构建一个基本的低功率无线发射器电路来点亮LED

无线电力传输概念并不新鲜。尼古拉·特斯拉于 1890 年首次证明了这一点。尼古拉·特斯拉通过在距离电源 60 英尺的地方点亮三个灯泡来引入电动感应或谐振感应耦合。我们还建造了一个迷你特斯拉线圈来传输能量。

无线电力传输或 WET 是一种通过气隙供电而不使用任何电线或物理链路的过程。在该无线系统中，发射器设备产生时变或高频电磁场，无需任何物理连接即可将电力传输到接收器设备。接收器设备从磁场中提取能量并将其提供给电气负载。因此，为了将电能转换为电磁场，需要使用两个线圈作为发射线圈和接收线圈。发射器线圈由交流电供电并产生磁场，该磁场进一步转换为接收器线圈两端的可用电压。

在这个项目中，我们将构建一个基本的 低功率无线发射器电路来点亮 LED。

所需组件

晶体管 BC 549

引领

面包板

连接电线

1.2k 电阻

铜线

1.5V电池

电路原理图

用于无线传输电力以点亮 LED的原理图很简单，如下图所示，它有两个部分，发射器和接收器。

在发射器侧，线圈跨接在晶体管的集电极上，17 在两侧导通。接收器由三个组件构成——晶体管、电阻器和中心抽头空芯电感器或铜线圈。接收端有一个 LED 连接在 34 匝铜线圈上。

无线电力传输电路的构建

这里使用的晶体管是 NPN 晶体管，任何基本的 NPN 晶体管都可以在这里使用，例如 BC547。

线圈是无线能量传输的关键部分，应谨慎构建。在这个项目中，线圈是使用29AWG的铜线制成的。中心抽头线圈形成在发射器侧完成。使用，并且需要像PVC管一样的圆柱形线圈包装来缠绕线圈。

对于发射器，将导线缠绕至 17 圈，然后将环用于中心抽头连接，然后再次绕 17 圈线圈。对于接收器，制作一个没有中心抽头的 34 匝线圈绕组。

无线电力传输电路的工作

两个电路都构建在面包板上，并使用 1.5V 电池供电。该电路不能用于超过 1.5 伏的电源，因为晶体管可能会因功耗过大而发热。然而，为了获得更高的额定值，需要额外的驱动电路。

这种无线电力传输基于电感耦合技术。该电路由发射器和接收器两部分组成。

在发射器部分，晶体管在线圈上产生高频交流电流，线圈在其周围产生磁场。随着线圈的中心抽头，线圈的两侧开始充电。线圈的一侧连接到电阻器，另一侧连接到 NPN 晶体管的集电极端子。在充电条件下，基极电阻开始导通，最终导通晶体管。然后晶体管在发射极接地时使电感放电。电感器的这种充电和放电会产生非常高频的振荡信号，该信号会作为磁场进一步传输。

在接收器侧，该磁场被转移到另一个线圈，根据法拉第感应定律，接收器线圈开始产生 EMF 电压，该电压进一步用于点亮 LED。

该电路在面包板上测试，LED 连接在接收器上。电路的详细工作可以在最后给出的视频中看到。

电路的限制

这个小电路可以正常工作，但它有很大的局限性。该电路不适合提供大功率并且有输入电压限制。效率也很差。为了克服这个限制，可以构建使用晶体管或 MOSFET的推挽式拓扑。然而，为了获得更好和优化的效率，最好使用适当的无线传输驱动器 IC。

为提高传输距离，适当缠绕线圈并增加数量。线圈中的匝数。

无线电力传输的应用

无线电力传输 （WPT） 是电子行业中广泛讨论的话题。这项技术在智能手机和充电器的消费电子市场中发展迅速。

WPT 有无数的好处。其中一些解释如下：

首先，在现代电力需求领域，WPT可以通过替代有线充电解决方案来淘汰传统的充电系统。任何便携式消费品都需要自己的充电系统，无线电力传输可以通过为所有这些便携式设备提供通用无绳电源解决方案来解决这个问题。市场上已经有许多内置无线电源解决方案的设备，如智能手表、智能手机等。

WPT 的另一个好处是它允许设计者制作完全防水的产品。由于无线充电解决方案不需要电源端口，因此该设备可以防水。

它还以有效的方式提供广泛的充电解决方案。功率传输范围高达 200W，功率传输损耗非常低。

无线电力传输的一个主要好处是可以通过防止由于充电器插入连接器或端口而造成的物理损坏来延长产品寿命。可以从一个底座为多个设备充电。电子车辆也可以在汽车停放期间使用无线电力传输进行充电。

无线能量传输可以有巨大的应用，博世、宜家、Qi 等许多大公司正在研究一些使用无线能量传输的未来解决方案。