Hallo, ich will ca. 1W (5V/200mA) übertragen. Luftspalt ist klein, aber trotzdem sind primär und Sekundärseite lose gekoppelt. Ist ja eigentlich ganz klar: Royer Hab ich was übersehen? Gibt's noch andere Topologien die ich mit anschauen sollte? Dann muss ich die ISM-Frequenz genau einhalten. Selbstschwingend ist also nicht. Bekomme ich dann Probleme mit dieser Topologie weil ich die Resonanzfrequenz nur ungefähr treffen kann (+/- Bauteiltoleranzen). Soll eine Kleinserie werden, und bei jedem Gerät die Resonanzfrequenz abgleichen will ich vermeiden. Bei TI hab ich auf die schnelle keine Schaltregler-ICs gefunden die "Royer" als Topologie angeben. Ich will am liebsten was "off-the-shelf" mit Appnote, das bekomm' ich dem Chef besser verkauft, dass er glaubt dass das auch auf anhieb und in der Serie zuverlässig läuft (und ich kann auch besser schlafen) Welche anderen Topologien sollte ich mir anschauen? - kein Problem wenn Trafo lose gekoppelt - möglichst was Sinus-Ähnliches auf dem Trafo so dass es her wenig Oberwellen gibt - off-the-shelf ICs erhältlich - für 5V 200mA geeignet (interne Schalter bevorzugt) Bisher hab ich nur mit Buck und Boost Schaltungen erfahrung (und 1x Flyback), und da hab ich immer Fertig-ICs benutzt und eben nur Bauteilauslegung nach Appnote und Layout gemacht. Vielen Dank.
asd schrieb: > Dann muss ich die ISM-Frequenz genau einhalten. ???????? Also so 6,7MHz oder noch höher? Na hawidere... Du solltest da einen belastbare Nachweis erbringen warum Du bei 0,5mm Luftspalt irgendwas mit ISM brauchst.
MiWi schrieb: >> Dann muss ich die ISM-Frequenz genau einhalten. > > ???????? Versteh ich nun auch nicht. Royer arbeitet doch bei recht niedrigen Frequenzen normalerweise. So im Bereich 100 kHz bis 2 MHz oder so...
Nun. schrieb: > MiWi schrieb: >>> Dann muss ich die ISM-Frequenz genau einhalten. >> >> ???????? > > Versteh ich nun auch nicht. > Royer arbeitet doch bei recht niedrigen Frequenzen normalerweise. So im > Bereich 100 kHz bis 2 MHz oder so... lerne zitieren.
In der Spec die ich vom Systemdesigner bekomme steht drin dass der Wandler syncron zu einem Takt sein muss den ich von außen bekomme. Ob das jetzt so wichtig ist ist mir erstmal egal, denn entweder diskutiere ich das mit viel Energie weg (schwierig) oder ich mach einfach einen Wandler der Taktsyncron läuft (bevorzugt). Leider sind alle Royer Schaltpläne die ich bisher gesehen habe freilaufend. Frage: Was für eine Schaltwandler-Topologie, Royer oder was anderes, ist geeignet für einen lose gekoppelten Trafo und kann mit einer Festfrequenz laufen? Die Frequenz ist 1,5MHz. Also doch keine ISM Frequenz (das war mal im Gespräch, deswegen dachte es wäre eine. Wurde aber anscheinend von unseren Systemdesign-Göttern wieder gekippt. Ich bin da auch nicht in alles eingeweiht)
asd schrieb: > In der Spec die ich vom Systemdesigner bekomme steht drin dass der > Wandler syncron zu einem Takt sein muss den ich von außen bekomme. Das ist halt Scheisse, weil ein Royer ein Schwingkreis ist dessen Bauteilwert 'Induktivität' sich mit dem Luftspalt zum Verbraucher ändert. Es geht auch ein einfaches Rechteckwechselfeld (z.. TL494 ungeregelt) in einer Topfspule, und der Empfänger richtet das Signal gleich. Es ist nicht besonders belastbar, eher eine Stromquelle als eine Spannungsquelle, also stabilisieren müsste man die Spannung, aber für 1W wird es reichen wenn man nur genug vorne reinpumpt.
