금속-산화물-반도체 전계 효과 트랜지스터는 실리콘 제어 산화를 통해 가장 자주 제조됩니다. 현재 가장 일반적으로 사용되는 트랜지스터 유형입니다. 이 트랜지스터의 주요 기능은 전도성을 제어하는 것입니다. 그렇지 않으면 MOSFET 소스와 드레인 단자 사이에 공급할 수 있는 전류의 양은 게이트 단자에 인가되는 전압의 합에 따라 달라집니다. 게이트 단자에 인가된 전압은 장치의 전도를 제어하기 위해 전기장을 생성합니다. MOSFET은 DC-DC 컨버터, 모터 제어, 인버터 , 무선 전력 전송 등. 이 기사에서는 고효율을 사용하여 무선 전력 전송 회로를 설계하는 방법에 대해 설명합니다. MOSFET .

MOSFET을 통한 무선 전력 전송

이것의 주요 개념은 Tx와 Rx 코일 사이의 전력 전송을 제어하기 위해 MOSFET과 공진 유도 결합을 갖춘 WPT(무선 전력 전송) 시스템을 설계하는 것입니다. 이는 AC에서 공진 코일을 충전한 후 저항성 부하에 후속 전원을 전송함으로써 수행할 수 있습니다. 이 회로는 무선 유도 결합을 통해 저전력 장치를 매우 빠르고 강력하게 충전하는 데 도움이 됩니다.

무선 전력 전송은 다음과 같이 정의할 수 있습니다. 케이블이나 도선 없이 전원에서 전기 부하로 전기 에너지를 전송하는 것을 WPT(무선 전력 전송)라고 합니다. 무선 전력 전송은 전기 공학 분야에서 기존 구리 케이블과 전류 전달 전선의 사용을 제거하는 놀라운 변화를 가져옵니다. 무선 전력 전송은 효율적이고 안정적이며 유지 관리 비용이 낮고 장거리 또는 단거리에서 빠릅니다. 휴대폰이나 충전지를 무선으로 충전하는데 사용됩니다.

필수 구성 요소

MOSFET 회로를 이용한 무선 전력 전송에는 주로 송신기 부분과 수신기 부분이 포함됩니다. 무선 전력 전송을 위한 송신기 섹션을 만드는 데 필요한 구성 요소는 주로 다음과 같습니다. 전압 소스(Vdc) – 30V, 커패시터-6.8nF, RF 초크(L1 및 L2)는 8.6μH 및 8.6μH, 송신기 코일(L) – 0.674μH, 저항기 R1-1K, R2-10 K, R3-94 ohm, R4-94 ohm, R5-10 K, 커패시터 C는 공진 커패시터, 다이오드 D1-D4148, D2-D4148, MOSFET Q1-IRF540 및 MOSFET Q2-IRF540처럼 작동합니다.

무선 전력 전송을 위한 수신기 섹션을 만드는 데 필요한 구성 요소는 주로 다음과 같습니다. 다이오드 D1 ~ D4 – D4007, 저항기(R) – 1kΩ, 전압 조정기 IC – LM7805 IC, 수신기 코일(L) – 1.235μH, C1 – 6.8nF 및 C2와 같은 커패시터는 220μF입니다.

MOSFET 연결을 통한 무선 전력 전송

무선 전력 전송 송신기 섹션의 연결은 다음과 같습니다.

무선 전력 전송 송신기 회로

R1 저항의 양극 단자는 30V 전압 소스에 연결되고 다른 단자는 LED에 연결됩니다. LED의 음극 단자는 R2 저항을 통해 GND에 연결됩니다.
R3 저항의 양극 단자는 30V 전압 소스에 연결되고 다른 단자는 MOSFET의 게이트 단자에 연결됩니다. 여기서 LED의 캐소드 단자는 MOSFET의 게이트 단자에 연결됩니다.
MOSFET의 드레인 단자는 다이오드의 양극 단자를 통해 전압 공급 장치에 연결됩니다. 인덕터 'L1'.
MOSFET의 소스 단자는 GND에 연결됩니다.
인덕터 'L1'에서 다른 단자는 D2 다이오드의 양극 단자에 연결되고 음극 단자는 커패시터 'C'와 인덕터 'L'을 통해 R3 저항에 연결됩니다.
R4 저항의 양극 단자는 전압 공급 장치에 연결되고 저항의 다른 단자는 다이오드 D1 및 D2의 양극 및 음극 단자를 통해 MOSFET의 게이트 단자에 연결됩니다.
인덕터 'L2' 양극 단자는 전압 공급 장치에 연결되고 다른 단자는 다이오드 'D2'의 양극 단자를 통해 MOSFET의 드레인 단자에 연결됩니다.
MOSFET의 소스 단자는 GND에 연결됩니다.

