Лекции 14-16 - Конспекты (1095384), страница 12
Текст из файла (страница 12)
в сочетании тех или иных способов. Этопозволяет использовать преимущества каждого из способов и уменьшитьприсущие ему недостатки.Как уже упоминалось ранее, значительное повышение выходногонапряжения достигается применением выходных трансформаторов. Процессзаряда может регулироваться как на первичной, так и на вторичной сторонетрансформатора.Ктомуже,применениетрансформаторовпозволяетсуммировать выходные напряжения нескольких источников переменногонапряжения.Обобщая результаты анализа, можно сделать вывод – наилучшимипоказателямипоисследуемымпараметрамобладаетЗУнаосновепоказателямЗУвынуждаютпреобразователя с выходным трансформатором.Ограниченияпомассогабаритнымразработчиков применить в составе ЗУ полупроводниковые преобразователи,которыеулучшают массогабаритные76показатели,увеличивают КПДиЭлектропитание РЭАГлава 8коэффициент использования источника.
Изучение работ в этой областидоказывает: применение преобразователей повышенной частоты позволяет нетолько улучшить массогабаритные показатели ЗУ, но и с высокой точностьюуправлять процессом заряда.8.3 Беспроводные источники электропитанияБеспроводные ИЭП не только позволяют избавиться от кабелей ипроводов, но и обеспечивают ряд других преимуществ.Производители мобильной РЭА (в частности, мобильные телефоны,компьютеры) приступили к интеграции технологии беспроводной зарядки.Ожидается, что эта функция получит столь широкое распространение, как итехнологии Wi-Fi и Bluetooth.Возможность магнитной зарядки, при которой передача энергииосуществляется с помощью осциллирующего магнитного поля, была впервыепродемонстрирована Н. Теслой в 1890-х гг.Напряжение, поступающее с передатчика на приёмник, должно бытьпеременным.
Питание зарядкой подставки, которая осуществляет передачуэнергии,осуществляетсяотнастеннойрозетки.Сетевоенапряжениепонижается и преобразуется в постоянное для электропитания передатчика иконтроллера.Контроллерырегулируютчастотукоммутациидляобратногопреобразования постоянного напряжения в переменное, которое подаётся напервичную обмотку индуктора. На приёмной стороне переменное напряжениевыпрямляется и подвергается преобразования для заряда батареи илиаккумулятора.Частота напряжения индуктора изменяется в зависимости от количестваэнергии, необходимой приёмнику.
Сигнал связи накладывается на сигналмощности при размещении устройства на зарядной подставке. Эффективностьиндуктивной зарядки достаточно высока, но в значительной мере зависит от77Электропитание РЭАвзаимногорасположенияГлава 8индукторов.Чтобыобеспечитьоптимальнуюпередачу энергии, рабочую частоту взаимосвязанных индукторов необходимонемного отстроить от резонансной частоты. На рисунке 8.33 представленасистема индуктивной зарядки в ближней зоне.Рисунок 8.33 – Схема индуктивной зарядки в ближней зонеПН1 – первый преобразователь напряжения; Д – драйвер; СУ – система управления;В – выпрямитель; ПН2 – второй преобразователь напряжения; ЗУ – зарядное устройствоОдним из известных стандартов зарядки является Qi. Его разработалконсорциум "Wireless Power Consortium".
Ещё одним известным стандартомявляется AirFuel Inductive.Другая технология зарядки в ближнем поле – это резонансный метод. Тотже принцип зарядки реализуется с помощью электромагнитного поля, новходным устройством является резонатор. Стандарт для этой технологии,разработанныйальянсом"AirFuelResonant",требует,чтобымеждупередатчиком и приёмником имелся небольшой воздушный зазор. Передатчик,работающий на частоте 6,78 МГц, поддерживает несколько приёмников и нетребует физического совмещения устройств.
