Trasferimento di energia senza fili

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robo67

Posted on 3/6/2009, 09:57

Secondo il mio punto di vista se vuoi alimentare qualcosa via rf non devi portare il tutto in risonanza, preoccupandoti di fare in modo che sul drain del mosfet ci sia un'onda sinusoidale (quasi) perfetta, dovuta al fatto che in parallelo alla bobina hai inserito un condensatore di valore adeguato e di tensione di lavoro opportuna (quando la risonanza è buona la tensione aumenta enormemente, anche di 10-20 volte, quindi puoi aspettarti anche qualche centinaia di Vpp).

Quando avrai ottenuto la risonanza nel trasmettitore questo emetterà l'energia massima e probabilmente scalderà anche meno.
Io feci con questo sistema un lettore di transponder a 125KHz, usando 2 mosfet in push-pull che pilotavano un circuito risuonante. Con 5 volt di alimentazione ottenevo qualcosa come 150-200Vpp sul circuito risuonante.

Tieni comunque presente che 300mA a 12V forniti da una bobina che si trova a 4-5cm non sono pochi, dato che si parla di 3-4W ricevuti e, considerando un accoppiamento scarso fra le 2 bobine (a 4-5cm non si può sperare molto), la potenza RF emessa deve per forza essere alta (direi 10-20W almeno, ragionando molto a spanne).

etan

Posted on 3/6/2009, 10:17

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ma i 130khz come li ottieni, non e' che hai un'onda quadra un po' scarsa con i fronti di salita pessimi, che fanno lavorare il mosfet in una situazione strana?

La ottengo da un generatore di funzioni e la passo a un mosfet driver se non ricordo male el7202.

In realtà credo sia proprio il caso di cambiare configurazione perchè a quanto ho capito il flyback dissipa un casino in ogni caso e lo switch è quello che ne risente di più. Ecco perchè chiedevo lumi su una configurazione zvs tipo il royer.

Cito Robo67

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a 4-5cm non si può sperare molto

perchè forse c'è stato un fraintendimento la distanza fra i coil è di 4-5 mm.

E poi non ho capito bene alcune cose del tuo post:

1) Devo far lavorare il sistema in risonanza o no?

2)Per far lavorare il tutto in risonanza basta mettere un condensatore di valore opportuno in parallelo al coil primario? E al secondario?Per esempio della push-pull (una di quelle a cui avevo pensato) potresti postare uno schema?

3) Riguardo la sinusoide per pilotare il gate come suggerisci di generarla (gen. funzioni + driver) oppure altro? mi sorge il dubbio perchè parli di un'onda quasi perfetta.

gyppe

Posted on 3/6/2009, 10:24

Piuttosto che cambiare configurazione va regolata bene questa, se dissipa tanto significa che trasmette poco, come dice robo se lo fai risuonare ottieni molto di più con meno perdite, gila ci ha lavorato parecchio su queste cose e ottenne buoni risultati.
Poi anche la bobina gioca un certo ruolo, potresti fare alcune prove con dimensioni e impedenza diversi, qualcuno alcuni giorni fa ha postato il link di un sito che parlava proprio di queste cose e dei risultati che ha ottenuto, a circa 10 cm di distanza riusciva ad accendere una piccola lampadina a filamento quindi penso che qualche centinaio di mA gli riceveva, figuriamoci a 4 mm.

GILA75

Posted on 3/6/2009, 10:54

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Riguardo la sinusoide per pilotare il gate come suggerisci di generarla (gen. funzioni + driver) oppure altro? mi sorge il dubbio perchè parli di un'onda quasi perfetta.

no. credo ci sia un fraintendimento. il Gate del mosfet va sempre pilotato in onda quadra, ma se sul suo DRAIN hai un circuito risonante (bobina+condensatore in parallelo), opportunamente dimensionati, l'onda ti si trasforma in sinusoidale, l'onda negativa, che originariamente non c'e' nell'onda quadra, viene creata per l'effetto volano, una cosa un po' particolare...ma non so benissimo nei dettagli.
se disponi di un'oscilloscopio, variando finemente la frequenza sul gate, vedrai sul drain le sinusoidi aumentare di molto. si possono avere picchi di tensione molto ma molto piu' alti
della tensione di alimentazione. questo dipende dalla bonta del gruppo L/C, il codiddetto Q
purtroppo, almeno per me, non e' cosi' facile avere delle sinusoidi pulitissime, magari non sono simmetriche, contengono armoniche e via dicendo.
ma penso che nel tuo caso, sia trascurabile, visto che non devi "trasportare" informazioni, come parlato o musica.

