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Forum: HF, Funk und Felder RFID Spulen für Leistungsübertragung?


Autor: Michael D. (etzen_michi)
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Ich habe ja schon einen Beitrag zum Royer Converter geschrieben ... der 
läuft nun auch, nun ist aber die Frage wie ich die Spulen am besten 
Dimensionieren sollte.


Ich muss übertragen ca. 1Watt (besser 2Watt) über einen Luftspalt von 
13mm (10mm Kunstoff + 3mm Luft).
Die Spulen können nicht ineinander gesteckt werden.

WWWWWWW: Spule
-------: Luftspalt
WWWWWWW: Spule

Als Sekundäre Spule habe ich eine RFID Spule mit 1,73µH und einem 
Durchmesser von 17mm vor zu verwenden.
http://www.spulen.com/shop/product_info.php?products_id=1712
Bei dem Projekt kann die Sekundäre Spule leider nicht größer werden. 
Dies ist eig. auch schon zu groß, aber noch machbar.


Meine Frage richtet sich nun an die Primäre Spule.
Soll ich hier lieber eine Luftspule mit 1mH und 17mm oder eine mit 5,5mH 
und 28mm Durchmesser nehmen?
http://www.spulen.com/shop/product_info.php?products_id=1177
http://www.spulen.com/shop/product_info.php?products_id=1101

Oder soll ich lieber eine solche Flachspule verwenden:
http://de.farnell.com/wurth-elektronik/760308201/wireless-power-charging-spule-10uh/dp/2114372?in_merch=New%20Products
http://de.farnell.com/wurth-elektronik/760308101/wireless-power-charging-spule-24uh/dp/2114371?in_merch=New%20Products

Vorteil bei den Luftspulen wäre, das ich bei diesem einfacher zwei 
übereinander legen könnte um die Mittelanzapgunf her zu stellen.


Leider weiß ich nicht genau wie sich die Magnetfelder verhalten, aber 
nach dem was ich bei Google gefunden habe wäres wohl das beste, wenn ich 
in diesem Fall eine Primäre Spule mit hoher Induktivität und geringem 
Druchmesser haben würde.

Autor: Falk B. (falk)
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@  Michael D. (etzen_michi)

>läuft nun auch, nun ist aber die Frage wie ich die Spulen am besten
>Dimensionieren sollte.

Richtig ;-)


>Die Spulen können nicht ineinander gesteckt werden.

>WWWWWWW: Spule
>-------: Luftspalt
>WWWWWWW: Spule

Klassicher planarer Aufbau. Jede Spule sollte auf der Rückseite eine 
Ferritplatte tragen, das verbessert die Kopplung.

>Als Sekundäre Spule habe ich eine RFID Spule mit 1,73µH und einem
>Durchmesser von 17mm vor zu verwenden.

>http://www.spulen.com/shop/product_info.php?products_id=1712

Schick.

>Bei dem Projekt kann die Sekundäre Spule leider nicht größer werden.
>Dies ist eig. auch schon zu groß, aber noch machbar.

>Meine Frage richtet sich nun an die Primäre Spule.
>Soll ich hier lieber eine Luftspule mit 1mH und 17mm oder eine mit 5,5mH
>und 28mm Durchmesser nehmen?
>http://www.spulen.com/shop/product_info.php?products_id=1177
>http://www.spulen.com/shop/product_info.php?products_id=1101

Deine Sekundärspule hat 1,8 MIKRO-henry, was willst du da mit 
1MILLI-henry?

>Oder soll ich lieber eine solche Flachspule verwenden:
>http://de.farnell.com/wurth-elektronik/760308201/w...
>http://de.farnell.com/wurth-elektronik/760308101/w...

Sehen besser aus, haben auch schon die Ferritplatte. Nimm je eine für 
Primär- und Sekundärseite. Ich empfehle die 10uH, denn wenig L und viel 
C -> viel Leistung, siehe Abschnitt Leistungsoptimierung im Artikel 
Royer-Converter.

>Vorteil bei den Luftspulen wäre, das ich bei diesem einfacher zwei
>übereinander legen könnte um die Mittelanzapgunf her zu stellen.

Es gibt auch Royer-Converter mit Spule ohne Mittelanzapfung, wenn gleich 
das ein wenig aufwendiger wird.

>Leider weiß ich nicht genau wie sich die Magnetfelder verhalten, aber
>nach dem was ich bei Google gefunden habe wäres wohl das beste, wenn ich
>in diesem Fall eine Primäre Spule mit hoher Induktivität und geringem
>Druchmesser haben würde.

Nö. Beide Spulen müssen mit ihrem Kondensator auf die gleiche Frequenz 
abgestimmt sein, dann bekommt man ein Maximum an Energie übertragen. 2W 
mit der Goemetrie wird sportlich, aber machbar.

Autor: Falk B. (falk)
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Ach so, wegen der Spule ohne Mittelanzapfung. Man kann auf der 
Primärseite einen kleinen Übertrager nutzen. Die Primärseite wie gewohnt 
mit Mittelanzapfung, die Sekundärseite ohne. Dort schließt man dann die 
Spule oben einfach an. Ist die einfachste Lösung. Vielleicht kann man 
sogar die Sekundärwicklung weglassen und die Spule parallel zur 
Primärwicklung anschließen.

Autor: Michael D. (etzen_michi)
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Vielen Dank für die Info.


Die Sekundäre Spule ist leider nicht durch andere zu ersetzen, es seihe 
denn diese wären kleiner (diese ist eig. bereits zu groß, sodass ich 
noch schauen muss wie ich sie unterbringe).

Bzgl. der Primären Spule ohne Mittelanzapfung, habe ich nichts 
hilfreiches gefunden. Hast du da zufällig ein Schlagwort oder ähnliches 
was ich bei Google eingeben kann?


Werde mir dann schonmal die kleine RFID Spule sowie die 10µH Spule mit 
der Ferritplatte zulegen.
Zunot muss ich mit einer festen Frequenz arbeiten.


Bei dem Teil mit dem Übertrager komme ich nicht mehr mit.
Keine Sekundäre Spule, bzw. diese Parallel zur Primären anschließen?


Die 2W sind ein absoluter "Worst-Case" Wert. Diese werden nur erreicht, 
wenn die Schaltung mit 5V anstelle 3,3V betrieben werden würde.
Theoretisch sollten nicht mehr als 1W benötigt werden.

Autor: Michael D. (etzen_michi)
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Sollte ich mich nicht verrechnet haben, benötige ich für die 1,73µH 
0,95µF und für die 10µH 0,15µF um diese auf 125kHz zu bringen.

Autor: Falk B. (falk)
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@  Michael D. (etzen_michi)

>Die Sekundäre Spule ist leider nicht durch andere zu ersetzen, es seihe
>denn diese wären kleiner (diese ist eig. bereits zu groß, sodass ich
>noch schauen muss wie ich sie unterbringe).

Dann musst du sie selber kleiner wickeln, so z.B.

Beitrag "Re: Flachspule 1 mH -- wie selbst herstellen?"

>Bzgl. der Primären Spule ohne Mittelanzapfung, habe ich nichts
>hilfreiches gefunden. Hast du da zufällig ein Schlagwort oder ähnliches
>was ich bei Google eingeben kann?

Nein.

>Werde mir dann schonmal die kleine RFID Spule sowie die 10µH Spule mit
>der Ferritplatte zulegen.
>Zunot muss ich mit einer festen Frequenz arbeiten.

Was heißt zur Not? Das ist der Normalfall.

>Bei dem Teil mit dem Übertrager komme ich nicht mehr mit.
>Keine Sekundäre Spule, bzw. diese Parallel zur Primären anschließen?

Ja, denk mal in Ruhe drüber nach.

Autor: Bretzelpeter (Gast)
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Falk Brunner schrieb:
> Jede Spule sollte auf der Rückseite eine
> Ferritplatte tragen, das verbessert die Kopplung.

Kann ich mir gerade im Kopf bei allen 3-dimensionalen Verrenkungen nicht 
so richtig erklären. Hast Du da Quellen?

Autor: Falk B. (falk)
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@  Bretzelpeter (Gast)

>> Jede Spule sollte auf der Rückseite eine
>> Ferritplatte tragen, das verbessert die Kopplung.

>Kann ich mir gerade im Kopf bei allen 3-dimensionalen Verrenkungen nicht
>so richtig erklären. Hast Du da Quellen?

Jedes Grundlagendokument zum magnetischen Kreis / Trafo.
Die Magnetfeldlinien lieben Eisen/Ferrit, dort gehen sie bevorzugt lang. 
Damit sie nicht so einen langen Weg durch die Luft gehen müssen. Wenn 
als Ferrit günstig im Feldlinienraum liegt, konzentrieren sich dort die 
Feldlinien und gehen kaum durch die Luft. Damit verkürzt sich der Weg 
und damit magnetische Widerstand der Feldlinien.

Autor: Michael D. (etzen_michi)
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Nachdem ich nun eine Nacht drüber geschlafen haben, denke ich dass ich 
das mit der Parallelen Spule verstanden habe.


  |         |
  +-WWWWWWW-+: Sekundäre Spule

  -----------: Luftspalt

+---WWWWWWW-+: Primäre Spule
|           |
| +-WWWWWWW-+: Parallele Primäre Spule
| |         |: Mittelanzapfung


Aber geht das auch mit der Ferritplatte?


  |         |
  +-WWWWWWW-+: Sekundäre Spule

  -----------: Luftspalt

+-- WWWWWWW +: Primäre Spule mti Ferritplatte
|           |
| + WWWWWWW +: Parallele Primäre Spule mit Ferritplatte
| |         |: Mittelanzapfung


Desweiteren muss ich dann bei 2x 10µH den C2 dann für 20µH berechnen 
oder?

Autor: Falk B. (falk)
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@Michael D. (etzen_michi)

>das mit der Parallelen Spule verstanden habe.

Nicht ganz


  |         |
  +-WWWWWWW-+: Sekundäre Spule

  -----------: Luftspalt

  +-WWWWWWW-+: Primäre Spule
  |         |
  +-WWW+WWW-+: Parallele Primäre Spule
  |    |    |: Mittelanzapfung


>Aber geht das auch mit der Ferritplatte?

Sicher, warum nicht?


    |         |
    +-WWWWWWW-+: Sekundäre Spule

    -----------: Luftspalt

  + WWWWWWWWW +: Primäre Spule mit Ferritplatte
  |           |
  + WWW + WWW +  : Parallele Primäre Spule mit Ferritplatte
  |     |     |: Mittelanzapfung

Die Spule mit Mittelanzapfung muss keine Ferritplatte haben, die wickelt 
man sowieso auf einem Kern.

>Desweiteren muss ich dann bei 2x 10µH den C2 dann für 20µH berechnen
>oder?

Nein, parallele Spulen addieren sich wie Widerstände,

L_ges = 1 / (1/L1 + 1/L2)

Es kommt also bei 2x10uH parallel 5uH raus.

Autor: Harald W. (wilhelms)
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Falk Brunner schrieb:

> Jedes Grundlagendokument zum magnetischen Kreis / Trafo.
> Die Magnetfeldlinien lieben Eisen/Ferrit, dort gehen sie bevorzugt lang.
> Damit sie nicht so einen langen Weg durch die Luft gehen müssen. Wenn
> als Ferrit günstig im Feldlinienraum liegt, konzentrieren sich dort die
> Feldlinien und gehen kaum durch die Luft. Damit verkürzt sich der Weg
> und damit magnetische Widerstand der Feldlinien.

Ja, noch besser ginge es mit einem (halben) Schalenkern.
Gruss
Harald

Autor: Michael D. (etzen_michi)
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Falk Brunner schrieb:
>   |         |
>   +-WWWWWWW-+: Sekundäre Spule
>
>   -----------: Luftspalt
>
>   +-WWWWWWW-+: Primäre Spule
>   |         |
>   +-WWW+WWW-+: Parallele Primäre Spule
>   |    |    |: Mittelanzapfung

Sehe ich es richtig, das hier die Parallele Spule mit Mittelanzapfung 
sozusagen L1 (in Bezug auf den Artikel Royer Converter) darstellt?

Besteht hier dass Problem das wenn diese kleine Spule (Spule mit 
Mittelanzapfung) eine geringere Induktivität (je Seite) als die Große 
hat diese schneller sättigt und hier unnötig Strom verheizt wird?


Mal schauen wann meine Große Spule da ist, dann werde ich das einfach 
mal aufbauen und schauen was dabei raus kommt.


Vielen Dank, werde mich dann noch mal melden.

Autor: Falk B. (falk)
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@  Michael D. (etzen_michi)

>Sehe ich es richtig, das hier die Parallele Spule mit Mittelanzapfung
>sozusagen L1 (in Bezug auf den Artikel Royer Converter) darstellt?

Ja.

>Besteht hier dass Problem das wenn diese kleine Spule (Spule mit
>Mittelanzapfung) eine geringere Induktivität (je Seite) als die Große
>hat diese schneller sättigt und hier unnötig Strom verheizt wird?

Sättigen darf sowieso nix. Unnötig wird auch nicht verheizt, wenn die 
Parameter passen.

>Mal schauen wann meine Große Spule da ist, dann werde ich das einfach
>mal aufbauen und schauen was dabei raus kommt.

Gute Idee, wird sonst alles schnell zerredet.

Autor: Knut B. (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite
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Michael D. schrieb:
> Ich muss übertragen ca. 1Watt (besser 2Watt) über einen Luftspalt von
> 13mm (10mm Kunstoff + 3mm Luft).
> Die Spulen können nicht ineinander gesteckt werden.

Dann würde ich an Deiner Stelle einen 125kHz-Rechteck-Generator bauen 
(programmieren), den an eine H-Brücke oder Halb-H-Brücke anschließen, 
eine Planar-FR-4 Spule ätzen, diese auf 125kHz abstimmen und an der 
Brücke betreiben (ggf. Filter/Waveshaper vorschalten) und die 
Empfangsspule ebenfalls abstimmen. So kommst Du auf eine maximale 
Kopplung. Das Herumfunken auf anderen Frequenzen als in diesem Falle die 
125kHz, so mit freilaufendem Royer-Converter zum Beispiel, ist ohnehin 
nicht gestattet.

