Hallo,
ich will ca. 1W (5V/200mA) übertragen. Luftspalt ist klein, aber
trotzdem sind primär und Sekundärseite lose gekoppelt.
Ist ja eigentlich ganz klar: Royer
Hab ich was übersehen? Gibt's noch andere Topologien die ich mit
anschauen sollte?
Dann muss ich die ISM-Frequenz genau einhalten. Selbstschwingend ist
also nicht. Bekomme ich dann Probleme mit dieser Topologie weil ich die
Resonanzfrequenz nur ungefähr treffen kann (+/- Bauteiltoleranzen). Soll
eine Kleinserie werden, und bei jedem Gerät die Resonanzfrequenz
abgleichen will ich vermeiden.
Bei TI hab ich auf die schnelle keine Schaltregler-ICs gefunden die
"Royer" als Topologie angeben. Ich will am liebsten was "off-the-shelf"
mit Appnote, das bekomm' ich dem Chef besser verkauft, dass er glaubt
dass das auch auf anhieb und in der Serie zuverlässig läuft (und ich
kann auch besser schlafen)
Welche anderen Topologien sollte ich mir anschauen?
- kein Problem wenn Trafo lose gekoppelt
- möglichst was Sinus-Ähnliches auf dem Trafo so dass es her wenig
Oberwellen gibt
- off-the-shelf ICs erhältlich
- für 5V 200mA geeignet (interne Schalter bevorzugt)
Bisher hab ich nur mit Buck und Boost Schaltungen erfahrung (und 1x
Flyback), und da hab ich immer Fertig-ICs benutzt und eben nur
Bauteilauslegung nach Appnote und Layout gemacht.
Vielen Dank.
asd schrieb:> Dann muss ich die ISM-Frequenz genau einhalten.
????????
Also so 6,7MHz oder noch höher?
Na hawidere...
Du solltest da einen belastbare Nachweis erbringen warum Du bei 0,5mm
Luftspalt irgendwas mit ISM brauchst.
MiWi schrieb:>> Dann muss ich die ISM-Frequenz genau einhalten.>> ????????
Versteh ich nun auch nicht.
Royer arbeitet doch bei recht niedrigen Frequenzen normalerweise. So im
Bereich 100 kHz bis 2 MHz oder so...
Nun. schrieb:> MiWi schrieb:>>> Dann muss ich die ISM-Frequenz genau einhalten.>>>> ????????>> Versteh ich nun auch nicht.> Royer arbeitet doch bei recht niedrigen Frequenzen normalerweise. So im> Bereich 100 kHz bis 2 MHz oder so...
lerne zitieren.
In der Spec die ich vom Systemdesigner bekomme steht drin dass der
Wandler syncron zu einem Takt sein muss den ich von außen bekomme. Ob
das jetzt so wichtig ist ist mir erstmal egal, denn entweder diskutiere
ich das mit viel Energie weg (schwierig) oder ich mach einfach einen
Wandler der Taktsyncron läuft (bevorzugt). Leider sind alle Royer
Schaltpläne die ich bisher gesehen habe freilaufend.
Frage: Was für eine Schaltwandler-Topologie, Royer oder was anderes, ist
geeignet für einen lose gekoppelten Trafo und kann mit einer
Festfrequenz laufen?
Die Frequenz ist 1,5MHz. Also doch keine ISM Frequenz (das war mal im
Gespräch, deswegen dachte es wäre eine. Wurde aber anscheinend von
unseren Systemdesign-Göttern wieder gekippt. Ich bin da auch nicht in
alles eingeweiht)
asd schrieb:> In der Spec die ich vom Systemdesigner bekomme steht drin dass der> Wandler syncron zu einem Takt sein muss den ich von außen bekomme.
Das ist halt Scheisse, weil ein Royer ein Schwingkreis ist dessen
Bauteilwert 'Induktivität' sich mit dem Luftspalt zum Verbraucher
ändert.
Es geht auch ein einfaches Rechteckwechselfeld (z.. TL494 ungeregelt) in
einer Topfspule, und der Empfänger richtet das Signal gleich. Es ist
nicht besonders belastbar, eher eine Stromquelle als eine
Spannungsquelle, also stabilisieren müsste man die Spannung, aber für 1W
wird es reichen wenn man nur genug vorne reinpumpt.
asd schrieb:> In der Spec die ich vom Systemdesigner bekomme steht drin dass der> Wandler syncron zu einem Takt sein muss den ich von außen bekomme. Ob> das jetzt so wichtig ist ist mir erstmal egal, denn entweder diskutiere> ich das mit viel Energie weg (schwierig) oder ich mach einfach einen> Wandler der Taktsyncron läuft (bevorzugt). Leider sind alle Royer> Schaltpläne die ich bisher gesehen habe freilaufend.> Frage: Was für eine Schaltwandler-Topologie, Royer oder was anderes, ist> geeignet für einen lose gekoppelten Trafo und kann mit einer> Festfrequenz laufen?> Die Frequenz ist 1,5MHz. Also doch keine ISM Frequenz (das war mal im> Gespräch, deswegen dachte es wäre eine. Wurde aber anscheinend von> unseren Systemdesign-Göttern wieder gekippt. Ich bin da auch nicht in> alles eingeweiht)
Synchron bedeutet nicht zwangsweise 1:1, Du kannst auch 1:10 arbeiten,
also mit zB. nur 150kHz und bist immer noch synchron, nur anders.
