I n t ern a t i o n a l   J o u rn a l   o f   A d v a n ces   i n   A p p l i ed   S ci en ces   (I J A A S )   V o l .   7 ,   N o .   2 ,   J une   201 8 ,   p p.   1 91 ~ 1 98   I S S N 225 2 - 88 14 ,   D O I 10. 115 91 / i j aas . v 7 . i 1 . pp 19 1 - 1 98             1 91       Jo u r n al   h om e pa ge h t t p : / / i a e s co r e . c o m/ o n l i n e / i n d e x . p h p / I J A A S   S u p er C ap a ci t o E l ec t r on i c C i r cu i t  D es i gn   f o r W i re l es s   C ha rg i n g       A .   H a meed 1 ,   L w ay  F a i s a l   A bd ul r a z a k 2 ,   Z a i d   A .   A l ja w a r y 3   1 A s s i s t e nt  P rofe s s or,  D e pa r t m e nt   of M e c ha t roni c s ,  U ni ve rs i t i   M a l ay s i a P a h a n g ,  M al ay s i a   2 L e c t ure r ,  D e p a r t m e nt  of Com pu t e r S c i e nc e ,  Ci h a U ni ve rs i t y - S u l a i m a n y i a   ca m p u s ,  Ira q   3 A s s i s t e nt  L e c t u re r,  D e pa rt m e n t   of Inform a t i on  T e c hnol og y ,  U ni v e rs i t y  of  H um a D e ve l opm e nt ,  S ul a i m a n y i a ,  Ira q       A rt i cl I n f o     A B S T RA C T   Ar t i c l e   h i s t o r y :   R ecei v ed   N o v   9 ,   20 1 7   Re v i s e d   F eb   2 0 ,   20 1 8   A ccep t e d   Ma y   11 ,   2 01 8       K eep i n g   t i m as  b as e,  a g ad g et  h as  b een   p r o p o s ed , w h er e e l ec t r i c al   a c c e s s ori e s  l i ke   M obi l e s  a re  c ha rge d w i t hi n a  fra c t i on of m i nut e s  w hi c h i s   hi ghl y  e ff i c i e nt   a nd t i m e  s a v e a s   c om pa re d t o  t he  pr e s e nt   t i m e  c ha rge r s   w hi c h t a ke  ne a rl y  t w o hours  t o g e t  ful l y  c h a rge d .  O bj e c t i v e  of t hi s  proj e c t  i s   t o c re a t e  a  c i rc ui t  w hi c h w i l l   be  c ha rg e d qui c kl y   a nd w i re l e s s .  W i re l e s s   c ha rgi ng  c i r c ui t   w orks  on t he  pri nc i pl e  of i ndu c t i ve  c oupl i ng.  A C   en er g y  h as   be e n c onve r t e d  t o D C e ne rg y  t hrough di ode  re c t i fi e r.  O s c i l l a t or c i r c ui t   produc e s  hi gh fr e que nc y  p a s s e d b y  t r a ns m i t t e r c i rc ui t  t o t r a ns m i t  m a gne t i c   fi e l d w hi c i s  re c e i v e d b y  r e c e i v e r c i rc ui t .  A  w i r e l e s s  c h a rgi ng  c onc e pt  w i t s upe c a pa c i t or w i l l   l e a d t o fa s t e r c ha rgi ng a n d l ong ope ra t i v e  l i fe .  H e re   s upe r c a p a c i t or  i s  us e d a s  a  s t ora ge  d e vi c e .  A  S upe c a pa c i t or ha s   m a gni fi c e n t  pro pe rt y ,   i t  c a n c h a rge  a s  w e l l  a s  di s c ha rge  v e r y   qui c kl y  a nd   l i n e ar l y   al i k e b at t er y T h e  m ai n  d i f f er en c e b et w een  b at t er y   a nd s upe r   c a pa c i t or  i s  s pe c i fi c  e ne rg y ,  S upe r c a p a c i t or  ha ve  10 - 50 t i m e  l e s s  t ha n   b at t er y .   Ke y wo r d s :   F as t - c ha r gi n g   U l t r a   c a p a c i t o r   W i r el es s   c h ar g i n g   Copy r i ght  ©  201 8   Ins t i t ut e  o f   A d v anc e d  E ngi n e e r i ng and S c i e nc e   A l l  ri g h t s re se rv e d .   C or r e s po n di n Au t h o r :   L w ay   F ai s al   A b d u l r aza k ,     D ep a r t em en t   o f   C o m p u t er   S ci en ce,   Ci h a n   U n i v e r s i t y S u l ai m an y i C am p u s ,   S u l a i m a n y i a ,   I RA Q .   E m a i l :   l w ay f ai s al _ ab d u l r aza k @ y ah o o . co m       1.   I N T R O D U C T I O N   I da y  t o da y  l i f e  e l e c t r oni c  g a dge t s  a r e   us e d ve r y  f r e que n t l y ; t he   m a i n f unc t i o n o f  t he s e  ga d ge t s  i s   t o m a ke  l i vi ng  c om f or t a bl e .   