Autor: Falk B. (falk)
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@  Knut Ballhause (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite

>Dann würde ich an Deiner Stelle einen 125kHz-Rechteck-Generator bauen
>(programmieren), den an eine H-Brücke oder Halb-H-Brücke anschließen,
>eine Planar-FR-4 Spule ätzen, diese auf 125kHz abstimmen und an der
>Brücke betreiben (ggf. Filter/Waveshaper vorschalten) und die
>Empfangsspule ebenfalls abstimmen.

So das Prinzip.

> So kommst Du auf eine maximale
>Kopplung.

Die ist von der Spulenansteuerung vollkommen unabhängig ;-)

> Das Herumfunken auf anderen Frequenzen als in diesem Falle die
>125kHz, so mit freilaufendem Royer-Converter zum Beispiel, ist ohnehin
>nicht gestattet.

Ach herje, schon wieder diese Reichsbedenkenträger. Erstens ist die 
Abstrahlung eher zu vernachlassigen, das meiste geht eher über die 
Anschlussleitungen raus, und zweitens baut der OP keine 
Millionenstückzahlen mit CE Zeichen sondern in kleines Bastelobjekt.

Autor: Michael D. (etzen_michi)
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Richtig.  Zudem wird diese in einem faradayschen Käfig betrieben. Werde 
dir also nicht deine überempfindlichen Geräte oder was auch immer du da 
betreibst stören.

Auf 125kHz anpassen werde ich das alles schon um auch eine möglichst 
hohe Last betreiben zu können.


Aber das mit den 125kHz Rechteck hatte ich auch schon überlegt, 
allerdings mit LTSpiveIV nur mist raus bekommen ... Habe ich da was 
falsch gemacht?

Autor: Knut B. (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite
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Michael D. schrieb:
> Habe ich da was
> falsch gemacht?

Wer weiß?! Was für Mist ist denn ´rausgekommen?

Autor: Michael D. (etzen_michi)
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Unregelmäßig hohe Ströme (Sinusförmig) mit einer Frequenz von mehreren 
MHz.

Habe das gerade noch mal aufgebaut und frage mich ernsthaft was ich da 
gemacht hatte .... Nun scheint es zu funktionieren.
Was ich mich jetzt aber frage ist wie meine Spannungsversorgung 
(Rechtecksignal) dauerhaft eine negative Stromstärke hat ... habe ich 
jetzt die freie Energie erfunden? :)

8A ist Sättigung meiner Spule ...

Autor: Falk B. (falk)
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Das ist doch alles eine Simulation?

Autor: Falk B. (falk)
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So, nun hat es mich mal wieder gepackt, ich hab mal die Spulen von Würth 
bestellt.

http://de.farnell.com/wurth-elektronik/760308201/wireless-power-charging-spule-10uh/dp/2114372?in_merch=New%20Products

mit 12mm Abstand auf beiden Seiten einer Kunststoffplatte geklebt, 
Ferrite nach aussen, logisch ;-)

Hmm, mal messen. Koppelfaktor 22%, naja, was will man bei dem Abstand 
erwarten. Schaltung wie im Anhang.

Leerlauf:

Eingang 12V/130mA/1,6W 162kHz
Ausgang 16,3V

Mit 68 Ohm Last:

Eingang 12V/240mA/2,9W
Ausgang 8,8V/130mA/1,1W
Wirkungsgrad 37%

Naja, es wird relativ viel Leistung in den Spulen/Ferriten verheizt, 
wobei ich nicht genau weiß, ob das ohmsche oder magnetische Verluste 
sind.

Mit der kleinen 17mm Spule wird es deutlich schwerer. Man brauch auch 
dort definitiv ein Ferritplättchen auf der Rückseite, damit die Kopplung 
nicht vollkommen einknickt. Selbst mit Ferritplatte schätze ich mal, 
dass man nicht mehr als 10% Koppelfaktor hinbekommt und damit vielleicht 
300mW übertragen kriegt.

http://de.farnell.com/wurth-elektronik/7427415/cpu-ferritkern-23x0-8x23-mm-5w700/dp/1635790

Wahrscheinlich ist meine Dimensionierung noch nicht sonderlich gut, 1,6W 
Leerlaufverluste sind recht viel. Mal sehen, ob man das noch besser 
hinbekommt.

MFG
Falk

Autor: Michael D. (etzen_michi)
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Wenn ich mir deine Dimensionierung so anschaue habe ich das ganze doch 
nicht ganz so richtig verstanden gehabt.

Habe mir nun für TR1 2Stück 27µH Spulen mit Ferritkern bestellt,

Habe mal ein Bild gemacht wie ich das verstanden hatte.


Werde dann nochmal ein paar weitere Teile bestellen. (Trafo)

Edit: L3 hat 1,73µH

Autor: Sascha W. (arno_nyhm)
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Warum diesen unnüzuen Aufbau mit TR1 und einen zweiten Trafo mit deinen 
eigentlichen Spulen L1/L2?
Nutz doch gleich die L2 als Primärwicklung deines Royer-Converters, 
speist Du eben über zwei Entkopplungsinduktivitäten statt einer, kommt 
ja wohl weder auf Verluste noch auf doppelte Bauteilkosten an dieser 
Stelle an.
Der einfachheit halber würde ich mir dann auch gleich die Steuerwicklung 
sparen, dafür FETs einsetzen und die Signale direkt von den 
Primärwicklung abgreifen.
Nur mal so eine Idee - ich habe mehrere Royer-Konverter nach genau 
diesem Prinzip aufgebaut, von einigen zehn Watt mit recht ungünstiger 
Kopplung und Übersetzung (größerer ETD-Kern mit nur ein paar Windungen 
Hochspannungsleitung als Sekundärwicklung) sowie bis zu einigen hundert 
Watt mit entsprechend gutem Trafo.
Deine Anwendung sollte gut im Bereich des erreichbaren mit der 
beschriebenen Schaltungstopologie liegen.
Wenn Du genauere angaben brauchst poste ich gern mal einen Schaltplan...

Autor: Sascha W. (arno_nyhm)
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Irgendwie verstehe ich beide Schaltungen nicht - beim ersten dieser 
komische, verschachtelte Trafo-aufbau, bei der zweiten Schaltung ist der 
Tank-Kreis über die DC-Chokes geschlossen?! ...das kann ja auch nicht 
richtig sein.

Autor: Michael D. (etzen_michi)
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Würde mich über einen Schaltplan freuen.

Autor: Falk B. (falk)
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@  Michael D. (etzen_michi)

>      Royer_Qi.png

Warum verunstaltest du den Schaltplan?

>Habe mir nun für TR1 2Stück 27µH Spulen mit Ferritkern bestellt,

Keine Spulen, TRAFO, auf einem PM Kern. Steht doch da!

>Edit: L3 hat 1,73µH

In deinem Fall. Aber nicht bei mir. Aber du wirst da nicht mal 
ansatzweise 1W drüber kriegen.

Autor: Michael D. (etzen_michi)
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Falk Brunner schrieb:
> Warum verunstaltest du den Schaltplan?

Um dar zu stellen, wie ich es verstanden hatte.


Falk Brunner schrieb:
> Keine Spulen, TRAFO, auf einem PM Kern. Steht doch da!

Ja werde mir jetzt noch mal irgendwo einen Trafo besorgen, welcher 
ungefähr deine Außmaße hat. Ich vermute mal das du deinen von Farnell 
beschafft hast?

Falk Brunner schrieb:
> In deinem Fall. Aber nicht bei mir. Aber du wirst da nicht mal
> ansatzweise 1W drüber kriegen.

Dann muss ich wohl schauen das ich die Leistungsaufnahme verringer.

Autor: Falk B. (falk)
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@Sascha W. (arno_nyhm)

>Warum diesen unnüzuen Aufbau mit TR1 und einen zweiten Trafo mit deinen
>eigentlichen Spulen L1/L2?

Es war eine erste, einfache Idee. Man muss ja die Stuerwicklung 
irgendwie ankoppeln.

>Nutz doch gleich die L2 als Primärwicklung deines Royer-Converters,
>Der einfachheit halber würde ich mir dann auch gleich die Steuerwicklung
>sparen, dafür FETs einsetzen und die Signale direkt von den
>Primärwicklung abgreifen.

Das sind dann halt die Verbesserungen ;-)

>Deine Anwendung sollte gut im Bereich des erreichbaren mit der
>beschriebenen Schaltungstopologie liegen.

Ja. Aber die Kopplung bleibt bei den Geometrien ziemlich schlecht. Viel 
LEistung kriegt man da nicht rüber. Möglicherweise muss man die 
Streuinduktivitäten mittel Serien/Parallelkondensatoren kompensieren. 
Wie weit man damit kommt, weiß ich im Moment nicht.

Ich hab mal schnell was modifiziert.

C2=33nF

Leerlauf:

Eingang: 12V/60mA/0,7W 285kHz

mit 68R Last:

Eingang: 12V/140mA/1,7W
Ausgang: 7,4V/108mA/0,8W
Wirkungsgrad 47%

Es wird besser ;-)

Autor: Michael D. (etzen_michi)
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Ich denke langsam, dass ich das lieber über eine H-Brücke und 125kHz 
Rechteck machen sollte ...

Dann würde sogar das übertragen von Daten einfacher realisierbar sein.

Autor: Falk B. (falk)
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@  Michael D. (etzen_michi)

>Ich denke langsam, dass ich das lieber über eine H-Brücke und 125kHz
>Rechteck machen sollte ...

Du hast noch nicht mal die einfachen Sachen im Griff, träumst aber von 
den ganz großen . . .

Was soll das denn insgesamt werden?

Autor: Michael D. (etzen_michi)
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Es soll ein Modellauto werden (1:87 -> H0) in welches ich eine 
Beleuchtung einbaue.
Dem Modellauto soll man von außen nichts ansehen dürfen das es 
bearbeitet wurde.
Beleuchtung bedeutet: Blinker, Standlicht, Abblendlicht, Fernlicht, 
Rücklicht, Bremslicht, Nebelschlussleuchte, Rückfahrleuchte, 
Fußraumbeleuchtung, Innenraumbeleuchtung. Für weitere sind die LED`s 
leider zu groß :Þ.


Diese Beleuchtung soll über die Daten gesteuert werden ... weswegen ich 
nur eine minimale Datenrate benötige max. alle 1Sekunde für 100ms 1Byte 
(Grobe Richtung).
Sprich Reaktionszeit von ca. 100ms, aber eig. nie mehr als 1 Befehl/s.

Lieber ein hohes Ziel stecken und langsam drauf zu arbeiten, als bei den 
kleinen zu bleiben.


Aber jetzt soll erstmal die Energieversorgung im Vordergrund stehen, 
sobald dieses Problem gelöst wurde geht es weiter mit den anderen 
Dingen.

Autor: Falk B. (falk)
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@  Michael D. (etzen_michi)

>Es soll ein Modellauto werden (1:87 -> H0) in welches ich eine
>Beleuchtung einbaue.

Aha.

>Lieber ein hohes Ziel stecken und langsam drauf zu arbeiten, als bei den
>kleinen zu bleiben.

Nö. Genau anders herum wird ein Schuh draus. Wenn du als 
Flachlandtiroler mal aus dem Stand den Mount Everest besteigen willst, 
WIRST du scheitern. Arbeitest du dich aber vom Dorfhügel über Zugspitze, 
Matterhorn und Kilimandscharo langsam hoch, hast du eine Chance.

"Wer fliegen will muss erst einmal laufen lernen, man kann nicht mit dem 
Fliegen anfangen"

Friedrich Nietzsche

>Aber jetzt soll erstmal die Energieversorgung im Vordergrund stehen,
>sobald dieses Problem gelöst wurde geht es weiter mit den anderen
>Dingen.

Guter Ansatz

Autor: Falk B. (falk)
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Und weil arno_nyhm so schön gemeckert, ähhh, konstruktiv kritisiert hat, 
hier mal die verbesserte Variante ohne Hilfstrafo und mit MOSFETs.

Leerlauf:

Eingang: 12V/75mA/0,9W 275kHz
Ausgang: 16V

68 Ohm Last:

Eingang: 12V/155mA/1,86W
Ausgang: 7,1V/104mA/0,74W
Wirkungsgrad: 39%

Naja, die Leistung und der Wirkungsgrad sind etwas schlechter, was wohl 
an der relativ hohen Ansteuerleistung der MOSFETs liegt (Gatekapazität), 
die sind für einen Wandler mit 1W Ausgangsleistung "leicht" 
überdimensioniert, lagen aber halt gerade rum. Dafür ist die Schaltung 
einfacher.

Njoy

Autor: Falk B. (falk)
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Hier mal ein Screenshot der wesentlichen Signale. Kanal 1 ist der Drain 
von Q1, Kanal 2 das zugehörige Gate.

Autor: Knut B. (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite
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Wenn man jetzt jede der beiden Spulen in einen halben Schalenkern legt 
und dann beide Spulen zentriert, sollte der Wirkungsgrad deutlich besser 
werden, oder?!

Autor: Falk B. (falk)
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@  Knut Ballhause

>Wenn man jetzt jede der beiden Spulen in einen halben Schalenkern legt
>und dann beide Spulen zentriert, sollte der Wirkungsgrad deutlich besser
>werden, oder?!

Etwas. 12mm Abstand bei 28mm Spulendurchmesser ist schon ne Menge, da 
verbessern Schalenkerne die Kopplung nur wenige. Man braucht mehr 
Spulendurchmesser. Oder clevere Kompensationsmassnahmen für die 
Streuinduktivitäten. Man kann einiges verbessen, wenn man die 
Empängerspule mittels Kondensator auf Resonanz trimmt.

Autor: Falk B. (falk)
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OK, mit den gleichen 33nF parallel zur Sekundärspule kann man die 
Schaltung ziemlich pimpen! Ich hab jetzt

270 Ohm Last:

Eingang: 12V/450mA/5,4W
Ausgang: 32V/118mA/3,74W
Wirkungsgrad: 68%

Wer sagt's denn!

