Mobil eszközök vezeték nélküli tápellátása

1. Mobil eszközök vezeték nélküli tápellátása Benedek Ferenc, Benedek Gábor, Czirják Attila, Gyuricza Csaba, Kokavecz János, Untener Kornél SZTE TTIK Műszaki és Anyagtudományi Intézet

2. Mi a vezeték nélküli energiaátvitel? Nem varázslás, nem mágia! Nicola Tesla úttörő kísérleteket végzett, munkáját ma is misztikus homály fedi Transzformátor mint mindennapos vezeték nélküli energiaátviteli eszköz

3. Transzformátor Jellemző paraméterek A primer oldali tekercs fluxust indukál A keletkező fluxus közel száz százaléka átmegy a szekunder oldali tekercsen és abban feszültséget indukál A primer és a szekunder oldal között nincs vezeték! (vezeték nélküli energiaátvitel) Transzformátor

4. Mobil vezeték nélküli energiaátvitel Jellemzők A primer oldali tekercs fluxust indukál A keletkező fluxus kis százaléka (20-80%) megy át a szekunder oldali tekercsen és abban feszültséget indukál A primer és a szekunder oldali tekercsek közötti pozíció változhat! (mobil vezeték nélküli energiaátvitel) Mobil vezeték nélküli energiaátvitel

5. Problémák és megoldási lehetőségek Az adó és a vevő közötti csatolási állandó változhat a vevő és adó relatív pozíciójának függvényében A vevő és az adó között egy folyamatos kommunikációt valósítanak meg, amely a gerjesztés intenzitásának változtatásával igyekszik a csatolásban fellépő változtatásokat kiküszöbölni A csatolási állandó alacsony lehet -> az energiaátvitel hatásfoka is alacsony lesz Rezonáns energiaátvitelt valósítunk meg, ahol a rezgőkörök jóságával növelhető a hatásfok

6. Rezonáns csatolás Óriási mértékben növelhető a hatásfok! Egy tekercs és egy kondenzátor összekapcsolásával rezgőkört (rezonáns áramkört) készíthetünk. A rezonancia jóságának (élességének) jellemzője a jósági tényező (Q). Ha két rezgőkört valamilyen módon egymáshoz csatolunk (pl. induktív csatolás), akkor a két rezgőkör között energia áramlik. A maximális hatásfok erősen függ a tekercsek jósági tényezőjétől:

7. Mobil vezeték nélküli energiaátviteli rendszer

8. Wireless Power Consorcium A WirelessPowerConsorcium egy avezeték nélküli energiaátviteli eszközök fejlesztését támogató non-profit szervezet. Ajánlása (Qi specifikáció) megad egyjavasolt kommunikációs sémát az adóés a vevő között. A javasolt módszerelőnye, hogy nem szükséges addicionáliskommunikációs csatorna, hanem az adó és a vevő tekercsei közötti csatolást használjuk feldigitális adatok átvitelére.

9. Digitális jelátvitel A vevőtekercs rezonanciafrekvenciájának eltolásával az adó terhelése modulálható. A terhelés változás az áram és a feszültség modulációjaként észlelhető.

10. Kommunikáció WPC 1.0 • Analóg ping • Digitális ping • Konfiguráció, identifikáció • Energiaátvitel

11. TI BqTesla sorozatú IC-k Komplett Wireless Power adó és vevő pár Megfelel a WPC 1.0 és 1.1 standardnak

12. Tekercsek Adó és vevő tekercsek: fontos a mágneses árnyékolás és az alacsony impedancia

13. Elérhető műszaki paraméterek Teljesítménysűrűség: 0.2-0.25 W/cm2 Működési frekvencia: 110-205 kHz Hatásfok: Az egészrendszerre: 70% körül, >90% az átvitelre (elsősorban a tekercsektől függ) Maximális teljesítmény: 5.0-5.5W Idegen test detektálás

14. Összefoglalás Köszönöm a figyelmet!