MOSFET এর সাথে ওয়্যারলেস পাওয়ার ট্রান্সফার

ধাতব-অক্সাইড-সেমিকন্ডাক্টর ফিল্ড-ইফেক্ট ট্রানজিস্টরটি প্রায়শই সিলিকন-নিয়ন্ত্রিত অক্সিডেশন দিয়ে তৈরি করা হয়। বর্তমানে, এটি সবচেয়ে বেশি ব্যবহৃত ট্রানজিস্টর প্রকার কারণ এই ট্রানজিস্টরের প্রধান কাজ হল পরিবাহিতা নিয়ন্ত্রণ করা, অন্যথায় MOSFET-এর উত্স এবং ড্রেন টার্মিনালগুলির মধ্যে কতটা কারেন্ট সরবরাহ করতে পারে তা নির্ভর করে এর গেট টার্মিনালে প্রয়োগকৃত ভোল্টেজের যোগফলের উপর। গেট টার্মিনালে প্রয়োগ করা ভোল্টেজ ডিভাইসের পরিবাহিতা নিয়ন্ত্রণ করতে একটি বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র তৈরি করে। MOSFET গুলি বিভিন্ন অ্যাপ্লিকেশন সার্কিট তৈরি করতে ব্যবহৃত হয় যেমন DC-DC রূপান্তরকারী, মোটর নিয়ন্ত্রণ, ইনভার্টার , ওয়্যারলেস পাওয়ার ট্রান্সফার , ইত্যাদি। এই নিবন্ধে আলোচনা করা হয়েছে কিভাবে অত্যন্ত দক্ষ ব্যবহার করে একটি ওয়্যারলেস পাওয়ার ট্রান্সফার সার্কিট ডিজাইন করা যায় MOSFET .

MOSFET এর সাথে ওয়্যারলেস পাওয়ার ট্রান্সফার

এর মূল ধারণাটি হল একটি Tx এবং Rx কয়েলের মধ্যে পাওয়ার ট্রান্সমিশন নিয়ন্ত্রণের জন্য MOSFETs এবং অনুরণিত ইন্ডাকটিভ কাপলিং সহ একটি WPT (ওয়ারলেস পাওয়ার ট্রান্সফার) সিস্টেম ডিজাইন করা। এটি AC থেকে অনুরণিত কয়েল চার্জিং দিয়ে করা যেতে পারে, এর পরে পরবর্তী সরবরাহ প্রতিরোধী লোডে প্রেরণ করা হয়। এই সার্কিট ওয়্যারলেসভাবে ইন্ডাকটিভ কাপলিং এর মাধ্যমে খুব দ্রুত এবং শক্তিশালীভাবে একটি কম-পাওয়ার ডিভাইস চার্জ করতে সহায়ক।

বেতার পাওয়ার ট্রান্সমিশন হিসাবে সংজ্ঞায়িত করা যেতে পারে; বিদ্যুৎ উৎস থেকে বৈদ্যুতিক লোডে বৈদ্যুতিক শক্তি ট্রান্সমিশন দূরত্বের জন্য কোনো তার বা পরিবাহী তার ছাড়াই WPT (ওয়্যারলেস পাওয়ার ট্রান্সমিশন) নামে পরিচিত। ওয়্যারলেস পাওয়ার ট্রান্সফার বৈদ্যুতিক প্রকৌশল ক্ষেত্রের মধ্যে একটি অসাধারণ পরিবর্তন করে যা প্রচলিত তামার তারের ব্যবহার এবং বর্তমান-বহনকারী তারের ব্যবহারকে সরিয়ে দেয়। ওয়্যারলেস পাওয়ার ট্রান্সমিশন দক্ষ, নির্ভরযোগ্য, কম রক্ষণাবেক্ষণ খরচ এবং দীর্ঘ-পরিসীমা বা স্বল্প-পরিসরের জন্য দ্রুত। এটি একটি সেল ফোন বা রিচার্জেবল ব্যাটারি তারবিহীনভাবে চার্জ করার জন্য ব্যবহৃত হয়।