Daher - ich würd mit den Göttern über deren Anforderung bzgl "synchron"
diskutieren.
Und wenn Du in diesen Bereich kommst gibts genügend fertige Spulen etc
mit denen das machbar ist (Handyladen durch Auflegen oder so).
Wirkungsgrad ist halt nicht so ganz das was man sich wünscht, was solls,
1W ist auch nicht aufregend.
iaW: MAX13256, sein 5V-Kollege MAX256 oder der LT3999 mit einem
Längsregler (wegen dem Synchron warats halt besser) auf der
Sekundärseite könnten eine (durchaus brachiale) Lösung für Dein Problem
sein.
asd schrieb:> Gibt's noch andere Topologien die ich mit> anschauen sollte?
Vielleicht habe ich etwas überlesen, aber das ist doch eine klassische
Aufgabe für den Qi-Ladestandard. Da gibt es massenweise Chipsätze,
Module, Spulen etc. Gib mal bei Aliexpress „Qi Module“ ein, da kommen
massenweise Vorschläge.
Royer ist schon richtig.
Wenn du es dir leicht machen willst:
QI wäre eine Variante. Das ist jetzt keine Reglertopologie, sondern
dieser Ladestandard für Handys. Da gibt es fertige Lösungen, und 1W kann
man sehr kompakt umsetzen.
Der Vorteil besteht darin, dass man sich um den ganzen Kram nicht selber
kümmern muss, sondern man kanna auf fertige Module zurückgreifen. Da
kommt dnn schon eine geregelte Ausgangsspannung heraus, und diverse
Schutzmaßnahmen sind auch schon integriert. Was viel Zeit sparen kann.
Die Frage ist halt, wo dein Fokus liegt, und welche Stückzahlen du haben
willst. Für ein Einzelstück kannst du dir einfach ein Evaluierungskit
besorgen.
@QI-Gelaber
QI macht wohl keine synchrone Übertragungsfrequenz und 1,5MHz auch
nicht!
1,5MHz bei lose gekoppelten Spulen?
Wir verwenden bei ähnlichen Anforderungen je nach Durchmesser
100kHz...300kHz.
Bei deutlich höheren Frequenzen kommt sekundär kaum noch 'was raus.
Weil du parasitäre Wicklungskapazitäten primär & sekundär & primär zu
sekundär hast! Und die werden bei hohen Frequenzen zu niederimpedant.
Prinzipiell könntest du einen Royer auch mit zwei Gegentakt-Rechtecken
(=> Fsync)ansteuern. Dann brauchst du auch keine Mitkopplungswicklung!
Du solltest den halt nicht so weit von der Eigenresonanz weg ziehen. Die
Induktivitäten streuen jedoch fertigungsbedingt...
==> Probiere es aus!
Mit LTspice kannst du das Verhalten grob abschätzen...
Wir machen was ähnliches mit Rechteck-Anregung der Primärspule und
Step-Down Schaltregler nach der Sekundärspule. Ca. 1 W Sekundar bei 20
Vdc. Restwelligkeit ohne Riesenaufwand 20 mVss. Der Wirkungsgrad ist
auch frequenzabhängig, je nach Gestaltung des Übertragers beträgt die
optimale Frequenz 3 kHZ bis 100 kHz, mit kleineren Induktivitäten könnte
man die Frequenz sicherlich erhöhen.
Alexxx schrieb:> @QI-Gelaber> QI macht wohl keine synchrone Übertragungsfrequenz und 1,5MHz auch> nicht!
Das "Gelaber" müsstest du erklären.
QI funktioniert recht gut. Das ist eines der wenigen Dinge in der
Hinsicht, die in der Breite im Feld sind.
Festfrequent bei kontaktloser Energieübertragung ist nicht sehr klug,
weil die meiste Energie im Resonanzfall übertragen wird.
Ich habe das mal mit einem Quasiresonanten SMPS IC (L6565) aufgebaut.
3W über 5mm Luftspalt bei ca. 120Khz.
Wenn Du das zu Fuss machst, ohne QI, läuft Deine Sek Spannung beliebig
hoch / runter, je nach Lastfall.
Eine Unterscheidung ob gerade das Gegenstück gespeist wird oder ein
liegengelassener Schlüsselbund, ist auch nicht möglich.
Jede Rückkopplung fehlt und je nach Abstand, Position, Leistung ändern
sich die Übertragungseigenschaften massiv.