etan

Posted on 3/6/2009, 11:15

Si sul gate infatti mi sparisce l'onda quadra sostituita da una forma d'onda che è possibile approssimare ad una sinusoide che però è abbastanza distante dalla perfezione.
Picchi di tensione anche molto alti li ho rilevati sul frain del mosfet, quando apro lo swithc la corrente nell'induttore cala e di conseguenza questo alza la tensione ai suoi capi per mantenerla costante.
Cmq nonostante tutte ste cose il mosfet ha continuato a scaldare.
Come mi consigliate di procedere? Mettendo il condensatore in parallelo ai coil primario e secondario?
Devo effettuare altre regolazioni?

Lawrence

Posted on 3/6/2009, 11:41

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Dunque, il royer non mi sembra adatto alla tua applicazione. Mi sembra invece che vada bene quello che hai già fatto, anche se forse ha bisogno di una sostanziale messa a punto.

30mA a riposo e 300mA in pieno carico non sono molto. E 5mm di distanza tra le due bobine può andare per queste potenze. Il problema che vedo è l'induttanza delle bobine. 20uH a 130Khz sono effettivamente 16 ohm cioè 0.75A che a 12V non sono che 9W totali, purtroppo, nel MOS ci passa anche una buona fetta di DC dovuta alla polarizzazione probabilmente incorretta del gate. Poi, i 16 ohm sono la XL per una forma d'onda sinusoidale ovvero, la fondamentale dell'onda risultante dal pilotaggio. Bisogna vedere, poi se il pilotaggio è in grado di "pilotare" il gate in on/off totale. Cioè, piena conduzione piena interdizione con fronti di salita veloci. Ora che mi viene in mente, suppongo anche che il MOS sia montato su di un dissipatore adatto.
Poi, dobbiamo considerare anche che questi 9W sono dovuti alla sola corrente induttiva quando non esiste carico sull'altra bobina. Quando si avvicina l'altra bobina la corrente probabilmente aumenta.
Quindi, consiglio in via di massima. Controlla che il pilotaggio sia adatto e con la dovuta tensione fissa di bias per polarizzare il MOS in classe C o D.
Poi, considera che un'impedenza mooolto più alta dell'impedenza di carico riduce mooolto la corrente induttiva a riposo e non inficia il rapporto di trasformazione.
Un'altro consiglio. Usa due seminuclei in ferrite. Il campo disperso si ridurrà, si aumenterà l'efficienza ed il coefficiente di accoppiamento anche ad una distanza di 5mm...

etan

Posted on 3/6/2009, 13:13

Lawrence hai colto proprio nel segno, visto che il pilotaggio dei mosfet non è proprio il mio forte.
Quando dici di pilotare il mosfet in classe c o d cosa intendi esattemente?
A quanto ho capito comunque devo fornire una tensione di offset in modo che sul gate non scendo mai sotto lo zero.
Cmq mi diresti bene cosa fare per pilotare bene il mio irf640(magari qualche schema o i parametri da datasheet di cui tener conto)? Considera cmq che io ho utilizzato un apposito driver per non sbagliare el7202.

Lawrence

Posted on 4/6/2009, 14:11

Cavaliere teslaro

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A quanto ho capito comunque devo fornire una tensione di offset in modo che sul gate non scendo mai sotto lo zero.

No. Il contrario. Il mosfet deve rimanere sempre perfettamente interdetto. Soltanto quando c'è il pilotaggio deve entrare immediatamente e senza esitazioni in totale conduzione. Questo vuol dire classe D.

Se hai usato un driver per quel mosfet, e se ad un controllo con l'oscilloscopio hai notato che non c'è nulla da obiettare sul comando, allora prova ad aumentare l'induttanza delle bobine e magari anche a metterci un nucleo in ferrite. Oppure, prova ad aumentare la frequenza.

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