Autor: Michael D. (etzen_michi)
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Die Sekundären Spulen sind inzwischen bei mir angekommen. Warte nun noch 
auf die Primäre, dann kanns auch bei mir los gehen :)

Autor: Winfried J. (Firma: Nisch-Aufzüge) (winne) Benutzerseite
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warum nicht den C teilen und so symmetrieren


>           sek
>      |           |
>      WWWWWWWWWWWWW
>     ----------------
>      MMMMMMMMMMMMM
>      |    pri    |
>      +--||-+-||--+
>      |  2C | 2C  |
>      |     |     |


???

Autor: Falk B. (falk)
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Geht glaub ich nicht, weil die Einspeisung einen DC-Pfad braucht. Ich 
lasse mich aber auch eines Besseren belehren.

Autor: Knut B. (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite
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Falk Brunner schrieb:
> Man kann einiges verbessen, wenn man die
> Empängerspule mittels Kondensator auf Resonanz trimmt.

Aha...

Knut Ballhause schrieb:
> Dann würde ich an Deiner Stelle einen 125kHz-Rechteck-Generator bauen
> (programmieren), den an eine H-Brücke oder Halb-H-Brücke anschließen,
> eine Planar-FR-4 Spule ätzen, diese auf 125kHz abstimmen und an der
> Brücke betreiben (ggf. Filter/Waveshaper vorschalten) und die
> Empfangsspule ebenfalls abstimmen.

;-)

Autor: Sascha W. (arno_nyhm)
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Hallo Falk und Michael - komme erst jetzt dazu mich wie angekündigt 
wieder zu melden, war krankheitsbedingt niedergestreckt ;)

Angehägt ist der Schaltplan eines Royer-Konvertes zum treiben eines 
Hochspannungstrafos (aus einem Defibrillator) der nun einen 
500nF-Kondensator auf bis zu 15kV innerhalb einer Sekunde (also ~60J/s) 
aufladen soll. Der Trafo liefert eine Ausgangsspannung von ~4kV, 
nachgeschaltet ist ein Delon-Spannungsvervierfacher - so komme ich auf 
die gewünschte Maximalspannung und habe gleichzeitig eine 
Strombegrenzung über die Kondensatoren im Vervielfacher.
Der Trafo hat eine Primärinduktivität von ~250µH, leider auch keine 
Mittelanzapfung - muss also endpunktgespeist werden. Ich werde ihn mit 
zwei parallelen 330nF, FKP1 Kondensatoren im Tankkreis betreiben, komme 
damit auf ~15kHz, optimal für den Vervielfacher.

Mein Testaufbau funktionierte schon - ich habe noch einige Platinen 
eines vorigen Projekts hier herumliegen, das auch einen Royer-Konverter 
im Mittelpunkt hat - eine geregelte Hochpotential-Spannungsquelle, auf 
bis zu 30kVDC stabilisierte 5V/1A.

Nunja, ich hatte keine passenden Drossel parat, die größten 
Induktivitätswerde die ich fand waren mit ~33µH sehr mikrig für die 
Anwendung - was mich erstaunt ist, dass der Royer selbst damit 
funktioniert! Er zieht zwar im 'Leerlauf' (1.6W Last - 10Meg an den 
gleichgerichteten 4kV) schon tolle 700mA bei 13V, fast 10W, und schwingt 
mit sehr ekelhafter Stromkurve durch den Trafo (Sinus ist was anderes), 
aber schafft es tatsächlich die Spannung über den Trafo annähernd 
Sinusförmig zu halten!
Naja, zweiter Prototyp mit zwei ordentlichen 470µ/2.5A-Drosseln 
('TLC/2.5A-471M' - Conrad: 437963) ist im entstehen, dann kann auch der 
Vervielfacher mal getestet werden.

Übrigens besitzt so ein gut dimensiomierter Royer-Konverter eine nahezu 
ideale Kennlinie zum laden von Kondensatoren - Wenn die Spannung in die 
Knie geht liefert er mit nahzu konstanter Leistung Strom.

Was Du gerade herausgefunden hast, Falk, der Kondensator parallel zur 
Sekundärspule, ist eine sehr gute Möglichkeit die Effizienz des Royers 
zu steigern - sie wird zwar nie super-toll, doch eben besser als ohne 
resonanten Sekundärkreis.

Was noch ganz allgemein zu den Royer-Konvertern zu sagen ist, ist, dass 
ein steiler Anstieg der Versorgungsspannung zum zuverlässigen 
Anschwingen absolut von Nöten ist! Ein paar fette Elkos zum Puffern 
davor - so wie es sich gehört - und schon hat man oftmals echte 
Probleme.
Abhilfe schafft eine Disable-Schaltung. Ist sehr einfach zu 
implementieren, man nimmt am besten den FETs die Pullsups weg, schon 
ist's vollbracht. Das geht wie in meinem Schaltplan mit einem 
Optokoppler ebensogut wie es auch mit Transistoren ginge. Man muss eben 
nur darauf achten, dass hier auch genug Strom zu den FETs durchkommt, 
damit sie entsprechend schnell auf machen können.
Das ist nämlich der nächste kritische Punkt - bie dieser super-einfachen 
(im 'genialen' Sinne) Schaltung geschieht das leitend-schalten der FETs 
passiv, allein über die Gate-Pullups - das Öffnen hingegen ist kein 
Problem, ausreichend schnelle Dioden vorausgesetzt.
Man muss also gerade bei höheren Frequenzen recht niederohmige 
Gate-Pullups verwenden, was zusätzliche Verlustleistung schafft und 
natürlich entsprechende Gehäuseformen der Widerstände voraussetzt.

An der letzten Schaltung habe ich also nur zwei Dinge zu bemeckern ;)
1. Ist ein ausreichend schneller Spannungsanstieg beim einschalten 
gewährleistet?
2. Keine Spannungsbegrenzung an den Gates.

...letzteres ist bei den verwendeten FETs und einer festen 
Betriebsspannung von 12V eigentlich kein Problem, da die Gatespannung ja 
nie in gefährliche Höhen schnellen kann - prinzipiell ist es aber 'ganz 
Nett' diese zu haben, dann lässt sich der Royer mit 'beliebig' hoher 
Versorgungsspannung betreiben.
Ich verwende Standardmäßig immer eine 15V-Transildiode an jedem Gate - 
mehr auf macht er darüber eh nicht mehr und so muss ich mir gerade bei 
Laboraufbauten keine Sorge um die maximal zulässige Einsgangsspannung 
machen - zumindest nicht was diesen Aspekt angeht.


Michael, zu Deiner Idee mit der H-Brücke:
Das erinnert mich an ein Zitat aus einer Signatur eines Users in einem 
anderen Forum:
"A pilot who cannot hit with four guns will definitely miss with six."
-John "Jimmy" Smith Thach, WWII naval fighter pilot ace and 4 star 
Admiral.

Eine H-Brücke ist etwas ganz anderes (auch eine ganz andere 'Liga' - 
wenn man das plakativ so bezeichnen will) als ein Royer-Konverter, Du 
stehst damit vor einer wesentlich größeren Herasuforderung; einer viel 
komplizierteren Schaltung die in wesentlichen Aspekten auch wesentlich 
sensibler und Fehleranfällig ist als ein, generell verdammt einfacher 
sowie robuster, Royer-Konverter!
Zumal ich bei Deiner angedachten Anwendung auch keinen Nutzen darin sehe 
eine H-Brücke zu verwenden - wie schon gesagt, die Applikation liegt in 
einem Bereich der wunderabr von einem Royer-Konverter abgedeckt ist.
Versuch es besser mal nach dem Vorbild einer der zuletzt geposteten 
Schaltungen von Falk oder jene aus diesem Post von mir.

Soo, viel mehr (semi-)kluges fällt mir nun auch nicht mehr zum Thema 
Royer ein.
Ich finde das ist wirklich eine sehr schlanke, elegante Schaltungslösung 
die sich sehr vielfälltig anwenden lässt, wenn man nicht gerade auf hohe 
Effizienz angewiesen ist.
Die Version ohne Ansteuerwindung ist übrigens mein absoluter Liebling! 
Damit lassen sich auch irgendwo geschalchtete Übertrager, mit den 
gegebenen Windungen, schnell auf dem Labortisch zusammengehackt, 
wunderbar betreiben.
Bei designten Schaltungen vereinfacht es Anforderungen an den Übertrager 
und oftmals lassen sich Standardteile mit passender Konfiguration 
finden, macht also die, wieder übständlichere, Anfertigung von Trafos 
nach eigenen Vorgaben überflüssig oder - im Falle eines 
selbstgewickelten Trafos - vereinfacht die Anfertigung.

Achso, noch etwas allgemeines: Es ist gar nicht so schwer eine geregelte 
Ausgangsspannung mit einem Royer-Konverter zu erzeugen, zum einen gibt 
es den Weg über einen vorgeschalteten Step-Up/Down-Wandlers dessen 
Regelung über den Royer zu dessen Ausgangsspannung rückgekoppelt wird 
oder diese Variante:
http://circuits.linear.com/404

Das war's nun wirklich - Es würde mich freuen über Eure Fortschritte mit 
dem Übertragern zu hören!

Autor: Falk B. (falk)
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@  Sascha W. (arno_nyhm)
>Induktivitätswerde die ich fand waren mit ~33µH sehr mikrig für die
>Anwendung - was mich erstaunt ist, dass der Royer selbst damit
>funktioniert!

Ja, aber

>Er zieht zwar im 'Leerlauf' (1.6W Last - 10Meg an den
>gleichgerichteten 4kV) schon tolle 700mA bei 13V, fast 10W, und schwingt
>mit sehr ekelhafter Stromkurve durch den Trafo (Sinus ist was anderes),

Eben. Die Blindleistung ist dann ziemlich hoch, weil die Drosseln zu 
wenig induktiven Widerstand haben.

>Was Du gerade herausgefunden hast, Falk, der Kondensator parallel zur
>Sekundärspule, ist eine sehr gute Möglichkeit die Effizienz des Royers
>zu steigern

Naja, der "Trick" war mir schon vorher bekannt. Ich hab aber erstmal den 
einfachen Aufbau gemacht, um zu sehen, wo man da landet. Man muss sich 
ja Steigerungsmöglichkeiten offen lassen ;-)

>Was noch ganz allgemein zu den Royer-Konvertern zu sagen ist, ist, dass
>ein steiler Anstieg der Versorgungsspannung zum zuverlässigen
>Anschwingen absolut von Nöten ist!

Wohl wahr, vor allem die MOSFET-Variante. Die Bipolarvariante mit 
Steuerwicklung ist da deutlich unempfindlicher.

>Abhilfe schafft eine Disable-Schaltung. Ist sehr einfach zu
>implementieren, man nimmt am besten den FETs die Pullsups weg, schon
>ist's vollbracht. Das geht wie in meinem Schaltplan mit einem
>Optokoppler

Hmm 4N35 ist aber nicht so dolle, CTR 75-150% und max. 50mA. Hier würde 
ich wenigsten einen Darlingtontyp nehmen.

>Man muss also gerade bei höheren Frequenzen recht niederohmige
>Gate-Pullups verwenden, was zusätzliche Verlustleistung schafft und
>natürlich entsprechende Gehäuseformen der Widerstände voraussetzt.

Man kann aber auch im Jahr 2012 einen preiswerten Dual MOSFET Treiber 
dort einsetzen, damit sollten die Verluste deutlich sinken und die 
Frequenzen leichter erreichbar sein.

>1. Ist ein ausreichend schneller Spannungsanstieg beim einschalten
>gewährleistet?

Wenn das Netzteil genügend Strom bring ;-)
Die 100uF sind nicht zwingend nötig, wahrscheinlich reichen bei 275 kHz 
auch 1uF, das sind 0,5 Ohm. Oder 330nF keramisch aus der Bastelkiste.

>Ich finde das ist wirklich eine sehr schlanke, elegante Schaltungslösung
>die sich sehr vielfälltig anwenden lässt, wenn man nicht gerade auf hohe
>Effizienz angewiesen ist.

Genau!

Autor: Falk B. (falk)
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Was macht die Energieübertragung?

Autor: Miserum (Gast)
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Hallo Forengemeinde,

da ich den Royer-Converter aus dem oben bereits erwähnten Artikel (den 
mit Mittelanzapfung in der Primärspule) nun schon ein paar mal aufgebaut 
und zum laufen gebracht habe, würde mich mal interessieren, wie es 
überhaupt zum Schwingen in dieser Schaltung kommt und nicht beide 
Transistoren glecihzeitig aufsteuern.
Bisher habe ich mir das so erklärt, dass im Einschaltmoment die 
Induktivität der Steuerwicklung den T2 erstmal "ausbremst" und somit T1 
zuerst aufsteuert. Dadurch fließt Strom durch eine Hälfte der 
Primärspule die - und jetzt geht's schon ins Reich der Spekulation - in 
der Steuerwicklung eine Spannung induziert die so gerichtet ist, dass T1 
sperrt und T2 öffnet.
Nun fließt Strom durch die andere Hälfte der Primärwicklung. Da dieser 
Strom eine andere Richtung hat wird nun in der Steuerwicklung ebenfalls 
Spannung mit anderer Polarität induziert, was nun wieder T2 sperrt und 
T1 öffnet, usw....
Da ich bei dieser Theorie den Kondensator völlig außer acht lasse, kann 
das so eigentlich nicht stimmen.
Könnte mir bitte jemand erklären, wie es wirklich funktioniert?
Wie gesagt, meine Schaltungen laufen, es ist nur unbefriedigend, nicht 
zu wissen warum eigentlich.

Bei der von Falk geposteten Schaltung (mit MOSFETS und Primärspule ohne 
Mittelanzapfung) habe ich im Moment gar keinen Ansatz, denn hier sind 
die Pfade zu den Gates ja komplett identisch.
Auch hier wäre ich über Aufklärung sehr dankbar ;-)

Gruß und Dank vorab
Jo

Autor: Falk B. (falk)
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@Miserum (Gast)

>und zum laufen gebracht habe, würde mich mal interessieren, wie es
>überhaupt zum Schwingen in dieser Schaltung kommt und nicht beide
>Transistoren glecihzeitig aufsteuern.

Durh minimale Unsymetrien. Die Transiostoren sind nie 100% gleich, damit 
"gewinnt" einer.