প্রয়োজনীয় উপাদান

একটি MOSFET সার্কিটের সাথে ওয়্যারলেস পাওয়ার ট্রান্সফারে প্রধানত ট্রান্সমিটার বিভাগ এবং রিসিভার বিভাগ অন্তর্ভুক্ত থাকে। ওয়্যারলেস পাওয়ার ট্রান্সফারের জন্য ট্রান্সমিটার বিভাগ তৈরির জন্য প্রয়োজনীয় উপাদানগুলির মধ্যে প্রধানত অন্তর্ভুক্ত রয়েছে; ভোল্টেজ সোর্স (Vdc) – 30V, ক্যাপাসিটর-6.8 nF, RF চোকস (L1 & L2) হল 8.6 μH এবং 8.6 μH, ট্রান্সমিটার কয়েল (L) – 0.674 μH, প্রতিরোধক R1-1K, R2-10 K, R3-94 ohm, R4-94 ohm, R5-10 K, ক্যাপাসিটর C একটি অনুরণিত ক্যাপাসিটরের মতো কাজ করে, ডায়োড D1-D4148, D2-D4148, MOSFET Q1-IRF540 এবং MOSFET Q2-IRF540

ওয়্যারলেস পাওয়ার ট্রান্সফারের জন্য একটি রিসিভার বিভাগ তৈরি করার জন্য প্রয়োজনীয় উপাদানগুলির মধ্যে প্রধানত অন্তর্ভুক্ত রয়েছে; ডায়োড D1 থেকে D4 - D4007, প্রতিরোধক (R) - 1k ওহম, ভোল্টেজ নিয়ন্ত্রক IC – LM7805 IC, রিসিভার কয়েল (L) – 1.235μH, ক্যাপাসিটর যেমন C1 – 6.8nF এবং C2 হল 220μF।

MOSFET সংযোগের সাথে ওয়্যারলেস পাওয়ার ট্রান্সফার

ওয়্যারলেস পাওয়ার ট্রান্সফার ট্রান্সমিটার বিভাগের সংযোগগুলি অনুসরণ করে;

• R1 প্রতিরোধক পজিটিভ টার্মিনালটি একটি 30V ভোল্টেজ উৎসের সাথে সংযুক্ত এবং অন্য টার্মিনালটি LED এর সাথে সংযুক্ত। LED এর ক্যাথোড টার্মিনাল একটি R2 প্রতিরোধকের মাধ্যমে GND এর সাথে সংযুক্ত।
• R3 প্রতিরোধক পজিটিভ টার্মিনালটি একটি 30V ভোল্টেজ উৎসের সাথে সংযুক্ত এবং আরেকটি টার্মিনাল MOSFET এর গেট টার্মিনালের সাথে সংযুক্ত। এখানে, LED এর ক্যাথোড টার্মিনাল MOSFET এর গেট টার্মিনালের সাথে সংযুক্ত।
• MOSFET এর ড্রেন টার্মিনাল ডায়োডের পজিটিভ টার্মিনালের মাধ্যমে ভোল্টেজ সরবরাহের সাথে সংযুক্ত থাকে এবং প্রবর্তক 'L1'।
• MOSFET এর সোর্স টার্মিনাল GND এর সাথে সংযুক্ত।
• ইন্ডাকটর 'L1'-এ আরেকটি টার্মিনাল D2 ডায়োডের অ্যানোড টার্মিনালের সাথে সংযুক্ত থাকে এবং এর ক্যাথোড টার্মিনাল R3 রেসিস্টরের সাথে ক্যাপাসিটর 'C' এবং ইন্ডাক্টর 'L' এর মাধ্যমে সংযুক্ত থাকে।
• R4 রেজিস্টর পজিটিভ টার্মিনালটি ভোল্টেজ সাপ্লাইয়ের সাথে সংযুক্ত থাকে এবং রোধের অন্য টার্মিনালটি D1 এবং D2 ডায়োডের অ্যানোড এবং ক্যাথোড টার্মিনালের মাধ্যমে MOSFET এর গেট টার্মিনালের সাথে সংযুক্ত থাকে।
• ইন্ডাক্টর 'L2' পজিটিভ টার্মিনালটি ভোল্টেজ সরবরাহের সাথে সংযুক্ত এবং অন্য টার্মিনালটি ডায়োড 'D2' এর অ্যানোড টার্মিনালের মাধ্যমে MOSFET এর ড্রেন টার্মিনালের সাথে সংযুক্ত।
• MOSFET এর সোর্স টার্মিনাল GND এর সাথে সংযুক্ত।