T he s e  ga d ge t s   a r e   us e d i n  va r i ous  a p pl i c a t i o ns  a n f ul f i l l   o ur  de s i r e s .  C ha r gi ng   o f   G a d g e t s  l i k e  M o b i l e ,  i t  t a k e s  1 - 2  ho ur s  in   a  da y  t o r u n i t  f or   w h ol e   da y ,  m a ke s  on e  of  t he   bi g i s s ue  f or   e f f i c i e nt  a n d c ont i n u ou s  w or k.  A s m a l l  s t e p  t ow a r ds  f a s t  c ha r gi n g ha s   be e n p r o p os e d i n  t hi s  pa pe r  w h e r e  w e   a r e  c o nc e r ne a bo ut  t he  c ha r gi n of  e l e c t r o ni c  de vi c e s  l i k e  S m a r t  pho ne s  [ 1] .   S m a r t  ph one  a r e   q ui e t  P op ul a r   no w a da y s .  O ur  pr oje c t  i s  r e l a t e d t o c ha r ge   m obi l e  phon e  wi t ho ut  a ny  U S B  a nd i t  w i l l   c ha r ge  t he  m obi l e  i n   v e ry   l e s s   t i m e .   Ou wo r k   i s   fo c u s e d   o n   wi re l e s s   p o w e t ra n s fe ( WP T a s   w e l l   a s   o n   t h e   re d u c t i o n   i n   c h a rg i n g   t i m e .  I m a g i n e ,  i f  t h e r e  i s  n s oc ke t  a va i l a bl e  ne a r  t he   us e r  t p ut  t he   p h one  o n  c ha r ge  a n us e r  i s   b us y  i n   w o r k ,   he / s he   w a nt  t o c ha r ge  t he   ph o ne   qui c kl y ,  he r e  i t  c o m e s  t he  us e f ul ne s s   o n w i r e l e s s  a n f a s t e r  c ha r gi n g .   E ve r y  s i n gl e  pe r s o ns  us e  s m a r t  pho ne  w i t h di f f e r e nt  r a nge   o f   b a t t e r y  s p e c i f i c a t i o n .  G e n e r a l l y ,  b a t t e r y   c a pa c i t y  r a ngi ng  f r om  ( 150 0 - 4 5 00 m Ah)  [ 2] .   W hi l e  i n s m a r t  pho ne  c h a r gi ng a nd  di s c ha r gi n g o f  ba t t e r y  i s   m a jor   c o nc e r n e f o r   de ve l o p e r s .   A s   t he   us a ge   of   e l e c t r o ni c   de vi c e s   i s   r a pi dl y   gr owi ng ,   t he   de m a nd  f o r   l o n ge r   b a t t e r y  l i f e  i s  a l s o  i n c r e a s i n g .   L i t h i u m - i on b a t t e r y  a r e  be s t  s ui t e d t i l l  no w,   but  t e c hn ol o gy  a r e  s t e ppi ng  u p t n ew  l ev el ,   r es e ar ch  ar g o i n g  i n  t h e f i el d  o f  N an o m at er i al   f o r  t h e r e p l acem en t  o f  b at t er y .  O n e s u ch  m at er i al   w e  us e d i n o ur  p r oje c t  i s  S u pe r  c a p aci t o r .  S u p er - ca p a ci t o r  ar e t h e b at t er  o p t i o n   as  i f  co m p ar e w i t h   c o n v e n t i o n a l   b a t t e r y .  T r a d i t i o n a l  b a t t e r i e s  a r e  o f  c h e m i c a l   c o m p o s i t i o n s ,   i t  s t o r e s  t h e  e n e r g y  i n  t h e  f o r m  o f   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S SN :   2 252 - 88 14   IJ A A S     V o l .   7 ,   N o .   2 ,   J un e   201 8 :    191     1 98   1 92   ch em i cal  en er g y  an d  f u r t h e r  ch em i cal  en er g y  i s  co n v er t e d  i n t o  el ect r i cal  en er g y   f or  va r i ous  us a ge .   B a t t e r us e d i n m obi l e s  ph o ne s  a r e   r e c ha r ge a bl e  b a t t e r y  a nd c a n  be  us e d m a ny  t im e s  t o c ha r ge  a nd  di s c ha r ge .  A   l i t h i u m - i o n  b at t er y  n ear l y  t ak es  ( 1 . 3 0 - 2 hr s . )  t o ge t  f ul l y  c ha r ge d.  C ha r gi n g t im e  de pe nd  on t he  c h a r gi ng   c ur r e nt   gi ve n t o ba t t e r y   wi t c on s t a nt  t e r m ina l  v ol t a ge   [ 3] .  D e pe n o n t h e  pe r c e nt a ge  o f  r a t e d c u r r e nt   gi ve t o   c h a r g e   t h e   p h o n e ,   i t   i s   c l a s s i f i e d   i n t o   t h r e e   t y p e s :   1.   