Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Leerlaufstromaufnahme Wireless Charger


Announcement: there is an English version of this forum on EmbDev.net. Posts you create there will be displayed on Mikrocontroller.net and EmbDev.net.
von hochsitzcola (Gast)


Lesenswert?

Ich habe so ein China-Modul:
Ebay-Artikel Nr. 313258927473

Ich möchte es nutzen, um einen Messverstärker auf einer rotierenden 
Welle mit Spannung zu versorgen.
Die originalen Spulen passen aber von der Geometrie nicht, ich möchte 
sie durch gedruckte Spulen mit deutlich größerem Durchmesser (72mm vs. 
38mm) direkt auf der Platine ersetzen. Prototypen der Sende- und 
Empfangsplatinen habe ich bereits über JLCPCB herstellen lassen.

Im Datenblatt zu dem verwendeten XKT-412 IC gibt es Beispielschaltungen, 
auch zu gedruckten Spulen, Seite 5 + 6.
http://www.datasheetcafe.com/wp-content/uploads/2017/03/XKT-412-datasheet.pdf

Die originalen Spulen haben eine Induktivität von ca. 25µH bei ca. 1 Ohm 
Widerstand. Die gedruckten Spulen haben eine Induktivität von ca. 16 µF 
bei ca. 3 Ohm Widerstand.

Das Modul arbeitet bei 57 kHz, wobei die Resonanzfrequenz des originalen 
LC-Kreises bei ungefähr dem doppelten Wert liegt. (25µH und 87nF --> 110 
kHz)

Ich habe den Kondensator für die gedruckte Spule angepasst, so daß 
wieder ungefähr die gleiche Resonanzfrequenz herauskommt (16µH und 120nF 
--> 114kHz)

Dieses Online-Tool berechnet aufgrund des höheren Spulenwiderstandes 
eine deutlich höhere Bandbreite der gedruckten Spule.
https://www.electronicdeveloper.de/LC_Serienresinanz.aspx

Liegt die deutlich höhere Leerlaufstromaufnahme mit der gedruckten Spule 
(330 mA vs. 70 mA) an dem ohmschen Widerstand (könnte man durch 
aufzinnen der Leiterbahn reduzieren) oder einfach an dem größeren 
Durchmesser?!

Gruß
hochsitzcola

: Verschoben durch Moderator
von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


Lesenswert?

Der Resonanzkondensator muß einen sehr niedrigen ESR haben, sonst 
verliert der Schwingkreis zu viel Energie durch das Pendeln dieser im 
Schwingkreis. Sie schlagen NPO vor. Oder nimm Folie.

von rio71 (Gast)


Lesenswert?

den weitaus größeren anteil an verlusten hat aber die hochohmigere 
spule..

von Falk B. (falk)


Lesenswert?

hochsitzcola schrieb:
> Die originalen Spulen passen aber von der Geometrie nicht, ich möchte
> sie durch gedruckte Spulen mit deutlich größerem Durchmesser (72mm vs.
> 38mm) direkt auf der Platine ersetzen.

Spulen auf Platinen sind anspruchsvoll, denn man muss relativ viel 
Kupfer einbringen, damit der Widerstand ausreichend klein wird, dafür 
braucht es meist mehrere Lagen und dickes Kupfer. Tu dir einen Gefallen 
und wickle eine klassische Spule, das ist DEUTLICH einfacher.

Der Rest steht im Artikel Royer Converter.

von hochsitzcola (Gast)


Lesenswert?

Danke für eure Tipps! Dann werde ich mir wohl eine Vorrichtung zum 
Wickeln der Spulen bauen :-)

Gruß
hochsitzcola

von hochsitzcola (Gast)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

So, Spule gewickelt und Royer-Schaltung auf Lochraster aufgebaut. Hat 
auf Anhieb funktioniert, schwingt auf Anhieb an, allerdings ist die 
Wellenform trapezförmig, nicht sinusförmig ?!

Gruß
hochsitzcola

von Falk B. (falk)


Lesenswert?

hochsitzcola schrieb:
> So, Spule gewickelt und Royer-Schaltung auf Lochraster aufgebaut. Hat
> auf Anhieb funktioniert, schwingt auf Anhieb an, allerdings ist die
> Wellenform trapezförmig, nicht sinusförmig ?!

Wo gemessen? An den Kollektoren? Gegen Masse? Kann nicht sein, dort kann 
die SPannung nicht negativ werden. Und bitte NICHT die Masse vom oszi an 
einen der Kollektoren klemmen! Masse vom Oszi an Masse der Schaltung!

Vermutlich hast du den falschen Kern, der geht in die Sättigung. Das 
macht die originale Schaltung des Royer Converters ;-). Die verbesserte 
(aus dem Artikel) mit der Sinusschwingung nicht.

von Falk B. (falk)


Lesenswert?


von hochsitzcola (Gast)


Lesenswert?

