Transistor efek medan semikonduktor oksida logam paling sering dibuat dengan oksidasi yang dikontrol silikon. Saat ini, ini adalah jenis transistor yang paling umum digunakan karena fungsi utama transistor ini adalah untuk mengontrol konduktivitas, sebaliknya berapa banyak arus yang dapat disuplai antara terminal sumber & terminal MOSFET tergantung pada jumlah tegangan yang diberikan ke terminal gerbangnya. Tegangan yang diberikan ke terminal gerbang menghasilkan medan listrik untuk mengontrol konduksi perangkat. MOSFET digunakan untuk membuat rangkaian aplikasi yang berbeda seperti konverter DC-DC, Kontrol motor, Inverter , Transfer daya nirkabel , dll. Artikel ini membahas bagaimana merancang rangkaian transfer daya nirkabel dengan efisiensi tinggi MOSFET .

Transfer Daya Nirkabel dengan MOSFET

Konsep utamanya adalah merancang sistem WPT (transfer daya nirkabel) dengan MOSFET dan kopling induktif resonansi untuk mengendalikan transmisi daya antara kumparan Tx & Rx. Hal ini dapat dilakukan dengan pengisian kumparan resonansi dari AC, setelah itu meneruskan suplai berikutnya ke beban resistif. Sirkuit ini berguna dalam mengisi daya perangkat berdaya rendah dengan sangat cepat dan kuat melalui kopling induktif secara nirkabel.

“bagaimana cara kerja pengontrol muatan ”

Transmisi daya nirkabel dapat didefinisikan sebagai; transmisi energi listrik dari sumber listrik ke beban listrik dalam jarak tertentu tanpa kabel atau kawat penghantar disebut WPT (wireless power transmisi). Transfer daya nirkabel membuat perubahan luar biasa dalam bidang teknik kelistrikan yang menghilangkan penggunaan kabel tembaga konvensional & juga kabel pembawa arus. Transmisi daya nirkabel efisien, andal, biaya perawatan rendah, dan cepat untuk jarak jauh maupun jarak pendek. Ini digunakan untuk mengisi daya ponsel atau baterai isi ulang secara nirkabel.

Komponen yang Diperlukan

Transfer daya nirkabel dengan rangkaian MOSFET terutama mencakup bagian pemancar dan bagian penerima. Komponen yang diperlukan untuk membuat bagian pemancar untuk transfer daya nirkabel terutama meliputi; sumber tegangan (Vdc) – 30V, kapasitor-6.8 nF, RF tersedak (L1 & L2) adalah 8.6 μH & 8.6 μH, Kumparan pemancar (L) – 0.674 μH, resistor R1-1K, R2-10 K, R3-94 ohm, R4-94 ohm, R5-10 K, Kapasitor C bekerja seperti kapasitor beresonansi, dioda D1-D4148, D2-D4148, MOSFET Q1-IRF540 dan MOSFET Q2-IRF540

Komponen yang diperlukan untuk membuat bagian penerima untuk transfer daya nirkabel terutama meliputi; dioda D1 hingga D4 – D4007, Resistor (R) – 1k ohm, regulator tegangan IC – IC LM7805, koil penerima (L) – 1.235μH, kapasitor seperti C1 – 6.8nF dan C2 adalah 220μF.

Transfer Daya Nirkabel dengan Koneksi MOSFET

Sambungan bagian pemancar transfer daya nirkabel mengikuti sebagai berikut;

Rangkaian Pemancar Transfer Daya Nirkabel

Terminal positif resistor R1 dihubungkan ke sumber tegangan 30V dan terminal lainnya dihubungkan ke LED. Terminal katoda LED dihubungkan ke GND melalui resistor R2.
Terminal positif resistor R3 dihubungkan ke sumber tegangan 30V dan terminal lain dihubungkan ke terminal gerbang MOSFET. Di sini, terminal katoda LED dihubungkan ke terminal gerbang MOSFET.
Terminal pembuangan MOSFET dihubungkan ke suplai tegangan melalui terminal positif dioda dan induktor 'L1'.
Terminal sumber MOSFET terhubung ke GND.
Pada induktor 'L1', terminal lain dihubungkan ke terminal anoda dioda D2 dan terminal katodanya dihubungkan ke resistor R3 melalui kapasitor 'C' dan induktor 'L'.
Terminal positif resistor R4 dihubungkan ke suplai tegangan dan terminal resistor lainnya dihubungkan ke terminal gerbang MOSFET melalui terminal anoda dan katoda dioda D1 & D2.
Terminal positif induktor 'L2' dihubungkan ke suplai tegangan dan terminal lainnya dihubungkan ke terminal pembuangan MOSFET melalui terminal anoda dioda 'D2'.
Terminal sumber MOSFET terhubung ke GND.