বেতার পাওয়ার ট্রান্সফার রিসিভার বিভাগের সংযোগগুলি অনুসরণ করে;

• ইন্ডাকটর 'L', ক্যাপাসিটর 'C1' পজিটিভ টার্মিনালগুলি D1 এর অ্যানোড টার্মিনালের সাথে সংযুক্ত, এবং ইন্ডাক্টর 'L', ক্যাপাসিটর 'C1'-এর অন্যান্য টার্মিনালগুলি D4 এর ক্যাথোড টার্মিনালের সাথে সংযুক্ত।
• D2 ডায়োড অ্যানোড টার্মিনালটি D3 ডায়োড ক্যাথোড টার্মিনালের সাথে সংযুক্ত এবং D3 ডায়োড অ্যানোড টার্মিনালটি D4 ডায়োড অ্যানোড টার্মিনালের সাথে সংযুক্ত।
• D2 ডায়োড ক্যাথোড টার্মিনালটি D1 ডায়োড ক্যাথোড টার্মিনালের সাথে সংযুক্ত এবং D1 ডায়োড অ্যানোড টার্মিনাল ইন্ডাক্টর 'L', এবং ক্যাপাসিটর 'C1'-এর অন্যান্য টার্মিনালের সাথে সংযুক্ত।
• রোধ 'R' পজিটিভ টার্মিনাল D1 এবং D2 এর ক্যাথোড টার্মিনালের সাথে সংযুক্ত এবং একটি রোধের অন্যান্য টার্মিনাল LED এর একটি অ্যানোড টার্মিনালের সাথে এবং LED এর ক্যাথোড টার্মিনাল GND এর সাথে সংযুক্ত থাকে।
• ক্যাপাসিটর C2 পজিটিভ টার্মিনাল LM7805 IC এর একটি ইনপুট টার্মিনালের সাথে সংযুক্ত আছে এর অন্য টার্মিনাল GND এর সাথে সংযুক্ত এবং LM7805 IC GND পিন GND এর সাথে সংযুক্ত।

কাজ করছে

এই ওয়্যারলেস পাওয়ার ট্রান্সফার সার্কিটে প্রধানত দুটি বিভাগ ট্রান্সমিটার এবং রিসিভার অন্তর্ভুক্ত। এই বিভাগে, ট্রান্সমিটার কয়েলটি 6 মিমি এনামেলড তার বা চুম্বক তার দিয়ে তৈরি করা হয়। আসলে, এই তারটি একটি তামার তার যার উপর একটি পাতলা নিরোধক আবরণ রয়েছে। ট্রান্সমিটার কয়েলের ব্যাস 6.5 ইঞ্চি বা 16.5 সেমি এবং 8.5 সেমি দৈর্ঘ্য।

ট্রান্সমিটার সেকশন সার্কিটে একটি ডিসি পাওয়ার সোর্স, একটি ট্রান্সমিটার কয়েল এবং অসিলেটর রয়েছে। একটি DC পাওয়ার উত্স একটি স্থিতিশীল ডিসি ভোল্টেজ সরবরাহ করে যা অসিলেটর সার্কিটে একটি ইনপুট হিসাবে দেওয়া হয়। এর পরে, এটি উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সি সহ DC ভোল্টেজকে এসি পাওয়ারে পরিবর্তন করে এবং ট্রান্সমিটিং কয়েলে দেওয়া হয়। উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সি সহ এসি কারেন্টের কারণে, ট্রান্সমিটার কয়েলটি কয়েলের মধ্যে একটি বিকল্প চৌম্বক ক্ষেত্র তৈরি করতে শক্তি জোগাবে।

