Cargador inalámbrico para dispositivos móviles alimentados por baterías AAA

Autores Ariel Andrés Jiménez Garcia Natalia Morales Varón Directores Arturo Fajardo

La necesidad de mejorar la experiencia de usuario con respecto a la carga de sus dispositivos electrónicos con diferentes aplicaciones de uso común, ha motivado a desarrollar sistemas de transferencia inalámbrica de potencia fundamentalmente para eliminar la conexión de cables al dispositivo para cargar su batería, en entornos donde conectar cables o reemplazar baterías es costoso, inviable o peligroso. Así mismo, disminuir la cantidad y el tamaño de los cargadores, mientras se aumenta la durabilidad de los dispositivos en aplicaciones donde se hace necesario que el dispositivo permanezca estéril o herméticamente sellado. A partir de lo anterior, se propuso una metodología de diseño del sistema de carga inalámbrica para dispositivos electrónicos móviles alimentados por baterías, usando un método funcional para cualquier química, especialmente para la tecnología de Ion-Litio. El sistema general integra modelos circuitales de baterías que simulan las características dinámicas de las mismas, y se presenta el modelado promedio de un circuito integrado que actúa como el controlador de carga. Se analiza un rectificador clase D y se propone un modelo de impedancia equivalente. Para el link inductivo, se realiza un proceso novedoso de modelado de las bobinas transmisora-receptora, junto con los parámetros de la interacción entre las inductancias que permiten optimizar la eficiencia en aplicaciones de transferencia inalámbrica de potencia. Por último, se propone una metodología que involucra la resolución de ecuaciones analíticas para el diseño del transmisor de potencia (amplificador clase E), y un proceso iterativo de sintonización paramétrica.

A través de software de simulación electrónica y de solución de ecuaciones matemáticas (e.g., Orcad Pspice Designer, MAPLE y MATLAB), se obtuvo el modelo de un cargador inalámbrico de bajo costo (en comparación con los del mercado), de alta eficiencia y compatible con diferentes tecnologías de baterías.