>Bisher habe ich mir das so erklärt, dass im Einschaltmoment die
>Induktivität der Steuerwicklung den T2 erstmal "ausbremst" und somit T1
>zuerst aufsteuert. Dadurch fließt Strom durch eine Hälfte der
>Primärspule die - und jetzt geht's schon ins Reich der Spekulation - in
>der Steuerwicklung eine Spannung induziert die so gerichtet ist, dass T1
>sperrt und T2 öffnet.

Naja, so in etwas.

>Bei der von Falk geposteten Schaltung (mit MOSFETS und Primärspule ohne
>Mittelanzapfung) habe ich im Moment gar keinen Ansatz, denn hier sind
>die Pfade zu den Gates ja komplett identisch.

Hier greift die Unsymetrie umso mehr. Aber auch nur, wenn die 
Betriebsspannung schnell eingeschaltet wird, sonst weden beide MOSFETs 
gleichzeitig angesteuert und die Schaltung hängt mit Kurzschluss fest.
Die Version mit Bipolartransiostoren und Steuerwicklung ist da deutlich 
gutmütiger.

Autor: Miserum (Gast)
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...hm,... und wozu ist dann der Kondensator in der Bipolar-Version gut?
Den hatte ich bei meinen Ausführungen ja komplett außer Acht gelassen 
und lag trotzdem scheinbar nicht ganz falsch...

Das mit den Unsymmetrien bei der MOSFet-Variante hab' ich mir schon so 
gedacht. Ist ja bei einer diskret aufgebauten, astabilen Kippstufe 
ähnlich.
Im Gegensatz zur astabilen Kippstufe kann ich mir beim Royer-Konverter 
aber nicht erklären, wie es zum hin- und herschalten kommt.
Was passiert denn weiter, sobald einer der Fets durchgeschaltet hat?
Mal angenommen, Q1 ist im Einschaltmoment schneller als Q2. Dann kann 
über folgende Pfade Strom fließen: L4->Q1, L1/L2->Q1 (womit sich C2 auf 
Seite von L1 positiv auflädt), R3/D4-Q1.
Der Stromfluss über L4 wird wegen der geringeren Induktivität wohl etwas 
schneller Zustande kommen als bei der Reihenschaltung L1/L2, aber dann 
scheint sich ein stabiler Zustand einzustellen. Was nicht sein kann, 
denn die Schaltung funktioniert ja... :-/

Wie geht's also weiter?

Gruß
Jo

Autor: Falk B. (falk)
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@  Miserum (Gast)

>...hm,... und wozu ist dann der Kondensator in der Bipolar-Version gut?

Das ist der leistungsschwingkreis!

>aber nicht erklären, wie es zum hin- und herschalten kommt.

Eben durch den Schwingkreis. Der wird durch die Rückführung immer 
nachgeladen und schwingt damit endlos weiter.

>Wie geht's also weiter?

Bau die Schaltung real auf oder mit PSpice und mess mal bissel rum.

Autor: Miserum (Gast)
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ja,... in der realen Schaltung (Bipolar-Version) schon oft gemacht.
Dann sehe ich Sinuskurven und weiß nicht, wie sie Zustande kommen.
Deshalb würde mich interessieren, wie, wann und warum die Ladungen zw. L 
und C hin- und herpendeln. Das läßt sich mit dem Oszi nicht feststellen.
Da muss ein theoretischer Ansatz her ;-)

Gruß
Jo

Autor: Falk B. (falk)
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@  Miserum (Gast)

>Deshalb würde mich interessieren, wie, wann und warum die Ladungen zw. L
>und C hin- und herpendeln. Das läßt sich mit dem Oszi nicht feststellen.

Doch, mit einem Speicheroszi und vielen Kanälen. Eine Simulation ist 
hier deutlich im Vorteil, dort kann man jeden X-beliebigen Strom und 
Spannung messen, darstellen, verrechnen. Und auch feststellen, dass bei 
einer perfekt symetrischen Schaltung das Ding nicht anschwingt ;-)

Autor: Miserum (Gast)
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...beides steht nicht zur Verfügung. Und PSpice könnte ich vermutlich 
nicht richtig bedienen.
Kannst du (oder irgendwer) mir deshalb bitte sagen, welche Erkenntnisse 
ich aus der Messung, bzw. aus der Simulation bekommen würde, wenn ich 
das Equipment dazu hätte (womit wir wieder bei der Eingangsfrage wären 
;-) )?

Gruß
Jo

Autor: Miserum (Gast)
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hm,... hab mir schon gedacht, dass das wohl doch nicht so leicht zu 
erklären ist.
naja, muss ich eben versuchen, woanders meine Antworten zu finden.
Trotzdem danke für die Mühe.

Gruß
Jo

Autor: Holler (Gast)
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Miserum schrieb:
> Mal angenommen, Q1 ist im Einschaltmoment schneller als Q2. Dann kann
> über folgende Pfade Strom fließen: L4->Q1, L1/L2->Q1 (womit sich C2 auf
> Seite von L1 positiv auflädt), R3/D4-Q1.
> Der Stromfluss über L4 wird wegen der geringeren Induktivität wohl etwas
> schneller Zustande kommen als bei der Reihenschaltung L1/L2, aber dann
> scheint sich ein stabiler Zustand einzustellen. Was nicht sein kann,
> denn die Schaltung funktioniert ja... :-/
>
> Wie geht's also weiter?

- Zum Zeitpunkt des Transistor-Einschaltens sei C2 geladen.
- An der Induktiviutät gilt allgemein U = L * di/dt.
- Die Stromänderungsgeschwindigkeit ist zu diesem Zeitpunkt hoch, d.h. 
der Strom steigt kräftig, der Spannung über dem Schwingkeis ist hoch. 
Spannungsrichtung von L1 (+) nach Q1 (-).
- Der Schwingkeiskondensator C2 entläd sich in die Spule, die 
Stromänderungsgeschwindigkeit sinkt.
- Damit fällt am Knoten L1-L2-D3 die Spannung, Q1 gräbt sich selbst über 
D3 die Gatespannung ab.
- Q1 sperrt. Der Schwingkeis läd um. Q2 kann durchsteuern und das Spiel 
wiederholt sich mit umgekehrten Vorzeichen.

ist das verständlich?

Autor: Falk B. (falk)
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Autor: Falk B. (falk)
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Passiert hier noch was? Oder ist mal wieder ein Projekt den frühen 
Kindstod gestorben?

Autor: Simon K. (simon) Benutzerseite
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Wäre Schade drum. Ich klink mich mal hier mit einer verwandten Frage 
ein:
Kann man von der erzielten Primär/Sekundärleistung irgendwie auf den 
magnetischen Fluss schließen, der die Primär- bzw. Sekundärspule 
durchsetzt?

Autor: Michael D. (etzen_michi)
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Nene .. passiert noch was .. die Primäre Spule ist inzwischen 
angekommen, die Kondensatoren um das ganze auf Resonanzfrequenz zu 
bringen habe ich auch.

Mir fehlte nur die Zeit an zu fangen, aber das sollte nun die nächsten 
Wochen kommen.

Autor: Michael D. (etzen_michi)
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Und hier sind auch schon die ersten (mich erstaunenden) Ergebnisse.

Daher, das ich momentan nur einen einzigen BC337  da hatte, habe ich auf 
einem ATmega8 ein kleines Programm geschrieben, welches über 8Parallele 
PortPins den Transistor für 2µs einschaltet und dann 6µs abschaltet.

Der Sinus schaut Sauber aus, und ich erreiche (Erster Aufbau) ~10% 
Wirkungsgrad.
Mal schauen, was wird sobald ich die anderen Bauteile auch zusammen 
gekramt habe.

Einstellungen Oszi: 2V/Div, 5µs/Div
Eingang: 100mA @ 9,9V

Ist natürlich möglich, das ich mich auch total verrechnet habe und ein 
anderer Wirkungsgrad besteht.

PS: Bei 5Ohm Last hat der Sinus ein Vpp von ~2V und es werden 1,2W 
benötigt.

Autor: Simon K. (simon) Benutzerseite
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Michael D. schrieb:
> PS: Bei 5Ohm Last hat der Sinus ein Vpp von ~2V und es werden 1,2W
> benötigt.

Sind 33% Wirkungsgrad.

(2/sqrt(2))^2/5 = 2/5
2/5 / 1,2 = 0,33

EDIT: Nein, falsch. Es sind 8,3% Wirkungsgrad. Vpp muss noch halbiert 
werden um die Amplitude zu bekommen.

Allerdings versteh ich nicht ganz, was das mit dem Mikrocontroller soll? 
So ist es kein Royer Converter mehr.

Autor: Falk B. (falk)
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@  Michael D. (etzen_michi)

>Daher, das ich momentan nur einen einzigen BC337  da hatte, habe ich auf

Mann O Mann, das ist tiefer als das tiefste Russland. Selbst McGyver 
hätte IRGENDWO einen 2. Transistor aufgetrieben.

Autor: Michael D. (etzen_michi)
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Mir geht es in diesem Thema umd die Energieübertragung.

Der Rover Converter ist nur ja nur eine Art.
Die Abgewandelte Version des Royer Konverters werde ich noch aufbauen 
... vorraussichtlich nächste / übernächste Woche.

Falk Brunner schrieb:
> Selbst McGyver
> hätte IRGENDWO einen 2. Transistor aufgetrieben.


Vielleicht, wenn er daheim wäre, aber nicht wenn er in seiner 6m² 
Behausung sitzt, welche dafür dient, das er nicht jeden Tag nach der 
Arbeit nach heim fahren muss.

Autor: Michael D. (mike0815)
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...aber nicht wenn er in seiner 6m² Behausung sitzt...
da ist ja mein Hundezwinger größer!

Tschuldigung, aber das mußte jetzt raus.

Autor: Toralf W. (willi)
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Falk Brunner schrieb:
> Mann O Mann, das ist tiefer als das tiefste Russland. Selbst McGyver
> hätte IRGENDWO einen 2. Transistor aufgetrieben.

Schimpft nicht, immerhin hatte er noch einen mega8 parat!
Ist übrigens ein interessantes Thema, ich überlege auch gerade Akkus in 
1:78 Fahrzeugen so aufzuladen.

Gruß Willi

Autor: Michael D. (etzen_michi)
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Bin gerade dabei das ganze nun nach dem Plan von Sascha W. 
Beitrag "Re: RFID Spulen für Leistungsübertragung?"
auf zu bauen.

Ist es ein Problem, wenn ich zum ermitteln der genauen benötigten 
Kapazität keinen hoch verlustarmen sondern einen 0815 Kondensator 
verwende?

Oder würde dieses das Ergebniss verfälchen?

Hintergrund:
Würde durch hinzufügen von geringen Kapazitäten schauen, bei welcher 
Zusammensetzung ich die größte Amplitude erhalte.

Autor: Falk B. (falk)
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@  Michael D. (etzen_michi)

>Bin gerade dabei das ganze nun nach dem Plan von Sascha W.
>Beitrag "Re: RFID Spulen für Leistungsübertragung?"
>auf zu bauen.

OK.

>Ist es ein Problem, wenn ich zum ermitteln der genauen benötigten
>Kapazität keinen hoch verlustarmen sondern einen 0815 Kondensator
>verwende?

Meinst du sekundärseitig, für die Kompensation der Streuinduktivität?
Hmm, könnte klappen, aber schnell messen, sonst wird er heiß, und dann 
läuft auch die Kapazität weg (Temperaturkoeffizient).

Autor: Michael D. (etzen_michi)
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Habe die Schaltung nun aufgebaut.

Ergebnis:

Eingang 9,9V @ 250mA
Sekundär 5Ohm Last: 2Vpp.

Frequenz: 125kHz.


Also habe ich hier im vergleich zu meiner AVR Lösung zwar den 2,5fachen 
Stromverbraucht, aber Sekundär die ~gleiche Leistung.

Um Sekundär auf die gleiche Amplitude wie bei meiner AVR Lösung zu 
kommen muss ich die Schaltung mit 14,8V bei 400mA speisen.


Werde nochmal die Sekundäre Spule austauschen, da diese sich aufgrund 
Hitzeentwicklung ein wenig "übereinander" geschoben hat.

Hoffe nur, das mir der Aufbau nicht noch irgendwann abbrennt :).
Das Tesa zum halten der Spule ist bereits geschmolzen.

Autor: Michael D. (Gast)
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Update:

Habe die Spule ausgetauscht ...

Gab keine Verbesserung des Wirkungsgrades, allerdings wird sie nichtmehr 
"sofort" warm, sondern lässt sich 1Sekunde Zeit.


Daher das ich denke, das ich hiermit bereits an die Grenzen des 
machbaren gekommen bin, gehe ich nun im Gedanken einen Schritt weiter.


So wie ich gemessen habe Steigt die Effizienz mit steigender Last.
Aus diesem Grunde würde ich für die Spannungsregelung einen Linearen LDO 
Regler verwenden.

Ich habe mir nun einen rausgesucht mit 45mV Drop @ 150mA.
Die ganze Schaltung soll mit 3,3V versorgt werden.

Daher, das die 1Watt nicht wirklich erreichbar scheinen, würde ich den 
nun gewünschten Strom auf 200mA bei 3,5V festlegen,
da dies mit ein wenig anpassungen der Programmierung und Hardware wohl 
noch machbar wäre.


Um bei 17Ohm Last noch 3,5V zu haben (206mA) musst ich die Schaltung mit 
16,5V versorgen, was an sich kein Problem ist.


Was mein Problem ist, ist dass die Sekundäre Spule sich zu stark 
aufheizt.


Daher nun meine Frage ob jemand von euch weiß wie sich das Aufheizen der 
Sekundären Spule verringern lässt.

Kann ich dies durch höhere Ströme durch die Primäre Spule, aber dafür 
geringere requenz beheben?

Autor: Michael D. (etzen_michi)
Datum:

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Ach Dreck .... war nicht angemeldet ..


Edit:
Bzgl. des genauen Stroms kann ich Aussagen treffen, sobald die 
bestellten LED`s angekommen sind und ich das ganze schonmal "fest" 
versorgt aufgebaut habe.

Autor: Martin S. (der_nachbauer)
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Ahoy.

Ich würde die Schaltung mit den Mosfets gerne nachbauen, die Bastelkiste 
gab aber nur IRF 620 her. Gibt's damit irgendetwas zu beachten ?

