Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Wireless Power Charging


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von Simon (Gast)


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Hallo,

ich bin auf der Suche nach einem Akkuladegerät, das über eine Spule 
meine Energie Kabellos überträgt.

Meine Vorraussetzungen dafür sind auf der Sekundärseite 14V, max. 400mA 
und
das ganze soll über 1cm Abstand funktioniern.

Gibt es dafür schon fertige Bauteile? Das einzige was ich in diese 
Richtung finde ist das "Wireless Power Design Kit" von Würth.
Aber leider hat das nicht ganz die Anforderungen die ich benötige.

Oder gibt es einen brauchbaren Schaltplan, auf dem man aufbauen kann.
Und wie gehe ich vor um meine Kriterien zu erfüllen?

Ihr würdet mir viel dabei helfen.
Vielen Dank

Simon

von Peter II (Gast)


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Schau doch einfach mal beim den Standard rein

https://de.wikipedia.org/wiki/Qi_(induktive_Energie%C3%BCbertragung)

dazu findet man auch viele ICs


z.b.
http://www.ti.com/power-management/battery-management/wireless-power/overview.html

In Datenblättern sind dann auch oft Beispiel Schaltungen enthalten.

von Patrick C. (pcrom)


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1cm ist schon recht viel.
Fuer wireless power ist Qi der meist verbreitere und benutzbare 
standard.
Ob es bis 10 mm geht, weisz ich nicht.

De Wuerth design kit ist auch basiert auf Qi (habe ich auch in Medium 
Power ausfuerhung). Daneben gibt es gute kits von IDT. Ich benutze der 
1/2/3 Watt version (WP3W-RK), es gibt auch groessere kits.

Fuer sekundair wirst du wahrscheinlich keinen finden mit genau diesen 
spannung, aber da kannst du zB einen dc/dc converter benutzen.

Auch kannst du bei Adafruit gucken, ich denke die haben noch eine non-Qi 
system (oder nicht mehr).

von Lothar M. (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Simon schrieb:
> ich bin auf der Suche nach einem Akkuladegerät, das über eine Spule
> meine Energie Kabellos überträgt.
Dir ist klar, dass du da ganz hübsch auf die EMV-Richtlinien achten 
musst, wenn du einen Sender in dieser Leistungsklasse baust?

> Das einzige was ich in diese Richtung finde ist das "Wireless Power
> Design Kit" von Würth. Aber leider hat das nicht ganz die Anforderungen
> die ich benötige.
Richtig, diese Kits sind alle auf geringstmögliche Abstände ausgelegt, 
weil sonst die Abschirmung nicht mehr funktioniert. Und schau mal dem 
FAE ganz genau ins Gesicht, wenn du ihn nach der EMV-Gechichte fragst...

> Und wie gehe ich vor um meine Kriterien zu erfüllen?
Passe deine Kriterien an. Reduziere den Abstand.

von Hurra (Gast)


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Such mal nach dem QI-Standard. Genauer dem QI 1.2.
Es gibt fertige Schaltungen, die deine Anforderungen erfüllen, wobei du 
möglicherweise einen Regler nachschalten msst.

Beispiele:
https://www.wirelesspowerconsortium.com/developers/specification.html

Neben Würth gibts andere Hersteller, die Design-kits anbieten:
https://www.digikey.com/en/product-highlight/r/rohm-semi/wireless-power-design-kit

Das sind aber Evalkits.

Du kannst das auch selber bauen. Wenn du die fertigen IC ind Spulen 
nimmst, ist das für einen geübten Bastler schon noch zu schaffen.
Komplett selber bauen (also Wandler und Kommunikation) geht auch, ist 
aber eher für Fortgeschrittene.

Eine Kommunikation / Erkennung wirst du brauchen, wenn du Sender und 
Empfänger mechanisch trennen kannst. Der Vorteil von QI-IC wäre, dass 
die das alles mitbringen und automatisch tun.

Eines aber gleich mal vorab: 1cm wird damit nicht ganz einfach werden.

von Simon (Gast)


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Hi,

danke für die schnellen Antworten.

Gut. 5mm würden auch noch gehn. Aber darunter wird es schwierig.
Bei allem darunter frag ich mich was da noch "Wireless" ist, wenn mans 
dann eh wieder direkt drauf legen muss..
hmm..

von HildeK (Gast)


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Simon schrieb:
> Bei allem darunter frag ich mich was da noch "Wireless" ist, wenn mans
> dann eh wieder direkt drauf legen muss..