S l ow   C ha r gi ng   2.   F a s t   C ha r gi ng   3.   Q ui c C ha r gi n g   W he n t he  c ha r gi n g c ur r e nt  i s  i n t he   r a nge   of   8 - 1 2  p er ce n t ag o f  r at ed   c u r r e n t  o f   t h e  b a t t e r y   t h e n   m obi l e   pho ne   t a ke s   6 - h ou r s   t i m e   t ge t   f u l l y   c ha r ge d.   T h i s   ki n of   c ha r gi n i s   c a l l e d   s l ow   c ha r gi ng   [ 4] .   W hi l e  i n f a s t   c ha r gi n g,  t he   c ha r gi n g c u r r e nt  r a n ge s  f r o m  45 - 70  pe r c e nt a ge  o f  c u r r e nt  r a t i ng  o f   b a t t e r y ,  t h i s  i s   m e t h o d o l o gy   w e  f ol l o w  i no r m a l  c ha r gi ng  w hi c h t a ke s  a p pr oxi m a t e ly  t wo h o ur s  t o f ul ch ar g t h b at t er y .     W he r e a s  i q u i c k c ha r gi n g t he  c ha r gi n g c u r r e nt  i s  e qua l  t or  hi ghe r  t h a n t h a t  o f   r a t e d c ur r e nt  o f   b at t er y ,   w h i c h   i s   n o t   p r ef e r ab l i n   g en e r al   b e cau s i t   r e d u c e   b a t t e r y   l i f e   s p a n   a s   w e l l   d u r a b i l i t y   [ 5 ] .   I n t hi s   f a s t  a n d hi gh - t e c h n ol ogi c a l   w o r l s pe n di n g ho ur s  a nd h ou r s   f or  c ha r gi n t he  g a dge t s   i s  not   a c c e pt a bl e .   W e  c o ns i de r ,  t hi s  i s  t he  o ne   o f   bi g i s s ue  i n  t he   f i e l of  t e c hn ol o gy ,  t h us  i nt r o d uc i n g  s om e   m e t hod o l o g y  t o  o v e r c o m e  i t .  W e   u s e  w i r e l e s s  p o w e r  t r a n s m i s s i o n  ( W P T )  c i r c u i t  t o  t r a n s m i t  p o w e r   w i t h o u t   a n y  c o n n e c t i o n ,  t h i s   p o w e r  t r a n s m i s s i o n  c i r c u i t  c o n s i s t  o f  t w o  c i r c u i t  n a m e l y   t r a n s m i s s i o n  c i r c u i t  a n d   r ecei v er   ci r c u i t   [ 6 ] .   A f t e r   p o w e r  d e l i v e r e d  b y   t r a n s m i t t e r  ci r cu i t ,  r ecei v e r  ci r c u i t  r ecei v e i t  i n  t h f o r m  o f   A C  p o w er ,   w h i c h  i s  c o n v e rt e d   b y  re c t i fi e r t o  D C   p o w e r a n d   DC - D s t a b i l i z e r  w i l l   p r o v i d e  a  c o n s t a n t  D o u t p u t .  T h i s   D C   p o w e r   i s   u s e t c ha r ge   t he   s up e r   c a pa c i t or   ve r y   qui c k l y   s a y   f o r   2 - 3   m i n u t es .   W c an   u s s u p er   ca p aci t o r   ba n by  pl a c i ng t he  c a pa c i t or s  i n s e r i e s   o r  pa r a l l e l  t o i m pr ove  t ot a l  c a pa c i t y  of  ba n k.  T hi s  c ha r ge d s u pe r   cap aci t o r   can   c h ar g m o b i l p h o n v e r y   ef f e ct i v el y   [ 7 ] .       2.   LI TER A TU R S U R V E Y   2. 1.     U l tr a - C a p a c i to r   U l t r a - c a pa c i t or  i s  a n i nve nt i o n o f  Na n o s c i e nc e ,  t hi s  l o o k l i ke  a  s im pl e  c a pa c i t or   but  t h e  pr ope r t y   a s s o c i a t e d   w i t h  t h e  u l t r a - c a pa c i t or  i s  ve r y  di f f e r e nt .  S upe r c a pa c i t or   i s  a not he r  na m e  f or  ul t r a ¬ c a pa c i t or .   U l t r a - ca p aci t o r  ar e t w o  t y p es ,  t h o s e ar p s e u d o  c a p aci t o r   an d   d o u b l e l a y er  cap aci t o r .   T h ei r  c h ar g e s t o r i n g   c a p a c i t y  i s  v e r y  h i g h  l i k e  a   b a t t e r y  a n d  t h e i r  s t r u c t u r a l  c o n f i g u r a t i o n  i s  a l s o   s o m e w h a t  l i k e  b a t t e r i e s .  I t  i s   h av i n g  t w o  el ect r o d es  p o s i t i v e an d  n e g at i v e w h i ch  ar e  s ep ar at e d  b y  s ep ar at o r .  