Sambungan bagian penerima transfer daya nirkabel mengikuti sebagai berikut;

Rangkaian Penerima Transfer Daya Nirkabel

Terminal positif induktor 'L', kapasitor 'C1' dihubungkan ke terminal anoda D1, dan terminal lain dari induktor 'L', kapasitor 'C1' dihubungkan ke terminal katoda D4.
Terminal anoda dioda D2 dihubungkan ke terminal katoda dioda D3 dan terminal anoda dioda D3 dihubungkan ke terminal anoda dioda D4.
Terminal katoda dioda D2 dihubungkan ke terminal katoda dioda D1 dan terminal anoda dioda D1 dihubungkan ke terminal lain induktor 'L', dan kapasitor 'C1'.
Terminal positif resistor 'R' dihubungkan ke terminal katoda D1 & D2 dan terminal resistor lainnya dihubungkan ke terminal anoda LED dan terminal katoda LED dihubungkan ke GND.
Terminal positif kapasitor C2 dihubungkan ke terminal masukan IC LM7805, terminal lainnya dihubungkan ke GND dan pin GND IC LM7805 dihubungkan ke GND.

Bekerja

Rangkaian transfer daya nirkabel ini terutama mencakup dua bagian pemancar dan penerima. Pada bagian ini kumparan pemancar dibuat dengan kawat enamel atau kawat magnet 6mm. Sebenarnya kawat ini merupakan kawat tembaga dengan lapisan lapisan isolasi tipis di atasnya. Diameter koil pemancar adalah 6,5 inci atau 16,5cm & panjangnya 8,5 cm.

Rangkaian bagian pemancar meliputi sumber listrik DC, koil pemancar & osilator. Sumber daya DC memberikan tegangan DC stabil yang diberikan sebagai masukan ke rangkaian osilator. Setelah itu diubah tegangan DC menjadi daya AC dengan frekuensi tinggi & diberikan ke kumparan pemancar. Karena adanya arus AC dengan frekuensi yang tinggi maka kumparan pemancar akan diberi energi sehingga menghasilkan medan magnet bolak-balik di dalam kumparan.

Kumparan receiver pada bagian receiver dibuat dengan kawat tembaga 18 AWG yang berdiameter 8cm. Pada rangkaian bagian penerima, kumparan penerima mendapatkan energi tersebut sebagai tegangan bolak-balik induksi pada kumparannya. Penyearah pada bagian penerima ini mengubah tegangan dari AC menjadi DC. Akhirnya, perubahan tegangan DC ini diberikan ke beban melalui segmen pengontrol tegangan. Fungsi utama penerima daya nirkabel adalah untuk mengisi daya baterai berdaya rendah melalui kopling induktif.

Setiap kali catu daya diberikan ke rangkaian pemancar, kemudian arus DC disuplai melalui kedua sisi kumparan L1 dan L2 & ke terminal pembuangan MOSFET, kemudian tegangan akan muncul di terminal gerbang MOSFET & mencoba untuk menghidupkan transistor. .

Jika kita asumsikan MOSFET Q1 pertama dalam keadaan ON, maka tegangan drain MOSFET kedua akan dijepit hingga mendekati GND. Secara bersamaan, MOSFET kedua akan dalam kondisi mati, dan tegangan pembuangan MOSFET kedua akan meningkat ke puncak & mulai turun karena rangkaian tangki yang dibuat oleh kapasitor 'C' & kumparan primer osilator sepanjang satu setengah siklus.

Keuntungan dari transfer daya nirkabel adalah; lebih murah, lebih dapat diandalkan, tidak pernah kehabisan daya baterai dalam zona nirkabel, secara efisien mentransmisikan lebih banyak daya dibandingkan dengan kabel, sangat nyaman, ramah lingkungan, dll. Kerugian dari transfer daya nirkabel adalah; bahwa kehilangan daya tinggi, tidak terarah, dan tidak efisien untuk jarak yang lebih jauh.

Itu aplikasi transfer daya nirkabel melibatkan aplikasi industri yang mencakup sensor nirkabel di atas poros putar, pengisian & pemberian daya pada peralatan nirkabel, dan mengamankan peralatan kedap air dengan melepas kabel pengisi daya. Ini digunakan untuk pengisian daya perangkat seluler, peralatan rumah tangga, pesawat tak berawak & kendaraan listrik. Ini digunakan untuk mengoperasikan & mengisi daya implan medis yang meliputi; alat pacu jantung, persediaan obat subkutan & implan lainnya. Sistem transfer daya nirkabel ini dapat dibuat di rumah/breadbaord untuk memahami pengoperasiannya. biarkan melihat

Bagaimana cara membuat perangkat WirelessPowerTranfer di rumah?

