Circuit de transfert de puissance sans fil :le concept de base

À propos du circuit de transfert d'énergie sans fil ， Indéniablement, quelques-uns d'entre nous ont été confrontés à des pertes de puissance lors de la transmission d'énergie électrique. La perte, qui avoisine parfois 24 % (selon le World Resource Institute), est due à la résistance des fils du réseau. Le concept d'un système de transfert de puissance sans fil (WPT) (tel qu'introduit par Nikola Tesla) vise à transmettre de l'électricité via une méthode d'induction électromagnétique. Dans le processus, vous combattrez la perte d'énergie électrique et atteindrez un transfert d'énergie efficace.

La technologie WPT utilise trois systèmes, à savoir la résonance, les cellules solaires et la transmission de puissance par micro-ondes.

1. Qu'est-ce qu'un circuit de transfert d'énergie sans fil ?

Une transmission d'énergie sans fil/transfert d'énergie sans fil fait référence à la transmission d'énergie électrique d'une source d'alimentation à une charge électrique ou à un dispositif récepteur sans utiliser les fils de connexion ou la liaison physique. Non seulement il est rapide et fiable, mais vous pouvez également l'utiliser pour des transmissions à courte ou longue portée.

La technologie de transfert d'énergie sans fil est recommandée pour charger des appareils tels que des appareils sans fil, par exemple des ordinateurs portables, car elle dispose d'une isolation galvanique. Ainsi, le risque d'électrocution est moindre.

Principe de fonctionnement

Les systèmes de transfert de puissance sans fil comprennent un émetteur, un support et un récepteur fonctionnant selon un principe de transmission de puissance par couplage inductif.

(système de transfert d'énergie sans fil)

Source : https://en.wikipedia.org/wiki/

Émetteur ; Principalement, nous appliquons de l'énergie électrique (sous forme d'énergie électromagnétique sous forme d'ondes, de lumière ou de champ magnétique changeant). Ensuite, l'émetteur transmet l'énergie électrique à une autre forme d'énergie, ce qui donne un niveau de puissance électrique approprié.

Moyen ; Deuxièmement, nous avons le milieu qui permet le passage de l'énergie transmise. Il peut être sous vide, sous forme d'air ou sous forme solide. Veuillez ne pas utiliser de support métallique car il ne permettra pas le passage de l'énergie électrique pour la génération de chaleur.

Destinataire ; Enfin, le récepteur recevra la puissance transmise puis la convertira en électricité. Et maintenant, votre appareil d'alimentation sans fil est prêt à l'emploi.

Un circuit de transfert de puissance sans fil

Les composants requis

• Ligne électromagnétique 20-30 (fil de cuivre)

Vous pouvez former la bobine électromagnétique (avec des fils de cuivre) en enroulant un conducteur autour d'un noyau. Souvent, il fonctionne en utilisant un couplage magnétique pour le transfert d'énergie dans les circuits électriques. De plus, vous pouvez trouver plusieurs bobines électriques telles que la bobine Maxwell, Tesla, Choke et Barker, autant les paramètres de circuit recommandés.

• Une batterie -1.5V
• Transistor (2N2222)
• DEL
• Résistances - 1.2k
• Planches à pain

Quelques conseils sur la conception du circuit de transmission d'énergie sans fil ;

Tout d'abord, lorsque vous traitez avec l'émetteur, vous devez avoir un enroulement de fil de 17 tours, une boucle pour la connexion du robinet central, puis 17 autres tours de fil d'enroulement. Au contraire, le récepteur ne doit avoir que 34 spires d'enroulement de bobine mais pas de connexion de prise centrale.

La structure du circuit

Le circuit simple ci-dessous comporte deux parties ; récepteur et émetteur.

Circuit émetteur et fonctionnement

Un circuit émetteur

Une source CA est l'alimentation électrique qui entraîne la bobine émettrice pour créer un champ électromagnétique autour d'elle. Plus tard, lorsque la bobine de cuivre sera mise en prise centrale, les deux côtés commenceront à avoir une certaine charge. Sur le schéma, vous pouvez voir qu'un côté de la bobine de cuivre est connecté à la borne de collecteur du transistor NPN tandis que l'autre est lié à la résistance.

Lorsque le système est en charge, la résistance de base commencera à conduire puis alimentera le transistor. Par la suite, le transistor décharge l'inductance lors de la connexion de l'émetteur à la masse.