Autor: Michael D. (etzen_michi)
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Wenn ich das richtig sehe, ist der einzige unterschied ein höherer RDSOn 
dafür aber eine geringere Kapazität.


Daher, das sich meine Sekundäre Spule so stark erhitzt habe ich nochmal 
überlegt und bin auf die Idee gekommen, das ggf. eine erhöhung der 
Frequenz abhilfe schaffen könnte
(Es seihe denn ich habe einen Denkfehler, da ich mich bisher noch nie 
mit Funk/Felder auseinander gesetzt habe).

Also dachte ich, das ich einfach mal schaue auf welchen Frequenzen es 
RFID gibt .. 13,56MHz, naja testen kann man es ja mal.

Nun verstehe ich den Text (siehe Anhang) aber so, das genau dieser 
Frequenzbereich nicht für solche "Geräte" verwendet werden darf, sondern 
nur um "Tag's" zu erkennen.
Ist das so richtig?

Autor: Martin S. (der_nachbauer)
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Michael, Deine Fragen vermag ich leider nicht zu beantworten - schlimmer 
noch, ich habe nach einem ersten Testaufbau nun eigene.

Situation:
Ich habe mich an einem leicht abgewandelten Aufbau der weiter oben 
angegebenen Schaltung mit MOSFETs versucht, leider wird nur ein äusserst 
unzufriedenstellender Koppelfaktor (0,02) erreicht.
Ebenfalls ist die an der Sekundärspule [ohne Last !] gemessene Spannung 
augenscheinlich mit maximal 0,8V (AC) sehr gering - diesen Wert habe ich 
bei einem minimalen Abstand von wenigen Millimetern zwischen den Spulen 
gemessen; bei grösserem Abstand wird die Spannung erwartungsgemäss noch 
geringer.

wesentliche Änderungen gegenüber der Referenzschaltung:
- C2 100nF [MKP] anstatt 33nF
- L1 und L4 470uH anstatt 100uH
- R1 und R3 3,3k anstatt 1k [wegen der grösseren Spulen L1 und L4]
- Q1 und Q2 vom Typ IRF620 anstatt IRFZ24N

Allgemeines:
- L2 und L3 haben wie in der Referenzschaltung 10uH [bzw. sollten dies 
lt. http://mitglied.multimania.de/lvane/js_code/loop/loop.html haben, 
Eigenschaften sind: D = 37mm, d=7,5mm [wegen N=15 Windungen bei 0,5er 
Lackdraht]
- die Spulen L1 und L4 werden teilweise sehr warm [>40C]
- die MOSFETs werden sehr heiss [>80C, dann habe ich bisher immer 
abgeschaltet]
- Im Leerlauf liegt an der Primärspule eine Spannung von etwa 28V [AC] 
an
- ich weiss nicht, ob's von Interesse ist, aber die beiden Koppelspulen 
L2 und L3 sind jeweils über einen Rest des Lackdrahts angeschlossen, 
dieser ist in beiden Fällen ca. 20cm lang [das sollte afaik aber keine 
Rolle spielen, oder ?]

Offenbar gibt's da noch jede Menge Raum für "Optimierungen" ;)
Ich würde mich gerne weiter mit dem Verfahren auseinander setzen, bin 
aber auf Hilfestellungen angewiesen.
Freue mich daher über jegliche (konstruktive) Kritik.

Autor: Zoltán N. (nyemi)
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Autor: Michael D. (etzen_michi)
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Wenn ich das richtig Verstehe hast du diese Schaltung aufgebaut: 
Beitrag "Re: RFID Spulen für Leistungsübertragung?"

Leider kann ich hierzu keine großen Informationen geben, da ich diese 
nicht aufgebaut hatte.

Ich würde jetzt mal fragen, was für einen Sättigungsstrom deine Spulen 
L1 / L4 haben.

Hast du mit einem Oszilloskop mal Kontrolliert, dass dein AC auch kein 
Rechteck sondern ein sauberer Sinus ist?

Autor: Falk B. (falk)
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@  Martin Schröer (der_nachbauer)

> leider wird nur ein äusserst
>unzufriedenstellender Koppelfaktor (0,02) erreicht.

Poste ein Bild deines Aufbaus unter Beachtung der Bildformate.

>Ebenfalls ist die an der Sekundärspule [ohne Last !] gemessene Spannung
>augenscheinlich mit maximal 0,8V (AC) sehr gering -

Wie gemessen? Mit einem Oszilloskop? ODer Multimeter? Die messen aber 
keine 100kHz.

>wesentliche Änderungen gegenüber der Referenzschaltung:
>- C2 100nF [MKP] anstatt 33nF
>- L1 und L4 470uH anstatt 100uH

Kann man machen.

>- R1 und R3 3,3k anstatt 1k [wegen der grösseren Spulen L1 und L4]

Hat damit wenig zu tun, ist aber OK.

>- Q1 und Q2 vom Typ IRF620 anstatt IRFZ24N

Nicht optimal, aber für kleinere Leistungen mit ein paar Watt OK.


>- L2 und L3 haben wie in der Referenzschaltung 10uH [bzw. sollten dies
>lt. http://mitglied.multimania.de/lvane/js_code/loop/loop.html haben,
>Eigenschaften sind: D = 37mm, d=7,5mm [wegen N=15 Windungen bei 0,5er
>Lackdraht]

Du hast also eigene Spulen gewickelt?

>- die Spulen L1 und L4 werden teilweise sehr warm [>40C]

Kein Problem

>- die MOSFETs werden sehr heiss [>80C, dann habe ich bisher immer
>abgeschaltet]

Dann sit was faul. Wahscheinlich schwingt deine Schaltung nicht sauber, 
weil deine Drosseln in Sättigung sind.

>- Im Leerlauf liegt an der Primärspule eine Spannung von etwa 28V [AC]
>an

Ist OK.

>- ich weiss nicht, ob's von Interesse ist, aber die beiden Koppelspulen
>L2 und L3 sind jeweils über einen Rest des Lackdrahts angeschlossen,
>dieser ist in beiden Fällen ca. 20cm lang [das sollte afaik aber keine
>Rolle spielen, oder ?]

OK.

>Ich würde mich gerne weiter mit dem Verfahren auseinander setzen, bin
>aber auf Hilfestellungen angewiesen.
>Freue mich daher über jegliche (konstruktive) Kritik.

Esrmal muss das DIng im Leerlauf sauber schwingen, das kann man leicht 
mit einem Oszilloskop messen. Dann misst man die Ausgangsspannung und 
damit den Koppelfaktor. Dann geht es weiter. Die MOSFETs sollten aber 
auf jeden Fall kühl bleiben, sonst stimmt was nicht.

Autor: Axel R. (Gast)
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This is it, what/how it should looks like ;)
http://skory.gylcomp.hu/rezonanstap3/konverter-0.JPG
thumbs up!

Autor: Martin S. (der_nachbauer)
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So, dann hier mal zwei Photos, einmal die Schaltung, einmal die Spulen 
in der Nahansicht.

@Michael:
- Jau, das ist die Schaltung aus dem von Dir genannten Post.
- Bei L1 und L4 handelt es sich um diese hier: 
http://www.reichelt.de/?ARTICLE=1127, die dürften bis zu 420 mA 
schlucken können.
- Das Oszi habe ich gerade erst wieder aus den Umzugskartons geholt, ich 
schaue mir das heute Abend nochmal damit an.

@Falk:
- Ich hoffe, die Bilder reichen zur Anschauung.
- Die Spannungen habe ich mit einem DMM gemessen, Oszi war bis jetzt 
noch nicht verfügbar (s.o.).
- Die Spulen habe ich selbst gewickelt [lies: versucht, jene selbst zu 
wickeln ;) ], dabei habe ich mich an der Seite in meinem letzten Post 
orientiert.

Schon einmal Danke für die Hinweise.

Autor: Falk B. (falk)
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@  Martin Schröer (der_nachbauer)

>- Bei L1 und L4 handelt es sich um diese hier:
>http://www.reichelt.de/?ARTICLE=1127, die dürften bis zu 420 mA
>schlucken können.

Soweit OK.

>- Ich hoffe, die Bilder reichen zur Anschauung.

Ja.

>- Die Spannungen habe ich mit einem DMM gemessen,

Das kannst du vergessen, das misst nur Unsinn bei den Frequenzen.

>- Die Spulen habe ich selbst gewickelt [lies: versucht, jene selbst zu
>wickeln ;) ], dabei habe ich mich an der Seite in meinem letzten Post
>orientiert.

Sieht soweit OK aus. Miss mal mit dem Oszi und berichte.

Autor: Winfried J. (Firma: Nisch-Aufzüge) (winne) Benutzerseite
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was ich mich die ganze zeit frage:

wenn das ergebnis mit dem AVR als oszillator so gut lief warum dann die 
resonanzschow mit royer.

War das ziel nicht ursprünglich rfid scpulen für eine Lufttransformator 
zu nutzen.

offenbar hat das Micha doch besser hinbekommen als ihm zunächst 
zugetraut wurde

@ Micha
Mich würde deine sinussynthese (schaltung und prog)interessieren 
Beitrag "Re: RFID Spulen für Leistungsübertragung?"
Das sieht doch ganz hübsch aus
Noch etwas regelschleife drann und das sollte ganz effektiv werden.
Zumal beim Akku Laden die Laste ja exp.abnimmt.
Außerdem solte man die Akkuladekennlinie nicht aus den Augen 
verlieren.....

Just my two cents

Autor: Martin S. (der_nachbauer)
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@ Winfried:

Oh, dagegen sagt ja niemand etwas.
Michas ursprünglicher Ansatz ist sicherlich ebenfalls sehr interessant, 
verwendet aber halt 'nen extra µC für die "Takterzeugung".

Darüber hinaus hat Falk in diesem Thread die "Referenzschaltung" unter 
Verwendung mit MOSFETs geposted; da sich meine Fragestellungen [wie auch 
die letzten von Micha, wenn ich nicht irre] auf diesen Beitrag beziehen, 
sollte es valide sein, auch über dieses Thema zu reden.

@ Falk:
Eines vorneweg - ich habe zu meiner Schande leider [noch] kein 
Labornetzgerät der Hobbywerkstatt, daher musste ich auf das 
zurückgreifen, was mir in die Finger fiel, was seinerseits einige 
Probleme gemacht hat.

[Btw - über die Empfehlung eines brauchbaren Labornetzgerätes (welches 
idealerweise auch die Hobbykasse schont) wäre ich dankbar.]

So habe ich den Aufbau nur mit einem 12V 1A Netzteil zum Laufen 
gebracht, bei zwei anderen Netzteilen mit 500 mA brach die Spannung 
dramatisch ein, so dass auch überhaupt kein "vernüftiges" 
Schwingverhalten mehr zustande kam. [Das führe ich mal auf die 
"Qualität" der Geräte zurück ?]

Unter Verwendung des genannten Netzteiles lief die Schaltung aber schon 
ganz anständig für einen ersten Versuch, wie auch die beiden anliegenden 
Screenshots demonstrieren.
[Kanal 1 (blau) zeigt dabei die Spannung an der Primär-, Kanal 2 (gelb) 
jene an der Sekundärspule.]

Es bleibt aber noch das Problem mit den MOSFETs - diese werden im 
Betrieb immer noch sehr heiss, so dass ich mich so nicht traue, die 
Schaltung länger in Betrieb zu halten.

Eine Kühlung wäre zwar denkbar, kann aber nicht den Königsweg 
darstellen.

Autor: Winfried J. (Firma: Nisch-Aufzüge) (winne) Benutzerseite
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mh? Sehe ich da heftige HF welche den Sinus so hässlich macht?
Das würde die Verluste an den FETs eventuell erklären?

Autor: Falk B. (falk)
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@  Winfried J. (Firma: Nisch-Aufzüge) (winne)

>mh? Sehe ich da heftige HF welche den Sinus so hässlich macht?
>Das würde die Verluste an den FETs eventuell erklären?

???
Du siehst das Rauschen eines Billigoszis.

Autor: Falk B. (falk)
Datum:

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@  Martin Schröer (der_nachbauer)

>Unter Verwendung des genannten Netzteiles lief die Schaltung aber schon
>ganz anständig für einen ersten Versuch, wie auch die beiden anliegenden
>Screenshots demonstrieren.

Sieht OK aus, hat auch deutlich mehr als 0,02 Koppelfaktor.

>Es bleibt aber noch das Problem mit den MOSFETs - diese werden im
>Betrieb immer noch sehr heiss,

Miss mal die Gatesignale.

>Eine Kühlung wäre zwar denkbar, kann aber nicht den Königsweg
>darstellen.

Nein, das wäre nur ein Zukleistern der Probleme.

Autor: Michael D. (etzen_michi)
Datum:

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Winfried J. schrieb:
> War das ziel nicht ursprünglich rfid scpulen für eine Lufttransformator
> zu nutzen.

Jupp und da bin ich auch noch bei.
Zwar schaffe ich es inzwischen mit den genannten Spulen biszu ca. 1Watt 
zu übertragen, allerdings wird auch bei ca. 2/3 - 1/3Watt die sekundäre 
Spule sehr schnell ausreichend war, dass die Windungen nichtmehr 
nebeneinander liegen sondern sich übereinander schieben.


Winfried J. schrieb:
> wenn das ergebnis mit dem AVR als oszillator so gut lief warum dann die
> resonanzschow mit royer.

Bis man es getestet hat, weiß man nicht welches System besser läuft.


Winfried J. schrieb:
> @ Micha
> Mich würde deine sinussynthese (schaltung und prog)interessieren
> Beitrag "Re: RFID Spulen für Leistungsübertragung?"

Ausgerechnet welchen Kondensator ich für die 10µH brauche um diesen auf 
125kHz schwingen zu lassen (glaube waren 150nF -> wurde inzwischen 
Zweckentfremdet), dann sind 125kHz 8µs/Periode, 1/4 davon steigt von 0V 
an also das eine Ende der Spule (weiß grad nichtmehr ob über ne Spule) 
an +12V das andere über einen NPN an Masse.

µC Programm gaanz einfach: 2µs NPN Transistor einschalten, 6µs 
abschalten -> Loop.


Martin Schröer schrieb:
> [Btw - über die Empfehlung eines brauchbaren Labornetzgerätes (welches
> idealerweise auch die Hobbykasse schont) wäre ich dankbar.]

