Desde la creación de la bobina de Tesla, ha surgido una tecnología conocida como transferencia inalámbrica de energía (WPT). Hoy en día, WPT es esencial para aplicaciones como la carga de vehículos eléctricos, la carga de teléfonos y los dispositivos médicos. Esto se debe a que tiene varias ventajas clave, como la ausencia de cables o conectores y un excelente aislamiento entre los transmisores y receptores de potencia.Para minimizar la pérdida de energía, WPT es estándar o acoplamiento inductivo Método.
En este artículo, proponemos un enfoque novedoso basado en software para modelar circuitos inalámbricos de transferencia de energía. Se puede obtener una estimación precisa de la pérdida de potencia extrayendo el circuito equivalente para una disposición de bobina particular. Un modelo puede determinar específicamente el tipo de pérdida (conducción, corriente de Foucault o núcleo) y su fuente (devanado TX/RX o núcleo TX/RX). El análisis de pérdidas es importante para la construcción del serpentín y el diseño geométrico y para determinar qué componentes del sistema generan la mayor cantidad de calor durante el proceso de carga. Todas las pérdidas de energía están representadas por el modelo de software como energía disipada a través de resistencias en el circuito que se está modelando. Los resultados del enfoque propuesto se validaron comparando las pérdidas esperadas con las mediciones realizadas en un sistema WPT de 10 W considerando las condiciones de alineación y desalineación de la bobina.leer el artículo original aquí.
En la Figura 1 se muestra un diagrama de bloques de un sistema de transferencia de energía inalámbrico convencional para cargar baterías de teléfonos. El transmisor contiene inversor CC/CA y bobina TX, el receptor contiene bobina RX, rectificador CA/CC y otro sistema de conversión de cargador de batería. Condensador CrTX y CRX Maximice la transferencia de potencia en un rango de frecuencias de conmutación mediante la introducción de reactancia negativa. Voltaje intermedio Vmedio generalmente está regulado por un bucle de control de ancho de banda bajo que transmite de forma inalámbrica una señal de retroalimentación al transmisor. Esto le permite ajustar el voltaje objetivo cambiando la frecuencia de conmutación o el cambio de fase del puente completo de TX. En este circuito, las pérdidas se deben principalmente a pérdidas de cobre y núcleo en las bobinas TX y RX.
FIGURA 1: DIAGRAMA DE BLOQUES DEL CARGADOR DE TELÉFONO INALÁMBRICO
modelo de circuito
Las siguientes relaciones caracterizan el voltaje y la corriente de las bobinas de transmisión y recepción. 
dónde: 
El modelo correspondiente se muestra en la Figura 2. NORTE.1 y NORTE.2 El número de vueltas en las bobinas TX y RX, respectivamente. 3 impedancias z11, zVeintidósy z12 Se puede expresar como una función de la Ecuación 1. za, zB.y zC.. 
FIGURA 2: MODELO DE CIRCUITO DE LAS BOBINAS TX Y RX
Todas las impedancias anteriores son una función de la frecuencia y sus valores pueden medirse directamente o predecirse mediante simulación de software.a cierta frecuencia ωcada impedancia za, zB.y zC. Se puede reemplazar por una conexión en serie de una resistencia y un inductor. Las pérdidas en todas estas resistencias representan las pérdidas totales del sistema a una frecuencia particular.
El siguiente enfoque se basa en simulaciones del método de elementos finitos (FEM) de tres condiciones de funcionamiento eléctrico y el cálculo de pérdidas para cualquier i-ésimo elemento utilizando herramientas de análisis FEM.
- ITexas constante, Iprescripción= 0
- Iprescripción constante, ITexas= 0
- ITexas constante, Iprescripción= –ITexas NORTE.1/NORTE.2
Contribuyente
Este artículo fue aportado por Stefano Lovati, redactor técnico de EEWeb.
Puedes consultar el artículo completo Libro electrónico de noticias de electrónica de potencia de octubre de 2022.