。然而，为了获得更好和优化的效率，最好使用适当的无线传输驱动IC。

为了提高传输距离，适当地缠绕线圈并增加线圈的匝数。

 

无线电力传输的应用

无线功率传输（WPT）是电子行业中一个广泛讨论的话题。这项技术在智能手机和充电器的消费电子市场上迅速发展。

WPT有无数的好处。其中一些解释如下：

 

首先在现代电力需求领域，WPT可以通过取代有线充电解决方案来消除传统的充电系统任何便携式消费品都需要自己的充电系统，无线电力传输可以通过为所有这些便携式设备提供通用的无绳电力解决方案来解决这个问题。市场上已经有许多内置无线电源解决方案的设备，如智能手表、智能手机等。

WPT的另一个好处是它允许设计师制作完全防水的产品由于无线充电解决方案不需要电源端口，因此可以以防水的方式制造设备。

它还以高效的方式提供了广泛的充电解决方案。功率传输范围高达200W，功率传输损耗非常低。

无线电力传输的一个主要好处是通过防止充电器插入造成的物理损坏，可以延长产品寿命穿过连接器或端口。多个设备可以从一个底座充电。电子车辆也可以在停车期间使用无线电力传输进行充电。

无线能量传输可以有巨大的应用，许多大公司，如博世、宜家、齐，正在开发一些使用无线电力传输的未来解决方案。