Ich habe mir vor "kurzem" solch eines gekauft: 
Ebay-Artikel Nr. 151010486071
finde ich für den Preis super. Und ich muss sagen, das ich nicht selten 
alle drei Spannungen benötige.
Auch brauchte ich bereits sowohl 60V wie auch 10A (Eig. waren es 20A, 
die anderen 10A habe ich n Bleiakku zugenommen -> Bannanenstecker 
geschmolzen bei 4xStrom).
Das einzige was ich an dem Gerät ändern würde wären Mehrgangpotis für 
die Einstellungen, sowie eine leicht andere Hysterese für den 
Kühlerlüfter.

Autor: Winfried J. (Firma: Nisch-Aufzüge) (winne) Benutzerseite
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Ah klar das erlärt warum das so gut fuktioniert du schiebst wie bei 
einer schaukel für eine 1/4 periode das system an den rest schwingt es 
frei was die Verluste reduziert.

Wenn du jetzt noch die Spannung abtastest um die Phase zu ermitteln und 
von open loop auf PLL + PWM erwieters wird sich der Wirkungsgrad 
vermutlich noch weiter erhöhen.

gehe ich rcht in der annahme das du sekundär ebenfalls einen 
rsonanzkreis hast ?

Die ursache für die Erwärmung der sekundären Spule wird dan 
wahrscheinlich in einer deutlichen Fehlanpassung des R-Last an Z des 
sekundären Kreises zu suchenn sein.

Das Z eines resonannter Paralleschwingkreis geht gegen unendlich. Da 
sind
50 Ohm gar nichts und der großteil der Energie wird im Sekundären 
Schwinkreikreis verheizt. Lediglich die Güte dees Schwingkriese dämpft 
die Fehlanpassung.

Du  hast verschiedene Möglichkeiten

Mein erster Gedanke R-Last rauf. Dann sollte sich eine leichte 
Verbesserung ergeben. Zu Lasten des Stromes steigte die Spannung an bis 
der Wirkungsgrad im Sekundären Stromkreis 50%-Gütebedingte Verluste 
erreicht. Danach fällt der Strom schneller als die Spannung steigt.

Alternativ auf Serienresonanzkreis  -->> Z läuft gegen null

R-last fungiert als Dämpfung

Wirkungsgrad des sekundären Systems bleibt ebenfals irgendwo bei knapp 
unter 50 %  hängen.

Mein nächster Gedanke: Schau dir mal klassische Sperr und Flusswandler 
an, wie sie  Schaltnetzteilen Verwendung finden. Das sollte auch mit 
Luftspulen gehen. Ich würde mich primärseitig das µC Konzept 
vorantreiben(pwm_pll_regelung).
Zuvor aber die Anpassung auf der Sekundärseite verbessern.

Jetzt hast du mich angejuckt eventuell probiere ich da auch mal was.
Das Thema lag bei mir lange auf Eis so 30 Jahre aber µC sollte hier auch 
viel bringen.


In Hochstromtechnik wie Induktionsöfen und Schweissgeräten ist er schon 
lange eingezogen. Jetzt ist auch hier die Zeit gekommen die 
Freischwinger
durch geregelte Übertragung zu ersetzen.

Just my 2 cents

p.S.
Sorry damit will ich den Royer Fans nicht ihr Hobby zerreden, aber das 
ist die selbe Ära wie frei schwingende Eisenwandler mit Kippstufe. Hat 
nicht noch jemand einen elektromechanischen Zerhaker rumfliegen ?  ;)

Spass noch

Autor: Michael D. (etzen_michi)
Datum:

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Winfried J. schrieb:
> gehe ich rcht in der annahme das du sekundär ebenfalls einen
> rsonanzkreis hast ?

Jupp. Beide Kreise sind "ungefähr" auf Resonanz.
Ich muss noch ein wenig die Resonanz der Sekundären Spule anpassen, da 
diese (Last 25R ~ 120mA) bei hinzufügen von 200nF (zuvor 940nF) von 3,3V 
auf 3,8V anstieg.
Edit: Spannung gemessen hinter Gleichrichter, also ein wenig mehr 
Leistung als 1/2Watt.


Winfried J. schrieb:
> Du  hast verschiedene Möglichkeiten
>
> Mein erster Gedanke R-Last rauf.

R-Last wird nicht gaanz so einfach, da hier ein µC betrieben werden 
soll.
Ich habe auf der aktuellen Platine (Verbraucher) einen Linearregler mit 
0.3V Drop verwendet, da ich bei Messungen feststellen durfte, das bei 
höherer Belastung eine höhere Leistung erreicht wird.


Winfried J. schrieb:
> Alternativ auf Serienresonanzkreis  -->> Z läuft gegen null

Werde ich mir mal anschauen.


Winfried J. schrieb:
> Mein nächster Gedanke: Schau dir mal klassische Sperr und Flusswandler
> an,

Habe gerade mal Google Bilderssuche verwendet: Eintweder brauche ich 
eine Rückmeldung, oder es ist eig. das gleiche wie bei meinem µC System.



Heute werde ich mal die Freuenz ein wenig hochtreiben (mal schauen ob 
das die FETs mitmachen) und auch mal schauen was passiert, wenn ich zwei 
Spulen übereinander Parallel / in Reihe schalte.

Habe nebenbei mit der Magnetischen Halterung weitergemacht und dabei 
festgestellt, das die Spule nicht wie beworben 17mm sondern nur 13,5mm 
Außendurchmesser hat.
Daher habe ich die möglichkeit ggf. auch zwei dieser Spulen übereinander 
ein zu setzen.

Autor: Winfried J. (Firma: Nisch-Aufzüge) (winne) Benutzerseite
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Die Rückmeldung dient in erster Linie der mitkopplung des kippstufe

Den Teil meint ich nicht wenn dein µC taktet, aber sinnlos wäre es nicht 
dieses über den µC auszuwerten und mittels PWM  eine PLL aufzubauen.

Ich meinte die Gleichrichtung

http://de.wikipedia.org/wiki/Sperrwandler
http://de.wikipedia.org/wiki/Eintaktflusswandler
http://de.wikipedia.org/wiki/Gegentaktflusswandler

Dabei geht es darum in welcher Phase die Last entommen wird und wie sich 
das auswirkt.

Beim klassischen Sperrwandler dient der Kern als speicher bei Luftspulen 
entfällt der Energiespeichernde Kern deshalb kann die Energie nur dem 
Kondensator entnommen werden. Beim Flusswandler sieht die Sache anders 
aus.

Aber schau dir das mal selbst an.

Autor: Falk B. (falk)
Datum:

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@  Winfried J. (Firma: Nisch-Aufzüge) (winne)

>Ah klar das erlärt warum das so gut fuktioniert du schiebst wie bei
>einer schaukel für eine 1/4 periode das system an den rest schwingt es
>frei was die Verluste reduziert.

Ja, aber wenn man die Schaukel nicht sychron anschiebt, gibt es wie 
satte Verluste.

[Nähkästchen]
Der Grund, warum ich vor einigen Jahren nach einem Resonanzwandler 
gesucht und den Royer gefunden habe war, dass in einem kommerziellen, 
professionellen Gerät genau so eine Bastelschaltung mit NE555, Spule und 
fettem MOSFET drin war. Die hat logischerweise viele Probleme gemacht, 
wurde dreimal überarbeitet (nicht von mir!), am Ende sogar Taktung per 
Quarz, ging immer noch nicht gut. Am Ende hab ich sie weggeschmissen und 
durch den Royer ersetzt, der einfach nur gerockt hat! Später hab ich den 
Artikel geschrieben, um der Nachwelt meine gesammelten Informationen und 
Erfahrungen zu erhalten.
[/Nähkästchen]

>Wenn du jetzt noch die Spannung abtastest um die Phase zu ermitteln und
>von open loop auf PLL + PWM erwieters wird sich der Wirkungsgrad
>vermutlich noch weiter erhöhen.

Im Prinzip schon, aber dazu braucht es deutlich mehr Know How.

>Das Z eines resonannter Paralleschwingkreis geht gegen unendlich.

In der Theorie. In der Praxis begrenzt die Spulengüte den maimalen 
Widerstand, und das auf recht irdische Werte.

>50 Ohm gar nichts und der großteil der Energie wird im Sekundären
>Schwinkreikreis verheizt. Lediglich die Güte dees Schwingkriese dämpft
>die Fehlanpassung.

Die Fehlanpassung ist hier gar nicht das Problem, sondern die Resonanz 
mit daraus resultierenden hohen Strömen.

>Alternativ auf Serienresonanzkreis  -->> Z läuft gegen null

Eben.

>R-last fungiert als Dämpfung

>Wirkungsgrad des sekundären Systems bleibt ebenfals irgendwo bei knapp
>unter 50 %  hängen.

Nö. Solche resonanzkompensierten Systeme erreichen bei den Profis 
Wirkungsgrade von 90%.

>Mein nächster Gedanke: Schau dir mal klassische Sperr und Flusswandler
>an, wie sie  Schaltnetzteilen Verwendung finden. Das sollte auch mit
>Luftspulen gehen.

Jaja, schau du sie dir erstmal an. Dann wirst du schnell feststellen, 
warum der Royer Converter da deutlich im Vorteil ist.

http://www.mikrocontroller.net/articles/Royer_Converter#Aufbau_und_Eigenschaften

Und diese lapidare Aussage, Sperrwandler kann das auch, warte seit 
Jahren auf ihren Beweis!

Beitrag "Ferrit-Topfkern"

> Ich würde mich primärseitig das µC Konzept
>vorantreiben(pwm_pll_regelung).
>Zuvor aber die Anpassung auf der Sekundärseite verbessern.

"Wer fliegen will, muss erst einmal laufen lernen. Man kann nicht mit 
dem Fliegen anfangen."

Friedrich Nietzsch.

>Das Thema lag bei mir lange auf Eis so 30 Jahre aber µC sollte hier auch
>viel bringen.

Klar, er löst alle Probleme und ersetzt vollständig Hintergrundwissen . 
. .

>In Hochstromtechnik wie Induktionsöfen und Schweissgeräten ist er schon
>lange eingezogen.

Sicher, aber dazu braucht es eine gehörige Portion Know How. Der Herr 
Royer ist da deutlich einfacher. Wenn man den mal halbwegs zum Laufen 
gebraucht hat, kann man vielleicht in diese Richtung weiter gehen. 
Umgekehrt sehe ich das deutlich aufwändiger. Denn es artet nur in wildes 
Basteln aus.

>Jetzt ist auch hier die Zeit gekommen die
>Freischwinger
>durch geregelte Übertragung zu ersetzen.

Na dann mach mal und berichte von deinen Ergebnissen.

Autor: Winfried J. (Firma: Nisch-Aufzüge) (winne) Benutzerseite
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@falk

nu sei mal nicht so anggepisst zu 90% hätte ich nicht gegriffen.

Ansonsten gilt wie so oft im Leben: "Verschiedene Wege führen nach Rom."

Das mit dem Synchronen anschubsen hat er deutlich besser hinbekommen als 
ich erwartet hätte. Hier könnte er mit PLL und PWM deutlich schneller 
vorankomme als damit unter dynamischer Last mehrere Schwingungsysteme in 
Reihe in Resonanz zu halten.

Das schmälert doch in keinster weise deinen Erfolg und auch nicht deine 
Leistung.


Das ein tumper 555 keinen bessern Gang  aufweist als ein frisch von der
Birke geschnitztes Metronom ist nun kein Argument.

Der Freischwinger regelt sich in gewissen Grenzen selbst über seinen 
Wirkungsgrad. Aaber in einem µC Forum darf man doch auch mal weiter 
denken, oder?

Schönen Sonntag noch ich fahr jetzt mal auf eine meiner Baustellen 
schauen was da geht und am Abend  ist dann wieder meine Liftsteurung 
drann. Wenn dann mal Zeit ist werd ich auch noch mal über die 
"Trivialitäten" eines kernlosen Transformators und seine effektive 
Einbindung in ein Energieübertragungskonzept nachdenken ;)

Namaste

Autor: Falk B. (falk)
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@  Winfried J. (Firma: Nisch-Aufzüge) (winne)

>Das mit dem Synchronen anschubsen hat er deutlich besser hinbekommen als
>ich erwartet hätte.

Was eher als Zufallstreffer zu werten ist.

> Hier könnte er mit PLL und PWM deutlich schneller
>vorankomme als damit unter dynamischer Last mehrere Schwingungsysteme in
>Reihe in Resonanz zu halten.

Sehe ich nicht so.

>Das schmälert doch in keinster weise deinen Erfolg und auch nicht deine
>Leistung.

Darum geht es gar nicht.

>Wirkungsgrad. Aaber in einem µC Forum darf man doch auch mal weiter
>denken, oder?

Ja, aber . . .

>drann. Wenn dann mal Zeit ist werd ich auch noch mal über die
>"Trivialitäten" eines kernlosen Transformators und seine effektive
>Einbindung in ein Energieübertragungskonzept nachdenken ;)

Jaja, HIER liegt nämlich das Problem. Sobald die Leute mal SUBSTANZ 
beisteuern sollen, ist plötzlich keine Zeit mehr da. Aber Hauptsache 
viel geredet. Siehe meine Links am vorherigen Beitrag.

Schönen, sonnigen Sonntag
Falk

Autor: Martin S. (der_nachbauer)
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Hallo miteinander.
Hier ist in der verhältnismässig kurzen Zwischenzeit ja einiges 
passiert.

@ Falk:
Taten statt Worte !
Anliegend ein paar interessante Messungen der Gatesignale - irgendwas 
stört da augenscheinlich gewaltig in der Anstiegsphase von Q2, wie man 
in den beiden verrauschten Screenshots meines Billigoszis gut erkennen 
kann ;)
Hast Du einen direkten Tip, wie ich da weiter vorgehen kann ?

@ Michael:
Danke für den Hinweis auf das Netzgerät.
Das sieht sehr interessant aus, ist aber schon etwas über meinen 
Vorstellungen.
Lustigerweise sympathisiere ich derzeit mit dem kleineren 
Schwestermodell bei demselben Anbieter.
Dennoch, wenn das Hobbysäckle mal wieder praller gefüllt ist, könnte ich 
mir die Anschaffung des "Grossen" auch noch vorstellen - danke also 
nochmals für Deine Infos.

