वायरलेस चार्जिंग तकनीक का अवलोकन

वायरलेस चार्जिंग एक शक्ति स्रोत के लिए तारों और केबलों का उपयोग करके उन्हें सीधे tethering बिना बैटरी चालित इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों को रिचार्ज करने की प्रक्रिया है। यह प्रक्रिया उपयोगकर्ताओं को पावर आउटलेट पर प्लग करने की आवश्यकता के बिना अपने फोन को चार्ज करने की स्वतंत्रता देती है। इसका मतलब है कि वायरलेस चार्जिंग सक्षम स्मार्टफ़ोन और अन्य डिवाइसों को केवल उदाहरण के लिए कॉफी टेबल पर रखकर या इलेक्ट्रिक कारों की तरह और भी जटिल मशीनों द्वारा चार्ज किया जा सकता है जैसे कि उन्हें गैरेज में पार्किंग या वायरलेस चार्जिंग सक्षम सड़क द्वारा चार्ज किया जा सकता है। यह कॉर्ड आधारित चार्जिंग से जुड़े सभी सुरक्षा मुद्दों को समाप्त करता है और उपयोगकर्ताओं के लिए एक नई तरह की स्वतंत्रता के द्वार खोलता है।

वायरलेस चार्जिंग देर से 1800 के दशक की है जब निकोला टेस्ला ने टेस्ला कॉइल को विकसित किया था जो वायरलेस तरीके से बिजली संचारित करने में मदद करता था, जबकि यह प्रयोग उस समय उद्देश्य को प्राप्त करने में विफल रहा, इसने इस क्षेत्र में रुचि जगाई और बहुत से लोगों ने काम करना शुरू कर दिया। विचार। 2006 में, MIT ने बड़ी मात्रा में ऊर्जा संचारित करने के लिए गुंजयमान युग्मन के उपयोग का परीक्षण शुरू किया और इसने कुछ बेहतरीन वायरलेस चार्जिंग तकनीकों का मार्ग प्रशस्त किया जो आज भी मौजूद हैं। आप वायरलेस तरीके से बिजली संचारित करने के लिए एक मिनी टेस्ला कॉइल बनाने के लिए इस प्रयोग को देख सकते हैं।

कैसे वायरलेस पावर ट्रांसमिशन काम करता है

वायरलेस चार्जिंग को कभी-कभी आगमनात्मक चार्जिंग के रूप में जाना जाता है क्योंकि यह विद्युत चुम्बकीय प्रेरण के सिद्धांत पर आधारित है। वायरलेस संचार प्रणाली की तरह, वायरलेस ऊर्जा ट्रांसमीटर और रिसीवर की कार्रवाई के माध्यम से वायरलेस चार्जिंग हासिल की जाती है। वायरलेस चार्जिंग ट्रांसमीटर को आमतौर पर चार्जिंग स्टेशन के रूप में संदर्भित किया जाता है जो एक पावर आउटलेट से जुड़ा होता है और आउटलेट के माध्यम से आपूर्ति की जा रही ऊर्जा को संचारित करता है जो हमेशा चार्ज किए जाने वाले डिवाइस से जुड़ा होता है और वायरलेस चार्जिंग स्टेशन के करीब होता है।

नीचे एक वायरलेस चार्जिंग सिस्टम और चार्जिंग प्रक्रिया के घटकों का वर्णन करने के लिए एक ब्लॉक आरेख है :

जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, वायरलेस चार्जिंग विद्युत शक्ति ट्रांसफार्मर, जनरेटर और मोटर्स में उपयोग किए जाने वाले चुंबकीय प्रेरण के सिद्धांत पर लाभ उठाता है, जैसे कि एक कॉइल के माध्यम से विद्युत प्रवाह का गुजरना उस कॉइल के चारों ओर एक बदलते चुंबकीय क्षेत्र का कारण बनता है जो एक और युग्मित कॉइल में एक वर्तमान को प्रेरित करता है। यह विद्युत ट्रांसफार्मर में प्राथमिक और द्वितीयक कॉइल के बीच विद्युत ऊर्जा के हस्तांतरण के पीछे सिद्धांत है, भले ही वे विद्युत रूप से अलग-थलग लगते हैं। वायरलेस चार्जिंग में प्रत्येक घटक (ट्रांसमीटर और रिसीवर) जो सिस्टम बनाते हैं, एक कॉइल के पास होता है। ट्रांसमीटर कॉइल की तुलना प्राइमरी कॉइल से की जा सकती है जबकि रिसीवर कॉइल की तुलना इलेक्ट्रिक पावर ट्रांसफॉर्मर के सेकेंडरी कॉइल से की जा सकती है। जब एक चार्जिंग स्टेशन को एसी बिजली आपूर्ति में प्लग किया जाता है,बिजली की आपूर्ति डीसी के लिए सुधारक प्रणाली द्वारा की जाती है जिसके बाद स्विचिंग सिस्टम चालू हो जाता है। स्विचिंग का कारण रिसीवर कॉइल में चार्ज को प्रेरित करने के लिए आवश्यक बदलते चुंबकीय प्रवाह को उत्पन्न करने में सक्षम होना है।

