Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Energieübertragung mit Leiterbahnspulen


von Holger K. (holgerkraehe)


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Hallo

Ich brauche auf einer Leiterplatte eine galvanisch getrennte Spannung.

Daten der Speisung:

Eingangsspannung: ca. 3V (CR2032 oder Grösser)
Ausgangsspannung: 5V
Stromverbrauch@5V: max 10mA

Ich würde dies gerne mittels zwei übereinanderliegenden Leiterbahnspulen 
realisieren.

Top Lage: PCB-Spule
Bottom Lage: PCB-Spule

Natürlich + Optokoppler und Regler IC

Denkt ihr, das sowas funktioniert?
Wie dimensioniere ich die Primärspule und wie die sekundäre?

Danke und Gruss
Eure Krähe

von Rainer U. (r-u)


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Es gibt doch fertige, galvanisch getrennte DC/DC-Wandler? Und - auf 
einer Ebene ohne Durchkontaktierung hat die Spule dann nur 1 Windung? 
Oder male mal ein Bild, wie es aussehen soll..

von stefan us (Gast)


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Um 5V 10mA raus zu holen, wirst Du schätzungsweise 3V 20mA aus der 
batterie ziehen müssen. Das geht nicht. Meine CR2032 Knopfzellen waren 
bislang schon mit 5mA überfordert.

von Holger K. (holgerkraehe)


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stefan us schrieb:
> Meine CR2032 Knopfzellen waren
> bislang schon mit 5mA überfordert.

Dann mach ich einen Akku rein. Einen kleinen LiPo Akku mit 240mAh

Rainer Unsinn schrieb:
> Und - auf
> einer Ebene ohne Durchkontaktierung hat die Spule dann nur 1 Windung?
> Oder male mal ein Bild, wie es aussehen soll..

Von der Mitte der Spule gehe ich mit einem 0-Ohm Widerstand heraus.
Man kann ja einen 1206 nehmen...


Das Leiterplattenmaterial soll zwecks besserer Kopplung etwa 0.5mm Dick 
sein.

von Georg G. (df2au)


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Ohne Ferritplatten oben und unten wird das nichts. Du musst die 
Feldlinien schon etwas zähmen, damit der Wirkungsgrad erträglich bleibt. 
Du willst ja keinen Sender bauen.

von c-hater (Gast)


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Holger Krähenbühl schrieb:

> Daten der Speisung:
>
> Eingangsspannung: ca. 3V (CR2032 oder Grösser)
> Ausgangsspannung: 5V
> Stromverbrauch@5V: max 10mA
>
> Ich würde dies gerne mittels zwei übereinanderliegenden Leiterbahnspulen
> realisieren.
>
> Top Lage: PCB-Spule
> Bottom Lage: PCB-Spule
>
> Natürlich + Optokoppler und Regler IC
>
> Denkt ihr, das sowas funktioniert?

Nein, jedenfalls nicht, ohne nebenbei jede denkbare EMV-Meßlatte massiv 
zu reißen.

von Holger K. (holgerkraehe)


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Ok dann begraben wir das projekt

von Sabberlotte (Gast)


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von Dieter J. (fossi)


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in der Meßtechnik wird sowas ähnliches häufig gemacht.
Stromversorgung für Verstärker von Meßbrücken auf rotierendem Teil.
Für Stromversorgung und Signalübertragung 2 Spulen auf dem rotierenden 
Teil. Fest montierter "Empfänger" sendet über einen Spule 
Wechselspannung die dann am rotierenden Teil zur Stromversorgung der 
Meßelektronik gleichgerichtet wird. Über 2 te Spule wird Meßsignal zum 
Empfäner geschickt. Alles induktiv.

Hier ein Link dazu:
http://www.sensortelemetrie.de/produkte/induktive-telemetrie.html

vielleicht hilft diese Anwenmdung zu weiteren Denkanstößen.

von Georg G. (df2au)


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Jede elektrische Zahnbürste lädt den Akku so auf. Man kann auch 
Elektroautos kontaktlos so laden. Aber das geht nicht mit ein paar 
Windungen Leiterbahn. Wie schon geschrieben, man braucht Eisen (Ferrit) 
dazu.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Holger Krähenbühl schrieb:
> Ok dann begraben wir das projekt

Mir ist nicht klar, warum der Übertrager unbedingt in Form von 
Leiterbahnen auf der Platine realisiert werden muß. Ein kleiner 
Ferritkern (Ringkern) täte es doch auch. Und größer als der angedachte 
Optokoppler ist der für 50mW zu übertragender Leistung auch nicht.

Im Beitrag "Re: galvanisch getrennt DC/DC 3V/1mA" hat Falk auch 
mehr als die benötigten 50mW über einen Ethernettransformator 
übertragen.


XL

von Alexander S. (esko) Benutzerseite


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Ein Trafo aus Leiterbahnen nennt sich Planartransformator. Der ist in 
der Regel mit Kern, aber bei 50 mW sollte es auch ohne gehen.

von Knut B. (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite


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Alexander Schmidt schrieb:
> Der ist in
> der Regel mit Kern, aber bei 50 mW sollte es auch ohne gehen.

Ja, brauchst Du nur genügend hohe Frequenzen und eine Abstimmung der 
Spulen auf diese Frequenz. In der HF-RFID-Technik (13.56Mhz) wird 
gezeigt, wie´s geht.

von Holger K. (holgerkraehe)


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Knut Ballhause schrieb:
> Alexander Schmidt schrieb:
>> Der ist in
>> der Regel mit Kern, aber bei 50 mW sollte es auch ohne gehen.
>
> Ja, brauchst Du nur genügend hohe Frequenzen und eine Abstimmung der
> Spulen auf diese Frequenz. In der HF-RFID-Technik (13.56Mhz) wird
> gezeigt, wie´s geht.

Hab gesehen, dass der Royerconverter automatisch bei der optimalen 
Resonanzfrequenz schwingt.

Aber da sollte ich dan wohl das C möglichst klein wählen, um eine 
möglichst hohe Frequenz zu erreichen.

Axel Schwenke schrieb:
> Mir ist nicht klar, warum der Übertrager unbedingt in Form von
> Leiterbahnen auf der Platine realisiert werden muß. Ein kleiner
> Ferritkern (Ringkern) täte es doch auch. Und größer als der angedachte
> Optokoppler ist der für 50mW zu übertragender Leistung auch nicht.

1. Soll es ein Experiment werden um zu sehen, was sich ohne Kern machen 
lässt.

2. Ist es viel elleganter, wenn man ohne Kern auskommt.



Ich werde vermutlich den Royer-Converter verwenden.
Ohne Regelung mittels Optokoppler.

Dahinter einfach ein LDO und gut ist :)

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Holger Krähenbühl schrieb:

> 1. Soll es ein Experiment werden um zu sehen, was sich ohne Kern machen
> lässt.
>
> 2. Ist es viel elleganter, wenn man ohne Kern auskommt.

Ach! Und ich Dussel dachte schon, die Funktion würde im Vordergrund 
stehen. Wahrscheinlich gehst du auch barfuß wandern und lenkst beim 
Autofahren mit den Füßen, weil das ja "elleganter" (sic!) ist.

Andererseits: wenn du experimentieren willst, warum machst du es nicht 
einfach?


XL

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