무선 전력 전송 수신기 섹션의 연결은 다음과 같습니다.

무선 전력 전송 수신기 회로

인덕터 'L', 커패시터 'C1' 양극 단자는 D1의 양극 단자에 연결되고 인덕터 'L', 커패시터 'C1'의 다른 단자는 D4의 음극 단자에 연결됩니다.
D2 다이오드 양극 단자는 D3 다이오드 음극 단자에 연결되고 D3 다이오드 양극 단자는 D4 다이오드 양극 단자에 연결됩니다.
D2 다이오드 캐소드 단자는 D1 다이오드 캐소드 단자에 연결되고 D1 다이오드 애노드 단자는 인덕터 'L'의 다른 단자와 커패시터 'C1'에 연결됩니다.
저항 'R' 양극 단자는 D1&D2의 음극 단자에 연결되고 저항의 다른 단자는 LED의 양극 단자에 연결되고 LED의 음극 단자는 GND에 연결됩니다.
커패시터 C2 양극 단자는 LM7805 IC의 입력 단자에 연결되고 다른 단자는 GND에 연결되고 LM7805 IC GND 핀은 GND에 연결됩니다.

일하고 있는

이 무선 전력 전송 회로는 주로 송신기와 수신기의 두 부분으로 구성됩니다. 이 섹션에서 송신기 코일은 6mm 에나멜 와이어 또는 자석 와이어로 만들어집니다. 사실 이 전선은 구리선에 얇은 절연코팅층을 씌운 전선입니다. 송신기 코일의 직경은 6.5인치 또는 16.5cm 및 길이 8.5cm입니다.

송신기 섹션 회로에는 DC 전원, 송신기 코일 및 발진기가 포함됩니다. DC 전원은 발진기 회로에 입력으로 제공되는 안정적인 DC 전압을 제공합니다. 그 후 DC 전압을 고주파로 AC 전원으로 변환하여 송신 코일에 공급합니다. 고주파수 AC 전류로 인해 송신기 코일에 전원이 공급되어 코일 내에 교류 자기장이 생성됩니다.

수신기 섹션 내의 수신기 코일은 직경 8cm의 18 AWG 구리선으로 만들어집니다. 수신기 섹션 회로에서 수신기 코일은 코일에 유도된 교류 전압으로 해당 에너지를 얻습니다. 이 수신기 섹션의 정류기는 전압을 AC에서 DC로 변경합니다. 마지막으로 이렇게 변경된 DC 전압은 전압 컨트롤러 세그먼트 전체에 걸쳐 부하에 제공됩니다. 무선 전력 수신기의 주요 기능은 유도 결합을 통해 저전력 배터리를 충전하는 것입니다.

전원 공급 장치가 송신기 회로에 제공될 때마다 L1 및 L2 코일의 양면과 MOSFET 드레인 단자를 통해 DC 전류가 공급되고 MOSFET의 게이트 단자에 전압이 나타나고 트랜지스터를 켜려고 시도합니다. .

첫 번째 MOSFET Q1이 켜져 있다고 가정하면 두 번째 MOSFET의 드레인 전압은 GND에 가깝게 클램핑됩니다. 동시에, 두 번째 MOSFET은 꺼진 상태가 되고, 두 번째 MOSFET의 드레인 전압은 단일 반주기 동안 'C' 커패시터와 발진기의 1차 코일에 의해 생성된 탱크 회로로 인해 피크까지 증가하고 떨어지기 시작합니다.

무선 전력 전송의 장점은 다음과 같습니다. 비용이 저렴하고, 신뢰성이 높으며, 무선 구역 내에서 배터리 전원이 부족하지 않으며, 유선에 비해 더 많은 전력을 효율적으로 전송하고, 매우 편리하고, 친환경적입니다. 무선 전력 전송의 단점은 다음과 같습니다. 전력 손실이 높고 방향성이 없으며 장거리에는 효율적이지 않습니다.

그만큼 무선 전력 전송 응용 회전축 위의 무선 센서, 무선 장비의 충전 및 전원 공급, 충전 코드를 제거하여 방수 장비 보호 등의 산업용 애플리케이션이 포함됩니다. 모바일기기 충전, 가전제품, 무인항공기, 전기차 등에 사용됩니다. 이는 다음과 같은 의료용 임플란트를 작동 및 충전하는 데 사용됩니다. 심장 박동기, 피하 약물 공급 및 기타 임플란트. 이러한 무선 전력 전송 시스템은 집/빵집에서 만들어서 작동을 이해할 수 있습니다. 보자

집에서 WirelessPowerTranfer 장치를 만드는 방법은 무엇입니까?