रिसीवर कॉइल आने वाली बिजली को इकट्ठा करता है और इसे रिसीवर सर्किट पर भेजता है जो आने वाली बिजली को डीसी में परिवर्तित करता है और फिर बैटरी को चार्ज करने के लिए प्राप्त शक्ति को लागू करता है।

जैसा कि ऊपर स्थापित किया गया है, पावर ट्रांसफर तब होता है जब ट्रांसमीटर कॉइल में एक वैकल्पिक चुंबकीय क्षेत्र की स्थापना करके बनाया गया चुंबकीय प्रवाह, रिसीवर कॉइल में विद्युत प्रवाह में परिवर्तित हो जाता है। उत्पन्न विद्युत प्रवाह की मात्रा ट्रांसमीटर द्वारा उत्पन्न प्रवाह की मात्रा पर निर्भर करती है और रिसीवर के तार को उस प्रवाह के कितने हिस्से पर कब्जा करने में सक्षम था। फ्लक्स रिसीवर कैप्चर की मात्रा "युग्मन कारक" पर निर्भर करती है, जो ट्रांसमीटर कॉइल के सापेक्ष रिसीवर कॉइल के आकार, दूरी और स्थिति से निर्धारित होता है। इसका मतलब है कि उच्च युग्मन कारक के परिणामस्वरूप उच्च ऊर्जा हस्तांतरण होगा। एक उच्च युग्मन कारक की संभावनाओं को बढ़ाने के लिए, कुछ वायरलेस चार्जिंग स्टेशनों को कई ट्रांसमीटर कॉइल के साथ डिज़ाइन किया गया है जैसे नीचे की छवि में दिखाया गया है।

वायरलेस चार्जिंग मानक

वायरलेस चार्जिंग मानक वायरलेस उपकरणों के डिजाइन और विकास को नियंत्रित करने वाले नियमों के सेट को संदर्भित करते हैं। वर्तमान में वायरलेस चार्जिंग के लिए दो अलग-अलग उद्योग मानक अलग-अलग निकायों द्वारा प्रचारित किए जा रहे हैं।

1. रेज़ेंस स्टैंडर्ड

2. क्यूआई मानक

Rezence मानक इस तरह के चार्ज कि चार्ज तब होता है जब दोनों ट्रांसमीटर और रिसीवर कॉयल प्रतिध्वनि में हैं गुंजयमान आगमनात्मक पर आधारित है। इस मानक के साथ, डिवाइस चार्जिंग के लिए ट्रांसमीटर और रिसीवर के बीच अधिक दूरी प्राप्त कर सकते हैं। इस मानक को एलायंस फॉर वायरलेस पावर (A4WP) द्वारा बढ़ावा दिया जा रहा है।

QI मानक दूसरी ओर कॉयल के बीच और के खिलाफ तंग युग्मन का उपयोग कर वायरलेस ऊर्जा स्थानान्तरण को प्राप्त होता है Rezence मानक, ट्रांसमीटर और रिसीवर का तार हमेशा की तरह यह माना जाता है और अधिक शक्ति इस स्थापना का उपयोग कर वितरित किया जाता है थोड़ा अलग आवृत्तियों पर संचालित करने के लिए डिजाइन किए हैं। QI Standard को वायरलेस पावर कंसोर्टियम द्वारा प्रचारित किया जा रहा है जिसमें Apple inc, Qualcomm, HTC जैसे सदस्य शामिल हैं।

आप वायरलेस मानक का चयन कर सकते हैं जो ईएमआई, दक्षता, और दो मानकों के बीच संरेखण की स्वतंत्रता के बीच व्यापार-अप पर विचार करके आपके आवेदन को सबसे अच्छा सूट करता है। फिर भी, कुछ वायरलेस चार्जिंग स्टेशन दोनों मानकों का समर्थन करने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं, ये उपकरणों के बीच उच्च अंतर प्रदान करते हैं।

सरल वायरलेस चार्जर सेट डिजाइन

वायरलेस चार्जिंग सिस्टम बनाने से पहले निम्नलिखित बातों पर ध्यान देना चाहिए।

1. मानक: वायरलेस चार्जिंग क्षमताओं के साथ एक डिवाइस को लैस करते समय, पहली बात यह है कि डिवाइस और इसके उपयोग के मामलों को फिट करने वाले वायरलेस पावर मानक का चयन करें। कुछ चार्जिंग सिस्टम कई मानकों पर आधारित होते हैं।