T h es e el e ct r o d e s  ar m a nuf a c t ur e by   p o r o us   m a te r i a l   [ 8] .   S u pe r c a pa c i t o r   i s   c o nf i ne d   t de l i ve r   l im i t e vol t a ge   a r o un d   2. t 2. 8v ,   hi ghe r   r a t i ng   i s   p os s i bl e   b ut   i t   m a y  de c r e a s e  t he  s e r vi c e  l i f e  of  s upe r c a pa c i t or ,  s o f or  va r i o us  a p pl i c a t i on,  a c c o r di ng t o o u r  vol t a g r e q u i r e m e n t   w e   h a v e   t h e   f l e x i b i l i t y   t o   c o n n e c t   s u p e r c a p a c i t o r   i n   p a r a l l e l   o r   s e r i e s .     2 . 2 .     B l oc k   D i agr am   D e s c r i p t i on   F i gu r e   s h ow s   de s c r i be   t he   S upe r   C a pa c i t or   B l oc k   di a gr a m .           F ig ur e   1 .   D es c r i b t h S u p er   C ap aci t o r   B l o c k   d i ag r am         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
IJ A A S     I S S N 225 2 - 88 14       S u p e r   Ca p a c i t o r   E l e c t r o n i c   Ci r c u i t   D e s i g n   f o r   W i r e l e s s   Ch a r g i n g   ( A .   Ha m e e d )   1 93   2. 2. 1.   R eg u l a t e d   P o w e r   S upp l y   F or  s up pl y i ng   t he  p o w e r  t o t he  c i r c ui t ,  r e g u l a t or   po we r  s u ppl y  i s   us e d.  C i r c ui t  i s  r e c e i vi ng  1 2 V  D C   vol t a ge .     2. 2. 2.   O s c i l l a t i o n   C i r c u i t   T o t r a ns f e r  t he  po we r  f r om  o ne  c i r c ui t  t o a not he r   w e  us e d i nd uc t i ve  c o upl i n g p r i nc i pl e .  He r e   w e   us e d t w b a s i c  c i r c u i t  o n e   i s  t r a n s m i t t e r   a n d  r e c e i v e r  c i r c u i t .  T r a n s m i t t e r  c i r c u i t  h a v e  t w o   ( n - c ha nne l )   M OS F E T   na m e l y  T 1 &  T 2.   I t  i s  i nc or p o r a t e d i n t he  c i r c ui t  t o ge ne r a t e  hi gh  f r e q ue nc y  a t  t r a ns m it t e r  c ir c ui t .   D r i v i n g  c i r c u i t  i s  r e q u i r e d   f o r  s w i t c h i n g   o f   M O S F E T .   P us h p ul l  d r i vi ng  c i r c ui t  i s  us e t o a m pl i f y  vol t a ge  a s   w e l l   t pr o duc e hi g f r e que nc y   a p p r o xi m a t e l y   of   1. M H z   [ 9] .     2. 3.     T ra n s mi t t er  C i rcu i t   T r a n s m it t e r  c ir c ui t  i s   de ve l o pe d  w i t 1 4m m  di a m e t e r  c op pe r  t u be   ( m a gne t  t ube ) . I t   i s  a  h ol l ow   C op pe r  t ube   h a s  1 t u r n  i n  c i r c u l a r  s h a p e   w i t h  t h e  c i r c l e  d i a m e t e r  o f  2 5 0 m m .  I t  i s  d e s i g n   i n  s u c h  a  w a y  t h a t  i t   s ho ul ha ve   c o i l   i nduc t a nc e   o f = 0 . 6 7 m H .   Ci r c u i t   o f   t r a n s m i t t e r   c a n  s how   in  F igur e   2 .     H l a a N L ) * 254 ( ) * 114 ( 2 * 2 * 001 . 0 2 + =               ( 1)     D i am et er   o f   c o i l   l  =   l e ngt of   c o i l   N =   N um be r   of   t ur ns           F ig ur e   2 .   Ci r c u i t   o f   t r a n s m i t t e r       2. 4.     R ecei v er  C i rcu i t   R ecei v er  ci r c u i t  al s o  h as  b ee n  co n s t r u ct ed   b y  u s i n g  c o p p er  t u b e.  R ecei v er  ci r c u i t  co n s i s t  o f  t h r ee   p ar t ,   f i r s t   o n i s   co p p er   t u b t h en   r ect i f i er   a n d   v o l t a g r e g u l at o r   I n t e g r a t e d   Ci r c u i t .   A c u r r e n t   w h i c h   f l o w s   i n   t h e  t r a n s m i t t e r  c o i l  p r o d u c e s  a l t e r n a t i v e  m a g n e t i c  f l u x ,   w h e n e v e r  Re c e i v e r  c i r c u i t  i s  c l o s e r  t o  t r a n s m i t t e r   c i r c u i t ,  n e a r l y  1 5 - 2 0  cm ,  m ag n et i c f l u x  cu t  t h e r ece i v er  t u b e.   