מעגל מטען סוללות ליתיום אלחוטי

טעינת סוללות באמצעות טעינה אלחוטית אינדוקטיבית היא אחד היישומים שהופכים פופולריים מאוד וזוכים להערכה על ידי השימושים. כאן נלמד כיצד ליצור מעגל מטען סוללות אלחוטי מסוג Li-Ion באמצעות אותו רעיון. כל מערכת חשמל הכוללת רשתות חוטים או כבלים יכולה להיות מבולגנת ומסורבלת מאוד.

מבוא

כיום העולם מקבל היי-טק ומערכות החשמל עוברות גם לגרסאות טובות יותר ונטולות טרחה כדי לספק לנו נוחות רבה יותר. העברת כוח אינדוקטיבית היא מושג מעניין כזה שמקל העברת חשמל ללא שימוש בחוטים , או ליתר דיוק באופן אלחוטי.

כפי שהשם מתייחס, העברת כוח אינדוקטיבי היא תהליך שבאמצעותו מועבר כוח מסוים של כוח ממקום קבוע אחד למשנהו דרך האוויר ללא שימוש במוליכים, בדיוק כמו שמועברים אותות רדיו או אותות טלפון סלולרי.

עם זאת הרעיון לא כל כך קל כמו שזה נשמע להיות, מכיוון שבמכשירי רדיו וטלפונים סלולריים הכוח המשודר הוא רק בכמה וואט ולכן הופך למאפשר למדי, אך מעביר כוח (אלחוטי) כך שניתן להשתמש בו להפעלת זרם גבוה. מכשירים זה לגמרי משחק כדור אחר.

כאן אנו מדברים על כמה וואטים או ככל הנראה על כמה מאות וואטים שיש לבצע ללא פיזור, מנקודה לאחרת ללא שימוש בחוטים, נושא שקשה ליישם.

עם זאת החוקרים מנסים בכל כוחם למצוא מערכים מתאימים שעשויים להיות מתאימים ליישום המושג הנ'ל בהצלחה.

הנקודות הבאות מתארות את הרעיון ועוזרות לנו לדעת כיצד מתרחש למעשה ההליך הנ'ל: אינדוקציה כפי שכולנו מכירים היא תהליך שבאמצעותו מועבר כוח חשמלי ממצב אחד לשני מבלי לשלב חיבורים ישירים.

הדוגמה הטובה ביותר היא השנאים החשמליים הרגילים שלנו, כאשר זרם כניסה מוחל על אחד הפיתולים שלו וכוח המושרה מתקבל בשני המתפתל באמצעות אינדוקציות מגנטיות.

עם זאת המרחק בין שני הפיתולים בתוך שנאי הוא קטן מאוד ולכן הפעולות מתבצעות בצורה מאוד נוחה ויעילה.

כאשר יש ליישם את ההליך במרחקים גדולים יותר המשימה מסתבכת מעט. על ידי הערכת מושג האינדוקציה אנו מוצאים כי ישנם בעצם שני מכשולים המקשים על העברת הכוח ולא יעילים, במיוחד כאשר המרחק בין יעדי ההשראה גדל.

המכשול הראשון הוא התדר והמכשול השני הוא זרמי הערבול שנוצרו בליבה המתפתלת. שני הפרמטרים הם מידתיים הפוכים ולכן הם תלויים זה בזה באופן ישיר.

גורם נוסף המעכב את ההליכים הוא חומר הליבה המתפתל, אשר בתורו משפיע ישירות על שני הפרמטרים הנ'ל.

על ידי מימד זהיר של גורמים אלה בצורה היעילה ביותר, ניתן למתוח את המרחק בין התקני ההשראה באופן ניכר.

להעברת כוח אלחוטי בשיטה הנדונה לעיל, ראשית אנו דורשים זרם חילופין, כלומר הכוח שצריך להעביר חייב להיות זרם פועם.

תדר זה של הזרם כאשר הוא מוחל על סלילה מייצר זרמי אדי, שהם זרמים הפוכים המתנגדים לזרם המיושם.

ייצור זרם מערבולת יותר פירושו פחות יעילות ויותר אובדן כוח באמצעות חימום ליבה. עם זאת ככל שהתדירות מוגברת, הדור של זרמי אדי מצטמצם באופן יחסי.

כמו כן, אם נעשה שימוש בחומר פריט במקום חותמות הברזל הקונבנציונאליות כליבת הפיתול מסייעת בהפחתה נוספת של זרמי המערבולת.