Autor: Simon K. (simon) Benutzerseite
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Da hier Tastköpfe zusammen mit offenen Induktivitäten im Spiel sind: 
Zeige deinen Messaufbau! Auf keinen Fall die Masseklemme verwenden, 
sondern die Massefeder. Vermutlich misst du da Sachen, die nicht da 
sind.

Autor: Falk B. (falk)
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@  Martin Schröer (der_nachbauer)

>Hast Du einen direkten Tip, wie ich da weiter vorgehen kann ?

Deine Gatesignale sind zu klein. nur etwas mehr als 4V sind für diese 
MOSFETs zu wenig, die wollen eher 10-15V sehen. Du hast die falschen 
Z-Dioden an den Gates, nimm mal 12V oder so. Und natürlich 12V 
Betriebsspannung. 1K Pull Up am Gate ist auch besser bei 100kHz, knapp 
2us Anstiegszeit sind zuviel.

Ergo. Einfach 1:1 nachbauen und nicht modifizieren, dann klappt's 
auch.

Das HF-Klingeln ist zwar nicht so schön, aber auch nicht sooo kritisch.

Autor: Martin S. (der_nachbauer)
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@ Falk:

> Deine Gatesignale sind zu klein. nur etwas mehr als 4V sind für diese
> MOSFETs zu wenig, die wollen eher 10-15V sehen. Du hast die falschen
> Z-Dioden an den Gates, nimm mal 12V oder so. Und natürlich 12V
> Betriebsspannung. 1K Pull Up am Gate ist auch besser bei 100kHz, knapp
> 2us Anstiegszeit sind zuviel.
>
> Ergo. Einfach 1:1 nachbauen und nicht modifizieren, dann klappt's
> auch.

Moment ?
Da sind doch gar keine Zener drin ?

Aber anschauen werd' ich mir das auf jeden Fall nochmal.

Autor: Falk B. (falk)
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@  Martin Schröer (der_nachbauer)

>Da sind doch gar keine Zener drin ?

Ohh, stimmt ;-)
Aber dann müssen die Gatesignale erst recht 12V erreichen. 
Wahrscheinlich sind die Pull-Ups deutlich zu hochohmig, vielleicht 
deutlich mehr als 3k3.

Autor: Michael D. (etzen_michi)
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Habe mal ein wenig mit Reihen / Parallelschaltung zweier Spulen 
probiert, um der Erhitzung mit masse entgegen zu wirken (war besonders 
schlimm bei geringerer Last).

Ergebniss (Spulen jeweils übereinander gelegt) jeweils stark verbesserte 
Effizienz und die Spule wird weniger Warm.

Habe jetzt erstmal angefragt, dass mir ein paar Spulen mit welchen ich 
dann weitertesten kann gewickelt werden.


Und nun nochmal die Frage, weswegen ich gerade schreiben.

Im Artikel über den RoyerConverter steht:
>Einsatz von Ferritkernen (Schalenkerne, Stäbe etc.) zur Bündelung des 
Magnetfeldes

Würde es hier schon helfen wenn ich ein 0,3mm durchmesser mit 0,5mm höhe 
großes Ferritstäbchen in die Spule stelle? (Sekundär)
Sollte der Kern vielleicht ein wenig länger sein zb. 5mm bei 0,5mm hoher 
Spule?

Und um nochmal zu zeigen, das ich mich aksolut nicht mit dieser Materie 
auskenne: Sollte dieser einen hohen oder geringen AL Wert haben?
Würde wohl diesen ein wenig bearbeiten, sodass er passt.
http://www.spulen.com/shop/product_info.php?products_id=749

Autor: Martin S. (der_nachbauer)
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@ Michael:
Was das Laiendasein betrifft, kann ich mich bildhaft an Deine Schulter 
lehnen - ich besitze in diesen Themen kein nennenswertes Vorwissen, 
lediglich den Ehrgeiz, etwas Neues zu lernen.
Müssen wir also Falk weiter etwas löchern ;)

@ Falk:
Es scheint jetzt so, als seien die gröbsten Schnitzer behoben [siehe 
Anlagen] - die Spannungen in der Sekundärspule sehen auch schon ganz 
ordentlich aus.
Und ich habe mal die Gelegenheit genutzt, mich ein wenig mit (LT)Spice 
auseinander zu setzen; der Vergleich zwischen Simulation und Messung 
sieht auch gut aus.
Danke für Deine Geduld !

Autor: Falk B. (falk)
Datum:

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@Martin Schröer (der_nachbauer)

>lehnen - ich besitze in diesen Themen kein nennenswertes Vorwissen,
>lediglich den Ehrgeiz, etwas Neues zu lernen.

Schon mal gut.

>Es scheint jetzt so, als seien die gröbsten Schnitzer behoben [siehe
>Anlagen]

Was hast du geändert?

> - die Spannungen in der Sekundärspule sehen auch schon ganz
>ordentlich aus.

Ja, deutlich besser. Wie man aber sieht, ist bei Laden und Entladen der 
MOSFETs eine deutliche Plateauphase sichtbar, da kommt von der relativ 
großen Eingangskapazität der MOSFETs.

Autor: Falk B. (falk)
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@  Michael D. (etzen_michi)

>Habe mal ein wenig mit Reihen / Parallelschaltung zweier Spulen
>probiert, um der Erhitzung mit masse entgegen zu wirken (war besonders
>schlimm bei geringerer Last).

Was soll denn der Käse?

>Würde es hier schon helfen wenn ich ein 0,3mm durchmesser mit 0,5mm höhe
>großes Ferritstäbchen in die Spule stelle? (Sekundär)

Was sollen solche Ferritkrümel bewirken? Die Plättchen sind schon recht 
gut, die professionellen Qi Ladespulen machen es auch so. Dein Problem 
ist u.a. der viel zu dünne Draht.

>Und um nochmal zu zeigen, das ich mich aksolut nicht mit dieser Materie
>auskenne:

;-)
Meisten versuchen die Leute hier das Gegenteil zu behaupten.

> Sollte dieser einen hohen oder geringen AL Wert haben?

Hohen.

>Würde wohl diesen ein wenig bearbeiten, sodass er passt.
>http://www.spulen.com/shop/product_info.php?products_id=749

Bringt nichts.

Autor: Michael D. (etzen_michi)
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Falk Brunner schrieb:
>>Habe mal ein wenig mit Reihen / Parallelschaltung zweier Spulen
>>probiert, um der Erhitzung mit masse entgegen zu wirken (war besonders
>>schlimm bei geringerer Last).
> Was soll denn der Käse?

Testen, was ich gegen die extreme Erhitzung der Sekundärspule tun kann.
So wie sie sich bisher erhitzt hatte konnte ich das System nicht 
verwenden, da sie sich nach ca. 2Minuten so stark erhitzt hatte, dass 
die einzelnen Wicklungen begangen sich übereinander zu schieben.


Falk Brunner schrieb:
> Was sollen solche Ferritkrümel bewirken? Die Plättchen sind schon recht
> gut, die professionellen Qi Ladespulen machen es auch so. Dein Problem
> ist u.a. der viel zu dünne Draht.

Bewirken soll er eine leicht höhere Effizienz. Daher das ich keine 
Ahnung habe, ob er das auch tun würde frage ich nach.
Aktuell hat der Draht einen Durchmesser von 0,3mm.
Diesbezüglich habe ich gestern auch eine Spule mit doppeltem Querschnitt 
angefragt.

Autor: Martin S. (der_nachbauer)
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@ Falk:
>
> Was hast du geändert?
>

Im Wesentlichen die Widerstände von 3k3 auf 1k geändert.

Autor: Falk B. (falk)
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Und im Unwesentlichen?

Autor: Martin S. (der_nachbauer)
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;)

Die Leitungen zu den Widerständen neu gesetzt.
Das war das aber auch schon alles (versprochen !).

Wenn mich Frau und Kind lassen, mache ich mich als nächstes an den 
Aufbau der Sekundärseite [Gleichrichter & Co.].

Autor: Martin S. (der_nachbauer)
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Da hätte ich nochmal ein Thema, welches schon häufiger hier angekratzt 
wurde - leider bisher nie wirklich mit aufschlussreichen Rückmeldungen:

Datenübertragung mit dem Royer Converter.

Falk, wenn ich Deine Beiträge in diversen anderen Freds recht erinnere, 
hast Du auf einen Ansatz verwiesen, bei dem die komplette 
Versorgungsspannung auf der Primärseite moduliert wird [z.B. LM317, 
Referenzwiderstand + durch BC337 zuzuschaltender Widerstand für die 
Modulation].

[ Gefunden, war hier: 
Beitrag "Re: Drahtlos Akku laden und Daten übertragen" ]

Die Seite ist weitestgehend klar, aber wie steht's um den Empfang auf 
der Sekundärseite ? Im Referenzaufbau habe ich da einen einfachen 
Brückengleichrichter mit zwei Schottkies und kleinen Cs, sehe ich das 
richtig, dass man dort einfach die gleichgerichtete Spannung hinter den 
Dioden mit einem ADC [hinter einem entsprechenden Spannungsteiler] 
misst, um die Nutzdaten zu demodulieren ?

Wie sieht's beim Umschalten auf der Primärseite eigentlich mit dem 
Einschwingverhalten aus - wie schnell reagiert der Spannungspegel in den 
Übertragungsspulen auf die Modulation ?

Kann ich - unter Berücksichtigung von Nyquist / Shannon - die Modulation 
mit Frequenzen bis (fast) fRoyer / 2 betreiben ?

-----

P.S.: Ich entschuldige mich, dass ich bisher noch die Strom - / 
Effizienzmessung meines Aufbaus schuldig geblieben bin; mir fehlen noch 
geeignete (Last-)Widerstände [sind jedoch im Zulauf aus Sande], ich 
konnte daher bisher nur gepfuschte Messungen versuchen, die teils 
"abgefahrene" Werte hervorgebracht haben.

Gibt's einen Tipp, was man probeweise sonst noch so als halbwegs 
geeignete Last verwenden könnte ?

Autor: Michael D. (etzen_michi)
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Martin Schröer schrieb:
> Datenübertragung mit dem Royer Converter.

Wird bei mir los gehen, sobald meine angeforderten Spulen angekommen 
sind.

Ich habe mir das (bei mir) so vorgestellt, das ich über PNP pder P-Fets 
die Versorgung zwischen zwei Verschiedenen Spannungen hin und her 
schalte.

Ggf. kann man ja für eine schnellere "Pegelanpassung" kurz die 
Versorgung komplett abschalten und dann die geringere anwählen.

Sekundär habe ich an der Spule eine Diode und dann ein Hochpass.

Mal schauen was am Ende bei raus kommt.

Wenn das nicht funktioniert, muss ich wohl oder übel wie du schon sagst 
die Spannung über die Spule messen.

Autor: Falk B. (falk)
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@  Martin Schröer (der_nachbauer)

>Die Seite ist weitestgehend klar, aber wie steht's um den Empfang auf
>der Sekundärseite ? Im Referenzaufbau habe ich da einen einfachen
>Brückengleichrichter mit zwei Schottkies und kleinen Cs, sehe ich das
>richtig, dass man dort einfach die gleichgerichtete Spannung hinter den
>Dioden mit einem ADC [hinter einem entsprechenden Spannungsteiler]
>misst, um die Nutzdaten zu demodulieren ?

Naja, demodulieren sollte man sinnvollerweise noch analog, eine Diode + 
passender Kondensotor + paralleler Widerstand, klassischer 
Spitzwertdetektor. Das demodulierte Signal schickt man dann zum 
Mikrocontroller.

>Wie sieht's beim Umschalten auf der Primärseite eigentlich mit dem
>Einschwingverhalten aus - wie schnell reagiert der Spannungspegel in den
>Übertragungsspulen auf die Modulation ?

Hängt von vielen Parametern ab, Filterdrossel am Royer Converter, 
Hauptinduktivität im Trafos, Streuinduktivität.

>Kann ich - unter Berücksichtigung von Nyquist / Shannon - die Modulation
>mit Frequenzen bis (fast) fRoyer / 2 betreiben ?

Theoretisch ja, praktisch wirst du wahrscheinlich mit viel Mühe 
vielleicht auf gerade mal 1/10 rankommen.

>Gibt's einen Tipp, was man probeweise sonst noch so als halbwegs
>geeignete Last verwenden könnte ?

Einfache Widerstände.

Autor: Martin S. (der_nachbauer)
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@ Michael:
Stimmt ja, Du verwendet die Spulen von Würth ?
Mir reichen für meinen Probeaufbau die selbst gewickelten - bin auch von 
deren "Leistung" so weit recht positiv überrascht.
So wie Du es beschreibst, wird Deine Primärseite - was die 
Datenübertragung betrifft - ja ein ähnliches Prinzip verfolgen, wie auch 
ich es versuchen will.
Bin ja mal gespannt, wie das wird.
Infrarot mag leichter zu implementieren sein, aber das ist sicher nicht 
so elegant.

@ Falk:
Ja, das mit der Demodulation hattest Du auch schon mal mit dem 
Schlagwort "Detektorradio" in einem anderen Fred geschrieben - hast Du 
zu dem Thema ggf. noch einen Link ?

Maximale Frequenz des Senders wird sich dann zeigen, ich plane die 
Modulation mit einem geeigneten uC vorzunehmen und mich bei der Frequenz 
dann langsam hochzutasten.

Warten wir ab und hoffen das Beste, liebe Leser ;)

Autor: ar. (Gast)
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ich würde die Phase bei 0->1 Sprung umpolen, nicht die Betriebsspannung 
modulieren.
Dazu die Schaltung mit einem IR2153.
http://www.mikrocontroller.net/part/IR2153

Hinweis: das hat dann nichts mehr mit einem Royer-Converter zu tun.
Da die Streuinduktivität integraler Bestandteil des serienresonanz 
reglers ist, ist es einen Versuch wert, oder?
Bei mir läuft sie Schaltung als Transverter im LED Belichter it 
ausgezeichnetem wirkungsgrad! Allerdings nicht als Luftsule, sondern auf 
einem RM4(änlich) Kern.
Da ich keinen 2153 zur Hand hatte, nahm ich einen B(NE)555 und einen 
IR2184.