Membuat perangkat transfer daya nirkabel (WPT) sederhana di rumah dapat menjadi proyek yang menyenangkan dan mendidik, namun penting untuk diingat bahwa membangun sistem WPT yang efisien dengan keluaran daya yang signifikan biasanya melibatkan komponen dan pertimbangan yang lebih canggih. Panduan ini menguraikan proyek dasar DIY untuk tujuan pendidikan menggunakan kopling induktif. Perlu diketahui bahwa produk berikut ini berdaya rendah dan tidak cocok untuk mengisi daya perangkat.

Bahan yang Dibutuhkan:

Kumparan Pemancar (TX Coil): Kumparan kawat (sekitar 10-20 putaran) dililitkan pada bentuk silinder, seperti pipa PVC.

“apa dua bagian utama yang membentuk sistem operasi? ”
Kumparan Penerima (Kumparan RX): Mirip dengan Kumparan TX, tetapi sebaiknya dengan putaran lebih banyak untuk meningkatkan keluaran tegangan.
LED (Light Emitting Diode): Sebagai beban sederhana untuk menunjukkan transfer daya.
MOSFET saluran-N (mis., IRF540): Untuk membuat osilator dan mengganti TX Coil.
Dioda (mis., 1N4001): Untuk menyearahkan keluaran AC dari RX Coil.
Kapasitor (mis., 100μF): Untuk memperlancar tegangan yang diperbaiki.
Resistor (mis., 220Ω): Untuk membatasi arus LED.
Baterai atau Catu Daya DC: Untuk memberi daya pada pemancar (TX).
Breadboard dan Kabel Jumper: Untuk membangun sirkuit.
Pistol Lem Panas: Untuk mengamankan gulungan pada posisinya.

Penjelasan Sirkuit:

Mari kita lihat bagaimana rangkaian Pemancar dan Penerima harus dihubungkan.

Sisi Pemancar (TX):

Baterai atau Pasokan DC: Ini adalah sumber daya untuk pemancar Anda. Hubungkan terminal positif baterai atau catu daya DC ke rel positif papan tempat memotong roti Anda. Hubungkan terminal negatif ke rel negatif (GND).
TX Coil (Transmitter Coil): Hubungkan salah satu ujung TX Coil ke terminal drain (D) MOSFET. Ujung lain dari TX Coil terhubung ke rel positif papan tempat memotong roti, yang merupakan tempat terminal positif sumber listrik Anda terhubung.
MOSFET (IRF540): Terminal sumber (S) dari MOSFET terhubung ke rel negatif (GND) dari papan tempat memotong roti. Ini mengikat terminal sumber MOSFET ke terminal negatif sumber listrik Anda.
Terminal Gerbang (G) MOSFET: Dalam rangkaian yang disederhanakan, terminal ini dibiarkan tidak terhubung, yang secara efektif menyalakan MOSFET secara terus menerus.

Sisi Penerima (RX):

LED (Beban): Hubungkan anoda (kabel yang lebih panjang) dari LED ke rel positif papan tempat memotong roti. Hubungkan katoda (kabel lebih pendek) LED ke salah satu ujung RX Coil.
RX Coil (Receiver Coil): Ujung lain dari RX Coil harus dihubungkan ke rel negatif (GND) pada papan tempat memotong roti. Ini menciptakan sirkuit tertutup untuk LED.
Dioda (1N4001): Tempatkan dioda antara katoda LED dan rel negatif (GND) papan tempat memotong roti. Katoda dioda harus dihubungkan ke katoda LED, dan anodanya harus dihubungkan ke rel negatif.
Kapasitor (100μF): Hubungkan satu ujung kapasitor ke katoda dioda (sisi anoda LED). Hubungkan ujung kapasitor lainnya ke rel positif papan tempat memotong roti. Kapasitor ini membantu memperlancar tegangan yang diperbaiki, memberikan tegangan yang lebih stabil ke LED.

“Diagram rangkaian tampilan 7 segmen ”

Begitulah cara komponen-komponen dihubungkan dalam rangkaian. Saat Anda memberi daya pada sisi pemancar (TX), Kumparan TX menghasilkan medan magnet yang berubah, yang menginduksi tegangan pada Kumparan RX di sisi penerima (RX). Tegangan induksi ini diperbaiki, dihaluskan, dan digunakan untuk memberi daya pada LED, menunjukkan transfer daya nirkabel dalam bentuk yang sangat mendasar. Ingatlah bahwa ini adalah demonstrasi berdaya rendah dan mendidik, tidak cocok untuk aplikasi pengisian daya nirkabel praktis.