Circuito Carregador de Bateria Li-Ion Sem Fio

Carregar baterias por meio de carregamento indutivo sem fio é uma das aplicações que está se tornando muito popular e sendo apreciada pelos usuários. Aqui, estudaremos como fazer um circuito carregador de bateria de íon de lítio sem fio usando o mesmo conceito. Qualquer sistema elétrico que envolva redes de fios ou cabos pode ser muito confuso e complicado.

Introdução

Hoje, o mundo está adquirindo alta tecnologia e os sistemas elétricos também estão mudando para versões melhores e mais descomplicadas para nos fornecer mais conveniência. A transferência de energia indutiva é um conceito interessante que facilita transferência de energia sem o uso de fios , ou melhor, sem fio.

Como o nome se refere, a transferência de potência indutiva é um processo através do qual uma certa magnitude de potência é transferida de um lugar fixo para outro através do ar sem o uso de condutores, da mesma forma que os sinais de rádio ou de telefone celular são transmitidos.

No entanto, o conceito não é tão fácil quanto parece, porque com rádios e telefones celulares a potência transmitida é apenas em alguns watts e, portanto, torna-se bastante viável, mas transferindo energia (sem fio) para que possa ser usada para alimentar alta corrente dispositivos é um jogo totalmente diferente.

Estamos falando de vários watts ou provavelmente várias centenas de watts que precisam ser transportados sem qualquer dissipação, de um ponto a outro sem usar fios, uma questão de difícil implementação.

No entanto, os pesquisadores estão tentando o seu melhor para encontrar configurações apropriadas que podem se tornar adequadas para implementar o conceito acima com sucesso.

Os pontos a seguir delineiam o conceito e nos ajudam a saber como o procedimento acima realmente ocorre: A indução, como todos sabemos, é um processo pelo qual a energia elétrica é transferida de uma posição para a outra sem incorporar conexões diretas.

O melhor exemplo são nossos transformadores elétricos regulares, onde uma entrada CA é aplicada em um de seus enrolamentos e uma energia induzida é recebida no outro enrolamento por meio de induções magnéticas.

No entanto, a distância entre os dois enrolamentos dentro de um transformador é muito pequena e, portanto, as ações ocorrem de forma muito conveniente e eficiente.

Quando o procedimento precisa ser implementado em distâncias maiores, a tarefa fica um pouco complicada. Ao avaliar o conceito de indução, descobrimos que existem basicamente dois obstáculos que tornam a transferência de potência difícil e ineficiente, especialmente à medida que a distância entre os destinos de indução aumenta.

O primeiro obstáculo é a frequência e o segundo obstáculo são as correntes parasitas geradas no núcleo do enrolamento. Os dois parâmetros são inversamente proporcionais e, portanto, são diretamente dependentes um do outro.

Outro fator que dificulta o processo, é o material do núcleo do enrolamento, que por sua vez afeta diretamente os dois parâmetros acima.

Medindo cuidadosamente esses fatores da maneira mais eficiente, a distância entre os dispositivos indutores pode ser consideravelmente aumentada.

Para transferir energia sem fio no método discutido acima, primeiro exigimos uma CA, o que significa que a energia que precisa ser transferida deve ser uma corrente pulsante.

Esta frequência da corrente quando aplicada a um enrolamento gera correntes parasitas, que são correntes reversas opostas à corrente aplicada.

A geração de mais correntes parasitas significa menos eficiência e mais perda de energia por meio do aquecimento do núcleo. No entanto, conforme a frequência é aumentada, a geração de correntes parasitas é reduzida proporcionalmente.

Além disso, se um material de ferrite for usado no lugar das estampadas de ferro convencionais como o núcleo do enrolamento, ajuda a reduzir ainda mais as correntes parasitas.

Portanto, para implantar o conceito acima da maneira mais eficiente, precisamos tornar a fonte de alimentação de alta frequência, da ordem de muitos quilohertz e usar um sistema de indução de entrada que é feito de ferrita como núcleo.