H e n ce b y  F a r ad ay s  s eco n d  l aw  o f   el ect r o m ag n et i cs ,  a n  E M F  i s   d ev el o p e d  i n   r ecei v er  ci r cu i t   an d  d u e  t o  cl o s e l o o p ,  c u r r en t  f l o w  i n  t h e  r e cei v er   c o i l .  T h i s   A i s  c o n v e r t e d  b y  r e c t i f i e r  i n  t o  c o n s t a n t   p u l s a t i n g   D C.  A f t e r  t h a t   r e c t i f i e r  c a p a c i t o r  a r e   u s e d  t o   d ecr eas e   n o i s co n t e n t s   as   w e l l   as   r i p p l e   c o n t e n t   i n   D C.   L M 3 1 7 T   I i s   u s e d   t o   s t a b i l i z e   t h e   o u t p u t   f i l t e r   [ 1 0 ] .   Ci r c u i t   o f   r e cei v er   c a s how   i n   F i g ur e   3 .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S SN :   2 252 - 88 14   IJ A A S     V o l .   7 ,   N o .   2 ,   J un e   201 8 :    191     1 98   1 94       F ig ur e   3 .   Ci r c u i t   o f   r ecei v e r       3.   WIR E L E S S   P OWE R   T R A N S FE R   A N D   IT S   E FFE C T   WIT D IS T A N C E   V A R IA T ION     P r i n c i p l e  o f   w i r e l e s s  p o w e r  t r a n s m i s s i o n   W i r e l e s s  p o w e r  t r a n s m i s s i o n  i s   p o s s i b l e   b y  t r a n s m i t t e r  a n d   r ecei v er   c o i l s .   3. 1.     Tr a n s m i t t e r   c o i l     A c c o r d i n g   t o   Bi o t - s a va r t   l a w   m a gne t i c   f l ux   de n s i t y   ge ne r a t e by   f l ow   o f   c ha r ge   i s   gi ve by :     2 0 1 * 4 r e l dl B l o = π µ               ( 2)     Wh e re :     B =  M a g n e t i c  f i e l d   g en e r at ed  at  a  d i s t an ce o f  ‘ r   d u t o  cu r r e n t  f l o w i n g i n t he   w i r e   or  c i r c ul a r  t u be ,   μ ₒ  M ag n et i co n s t a n t ,   d l  =  I t  i s  a  s m a l l e s t  v e c t o r  e l e m e n t  o f  a   w i r e   o r   d i f f e r e n t i a l  l e n g t h   o f  w i r e  i n  t h e   d i r e c t i o n of  c o nve nt i o na l  c ur r e nt ,   I  =  Cu r r e n t  f l o w i n g  i n  t h e  w i r e t he  e xp r e s s i on f or   m a gne t i c  f i e l d due  t o   c i r c u l a r   c u r r e n t   c a r r y i n g   c o i l   a l o n g   i t s   a x i s   i s   g i v e n   b y   t h i s   e q u a t i o n :   F ig ur e   4 .   s how  th e   m a g n e t i c   f i e l d   a t   t h e   a x i s   o f   c i r c u l a r   c o i l :           F ig ur e   4 .   M a g n e t i c  f i e l d   a t   t h e   a x i s   o f   c i r c u l a r   c o i l       Th i s i s h o w   m ag n et i c f i el d  i s  p r o d u ced   b y  t r an s m i t t er  co i l   an d  m ag n et i c f i el d  i s  co u p l ed  b y  r ecei v e r   co i l   at   d i s t an ce o f   ( x )   [ 1 1 ] .     T esl a a x INa B o 2 3 ) 2 2 2 ( 2 + = µ               ( 3)   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
IJ A A S     I S S N 225 2 - 88 14       S u p e r   Ca p a c i t o r   E l e c t r o n i c   Ci r c u i t   D e s i g n   f o r   W i r e l e s s   Ch a r g i n g   ( A .   Ha m e e d )   1 95   3 . 2 .     R ecei v er  co i l   T i m e v ar y i n g   m ag n et i c f i el d  g en e r at ed   b y  t r an s m i t t er  co i l  cr o s s i n g  t h r ecei v er   c o i l  h en ce d u e t o   t h i s   E M F   i s   s e t   u p   i n   s e c o n d a r y   c o i l   a n d   a   c i r c u l a t i n g   c u r r e n t   w i l l   f l o w   i n   t h e   r e c e i v i n g   c o i l .   I t   i s   b a s e d   o n   t h e   f ar a d ay   p r i n ci p l e.     dt t m d t V ) ( ) ( Φ =               ( 4)       T a b l e  1 .  