Wird dann aber schon wieder aufregend und kompliziert. ;)
Somit wäre die Genialität der Einfachheit des Royer Converter dahin.
Soll ja auch nur ein Gedankenanstoß sein.
Dei Daten könnte man über zwei Flip-Flops mit dem Takt des 555 
synchronisieren. Ich hatte das alles schonmal durchgerechnet bei Freenet 
online gestellt. Ging im Zusammenhang mit Propellerclocks usw. War ja 
eine Zeit lang sehr angesagt.
Evtl.findet man meine "fertige" Schaltung hier im Forum noch, wenn man 
nach Propellerclock und axelr. sucht? :)

Schönen Abend und schönes WE
Axelr.

Autor: Falk B. (falk)
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Autor: Winfried J. (Firma: Nisch-Aufzüge) (winne) Benutzerseite
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Nur um den Falk ein bisserl zu kitzeln  ;)

Ein µC würde PSK nebenher erlauben und den Rückkanal kann man auch 
gleich erschlagen, wenn der µc eine Pause macht um  der Sekundärseite 
die Chance einzuräumen ihrerseits aus dem Akku einen Impuls (PWM) oder 
Burst zu schicken.
Hier wäre dan ein halbdulexverfahren machbar der jewilige  Sender 
betätigt gleichzeitig wie die beim PTT im Funk den eigenen  SE 
Umschalter.

Alternativ kann man sicher auch in der Standard-RFID-Technik einwenig 
abschauen. z.B. machte man es wie dort und bedämpft einfach den 
sekundärärkreis für den rückanal. Die AM läst sich dann am Primärkreis 
ebenfals detektieren.
Das ginge sogar ohne µC mit dem beliebten Detektor am ebenso beliebten 
Royer.

Ich hoffe das versöhnt unseren Falk etwas ;)

Namaste

Autor: Martin S. (der_nachbauer)
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So, ich habe es dann auch endlich mal geschafft, erste Messungen 
vorzunehmen.

@ Falk:
Normale Widerstände mögen funktionieren, stinken aber auch schnell ;)
Ich habe daher für die folgenden Werte einen "dickeren" 10R Widerstand 
aus der  Bastelkiste [2W Type ?] eingesetzt.

Dabei heraus gekommen sind die folgenden Werte:
U_in = 12V
I_in = 2.2A [Was mich ein wenig gewundert hat, geliefert wird dieser 
Strom von einem "Tischnetzgerät", welches eine Angabe von "1A 12VA" 
ziert, kann mir das jemand erklären ?]
U_out = 7V
I_out = 0.75A

Macht summa summarum 26.4 vs. 5.25W, also ein Wirkungsgrad von knapp 
20%.
Für einen ersten Versuch nicht doll, aber so eben zufrieden stellend.

Ich habe natürlich auch prompt versucht, die Sache mit dem 
Parallelschwingkreis einzusetzen; seltsamerweise verschlechterte sich 
der Wirkungsgrad dabei auf U_out = 5.2V und I_out = 0.5A.
[edit: bei I_in = 1.3A, U_in = 11.7V ?]
[edit2: insbesondere ist seltsam, dass die U_out sinkt, bei Dir (Falk) 
ist sie doch durch Verwendung des Parallelschwingkreises gestiegen ?]
Ich hatte dazu denselben 100nF C wie auf der Primärseite parallel vor 
den Gleichrichter in die Sekundärseite gesetzt.

Ansätze zur Optimierung sind natürlich herzlichst erwünscht.

Autor: Martin S. (der_nachbauer)
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Ich habe mich mit den Überlegungen zur Datenübertragung zunächst einmal 
von der realen Implementierung weg hin zur Simulation gewandt, um ein 
paar Aspekte durchspielen zu können, bevor ich den Testaufbau 
entsprechend verändere.

Dabei sind mir ein paar Dinge aufgefallen, die ich gerne diskutieren 
würde:

- Ursprünglich hatte ich 470uH Spulen in meinem Aufbau.
Mir war aufgefallen, dass diese bei einer Änderung der 
Versorgungsspannung zur Modulation eines Nutzdatenstroms unangenehm 
lange zum Einschwingen brauchen.
Ich hatte die Spulen also zunächst durch kleinere [100uH, wie in Falks 
ursprünglichem Design] geändert, war dann aber noch einen Schritt weiter 
gegangen und habe die Induktivität auf 50uH reduziert [konkret durch 
Parallelschaltung zweier 100'er].
Dies ergab ein sehr günstiges Schwingverhalten im Primärkreis.

Kann man das auch real so machen, oder gibt es da irgendwelche möglichen 
Probleme ?

- Ich hatte ferner beobachtet, dass die Schaltung beim Einschwingen 
direkt nach dem Einschalten teilweise sehr hohe Spannungen (Peak > 140V 
!) zu produzieren scheint:
   - ist das realistisch ?
[Ich verwende für das "Umschalten" der Vcc eine PWL Datei, dabei räume 
ich Vcc beim Einschalten und Umschalten 2ns ein]
   - der MKT Kondensator am Primärschwingkreis ist mit 100nF / 63V 
angegeben; diese Peaks dürften den Kleinen dann überfordern, oder ?

- Wie schon oben erwähnt, habe ich die Schaltvorgänge bei der Modulation 
mit 2ns in der PWL Datei vorgegeben. Da dies im Aufbau schlussendlich 
durch die Kombination von LM317 + BC337 [der einen entsprechenden 
zusätzlichen Widerstand an ADJ zuschaltet] passieren soll, stellt sich 
die Frage, wie schnell der LM317 auf eine Änderung an ADJ reagieren 
kann. Im Datenblatt habe ich leider nichts dazu erkannt.

- Den Aufbau mit LM317 + BC337 konnte ich in der Simulation leider nicht 
verwenden, da dieser - je nach Quelle der Beschreibung des LM317 - 
leider nur unsinnige Ergebnisse produziert: Je nach Modell bricht die 
Spannung von den erwarteten 12V auf ca. 5V ein, wenn ich sie mit dem 
Royer-Schaltkreis verbinde, oder fängt an zu schwingen.
Das kann doch eigentlich nicht richtig sein ?

Liegt das an LTSpice / dem Modell oder ist dieses Verhalten tatsächlich 
anzunehmen ?

Autor: Falk B. (falk)
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@  Martin Schröer (der_nachbauer)

>U_in = 12V
>I_in = 2.2A [Was mich ein wenig gewundert hat, geliefert wird dieser
>Strom von einem "Tischnetzgerät", welches eine Angabe von "1A 12VA"
>ziert, kann mir das jemand erklären ?]

Wer viel mist, mist Mist.

>U_out = 7V
>I_out = 0.75A

>Macht summa summarum 26.4 vs. 5.25W, also ein Wirkungsgrad von knapp
>20%.
>Für einen ersten Versuch nicht doll, aber so eben zufrieden stellend.

Sehe ich auch so.

>Ich habe natürlich auch prompt versucht, die Sache mit dem
>Parallelschwingkreis einzusetzen; seltsamerweise verschlechterte sich
>der Wirkungsgrad dabei auf U_out = 5.2V und I_out = 0.5A.

Komisch.

>[edit: bei I_in = 1.3A, U_in = 11.7V ?]
>[edit2: insbesondere ist seltsam, dass die U_out sinkt, bei Dir (Falk)
>ist sie doch durch Verwendung des Parallelschwingkreises gestiegen ?]

Vielleicht einen komischen Arbeitspunkt erwischt?

>Ich hatte dazu denselben 100nF C wie auf der Primärseite parallel vor
>den Gleichrichter in die Sekundärseite gesetzt.

Ist OK.

>Ansätze zur Optimierung sind natürlich herzlichst erwünscht.

Dazu braucht man mehr Indformationen.

Beitrag "Re: RFID Spulen für Leistungsübertragung?"
Beitrag "Re: RFID Spulen für Leistungsübertragung?"

0,5mm Draht, naja, geht so. Aber wie sind sie geometrisch zueinander 
angeordnet? Abstand? Wahrscheinlich hast du keine Ferrite zur 
Feldführung und damit zur Verbesserung der Kopplung.

Autor: Martin S. (der_nachbauer)
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Aktuell beträgt der Abstand nach letzten Änderungen etwa 12mm, die 
beiden Spulen sind dabei weitestgehend direkt übereinander angeordnet.

Wenn Du schreibst, dass .5er Draht "so geht", was wäre denn besser 
geeignet ? 1mm starker Cu-Draht ?

Und bitte wirf auch einen Blick auf meinen letzten Post - insbesondere 
zur Frage nach der Dimensionierung der Drosselspulen hätte ich gerne 
eine Aussage.

Autor: Falk B. (falk)
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@  Martin Schröer (der_nachbauer)

>- Ursprünglich hatte ich 470uH Spulen in meinem Aufbau.
>Mir war aufgefallen, dass diese bei einer Änderung der
>Versorgungsspannung zur Modulation eines Nutzdatenstroms unangenehm
>lange zum Einschwingen brauchen.

Logisch. Ein Spule ist bestrebt, eine Stromänderung zu verlangsamen.

>gegangen und habe die Induktivität auf 50uH reduziert [konkret durch
>Parallelschaltung zweier 100'er].
>Dies ergab ein sehr günstiges Schwingverhalten im Primärkreis.

Siehst du.

>Kann man das auch real so machen, oder gibt es da irgendwelche möglichen
>Probleme ?

Die Induktivität muss aus Sicht der Modulation so klein wie möglich und 
so groß wie nötig sein.

Als die minimale Größe kann ma abschätzen, wie hier im Artikel.

http://www.serious-technology.de/ernsthafter_wandler.htm#Berechnung%20der%20korrekten%20Spule

Also, je mehr Stromschwankung man zulässt, umso kleiner kann L1 werden.

>- Ich hatte ferner beobachtet, dass die Schaltung beim Einschwingen
>direkt nach dem Einschalten teilweise sehr hohe Spannungen (Peak > 140V
>!) zu produzieren scheint:
>   - ist das realistisch ?

Glaub ich nicht, das ist ein Simulationsartefakt.

>[Ich verwende für das "Umschalten" der Vcc eine PWL Datei, dabei räume
>ich Vcc beim Einschalten und Umschalten 2ns ein]

Wie großzügig ;-)

>   - der MKT Kondensator am Primärschwingkreis ist mit 100nF / 63V
> angegeben; diese Peaks dürften den Kleinen dann überfordern, oder ?

Nein, ausserdem spielt das in der Simulation keine Rolle ;-)
MK_T_ ist nicht gut, dur brauchst MK_P_ oder FK_P_, siehe Artikel 
Royer Converter.

>die Frage, wie schnell der LM317 auf eine Änderung an ADJ reagieren
>kann. Im Datenblatt habe ich leider nichts dazu erkannt.

Rechne mal mit 1-10µs Anstiegszeit.

>Liegt das an LTSpice / dem Modell oder ist dieses Verhalten tatsächlich
>anzunehmen ?

Wahrscheinlich am Modell sowie deiner Schaltung. Simulation ist nicht 
immer so einfach wie man glaubt.

Autor: Martin S. (der_nachbauer)
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- Argh, typo: Natürlich sind MKP Kondensatoren verwendet worden, keine 
MKT.

- Bei der Spannung dachte ich schon an einen realen Aufbau, aber wenn Du 
auch der Meinung bist, dass es sich bei den gewaltigen Peaks eher um 
Artefakte handelt, bin ich ja beruhigt.

- Bei der Reaktionszeit des LM317 habe ich mich auf 20us eingeschossen - 
diesen Wert habe ich nach einigen Suchen ein paarmal gelesen, es bleibt 
natürlich fraglich, wie verlässlich die Angabe ist. Sollte aber genügend 
Puffer bieten, um den realen Wert halbwegs zu fassen.

- Das seltsame Schwingverhalten / der Spannungseinbruch des LM317 in der 
Simulation hielt ich auch für unsinnig, deswegen habe ich schlussendlich 
die PWL Datei verwendet und nicht die Simulation des entsprechenden 
Schaltungsteils.

Ich schaue mal, wann ich die Änderungen real aufbauen kann und melde 
mich dann mit ein paar "echten" Messungen.

Danke für die Antworten.

Autor: Martin S. (der_nachbauer)
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Da fällt mir auf - eine Antwort bist Du mir noch schuldig geblieben.

Der Spulendraht.
Würdest Du einen dickeren Draht vorschlagen, oder wie ist das "naja" 
bzgl. des von mir verwendeten 0.5mm Drahtes zu verstehen ?

Autor: Martin S. (der_nachbauer)
Datum:

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bump

Für alle Interessierten:
Ich bin zumindest immer noch dabei - durch Zeitmangel jedoch immer nur 
ein paar Stunden im Monat.

Aktueller Stand:
Signal wird aufmoduliert und auf der Gegenseite wieder demoduliert und 
durch einen LM324 "auf Pegel gebracht".
Nächster Schritt ist die Implementierung eines einfachen 
Binärprotokolls.

Autor: Marc S. (Gast)
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Angehängte Dateien:

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Hallo,

ich bin neu hier im Forum und habe eine Frage zum modifizierten Royer 
Converter mit Mosfets ;-)

Mein Ziel ist es eine induktive Energieübertagung zum Laden von 
Superkondensatoren zu realisieren. Diese sollen Sekudär mit 3A -4A 
geladen werden, bei einem Spulenabstand von ca 0.7 bis maximal 1cm...

Nun habe ich die modifzierte Schaltung in PSpice aufgebaut. Dabei 
stellte sich heraus, dass der Eingangsstrom bei einer Eingangsspannung 
von 12V noch im moderaten Bereich liegt von ca. 4A jedoch bei höheren 
Eingangsspannungen extrem ansteigt.
Wobei sich mit 12V am Eingang kein ausreichender Sekundärer Strom 
erreichen lässt.

Ich hoffe ihr könnt mir dabei weiterhelfen, da ich mir dieses Verhalten 
nicht erkären kann.

Als Übertragungsspulen war mein Ziel diese Spulen zu nutzen:

http://de.rs-online.com/web/p/induktivitaten-bedrahtet/7823923/

Der Lastwiderstand auf der Sekundärenseite habe ich ehr willkürlich 
gewählt.

MfG

Marc

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