Das ist ein Aufbau mit MOSFETs. Gemessen zwischen den beiden 
Spulenanschlüssen.
Ohne Spulenkern Stromaufnahme 60mA, mit Stahlkern 300 mA.
Frequenz passt, 200nF, ca 30 uH = 64kHz, das ist plausibel.

Gruß
hochsitzcola

von Falk B. (falk)


Lesenswert?

hochsitzcola schrieb:
> Das ist ein Aufbau mit MOSFETs. Gemessen zwischen den beiden
> Spulenanschlüssen.

Das kann man richtig nur mit einem Differenztastkopf oder 2 normalen und 
dann per Mathematikfunktion (Differenz). Dein Bild zeigt einen normalen 
Oszieingang. Also klemm die Masse von den Drains ab! Siehe oben!

von hochsitzcola (Gast)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Die Spannung war nur zu hoch, wenn ich den Tastkopf auf x10 Stelle, 
kommt auch ein vernünftiges Bild raus :-)

Danke für die Hilfe!

Gruß
hochsitzcola

von Falk B. (falk)


Lesenswert?

hochsitzcola schrieb:
> Die Spannung war nur zu hoch, wenn ich den Tastkopf auf x10 Stelle,
> kommt auch ein vernünftiges Bild raus :-)

Deine Oszimasse ist immer noch falsch angeschlossen.

von hochsitzcola (Gast)



Lesenswert?

So, jetzt mit Receiver-Seite angeschlossen.
Gelb - Transmitter
Grün - Receiver

Bei 5V Speisespannung, Stahlkern und Spulen durch eine 2,5 mm 
Spanholzplatte getrennt, bekomme ich 430mV Stromaufnahme und 6V bei 47 
Ohm Last auf der Receiverseite. :-)

Ohne Stahlkern sind es nur 380 mA.
Mehr brauche ich nicht. Auch wenn man es sicher noch pimpen könnte...

Auf besonderes drängen auch noch ein Bildchen mit 2 Kanälen Drain gegen 
GND und MATH-Funktion :-)

Gruß
hochsitzcola

von hochsitzcola (Gast)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Hm nach etwas Experimentieren bin ich jetzt auf einen merkwürdigen 
Effekt gestoßen. Wenn ich die Versorgungspannung bei vorhandenem 
unbelasteten Receiver einschalte, bleibt die Stromaufnahme auf 
Transmitterseite ab und zu bei ca. 350 mA hängen. Meist zieht der Aufbau 
nach dem Einschalten nur 90 mA.
Bei der Oszi-Aufnahme des Einschaltvorgangs sieht man einen Übergang in 
der Schwingform, es scheint zwei Schwingformen zu geben. Kann man etwas 
tun, um die Schwingform mit der geringeren Stromaufnahme zu erzwingen?!

Gruß
hochsitzcola

von Falk B. (falk)


Lesenswert?

hochsitzcola schrieb:
> Kann man etwas
> tun, um die Schwingform mit der geringeren Stromaufnahme zu erzwingen?!

"Das ist ein Aufbau mit MOSFETs."

https://www.mikrocontroller.net/articles/Royer_Converter#Hinweise_zur_MOSFET-Variante

von hochsitzcola (Gast)


Lesenswert?

Den Hinweis hatte ich natürlich gelesen, aber Anschwingen tut das System 
ja zuverlässig, auch bei der hohen Stromaufnahme schwingt das System in 
Eigenfrequenz. Ich muss das wohl erst noch mal besser durchdringen und 
ggf. halt wie empfohlen die Gates schaltbar machen...

Gruß
hochsitzcola

Antwort schreiben

Die Angabe einer E-Mail-Adresse ist freiwillig. Wenn Sie automatisch per E-Mail über Antworten auf Ihren Beitrag informiert werden möchten, melden Sie sich bitte an.

Wichtige Regeln - erst lesen, dann posten!

  • Groß- und Kleinschreibung verwenden
  • Längeren Sourcecode nicht im Text einfügen, sondern als Dateianhang

Formatierung (mehr Informationen...)

  • [c]C-Code[/c]
  • [code]Code in anderen Sprachen, ASCII-Zeichnungen[/code]
  • [math]Formel in LaTeX-Syntax[/math]
  • [[Titel]] - Link zu Artikel
  • Verweis auf anderen Beitrag einfügen: Rechtsklick auf Beitragstitel,
    "Adresse kopieren", und in den Text einfügen




Bild automatisch verkleinern, falls nötig
Bitte das JPG-Format nur für Fotos und Scans verwenden!
Zeichnungen und Screenshots im PNG- oder
GIF-Format hochladen. Siehe Bildformate.

Mit dem Abschicken bestätigst du, die Nutzungsbedingungen anzuerkennen.