asd schrieb: > In der Spec die ich vom Systemdesigner bekomme steht drin dass der > Wandler syncron zu einem Takt sein muss den ich von außen bekomme. Ob > das jetzt so wichtig ist ist mir erstmal egal, denn entweder diskutiere > ich das mit viel Energie weg (schwierig) oder ich mach einfach einen > Wandler der Taktsyncron läuft (bevorzugt). Leider sind alle Royer > Schaltpläne die ich bisher gesehen habe freilaufend. > Frage: Was für eine Schaltwandler-Topologie, Royer oder was anderes, ist > geeignet für einen lose gekoppelten Trafo und kann mit einer > Festfrequenz laufen? > Die Frequenz ist 1,5MHz. Also doch keine ISM Frequenz (das war mal im > Gespräch, deswegen dachte es wäre eine. Wurde aber anscheinend von > unseren Systemdesign-Göttern wieder gekippt. Ich bin da auch nicht in > alles eingeweiht) Synchron bedeutet nicht zwangsweise 1:1, Du kannst auch 1:10 arbeiten, also mit zB. nur 150kHz und bist immer noch synchron, nur anders. Daher - ich würd mit den Göttern über deren Anforderung bzgl "synchron" diskutieren. Und wenn Du in diesen Bereich kommst gibts genügend fertige Spulen etc mit denen das machbar ist (Handyladen durch Auflegen oder so). Wirkungsgrad ist halt nicht so ganz das was man sich wünscht, was solls, 1W ist auch nicht aufregend. iaW: MAX13256, sein 5V-Kollege MAX256 oder der LT3999 mit einem Längsregler (wegen dem Synchron warats halt besser) auf der Sekundärseite könnten eine (durchaus brachiale) Lösung für Dein Problem sein.
asd schrieb: > Gibt's noch andere Topologien die ich mit > anschauen sollte? Vielleicht habe ich etwas überlesen, aber das ist doch eine klassische Aufgabe für den Qi-Ladestandard. Da gibt es massenweise Chipsätze, Module, Spulen etc. Gib mal bei Aliexpress „Qi Module“ ein, da kommen massenweise Vorschläge.
Starte mal mit Google: 1W wireless power Mit den Treffern hat man dann schon mal einen guten Einstieg.
Es ist nur suchen angesagt und dann halt die Datenblätter ansehen: NCV6500: WPC Airfuel-MI Wireless Power Transmitter IC www.onsemi.com/ www.idt.com/go/wpkits Qi-compliant Transmitter & Receiver Reference Kits. Kabellose Lade-ICs | Mouser Deutschland - Mouser Electronicswww.mouser.de › Semiconductors › Wireless-Charging-ICs › N-dij82 Kabellose Lade-ICs Transmitter Control for Wireless Power. Semtech TS80003- QFNR. TS80003-QFNR; Semtech; 1: 7,28 €; 3.330Auf Lager. Vergrößern. 15 Watt Wireless Charging Transmitter ICs | NXPwww.nxp.com › products › wireless-power › 15-... The NXP MWCT1012 and MWCT1111 for 15W single-coil wireless charging transmitters are ideal for handheld consumer applications.
1,5MHz ist fast die zehnfache Frequenz die in den Standardschaltungen verwendet wird. Das wird dann wohl auf eine Eigenentwicklung hinauslaufen.
Royer ist schon richtig. Wenn du es dir leicht machen willst: QI wäre eine Variante. Das ist jetzt keine Reglertopologie, sondern dieser Ladestandard für Handys. Da gibt es fertige Lösungen, und 1W kann man sehr kompakt umsetzen. Der Vorteil besteht darin, dass man sich um den ganzen Kram nicht selber kümmern muss, sondern man kanna auf fertige Module zurückgreifen. Da kommt dnn schon eine geregelte Ausgangsspannung heraus, und diverse Schutzmaßnahmen sind auch schon integriert. Was viel Zeit sparen kann. Die Frage ist halt, wo dein Fokus liegt, und welche Stückzahlen du haben willst. Für ein Einzelstück kannst du dir einfach ein Evaluierungskit besorgen.