Частоты, на которых работаютприёмник и передатчик, должны в точности соответствовать друг другу, чтопозволяет в максимальной степени увеличить расстояние при передаче энергиииуменьшитьразмериндуктора.Величинапередаваемоймощностиуменьшается с увеличением воздушного зазора и числа подключенных78Электропитание РЭАГлава 8устройств. В этой технологии требуется отдельный Bluetooth канал длядвунаправленной связи между передатчиком и каждым приёмником. Нарисунке 8.34 приведена схема резонансной системы зарядки в ближней зоне.Рисунок 8.34 – Схема резонансной зарядки в ближней зонеПН1 – первый преобразователь напряжения; Д – драйвер; СУ – система управления;В – выпрямитель; ПН2 – второй преобразователь напряжения; ЗУ – зарядное устройствоВ таблице 8.1 проведено сравнение стандартов беспроводной зарядки Qi,AirFuel Inductive и AirFuel Resonant.Таблица 8.1 – Сравнение стандартов беспроводной зарядкиСтандартПараметрQiAirFuel InductiveAirFuel ResonantЧастота100-205 кГц277-357 кГц6,78 МГцСвязьналожение сигналовналожение сигналовBLEнетнетданетнетдахорошая (≈5 Вт)слабаяслабаяПроизвольноеположениеприёмниковНесколькоприёмниковПередача энергииДляиндуктивнойирезонанснойзарядкитребуетсяобеспечитьминимальное расстояние между передатчиком и приёмником.
При зарядке вдальней зоне энергия передаётся от источника на определённые устройства.79Электропитание РЭАГлава 8В 2015 г. ряд компаний заявил о создании первой ИМС радиочастотногоприёмника, которая осуществляет выпрямление напряжения. В радиочастотнойсистеме "WattUp" используется одна или несколько антенн.
Передатчикустанавливает связь с совместимыми устройствами при помощи Bluetooth.Передача сфокусированных радиочастотных сигналов выполняется на той жечастоте, что и сигнал Wi-Fi. Сигнал улавливается и трансформируется впостоянный ток при помощи специальной ИМС, встроенной в мобильноеустройство.Компания "uBeam" создала ультразвуковую систему, в которой генераторсигналов отправляет сигнал на усилитель. Усиленный сигнал поступает вприёмник, генерирующий ультразвуковые волны, которые фокусируются наприёмнике.Ультразвуковыеколебаниявозбуждаюттокзарядкивпьезоэлектрическом приёмнике.Компания"Wi-Charge"специализируетсянапреобразованииинфракрасного излучения в энергию в пределах прямой видимости.
Передатчикнаправляет инфракрасное излучение на приёмник с помощью диодного лазера.Фотоэлектрический элемент приёмника преобразует этот свет в электричество.Однимизпреимуществданнойтехнологииявляетсяотсутствиеэлектромагнитных помех.Список литературы1. Проектирование источников электропитания электронной аппаратуры /О.К. Березин, В.Г. Костиков, Е.М. Парфенов и др.; под ред.
В.А. Шахнова. – М.:Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2005. – 504 с.2. Костиков В.Г., Никитин И.Е. Источники электропитания высокогонапряжения РЭА. – М.: Радио и связь, 1986. – 200 с.3. Кириенко В.П. Регулируемые преобразователи систем импульсногоэлектропитания. – Нижний Новгород: НГТУ, 2008. – 617 с.80Электропитание РЭАГлава 84. Стрелков В.Ф. Электротехнические комплексы радиолокационныхстанций: дис.
... д-ра техн. наук: 05.09.03 / Стрелков Владимир Федорович. –Нижний Новгород: НГТУ им. Р.Е. Алексеева, 2016. – 316 с.5. Хватов С.В., Ваняев В.В., Стрелков В.Ф. Электромагнитные процессыв системе питания передающих устройств РЛС // Вестник Ивановскогогосударственного энергетического университета. – 2011. – № 3. – С. 32-37.6. Меклер К.И. Импульсный источник питания с энергосодержанием до20 МДж комплекса ГОЛ-3: дис.
... канд. техн. наук: 01.04.08 / МеклерКонстантин Иванович. – Новосибирск: Институт ядерной физики им.Г.И. Будкера, 2001. – 159 с.7. Хныков А.В. Структурное построение высоковольтных импульсныхисточников вторичного электропитания // Практическая силовая электроника. –2012. – № 2. – С. 40-43.8. Королев А.В., Кушнерев Н.А., Родин М.В. Об электропитаниивыходных усилительных каскадов приёмо-передающих модулей импульсныхРЛС с АФАР // Электропитание.
– 2016. – № 2. – С. 33-41.81.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
