Reconfiguración con bajo costo de hardware y alta relación de área de excitación de recepción para sistema de carga inalámbrica de drones basado en transmisor tipo D3
Autores: Liu, Han; Wang, Lin; Wang, Jie; Huang, Dengjie; Wang, Rong
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Reconfiguración con bajo costo de hardware y alta relación de área de excitación de recepción para sistema de carga inalámbrica de drones basado en transmisor tipo D3
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Carga inalámbrica
Drones
Transmisor
Modo de excitación
Costo del hardware
Fluctuación de voltaje de recepción
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
La carga inalámbrica para drones es significativa para resolver problemas como el frecuente enchufado y desenchufado manual de cables. Un gran número de bobinas de transmisión densamente empaquetadas y un control independiente de encendido y apagado pueden rastrear con precisión el receptor con ubicación de acceso aleatorio. Para equilibrar el área de excitación del transmisor, el costo adicional de hardware y la fluctuación del voltaje de recepción, se propone en este artículo un sistema de carga inalámbrica para drones basado en un transmisor de tipo D3. Se desarrolla un modelo de circuito que considera los estados de múltiples interruptores para tres modos de excitación. El modo de excitación de doble bobina se selecciona tras un análisis comparativo. Se propone un método de reconfiguración del transmisor con bajo costo de hardware y alta relación de área de excitación de recepción basado en un sensor de detección de corriente continua y un relé adicional. Finalmente, se construye un prototipo experimental para verificar el análisis teórico y el método propuesto. Cuando la fluctuación del voltaje de salida se limita a +/-10%, las relaciones del valor máximo de desalineación en las direcciones x e y con respecto a la longitud del lado del receptor alcanzan el 66.7% y el 46.7%, respectivamente. Se logra una relación de área de excitación de recepción del 37.5%, reduciendo significativamente el área de excitación no cubierta por el receptor. La potencia de recepción máxima es de 289.44 W, mientras que la eficiencia de DC-DC supera el 87.05%.
Descripción
La carga inalámbrica para drones es significativa para resolver problemas como el frecuente enchufado y desenchufado manual de cables. Un gran número de bobinas de transmisión densamente empaquetadas y un control independiente de encendido y apagado pueden rastrear con precisión el receptor con ubicación de acceso aleatorio. Para equilibrar el área de excitación del transmisor, el costo adicional de hardware y la fluctuación del voltaje de recepción, se propone en este artículo un sistema de carga inalámbrica para drones basado en un transmisor de tipo D3. Se desarrolla un modelo de circuito que considera los estados de múltiples interruptores para tres modos de excitación. El modo de excitación de doble bobina se selecciona tras un análisis comparativo. Se propone un método de reconfiguración del transmisor con bajo costo de hardware y alta relación de área de excitación de recepción basado en un sensor de detección de corriente continua y un relé adicional. Finalmente, se construye un prototipo experimental para verificar el análisis teórico y el método propuesto. Cuando la fluctuación del voltaje de salida se limita a +/-10%, las relaciones del valor máximo de desalineación en las direcciones x e y con respecto a la longitud del lado del receptor alcanzan el 66.7% y el 46.7%, respectivamente. Se logra una relación de área de excitación de recepción del 37.5%, reduciendo significativamente el área de excitación no cubierta por el receptor. La potencia de recepción máxima es de 289.44 W, mientras que la eficiencia de DC-DC supera el 87.05%.