@QI-Gelaber QI macht wohl keine synchrone Übertragungsfrequenz und 1,5MHz auch nicht! 1,5MHz bei lose gekoppelten Spulen? Wir verwenden bei ähnlichen Anforderungen je nach Durchmesser 100kHz...300kHz. Bei deutlich höheren Frequenzen kommt sekundär kaum noch 'was raus. Weil du parasitäre Wicklungskapazitäten primär & sekundär & primär zu sekundär hast! Und die werden bei hohen Frequenzen zu niederimpedant. Prinzipiell könntest du einen Royer auch mit zwei Gegentakt-Rechtecken (=> Fsync)ansteuern. Dann brauchst du auch keine Mitkopplungswicklung! Du solltest den halt nicht so weit von der Eigenresonanz weg ziehen. Die Induktivitäten streuen jedoch fertigungsbedingt... ==> Probiere es aus! Mit LTspice kannst du das Verhalten grob abschätzen...
Wir machen was ähnliches mit Rechteck-Anregung der Primärspule und Step-Down Schaltregler nach der Sekundärspule. Ca. 1 W Sekundar bei 20 Vdc. Restwelligkeit ohne Riesenaufwand 20 mVss. Der Wirkungsgrad ist auch frequenzabhängig, je nach Gestaltung des Übertragers beträgt die optimale Frequenz 3 kHZ bis 100 kHz, mit kleineren Induktivitäten könnte man die Frequenz sicherlich erhöhen.
150kHz synchronisiert mit 1,5MHz (Teiler durch 10) ginge doch auch.
Alexxx schrieb: > @QI-Gelaber > QI macht wohl keine synchrone Übertragungsfrequenz und 1,5MHz auch > nicht! Das "Gelaber" müsstest du erklären. QI funktioniert recht gut. Das ist eines der wenigen Dinge in der Hinsicht, die in der Breite im Feld sind.
Festfrequent bei kontaktloser Energieübertragung ist nicht sehr klug, weil die meiste Energie im Resonanzfall übertragen wird. Ich habe das mal mit einem Quasiresonanten SMPS IC (L6565) aufgebaut. 3W über 5mm Luftspalt bei ca. 120Khz. Wenn Du das zu Fuss machst, ohne QI, läuft Deine Sek Spannung beliebig hoch / runter, je nach Lastfall. Eine Unterscheidung ob gerade das Gegenstück gespeist wird oder ein liegengelassener Schlüsselbund, ist auch nicht möglich. Jede Rückkopplung fehlt und je nach Abstand, Position, Leistung ändern sich die Übertragungseigenschaften massiv. Ohne ZCD steigen Deine Schaltverluste und das EMI Verhalten verschlechtert sich. Also genau das was Eure Systemdesigngötter ja eigentlich nicht wollen. Festfrequent geht mit so ziemlich jedem Boost / Flyback Wandler. Deine Designsvorgaben sind schlecht, aber das weißt Du wohl schon. Das von unten nach oben wegzudiskutieren ist ja je nach Firmenkultur schwer bis unmöglich.
Ich find das Thema ziemlich spannend. Was wäre denn ein gute Einstiegspunkt, um sich da zu belesen? Royer hab ich ja oben schon rausgefunden. Schön wäre eine Distanz von 1-5mm, 3-5V (vleicht genug Saft für 2-3 LEDs und im Idealfall noch nen AtTiny, also gesamt unter 200mA). Und wie sieht das bzgl. Störfrequenzen nach Außen aus? Kann ich, wenn ich mit sowas selbstgebautem rumspiele, z.B. ungewollt den Radioempfang meines Nachbarn stören? Ich bin auf der Suche nach einer möglichst kleinen und günstigen (für Stückzahlen von 100+) Lösung.