Esperançosamente, isso resolve o problema em grande medida, pelo menos para a realização do projeto proposto de um circuito de carregamento indutivo para baterias de íon-lítio.

Como funciona

AVISO - O CIRCUITO NÃO ESTÁ ISOLADO DA REDE CA E, POR ISSO, É EXTREMAMENTE PERIGOSO SE TOCADO NA CONDIÇÃO COM ALIMENTAÇÃO.

Este circuito carregador de celular sem fio foi projetado por mim, mas não foi verificado na prática, então eu aconselho os leitores a tomarem nota disso.

O circuito pode ser entendido com os seguintes pontos:

Referindo-se à figura, vemos duas unidades, uma é a base ou o módulo de transmissão e a outra é o módulo receptor.

Conforme discutido no parágrafo acima, o material do núcleo do enrolamento de base é um núcleo de ferrite que é relativamente maior em tamanho. A bobina que é encaixada dentro do E-core tem um único estágio, perfeitamente enrolado com 100 voltas de fio de cobre superesmaltado 24 SWG.

Uma torneira central é extraída do enrolamento de sua 50ª volta de enrolamento. A bobina ou transformador acima é conectado a um circuito oscilador que consiste no transistor T1, pré-ajuste P1 e o resistor e capacitor correspondentes.

O preset é usado para aumentar a frequência através do enrolamento até níveis ideais e precisa ser experimentado um pouco. Uma tensão CC é alimentada ao circuito para iniciar as oscilações necessárias, que é derivada diretamente pela retificação e filtragem da rede CA.

Ao aplicar a CC, o circuito começa a oscilar e as oscilações do indutor sendo de alta frequência escapam para o ar a uma distância considerável e precisam ser recuperadas para a recepção indutiva proposta.

A unidade receptora também incorpora um indutor consistindo de 50 voltas de ar tubular de fio de cobre superesmaltado 21 SWG, que se torna uma espécie de antena para antecipar as ondas de potência liberadas do circuito de base. O capacitor C3 é um capacitor variável, usado em rádio para ajuste pode ser tentado.

É usado para ajustar a recepção até que o ponto de ressonância seja alcançado e L2 fique perfeitamente sintonizado com as ondas de transmissão. Isso aumenta instantaneamente a tensão de saída de L2 e se torna perfeitamente adequado para os requisitos de carga.

D6 e C4 são os componentes de retificação que finalmente convertem os sinais AC em DC puro.

Quando trazidas para uma proximidade considerável, as induções da unidade base inferior são induzidas dentro da bobina receptora, a frequência induzida é adequadamente retificada e filtrada dentro do circuito receptor e é usada para carregar a bateria de íons de lítio conectada.

Um LED pode ser conectado na saída para obter uma indicação instantânea da intensidade de transferência de energia sem fio em qualquer ponto do tempo.

CUIDADO: O CIRCUITO DO CARREGADOR DE BATERIA SEM FIO EXPLICADO ACIMA É BASEADO SOMENTE NAS MINHAS PRESSUPOSTAS
A DISCRIÇÃO DOS LEITORES É ESTRITAMENTE AVISADA AO EMPREGAR O CONCEITO DISCUTIDO
E O CIRCUITO.

Lista de peças para o circuito carregador de celular sem fio discutido acima

As seguintes peças seriam necessárias para fazer este circuito de carga de bateria indutiva:

• R1 = 470 Ohms,
• R2 = 10K, 1Watt,
• C1 = 0,47uF / 400V, não polar,
• C2 = 2uF / 400V, não polar
  C3 = Condensador de grupo variável,
• C4 = 10uF / 50V,
• D1 --- D5 = 1N4007,
• D6 = Igual à tensão da bateria, 1watt
• T1 = UTC BU508 AFIL1 = 100 voltas, 25 SWG, torneira central, sobre a maior ferrite possível E-core L2 = 50 voltas empilhadas, 20 SWG, 2 polegadas de diâmetro, núcleo de ar