Der Vorteil bleibt: Du musst kein Kabel stecken ... :-)

von Dirk K. (knobikocher)


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Simon schrieb:
> was da noch "Wireless" ist

Keine galvanische Verbindung. Keine Kontakte, ergo kein 
Kontaktverschleiß.

von Emma (Gast)


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Simon schrieb:
> Bei allem darunter frag ich mich was da noch "Wireless" ist, wenn mans
> dann eh wieder direkt drauf legen muss..
> hmm..

"Wireless" heißt "drahtlos".
Und drauflegen ist drahtlos.
Was anderes ist "Stecker anstecken" (drahtgebunden).

von Hurra (Gast)


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Simon schrieb:
> Hi,
>
> danke für die schnellen Antworten.
>
> Gut. 5mm würden auch noch gehn. Aber darunter wird es schwierig.
> Bei allem darunter frag ich mich was da noch "Wireless" ist, wenn mans
> dann eh wieder direkt drauf legen muss..
> hmm..

Mit 0,5cm geht das sicher, und das auch mit fertigen IC und Spulen. Lt. 
QI-Standard gehen auch die 1cm, aber die Kopplung ist halt schlechter.

Im Prinzip ist das Ganze ja nur ein lose gekoppelter Trafo mehr nicht.

Das Prinzip stekt in den meisten elektrischen Zahnbürsten mit Akku. Von 
wegen, das wäre so toll und neu ;-)

von Tim (Gast)


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Lothar M. schrieb:
> Simon schrieb:
>> ich bin auf der Suche nach einem Akkuladegerät, das über eine Spule
>> meine Energie Kabellos überträgt.
> Dir ist klar, dass du da ganz hübsch auf die EMV-Richtlinien achten
> musst, wenn du einen Sender in dieser Leistungsklasse baust?

Ich sehe hier weniger ein EMV-Problem bei 100kHz induktiver Kopplung, 
eher ein Effizienzproblem. Die ganzen Ferrit-Materialien bei Qi 
versuchen die Energieeffizienz möglichst hoch zu halten, und sogar dabei 
werden die Bauteile sehr heiß. Bei höherem Abstand wird die Kopplung zur 
Sekundärspule immer geringer.

1cm könnte noch gehen. Kauf dir einfach ein passendes 15W Evalkit und 
setz ein DC-DC hinten dran.

von Leroy M. (mayl)


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von Peter II (Gast)


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Tim schrieb:
> 1cm könnte noch gehen. Kauf dir einfach ein passendes 15W Evalkit und
> setz ein DC-DC hinten dran.

wo kommen denn den 1cm her? Es werden Autos/Buss auch darüber geladen 
und da ist der Abstand wohl größer als 1cm.

Klar sind die Spulen dort größer, aber Simon hat gar keine Angaben zur 
größe gemacht.

von Simon (Gast)


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größe ist mir relativ egal. Hab genügend platz.

Könnt ich den Royer-Converter als basis verwenden?

von Patrick C. (pcrom)


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Wenn dir die efficiency egal ist, kannst du auch eine lampe und 
solarpanel benutzen...

von Simon (Gast)


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Patrick C. schrieb:
> Wenn dir die efficiency egal ist, kannst du auch eine lampe und
> solarpanel benutzen...


Naja ganz so auch wieder nicht ;)

von Hurra (Gast)


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Leroy M. schrieb:
> https://www.mikrocontroller.net/articles/Royer_Converter
>
> Ginge auch ohne QI.

Theoretisch.

Praktisch hast du folgende Probleme zu lösen:
- Du musst den Royer-converter irgenweie an die Last anpassen.
- Du musst das Ding abschalten, wenn keine Last dran ist, oder Peng
- Du musst die EMV-Richtlinien einhalten.

das nimmt die fertige QI-Hardware in großen Teilen ab. Es gibt Designs 
die alle Richtlinien einhalten, und die Regelschleife ist auch schon 
fertig implementiert.
Das ist nämlich nicht so trivial, wie du jetzt denkst.

Ich denke, hier ist eine fertiges IC angebracht, weil der Wandler kein 
zentrales Element des Bastelprojektes ist. Alles selber aufbauen ist 
nicht ganz so trivial.

Für die Anforderungen des genannten Projektes ist QI1.2 perfekt 
geeignet, warum also das Rad neu erfinden?

von Lothar M. (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Simon schrieb:
> Gut. 5mm würden auch noch gehn.
Das waren jetzt aber keine arg zähen Verhandlungen...