La charge et la décharge simultanées génèrent un signal AC/oscillation à haute fréquence, conduisant à une transmission de champ magnétique.

Circuit récepteur et fonctionnement

Un circuit récepteur

La bobine réceptrice examine le champ magnétique haute fréquence de l'émetteur. Ensuite, il commence à générer une tension EMF qui finit par allumer l'ampoule LED. La loi d'induction de Faraday régit le fonctionnement de la bobine réceptrice.

2. Circuit de transfert de puissance sans fil —L'efficacité de la transmission d'énergie sans fil

En ce qui concerne l'efficacité, un WPT a une estimation de 10% ou moins d'efficacité. La formule pour calculer l'efficacité est ;

Efficacité =(Puissance de sortie / Puissance d'entrée) x 100 %

Puissance =Volt x Courant

L'énorme perte d'efficacité explique pourquoi il est facile d'appliquer des circuits de transmission de puissance sans fil dans des applications à faible puissance, telles qu'une brosse à dents électrique, et non dans des machines à forte puissance, comme les voitures électriques. De plus, les appareils technologiques alimentés sans fil ne sont pas écologiques si un large public les utilise constamment. Vous devrez appliquer jusqu'à 10 fois la puissance pour démarrer l'appareil électrique. Par conséquent, la production d'énergie électrique va augmenter puis devenir dangereuse pour la planète et le corps humain.

Heureusement, tous les types de transmission d'énergie sans fil ont des réglementations qui favorisent l'utilisation par les êtres humains.

3. Avantages et inconvénients du circuit de transmission d'énergie sans fil

Avantages

Les mérites d'un transfert d'énergie sans fil sont :

• Tout d'abord, c'est rentable.
• Ensuite, vous pouvez facilement concevoir le circuit car il s'agit d'un processus simple.
• De plus, son courant de fréquence de fonctionnement est faible.
• De plus, le WPT vous permet de fabriquer un produit étanche puisque vous n'aurez pas besoin d'un port d'alimentation pour charger votre appareil.
• Encore une fois, vous pouvez augmenter la longévité de votre produit avec un WPT. C'est parce que vous éviterez tout dommage physique direct aux produits via l'insertion du chargeur dans les ports ou les connecteurs.
• Enfin, sa conception de circuit convient aux courtes distances (communication en champ proche).

Lacunes

Comme tout concept technologique, le WPT a aussi des inconvénients. Ils incluent ;

• Malheureusement, il est inefficace pour les longues distances. Cependant, pour éliminer le défi de la distance, vous pouvez augmenter le nombre de tours de bobine.
• Il a également une faible efficacité que vous pouvez résoudre en utilisant de meilleurs circuits intégrés de pilote de transmission sans fil. Alternativement, vous pouvez utiliser des MOSFET ou des transistors pour construire des topologies push-pull.
• De plus, vous subirez une forte perte de puissance/d'énergie, ce qui n'est pas sans danger pour l'environnement.
• Enfin, ses caractéristiques sont de non-directionnalité/temps de parité non linéaire.

4. Application du circuit de transmission d'énergie sans fil

Le circuit de transmission d'énergie sans fil a une large gamme d'applications. Ils incluent les éléments suivants :

• Ingénierie des modèles,
• L'industrie du transport, par exemple dans les véhicules électriques,
• Génie industriel,
• Dispositifs médicaux/implants biomédicaux,
• Applications prothétiques rétiniennes,
• Électronique grand public et
• Secteur du chauffage et de la ventilation.

(charge inductive sans fil d'un téléphone portable).

Conclusion

Pour conclure, l'article d'aujourd'hui se concentre sur les bases d'un transfert d'énergie sans fil, ainsi que sur quelques-uns de ses défis, applications et avantages. Vous pouvez utiliser le WPT dans divers systèmes technologiques tels que la recharge de véhicules électriques, d'appareils portables et d'appareils mobiles comme les téléphones portables.

De plus, il est possible d'obtenir une transmission de puissance sans fil efficace et robuste grâce à l'amplificateur à découpage à faible consommation d'énergie. L'amplificateur a une rétroaction de détection de courant dans une puissante symétrie de temps de parité. Par conséquent, cela aide à résoudre la non-directionnalité.

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