রিসিভার বিভাগের মধ্যে রিসিভার কয়েল 18 AWG তামার তার দিয়ে তৈরি যার ব্যাস 8cm। রিসিভার সেকশন সার্কিটে, রিসিভার কয়েলটি তার কয়েলে একটি প্ররোচিত বিকল্প ভোল্টেজ হিসাবে সেই শক্তি পায়। এই রিসিভার বিভাগে একটি সংশোধনকারী AC থেকে DC-তে ভোল্টেজ পরিবর্তন করে। শেষ পর্যন্ত, এই পরিবর্তিত ডিসি ভোল্টেজটি একটি ভোল্টেজ কন্ট্রোলার সেগমেন্ট জুড়ে লোডকে প্রদান করা হয়। একটি ওয়্যারলেস পাওয়ার রিসিভারের প্রধান কাজ হল ইন্ডাকটিভ কাপলিং এর মাধ্যমে একটি কম-পাওয়ার ব্যাটারি চার্জ করা।

যখনই ট্রান্সমিটার সার্কিটে বিদ্যুৎ সরবরাহ করা হয়, তখন ডিসি কারেন্ট L1 এবং L2 কয়েলের দুই পাশ দিয়ে এবং MOSFET-এর ড্রেন টার্মিনালগুলিতে সরবরাহ করে, তখন ভোল্টেজ MOSFET-এর গেট টার্মিনালগুলিতে উপস্থিত হবে এবং ট্রানজিস্টরগুলি চালু করার চেষ্টা করে। .

যদি আমরা ধরে নিই যে প্রথম MOSFET Q1 চালু করা হয়েছে, তাহলে দ্বিতীয় MOSFET-এর ড্রেন ভোল্টেজটি GND-এর কাছে ক্ল্যাম্প করা হবে। একই সাথে, দ্বিতীয় MOSFET অফ কন্ডিশনে থাকবে, এবং দ্বিতীয় MOSFET-এর ড্রেন ভোল্টেজ সর্বোচ্চে বাড়বে এবং এক অর্ধ চক্র জুড়ে 'C' ক্যাপাসিটর এবং অসিলেটরের প্রাথমিক কয়েল দ্বারা তৈরি ট্যাঙ্ক সার্কিটের কারণে ড্রপ হতে শুরু করবে।

ওয়্যারলেস পাওয়ার ট্রান্সফারের সুবিধা হল; যে এটি কম ব্যয়বহুল, আরো নির্ভরযোগ্য, বেতার অঞ্চলের মধ্যে কখনই ব্যাটারির শক্তি ফুরিয়ে যায় না, এটি তারের তুলনায় দক্ষতার সাথে বেশি শক্তি প্রেরণ করে, খুব সুবিধাজনক, পরিবেশ বান্ধব ইত্যাদি। ওয়্যারলেস পাওয়ার ট্রান্সফারের অসুবিধাগুলি হল; যে শক্তি ক্ষয় উচ্চ, অ-দিকনির্দেশকতা, এবং দীর্ঘ দূরত্ব জন্য দক্ষ নয়.