von Micha W. schrieb: >Und wie >sieht das bzgl. Störfrequenzen nach Außen aus? Kann ich, wenn ich mit >sowas selbstgebautem rumspiele, z.B. ungewollt den Radioempfang meines >Nachbarn stören? Ja, auf jeden Fall, daß läst sich nicht verhindern. Mit Luftspulen ist die Störreichweite größer. Benutze Ferrit-Schalenkernhälften oder Ferrit- E-Kerne, dann ist die Kopplung fester, es wird weniger Energie in den Raum abgestrahlt und der Wirkungsgrad ist besser.
Micha W. schrieb: > Schön wäre eine Distanz von 1-5mm, 3-5V (vleicht genug Saft für 2-3 LEDs > und im Idealfall noch nen AtTiny, also gesamt unter 200mA). Willst du da Power-LEDs mit betreiben oder wie kommst du auf die 200mA? > Und wie sieht das bzgl. Störfrequenzen nach Außen aus? Kann ich, wenn > ich mit sowas selbstgebautem rumspiele, z.B. ungewollt den > Radioempfang meines Nachbarn stören? Kommt drauf an, wie der drauf ist. Die Zahl der KW-Hörer in Deutschland ist begrenzt. > Ich bin auf der Suche nach einer möglichst kleinen und > günstigen (für Stückzahlen von 100+) Lösung. Bei so einer induktiven Kopplung besteht ein direkter Zusammenhang zwischen Spulengröße und Reichweite. Was meinst du mit "möglichst klein"? Wenn du eine Reichweite von 1-5mm mit halbwegs vernünftigem Wirkungsgrad erreichen willst, lässt sich das nicht beliebig klein aufbauen. Guck dir mal die üblichen Qi-Lademodule an.
Daher meine Frage, wie wird bestimmt, Günter Lenz schrieb im Beitrag
#6857258:
> Benutze Ferrit-Schalenkernhälften
Sowas habe ich mal mit einem quasiresonantem flyback Controller und
einem Ferritkern aufgebaut. Aus Platzgründen ein flacher E-Kern mit
abgeschliffenem Mittelschenkel.
Wichtig dabei ist, das der Abstand der Kernschenkel deutlich größer ist
als der Abstand x 2 der Kernhälften.
Optimal abstimmen kann man das aber nur wenn man Position und Abstand
sehr genau immer wieder trifft.
Es steigert die übertragbare Energie, wenn ma die Sek. Seite auf
Resonanz mit Prim auslegt.
Aber bereits kleinste Verschiebungen machen das wieder zunichte.
Zu Fuß aufgebaut hat man auch immer das Problem, das die Primärseite
nichts über den realen Bedarf auf der Sekundärseit weiß.
Ein Schlüsselbund in der Ladeschale wird ebenso mit Energie gespeist wie
das zu ladende Gerät.
QI ist da sehr viel cleverer und es gibt jede Menge fertiger Teile bei
den man sich keinen Wolf basteln muss, für eine 'geht irgendwie' Lösung.
Prokrastinator schrieb: > Daher meine Frage, wie wird bestimmt, Günter Lenz schrieb im Beitrag > #6857258: >> Benutze Ferrit-Schalenkernhälften Das Zitieren üben wir besser noch mal. Lass besser die Finger vom automatisch erzeugten Eintrag, wenn du es nicht verstehst.
Forist schrieb: > Das Zitieren üben wir besser noch mal. Lass besser die Finger vom > automatisch erzeugten Eintrag, wenn du es nicht verstehst. Immer schön, wenn Leute die inhaltlich so überhaupt nix beizutragen haben, sich an Formfehlern aufgeilen, weil sie zu mehr nicht in der Lage sind.
Check mal LTC4120 als Tx und LTC4125 als Rx. https://www.analog.com/en/products/power-management/battery-management/wireless-power-transfer.html Alternativ wäre LTC3999 mit Push-Pull Trafo-Treiber und diskrete Aufbau.
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