S h o w i n g   t h e   V a r i a t i o n   i n   Re c e i v e r   Co i l   V o l t a g e   w i t h   Re s p e c t   t o   D i s t a n c e   I nput   v o ltag e   ( Vo lt)   T r an s m itt er   co il   f r eq u en cy   ( M Hz)   R eceiv er   co il   Fr eq u en cy   ( MH z )   Dis tan ce   ( c ms )   P r i ma r y   v o ltag e   ( v o lt)   Seco n d ar y   v o ltag e   ( v o lt)   12   4 .3   1 .4   2 .5   15   4 .6   12   3 .8   1 .4   5   15   3 .8   12   3 .2   1 .4   7   15   3 .6   12   2 .8   1 .4   16   14. 6   3   12   2 .8   1 .4   21   14. 6   2 .2       A s   p er  t h e ex p er i m en t  co n d u ct ed  t h es e ar e s o m e o b s er v at i o n  w o b t ai n ed .  T ab l 1  s h o w s  t h e   d i s t a n c e   v a r i a t i o n  e f f e c t   o n  r e c e i v i n g  c o i l   v o l t a g e ,  a s  w e l l  a s  i t  a l s o  s h o w s   v a r i a t i o n  i n  p r i m a r y  v o l t a g e  a n d   fre q u e n c y .     O b s e r v a t i o n s :     a.   V o l t a g e   o u t p u t   at   r ecei v i n g   en d   g et t i n g   l o w er   as   d i s t an ce  b et w een   t h t w o   c o i l s   i s   i n c r eas e.   b.   T he r e   i s   a   c e r t a i c ha n ge   i n   pr im a r y   f r e q ue nc y   w e   obs e r ve d   w hi l e   c ha n gi ng   t he   di s t a nc e .     c.   R ecei v er   c o i l   f r eq u e n cy   r em ai n s   al m o s t   co n s t an t .       4.   H A R D W A R E   I M P L E M E N T A T I O N     Co m p i l a t i o n   o f  ha r dw a r e  s e t  up i s  s ho w n i n  F i g u r e 5  a n d   F i g u r e 6   h er e t h e t r an s m i t t er   an d   r ecei v e r   ci r cu i t   t u b i n n er   d i am e t er ,   l en g t h   a n d   ci r c u l ar   d i am e t er   i s   m eas u r ed   f o r   f u r t h er   cal c u l at i o n .             F ig ur e   5 .   T r a n s m i t t er   an d   r ece i v er   t u b e   ( 1 7 m m   d i a m e t e r )   a n d   d i a m e t e r   o f   c o i l   i s   26 0m m     F ig ur e   6 .   T r a ns m i tt e r   a n r e c e i ve r   t ube   ( 17m m   di a m e t e r )   a n d i a m e t e r   o f   c o i l  i s   2 6 0 m m         5.   C H A R A CT E RS T I C S   O F   S U P E R   C A P A C I T O R S     C ap aci t o r s  ar e  u s ed  t o  s t o r t h e en er g y  i n  t h e f o r m  o f  el e ct r i c f i el d ,  co n v en t i o n al  cap a ci t o r s  s t o r e s   en er g y  i n  p a r a l l el  p l at es  s ep ar at ed   b y  d i el ect r i m ed i u m .   M o v em en t  o f   ch ar g e car r i er   w i l l  s t o r e t h en er g y ,   el ect r o n s  f r o m  o n p l at e i s  b ei n g   r em o v ed   an d   de p os i t e t o a n ot he r   pl a t e ,  he nc e  a  c ha r ge  s e pa r a t i on   oc c u r s ,   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S SN :   2 252 - 88 14   IJ A A S     V o l .   7 ,   N o .   2 ,   J un e   201 8 :    191     1 98   1 96   an d  a  p o t en t i al  d i f f e r en ce i s  cr eat ed   b et w ee n  t w o  m et al  p l a t es .  T h i s  p o t en t i al  d i f f er e n ce  can  b e s u b j ect ed  t o   ex t er n al  ci r cu i t .  C h ar g e s t o r i n g  cap aci t y  can   b e i n c r eas ed   b y  ch an g i n g  t h e  d i el ect r i c   m e di um   i n be t we e n t he   p l at es ;  t h er e ar m an y   m at er i al s  w h i ch  ca n   b e u s e d  as   d i el ect r i cs  b et w ee n  t h e p l at es  t o  i n cr eas e t h e s t o r a g e   cap aci t y  o f  ca p aci t o r ,  ex am p l e al u m i n u m  e l ect r o l y t i c an d  t an t al u m  o x i d e f i l m  as  d i el ect r i c.  T h at  w as  al l   ab o u t  a ca p aci t o r ,   c o m i n g  t o  t h e  e l e c t r i c  d o u b l e  l a y e r  c a p a c i t o r ;  i t  d o e s  n o t  h a v e  a n y  d i e l e c t r i c   m e d i u m .   