দ্য বেতার পাওয়ার ট্রান্সফারের অ্যাপ্লিকেশন রোটারি শ্যাফ্টের উপরে ওয়্যারলেস সেন্সর, ওয়্যারলেস সরঞ্জামের চার্জিং এবং পাওয়ারিং এবং চার্জিং কর্ডগুলি সরিয়ে জলরোধী সরঞ্জামগুলিকে সুরক্ষিত করার অন্তর্ভুক্ত শিল্প অ্যাপ্লিকেশনগুলিকে অন্তর্ভুক্ত করে৷ এগুলি মোবাইল ডিভাইস চার্জিং, হোম অ্যাপ্লায়েন্স, মনুষ্যবিহীন বিমান এবং বৈদ্যুতিক যানবাহনের জন্য ব্যবহৃত হয়। এগুলি মেডিকেল ইমপ্লান্ট পরিচালনা ও চার্জ করার জন্য ব্যবহৃত হয় যার মধ্যে রয়েছে; পেসমেকার, ত্বকের নিচের ওষুধ সরবরাহ এবং অন্যান্য ইমপ্লান্ট। এই ওয়্যারলেস পাওয়ার ট্রান্সফার সিস্টেমের কাজ বোঝার জন্য হোম/ব্রেডবোর্ডে তৈরি করা যেতে পারে। চল দেখি

কিভাবে বাড়িতে একটি WirelessPowerTranfer ডিভাইস তৈরি করবেন?

বাড়িতে একটি সাধারণ ওয়্যারলেস পাওয়ার ট্রান্সফার (WPT) ডিভাইস তৈরি করা একটি মজার এবং শিক্ষামূলক প্রকল্প হতে পারে, তবে এটি লক্ষ্য করা গুরুত্বপূর্ণ যে উল্লেখযোগ্য পাওয়ার আউটপুট সহ একটি দক্ষ WPT সিস্টেম তৈরিতে সাধারণত আরও উন্নত উপাদান এবং বিবেচনা জড়িত থাকে। এই নির্দেশিকাটি প্রবর্তক কাপলিং ব্যবহার করে শিক্ষাগত উদ্দেশ্যে একটি মৌলিক DIY প্রকল্পের রূপরেখা দেয়। অনুগ্রহ করে সচেতন হোন যে নিম্নলিখিতগুলি কম-শক্তি এবং ডিভাইসগুলি চার্জ করার জন্য উপযুক্ত নয়৷

উপকরণ প্রয়োজন:

• ট্রান্সমিটার কয়েল (TX কয়েল): তারের একটি কুণ্ডলী (প্রায় 10-20 বাঁক) একটি নলাকার আকারের চারপাশে ক্ষত, যেমন একটি পিভিসি পাইপ।

• রিসিভার কয়েল (RX কুণ্ডলী): TX কয়েলের মতো, কিন্তু বর্ধিত ভোল্টেজ আউটপুটের জন্য আরও বাঁক সহ।

• LED (হালকা নির্গত ডায়োড): পাওয়ার স্থানান্তর প্রদর্শনের জন্য একটি সাধারণ লোড হিসাবে।

• এন-চ্যানেল MOSFET (যেমন, IRF540): একটি অসিলেটর তৈরি করতে এবং TX কয়েল স্যুইচ করতে।

• ডায়োড (যেমন, 1N4001): আরএক্স কয়েল থেকে এসি আউটপুট সংশোধনের জন্য।

• ক্যাপাসিটর (যেমন, 100μF): সংশোধন করা ভোল্টেজকে মসৃণ করতে।

• প্রতিরোধক (যেমন, 220Ω): LED কারেন্ট সীমিত করতে।

• ব্যাটারি বা ডিসি পাওয়ার সাপ্লাই: ট্রান্সমিটারকে পাওয়ার জন্য (TX)।

• ব্রেডবোর্ড এবং জাম্পার তারগুলি: সার্কিট তৈরির জন্য।

• গরম আঠালো বন্দুক: কয়েলগুলিকে অবস্থানে সুরক্ষিত করতে।

সার্কিট ব্যাখ্যা:

দেখা যাক কিভাবে ট্রান্সমিটার এবং রিসিভার সার্কিট সংযুক্ত করতে হবে।

ট্রান্সমিটার সাইড (TX):

• ব্যাটারি বা ডিসি সরবরাহ: ট্রান্সমিটারের জন্য এটি আপনার পাওয়ার উত্স। ব্যাটারির ইতিবাচক টার্মিনাল বা ডিসি পাওয়ার সাপ্লাইকে আপনার ব্রেডবোর্ডের ইতিবাচক রেলের সাথে সংযুক্ত করুন। নেতিবাচক টার্মিনালটিকে নেতিবাচক রেলের (GND) সাথে সংযুক্ত করুন।