לכן לצורך השתלת הרעיון הנ'ל בצורה היעילה ביותר עלינו להפוך את כוח המקור לתדירות גבוהה, בסדר גודל של קילוהרץ ולהשתמש במערכת אינדוקציה של קלט המורכבת מפריט כליבה.

אני מקווה שזה פותר את הבעיה במידה רבה לפחות לצורך ביצוע הפרויקט המוצע של מעגל טעינה אינדוקטיבי לסוללות ליתיום.

איך זה עובד

אזהרה - המעגל אינו מבודד מרשת החשמל ולכן הוא מסוכן ביותר אם נגרם בתנאי כוח.

מעגל המטען הסלולרי האלחוטי הזה תוכנן על ידי, אך לא אומת מעשית, ולכן הייתי ממליץ לקוראים לשים לב לכך.

ניתן להבין את המעגל בנקודות הבאות:

בהתייחס לדמות אנו רואים שתי יחידות, האחת היא הבסיס או המודול המשדר והשנייה היא מודול המקלט.

כפי שנדון בפסקה לעיל, חומר הליבה של סלילת הבסיס הוא ליבת E פריטה אשר יחסית גדולה בגודלה. הסיסה המותאמת בתוך ליבת ה- E כוללת שלב אחד, הפצוע בקפידה עם 100 סיבובים של 24 חוטי נחושת סופר אמייל אמייל.

ברז מרכזי נשלף מהסלילה מפניה ה -50 המפותלת. סליל או שנאי לעיל מחובר למעגל מתנד המורכב מהטרנזיסטור T1, P1 מוגדר מראש והנגד והקבל המתאימים.

ההגדרה הקבועה מראש משמשת להגדלת התדירות דרך פירוק לרמות אופטימליות ויש צורך להתנסות בהן. מתח זרם זרם זרם זרם זרם זרם זרם זרם זרם זרם זרם זרם זרם זרם זרם זרם זרם זרם זרם זרם זרם זרם זרם זרם זרם זרם זרם זרם זרם זרם זרם זרם זרם זרם מתח

בעת החלת ה- DC המעגל מתחיל להתנדנד והתנודות מהמשרן בעלות תדירות גבוהה בורחות לאוויר למרחק ניכר ויש לתפוס אותן בחזרה לקבלת האינדוקציה המוצעת.

היחידה המקבלת משלבת גם משרן המורכב מ- 50 סיבובים עם ליבת אוויר של חוט נחושת סופר אמייל 21 SWG, שהופך למעין אנטנה לחיזוי גלי הכוח המשתחררים ממעגל הבסיס. עבור כוונון ניתן לנסות.

הוא משמש לחיתוך הקליטה עד לנקודת ההדהוד וה- L2 מכוון בצורה אופטימלית עם הגלים המשדרים. זה מעלה באופן מיידי את מתח המוצא מ- L2 והופך מתאים באופן אופטימלי לדרישות הטעינה.

D6 ו- C4 הם המרכיבים המתקנים אשר ממירים לבסוף את אותות ה- AC ל DC טהור.

כאשר מביאים אותם לקרבה ניכרת, האינדוקציות מיחידת הבסיס התחתונה נגרמות בתוך סליל הקבלה, התדר המושרה מתוקן ומסונן כראוי בתוך מעגל המקלט ומשמש לטעינה של סוללת ה- Li-Ion המחוברת.

ניתן לחבר נורית על פני הפלט לקבלת אינדיקציה מיידית של עוצמת העברת הכוח האלחוטית בכל נקודת זמן.

זהירות: המעגל למטען הסוללה של הסוללה הנ'ל, ללא אלחוטי, מתבסס על הנחותי בלבד
הפסקת הקוראים מומלצת בקפדנות בזמן שמעסיקים את הקונספט הנדון
והמעגל.

רשימת חלקים למעגל מטען לטלפונים ניידים הנדונים לעיל

החלקים הבאים יידרשו להכנת מעגל טעינת סוללות אינדוקטיבי זה:

• R1 = 470 אוהם,
• R2 = 10K, 1 ואט,
• C1 = 0.47uF / 400V, לא קוטבי,
• C2 = 2uF / 400V, לא קוטבי
  C3 = מעבד כנופיה משתנה,
• C4 = 10uF / 50V,
• D1 --- D5 = 1N4007,
• D6 = שווה למתח הסוללה, 1 ואט
• T1 = UTC BU508 AFIL1 = 100 סיבובים, 25 SWG, ברז מרכזי, מעל ליבת E פריט הגדולה ביותר אפשרית L2 = 50 סיבובים נערמים, 20 SWG, קוטר 2 אינץ ', ליבת אוויר