2. कुंडल चयन: अगली बात सही कॉइल प्रकार और कॉइल ज्यामिति का उपयोग करने के मामले का चयन करने के लिए है। विक्रेता इन कुंडलों को मानक गेज में प्रदान करते हैं, इसलिए उपयुक्त का चयन वायरलेस चार्जिंग ट्रांसमीटर आईसी के डेटाशीट की सिफारिश के आधार पर किया जाना चाहिए।

3. संलग्नक: वायरलेस सिस्टम डिजाइन करते समय, यह महत्वपूर्ण है कि उपकरणों का संलग्नक धातु नहीं है और ट्रांसमीटर और रिसीवर के बीच एक उच्च युग्मन कारक को प्राप्त करने के लिए अपेक्षाकृत सपाट सतह का है। धातु प्रभावी रूप से ऊर्जा को रिसीवर तक पहुंचने से रोकता है और प्लास्टिक के बाड़े को अति-पतली होने के लिए डिज़ाइन किया जाना चाहिए।

ट्रांसमीटर का डिजाइन

वायरलेस चार्जिंग सिस्टम में ट्रांसमीटर और रिसीवर दोनों शामिल होते हैं जैसा कि पहले कहा गया था। नीचे एक ट्रांसमीटर का डिज़ाइन दिखाते हुए योजनाबद्ध है ।

ट्रांसमीटर बनाने वाले तीन मुख्य घटक हैं; शक्ति के स्रोत, ट्रांसमीटर का तार और स्विचिंग सर्किट । शक्ति स्रोत आमतौर पर एक सुधारा हुआ एसी से डीसी होता है। सुधार के बाद स्विचिंग सर्किट को ट्रांसमीटर से वर्तमान ट्रांसफर को चालू करने के लिए उपयोग किया जाता है, जो कि ट्रांसलेटर से वर्तमान ट्रांसफर को प्रेरित करने के लिए बदल रहे चुंबकीय क्षेत्र के निर्माण में उपयोग किया जाता है।

रिसीवर का डिजाइन

रिसीवर का डिज़ाइन समान है कि ट्रांसमीटर को छोड़कर कार्रवाई रिवर्स ऑर्डर में होती है। रिसीवर में एक रिसीवर कॉइल, रेजोनेंस नेटवर्क, और रेक्टिफायर और एक चार्जर आईसी होता है जो कनेक्टेड बैटरी को चार्ज करने के लिए रेक्टिफायर सर्किट के आउटपुट का उपयोग करता है। रिसीवर सर्किट का एक उदाहरण नीचे चित्र में दिखाया गया है जिसमें हाइलाइट किया गया है। यह उदाहरण LTC4120 चार्ज आईसी पर आधारित है।

अनुप्रयोग

वायरलेस चार्जिंग का उपयोग वर्तमान में कई अनुप्रयोगों में किया जा रहा है, जिसमें शामिल हैं:

1. स्मार्टफोन और पहनने योग्य
2. नोटबुक और टैबलेट
3. बिजली उपकरण और सेवा रोबोट, जैसे वैक्यूम क्लीनर
4. मल्टीकॉप्टर और इलेक्ट्रिक खिलौने
5. चिकित्सा उपकरण
6. इन-कार चार्जिंग

फैंसी कारणों के अलावा, आपको वायरलेस चार्जिंग का उपयोग क्यों करना चाहिए, जैसे डिवाइस में प्लग करने की आवश्यकता नहीं और प्लग संगतता समस्या नहीं, वायरलेस चार्जिंग सीधे मेन से कनेक्ट होने से संबंधित खतरों से सुरक्षा प्रदान करती है। इसके अलावा, यह कठोर वातावरण में विश्वसनीय है, जैसे ड्रिलिंग और खनन और सहज ऑन-द-चार्ज चार्ज के लिए अनुमति देता है। अंत में, वायरलेस चार्जिंग तारों द्वारा बनाए गए स्पर्श और अन्य गड़बड़ी को समाप्त करता है। हमने केवल कई उपन्यास अनुप्रयोगों के साथ वायरलेस चार्जिंग के चेहरे को खरोंच दिया है, भविष्य के साथ किए जा रहे प्रत्येक उत्पाद डिज़ाइन को वायरलेस चार्जिंग को शामिल करना चाहिए क्योंकि निश्चित रूप से निकटतम भविष्य में हम बैटरी चालित उपकरणों को चार्ज करेंगे।