I n s t ea d  o f  t h at ,  i t  u s es  a p h e n o m en a k n o w s   as  el ect r i c d o u b l e l ay er .  I n  u l t r a - cap a ci t o r ,  t h e ef f ect i v e t h i ck n e s s   o f  t h e   d i e l e c t r i c  i s  u l t r a - t hi a nd  a s  c a r b o i s  po r ous   i na t ur e ,  t he  s ur f a c e  a r e a  i s   qui t e   hi g whi c h m a ke s  i t   ve r y  hi g h   c a pa c i t i ve .   I n ge ne r a l ,  whe n t wo d i f f e r e nt  pha s e s  c om e s  i n c ont a c t  w i t h e a c h ot he r  t he n t he y   s e t t l e   i n  a r r a y  o f   p o s i t i v e  a n d   n e g a t i v e  c h a r g e s   a t  t h e  b o u n d a r y .  A t  t h e  p o i n t  o f  c o n t a c t  b e t w e en  t h e s u r f ace o f   c o n d u c t o r  a n d   t h e  e l e c t r o l y t e ,  d i f f e r e n t   p o l a r i t y  o f  c h a r g e s  o c c u r s .  T h i s  a r r a y  i s  c a l l e d  a s  E l e c t r i c a l  D o u b l e   l a y e r .  T he  r e a s on  be hi nd t h e  hi g h c a pa c i t a nc e   of  a n  E L DC  i s   due  t o c ha r ge  s t or e d a t  t he  i nt e r f a c e ,  by   ch ar g i n g  el ect r i c f i el d  b et w een  a n o d e  an d  cat h o d es .  B as ed   o n  t h e e l ect r o d es ,  s u p er  ca p aci t o r  f a m i l y  i s   d i v i d e d   i n t o   t h r e e   f a m i l y   m e m b e r s .   S i m u l a t i o n   o f  w i r e l e s s  p o w e r  t r a n s f e r  c i r c u i t   i s  s ho w n  i n F i g ur e   7.   C on d uc t i on   a n d f r e que nc y   ge ne r a t i o n of  p ow e r   M O S F E T   T 1 &   T 2   i s  s ho w n i F i g ur e  8.   I nd uc t i ve  c ou pl i n g wa ve f o r m   ( t r a ns m i tte r  a n d   r ecei v er   s i d e )   i s   s how in   F igu r e   9.   S w i t c hi n f r e que nc y   of   M O S F E T   T 1a nd   T 2   is   s ho wn  in   F i g ur e   10 .           F ig ur e   7 .     S i m u l a t i o n   o f   w i r e l e s s   p o w e r   t r a n s f e r   c i r c u i t           F i gu r e  8.     C o n duc t i o a n f r e que nc y   ge ne r a t i on  o f   po we r   M OS F E T   T &   T 2   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
IJ A A S     I S S N 225 2 - 88 14       S u p e r   Ca p a c i t o r   E l e c t r o n i c   Ci r c u i t   D e s i g n   f o r   W i r e l e s s   Ch a r g i n g   ( A .   Ha m e e d )   1 97       F ig ur e   9 .     I n d u ct i v co u p l i n g   w av e f o r m   ( t r an s m i t t er   an d   r e cei v er   s i d e)           F ig ur e   10 .   S w i tc h in f r e qu e nc o f   MO S F E T   T 1 a nd   T 2       6.   C O N CL US I O N     T h es e d ay s   e v e r y  i ndi vi d ua l  i s  us i ng m obi l e  ph one ,  ba t t e r y  i s   t he   m a i n s t or a ge  e l e m e nt  f or  r u nni ng   i t .  P ho ne  ba t t e r y  s ho ul ha ve  l ong  d ur a bi l i ty  a nd i t  s ho ul d  be  c ha r ge d ve r y  f a s t ,  b ut  w h e n we  t a l k a b o ut  f a s t   ch ar g i n g   t h er i s   al w ay s   ch an ce  t o   h a v l o w er   b at t er y   l i f e .   Us e r s   a r e   s p e ndi ng  l ot   o f   t i m e   t c ha r ge   p ho ne s .   B y  s u p e r  cap a ci t o r  as  n e w  e n er g y  s t o r ag el e m en t ,  ch ar g i n g  t i m e o f  t h es e p h o n es  ca n  b d ec r eas e d .  S u p e r   c a p a c i t o r   w i l l   c h a r g e   f a s t   a s   w e l l   a s   i t   w i l l   h a v e   m o r e   d i s c h a r g i n g   t i m e   b y   t h e   i n t r o d u c t i o n   o f   b o os t   c o nve r t e r   i t he   di s c ha r g i ng  c i r c ui t .   I t   c a di s c ha r ge   i n   m or e   t im e   c om pa r e   t ba t t e r y .   