• TX কয়েল (ট্রান্সমিটার কয়েল): TX কয়েলের এক প্রান্ত MOSFET এর ড্রেন (D) টার্মিনালে সংযুক্ত করুন। TX কয়েলের অন্য প্রান্তটি ব্রেডবোর্ডের ইতিবাচক রেলের সাথে সংযোগ করে, যেখানে আপনার পাওয়ার উত্সের ইতিবাচক টার্মিনালটি সংযুক্ত থাকে।

• MOSFET (IRF540): MOSFET এর উৎস (S) টার্মিনাল ব্রেডবোর্ডের নেগেটিভ রেল (GND) এর সাথে সংযুক্ত। এটি MOSFET এর সোর্স টার্মিনালকে আপনার পাওয়ার সোর্সের নেতিবাচক টার্মিনালের সাথে সংযুক্ত করে।

• MOSFET-এর গেট (G) টার্মিনাল: সরলীকৃত সার্কিটে, এই টার্মিনালটি সংযোগহীন অবস্থায় থাকে, যা কার্যকরভাবে MOSFET-কে ক্রমাগত চালু করে।

রিসিভার সাইড (RX):

• LED (লোড): LED এর অ্যানোড (দীর্ঘ সীসা) ব্রেডবোর্ডের ইতিবাচক রেলের সাথে সংযুক্ত করুন। LED এর ক্যাথোড (খাটো সীসা) RX কয়েলের এক প্রান্তে সংযুক্ত করুন।

• আরএক্স কয়েল (রিসিভার কয়েল): আরএক্স কয়েলের অন্য প্রান্তটি ব্রেডবোর্ডের নেতিবাচক রেলের (GND) সাথে সংযুক্ত হওয়া উচিত। এটি LED এর জন্য একটি বন্ধ সার্কিট তৈরি করে।

• ডায়োড (1N4001): LED এর ক্যাথোড এবং ব্রেডবোর্ডের নেগেটিভ রেল (GND) এর মধ্যে ডায়োড রাখুন। ডায়োডের ক্যাথোডটি LED এর ক্যাথোডের সাথে সংযুক্ত হওয়া উচিত এবং এর অ্যানোডটি ঋণাত্মক রেলের সাথে সংযুক্ত হওয়া উচিত।

• ক্যাপাসিটর (100μF): ক্যাপাসিটরের একটি সীসা ডায়োডের ক্যাথোডের সাথে সংযুক্ত করুন (এলইডির অ্যানোড সাইড)। ক্যাপাসিটরের অন্য সীসাটিকে ব্রেডবোর্ডের ইতিবাচক রেলের সাথে সংযুক্ত করুন। এই ক্যাপাসিটরটি LED-কে আরও স্থিতিশীল ভোল্টেজ প্রদান করে সংশোধন করা ভোল্টেজকে মসৃণ করতে সাহায্য করে।

এভাবেই সার্কিটে উপাদানগুলো সংযুক্ত থাকে। আপনি যখন ট্রান্সমিটার সাইড (TX) শক্তি দেন, তখন TX কয়েল একটি পরিবর্তনশীল চৌম্বক ক্ষেত্র তৈরি করে, যা রিসিভার সাইডে (RX) RX কয়েলে একটি ভোল্টেজ প্ররোচিত করে। এই প্ররোচিত ভোল্টেজটি সংশোধন করা হয়, মসৃণ করা হয় এবং LED কে পাওয়ার জন্য ব্যবহার করা হয়, একটি খুব মৌলিক আকারে বেতার পাওয়ার স্থানান্তর প্রদর্শন করে। মনে রাখবেন এটি একটি স্বল্প-শক্তি এবং শিক্ষামূলক প্রদর্শন, ব্যবহারিক ওয়্যারলেস চার্জিং অ্যাপ্লিকেশনের জন্য উপযুক্ত নয়৷