Ohne ZCD steigen Deine Schaltverluste und das EMI Verhalten
verschlechtert sich. Also genau das was Eure Systemdesigngötter ja
eigentlich nicht wollen.
Festfrequent geht mit so ziemlich jedem Boost / Flyback Wandler.
Deine Designsvorgaben sind schlecht, aber das weißt Du wohl schon.
Das von unten nach oben wegzudiskutieren ist ja je nach Firmenkultur
schwer bis unmöglich.
Ich find das Thema ziemlich spannend. Was wäre denn ein gute
Einstiegspunkt, um sich da zu belesen?
Royer hab ich ja oben schon rausgefunden.
Schön wäre eine Distanz von 1-5mm, 3-5V (vleicht genug Saft für 2-3 LEDs
und im Idealfall noch nen AtTiny, also gesamt unter 200mA). Und wie
sieht das bzgl. Störfrequenzen nach Außen aus? Kann ich, wenn ich mit
sowas selbstgebautem rumspiele, z.B. ungewollt den Radioempfang meines
Nachbarn stören? Ich bin auf der Suche nach einer möglichst kleinen und
günstigen (für Stückzahlen von 100+) Lösung.
von Micha W. schrieb:
>Und wie>sieht das bzgl. Störfrequenzen nach Außen aus? Kann ich, wenn ich mit>sowas selbstgebautem rumspiele, z.B. ungewollt den Radioempfang meines>Nachbarn stören?
Ja, auf jeden Fall, daß läst sich nicht verhindern.
Mit Luftspulen ist die Störreichweite größer.
Benutze Ferrit-Schalenkernhälften oder Ferrit-
E-Kerne, dann ist die Kopplung fester, es wird weniger
Energie in den Raum abgestrahlt und der Wirkungsgrad
ist besser.
Micha W. schrieb:> Schön wäre eine Distanz von 1-5mm, 3-5V (vleicht genug Saft für 2-3 LEDs> und im Idealfall noch nen AtTiny, also gesamt unter 200mA).
Willst du da Power-LEDs mit betreiben oder wie kommst du auf die 200mA?
> Und wie sieht das bzgl. Störfrequenzen nach Außen aus? Kann ich, wenn> ich mit sowas selbstgebautem rumspiele, z.B. ungewollt den> Radioempfang meines Nachbarn stören?
Kommt drauf an, wie der drauf ist. Die Zahl der KW-Hörer in Deutschland
ist begrenzt.
> Ich bin auf der Suche nach einer möglichst kleinen und> günstigen (für Stückzahlen von 100+) Lösung.
Bei so einer induktiven Kopplung besteht ein direkter Zusammenhang
zwischen Spulengröße und Reichweite. Was meinst du mit "möglichst
klein"?
Wenn du eine Reichweite von 1-5mm mit halbwegs vernünftigem Wirkungsgrad
erreichen willst, lässt sich das nicht beliebig klein aufbauen. Guck dir
mal die üblichen Qi-Lademodule an.
Daher meine Frage, wie wird bestimmt, Günter Lenz schrieb im Beitrag
#6857258:
> Benutze Ferrit-Schalenkernhälften
Sowas habe ich mal mit einem quasiresonantem flyback Controller und
einem Ferritkern aufgebaut. Aus Platzgründen ein flacher E-Kern mit
abgeschliffenem Mittelschenkel.
Wichtig dabei ist, das der Abstand der Kernschenkel deutlich größer ist
als der Abstand x 2 der Kernhälften.
Optimal abstimmen kann man das aber nur wenn man Position und Abstand
sehr genau immer wieder trifft.
Es steigert die übertragbare Energie, wenn ma die Sek. Seite auf
Resonanz mit Prim auslegt.
Aber bereits kleinste Verschiebungen machen das wieder zunichte.
Zu Fuß aufgebaut hat man auch immer das Problem, das die Primärseite
nichts über den realen Bedarf auf der Sekundärseit weiß.
Ein Schlüsselbund in der Ladeschale wird ebenso mit Energie gespeist wie
das zu ladende Gerät.
QI ist da sehr viel cleverer und es gibt jede Menge fertiger Teile bei
den man sich keinen Wolf basteln muss, für eine 'geht irgendwie' Lösung.
Prokrastinator schrieb:> Daher meine Frage, wie wird bestimmt, Günter Lenz schrieb im Beitrag> #6857258:>> Benutze Ferrit-Schalenkernhälften
Das Zitieren üben wir besser noch mal. Lass besser die Finger vom
automatisch erzeugten Eintrag, wenn du es nicht verstehst.
Forist schrieb:> Das Zitieren üben wir besser noch mal. Lass besser die Finger vom> automatisch erzeugten Eintrag, wenn du es nicht verstehst.
Immer schön, wenn Leute die inhaltlich so überhaupt nix beizutragen
haben, sich an Formfehlern aufgeilen, weil sie zu mehr nicht in der Lage
sind.