E ve s up e r   c a pa c i t or ha v e   m or e   l i f e  s pa n t ha ba t t e r y .  S o,  i f   we  c ha r ge   ou r  m obi l e  wi t ba n of  s upe r   c a pa c i t or ,  i t  c a be  c ha r ge d   wi t hi m i n u t e s .         R EF ER E N C ES   [1]   Da vi d W  Ba a rm a n “ U nde rs t a ndi ng w i re l e s s  pow e r” ,  D i r e c t o r of A dva nc e d T e c hn ol ogi e s ,  F ul t on I nnova t i on J os hua   S c hw a nne c ke ,  R e s e a rc h  S c i e nt i s t ,  F ul t on  Innova t i on,  D e c e m be r 2 009.   [2]   Ra m a n.  S . R “ R e vi e w  of c ha rg e  e qua l i z a t i on s c he m e s  for L i - i on ba t t e r y  a nd  s upe r - cap a c i t or  e ne rg y  s t ora g e   s y s t e m s  IE E E   Confe re nc e  P ubl i c a t i ons  ICA E C C,  pp.  1    6,  201 4.   [3]   J . M a ni ka nda n ,   R. M oha na  P ri y a ,  S . P a vi t hra ,  D . S a ra t hkum a  “ Ra pi d s m a rt  phon e  c h a rgi ng  us i ng s upe rc a p a c i t or   publ i s he d i n  Int e rna t i ona l  j ourn a l  of  a dv a nc e d  r e s e a rc h  i n  E l e c t r i c a l ,  e l e c t ron i c s  a nd  Ins t rum e nt a t i on  E ngi n e e r i ng.   V ol .  4 .  Is s ue 4,  A pri l  2015 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S SN :   2 252 - 88 14   IJ A A S     V o l .   7 ,   N o .   2 ,   J un e   201 8 :    191     1 98   1 98   [4]   Ba l kri s hna ,  P i y u s h ,  A m e y a  ,  S u y og a nd P rof.  A nkur,  “ W i re l e s s   m obi l e  c ha rgi ng  us i ng s upe r c a pa c i t or”  publ i s he d   i n Int e rna t i ona l   J ourna l  of A ppl i c a t i on or Innova t i on i n E ngi n e e r i ng   &  M a na ge m e nt  (IJ A IE M ) V ol um e  5,  Is s ue  2,   F e brua r y  2016 .     [5]   D o L a m  M ung,  K y a w  S oe  L w i n,  H l a  M y T un “ D e s i gn a nd c ons t ruc t i on of  w i re l e s s  c h a rgi ng s y s t e m  us i ng  i nduc t i v e  c oupl i ng”  publ i s he d i n  i nt e rna t i ona l  j o urna l  of s c i e nt i fi c  &  t e c hno l og y  r e s e a rc h .   V ol um e  4,  Is s ue  06,  J un e   2015.   [6]   M a ri n S .  H a l pe r   &  J a m e s  C.  E l l e nboge ,  “ S upe rc a pa c i t ors :  a  bri e ove rvi e w ,  book ,  M a r c h 2006 .     [7]   H a m a s a ki .  S  “ Cont rol  of pow e r l e ve l i ng uni t  w i t h  s upe r c a pa c i t or  us i ng bi di re c t i on a l  buc k/ boos t  D C/ D C c onve rt e r   I E E E  C o n f er en c e P ubl i c a t i ons ,  I nt e rna t i ona l  Con fe re nc e  on R e ne w a bl e  E n e rg y  R e s e a rc h  a nd A pp l i c a t i ons  pp.  1    6 2012.   [8]   N .  K um a ra s a ba pa t h y  a nd P .  S .  M a noha ra n ,  M A T L A B S i m ul a t i on of U P Q C  for P o w e r Q ua l i t y  M i t i ga t i on U s i ng a n   A nt  Col on y  Ba s e d F uz z y  Cont r ol  T e c hni que ,  S c i e n t i fi c   W orl J ourna l ,  H i nd a w i  P ubl i s hi ng Cor pora t i on ,  V ol um e   2015,  pp  1 - 9   [9]   G out a m  K um a r M a l l a ,  S i m ul a t i o n S t ud y  of  U P Q C a nd A c t i ve  P ow e r F i l t e rs  for   a  N onL i ne a L o a d,  In t e rna t i on a l   J ourna l  of Cu rre nt  E ng i ne e r i ng  a nd T e c hnol og y   ,   V ol . 5,  N o. 1 (F e b  2015),  pp 375 - 3 84.   [10]   Chi a - H s i a ng L i n  ” F a s t  c ha rgi ng  t e c hn i que  for L i - Ion ba t t e r y   c ha rge r”  IE E E  Con fe re nc e  P ubl i c a t i ons  ICE CS ,  pp.   618    621  2008.   [11]   Chi a - H s i a ng L i n  ” F a s t  c ha rgi ng  t e c hn i que  for L i - Ion ba t t e r y   c ha rge r”  IE E E  Con fe re nc e  P ubl i c a t i ons  ICE CS ,  pp.   618    621  2008.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.