Peter II schrieb:
> Es werden Autos/Buss auch darüber geladen und da ist der Abstand wohl
> größer als 1cm.
https://ecomento.de/2017/04/25/induktives-laden-von-elektroautos-serienreif/
https://www.tz.de/auto/kabellose-elektrofahrzeuge-stellt-induktives-laden-zr-8253881.html
Das sind aber m.E. bisher lediglich akademische Spielereien und 
Marketingankündigungen.

Eine EMV-Konformität wurde meines Wissens noch keinem dieser Systeme 
bestätigt. Aber „Das haben wir heute total im Griff” sagt der 
https://www.kfz-betrieb.vogel.de/induktives-laden-fast-food-fuer-das-e-auto-a-635701/
Nichtsdestrotz werden erst im nächsten Jahr erste Prototypen zu sehen 
sein und frühestens 2020 sowas wie ein "Standard" existieren. Warten 
wirs ab...

von Falk B. (falk)


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@Simon (Gast)

>größe ist mir relativ egal. Hab genügend platz.

Gut.

>Könnt ich den Royer-Converter als basis verwenden?

Ja.

von Falk B. (falk)


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@ Hurra (Gast)

>> https://www.mikrocontroller.net/articles/Royer_Converter
>> Ginge auch ohne QI.

>Theoretisch.

Auch praktisch!

>- Du musst den Royer-converter irgenweie an die Last anpassen.

Kriegt man hin, auch als Bastler. Der Artikel enthält genügend Beispiele 
bzw. Links auf Beispiele.

>- Du musst das Ding abschalten, wenn keine Last dran ist, oder Peng

Unsinn. Das Ding ist leerlauffest.

>- Du musst die EMV-Richtlinien einhalten.

Nö, denn er ist Bastler. Und sooo schlimm ist die Schaltung so oder so 
nicht, denn das Ding schwingt sinusförmig und schaltet im 
Spannungsnulldurchgang relativ störarm.

>Das ist nämlich nicht so trivial, wie du jetzt denkst.

Das ist nicht so kompliziert wie du denkst.

>Ich denke, hier ist eine fertiges IC angebracht, weil der Wandler kein
>zentrales Element des Bastelprojektes ist. Alles selber aufbauen ist
>nicht ganz so trivial.

Mal wieder ein Anwärter auf die Reichsbedenkenträgermedaille in Bronze.

von Lothar M. (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Falk B. schrieb:
>> - Du musst die EMV-Richtlinien einhalten.
> Nö, denn er ist Bastler.
Doch. Auch dann muss er sie einhalten. Es ist ja nicht so, dass für mich 
automatisch die Verkehrsreglen nicht gelten, wenn ich ohne Führerschein 
fahre.

von Dirk K. (knobikocher)


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Wo kein Kläger, da kein Richter. Wenn er damit zu hause bastelt und nur 
seine eigenen Geräte stört, wird er sich selbst sicherlich nicht 
deswegen verklagen.

Sollte das Teil in der Lage sein den Nachbarn durch die Wand stören zu 
können gilt:

Lothar M. schrieb:
> Falk B. schrieb:
>>> - Du musst die EMV-Richtlinien einhalten.

: Bearbeitet durch User
von Falk B. (falk)


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@Lothar Miller (lkmiller) (Moderator)

>>> - Du musst die EMV-Richtlinien einhalten.
>> Nö, denn er ist Bastler.

>Doch. Auch dann muss er sie einhalten.

Wo kein Kläger, da kein Richter. Zeig mir mal DEN Bastler, der EMV 
Normen kennt und einhält!

>Es ist ja nicht so, dass für mich
>automatisch die Verkehrsreglen nicht gelten, wenn ich ohne Führerschein
>fahre.

Doch, wenn man abseits des normalen Straßenverkehrs unterwegs ist. Auf 
dem Acker oder leeren Parkplatz ist das deutlich zweitrangig. Und 
sinngemäß ist es auch beim Bastler so. Sein gerät wird weder verkauft, 
noch in Stückzahlen und oft nur kurzzeitig betrieben. Klar, wenn man 
seinen Piratensender stundenlang volle Pulle laufen läßt kann schon mal 
der Funkmeßwagen der Post auftauchen, aber 99% aller nicht normgerechten 
Bastlerschaltungen werden nie beanstandet.

Und komm mir nicht mit juristischem Firlefanz!

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