집에서 간단한 무선 전력 전송(WPT) 장치를 만드는 것은 재미있고 교육적인 프로젝트일 수 있지만 상당한 전력 출력을 갖춘 효율적인 WPT 시스템을 구축하려면 일반적으로 더 고급 구성 요소와 고려 사항이 필요하다는 점을 기억하는 것이 중요합니다. 이 가이드에서는 유도 결합을 사용한 교육 목적의 기본 DIY 프로젝트에 대해 간략하게 설명합니다. 다음은 저전력이므로 충전기기에는 적합하지 않으니 주의하시기 바랍니다.

필요한 재료:

송신기 코일(TX 코일): PVC 파이프와 같은 원통형 형태에 감겨진 와이어 코일(약 10-20회전)입니다.
수신기 코일(RX 코일): TX 코일과 유사하지만 전압 출력을 높이기 위해 회전 수가 더 많은 것이 좋습니다.
LED(발광 다이오드): 전력 전달을 보여주기 위한 단순 부하입니다.
N채널 MOSFET(예: IRF540): 발진기를 생성하고 TX 코일을 전환합니다.
다이오드(예: 1N4001): RX 코일의 AC 출력을 정류하는 데 사용됩니다.
커패시터(예: 100μF): 정류된 전압을 평활화합니다.
저항기(예: 220Ω): LED 전류를 제한합니다.
배터리 또는 DC 전원 공급 장치: 송신기(TX)에 전원을 공급합니다.
브레드보드 및 점퍼선: 회로 구축용.
핫 글루건: 코일을 제자리에 고정합니다.

회로 설명:

송신기와 수신기 회로가 어떻게 연결되어야 하는지 살펴보겠습니다.

송신기 측(TX):

“광섬유 시스템의 주요 구성 요소 ”

배터리 또는 DC 공급 장치: 이는 송신기의 전원입니다. 배터리 또는 DC 전원 공급 장치의 양극 단자를 브레드보드의 양극 레일에 연결합니다. 음극 단자를 음극 레일(GND)에 연결합니다.
TX 코일(송신기 코일): TX 코일의 한쪽 끝을 MOSFET의 드레인(D) 단자에 연결합니다. TX 코일의 다른 쪽 끝은 전원의 양극 단자가 연결된 브레드보드의 양극 레일에 연결됩니다.
MOSFET(IRF540): MOSFET의 소스(S) 단자는 브레드보드의 음극 레일(GND)에 연결됩니다. 이는 MOSFET의 소스 단자를 전원의 음극 단자에 연결합니다.
MOSFET의 게이트(G) 터미널: 단순화된 회로에서 이 터미널은 연결되지 않은 상태로 남아 있어 MOSFET을 지속적으로 켜는 데 효과적입니다.

수신기 측(RX):

LED(부하): LED의 양극(긴 리드)을 브레드보드의 양극 레일에 연결합니다. LED의 음극(짧은 리드)을 RX 코일의 한쪽 끝에 연결합니다.
RX 코일(수신 코일): RX 코일의 반대쪽 끝은 브레드보드의 음극 레일(GND)에 연결되어야 합니다. 이는 LED에 대한 폐쇄 회로를 생성합니다.
다이오드(1N4001): LED의 음극과 브레드보드의 음극 레일(GND) 사이에 다이오드를 배치합니다. 다이오드의 음극은 LED의 음극에 연결되어야 하며, 양극은 음극 레일에 연결되어야 합니다.
커패시터(100μF): 커패시터의 한 리드를 다이오드의 음극(LED의 양극 측)에 연결합니다. 커패시터의 다른 리드를 브레드보드의 양극 레일에 연결합니다. 이 커패시터는 정류된 전압을 평활화하여 LED에 보다 안정적인 전압을 제공하는 데 도움이 됩니다.

이것이 구성 요소가 회로에 연결되는 방식입니다. 송신기 측(TX)에 전원을 공급하면 TX 코일은 변화하는 자기장을 생성하여 수신기 측(RX)의 RX 코일에 전압을 유도합니다. 이 유도된 전압은 정류되고 평활화되어 LED에 전원을 공급하는 데 사용되며 매우 기본적인 형태의 무선 전력 전송을 보여줍니다. 이는 저전력 교육용 데모이므로 실제 무선 충전 애플리케이션에는 적합하지 않습니다.