关于无线供电的一些尝试和疑问
硝钾苦无2013/05/29电气电工 IP:湖南
最近在制作无线供电电路 使用的是E类功放的拓扑 具体发射电路如下图 无标题.png 注:P10为300uH电感 Vcc=10V
由于频率较高(1M) 采用IR2110+图腾柱驱动 C7C8C9实现软开关 谐振参数 L=16uH  C=1.6nF(谐振频率略小于输入信号)  线圈采用70股李兹线绕制  电容使用CBB  
接收电路采用如下形式   无标题1.png
同样采样李兹线和CBB电容 整流桥采用4×超快恢复二极管
实物图如下:   20130529066.png    20130529067.png     
接下来就是碰到的问题的
1、我发现网上关于他激类型E类放大器的无线供电论文资料还是比较丰富的 但是却很少具有实用价值的他激电路
2、发射电路是使用串联谐振 空载时损耗很大 尝试使用过并联谐振电路 但是在1M的频率下 线圈上的电流很小
3、在测试的过程中 前期使用快恢复二极管(恢复速度300ns) 在接收电路谐振回路两端测得电压峰峰值可达几十伏 但经过整流桥以后 电压却变得相当低 桥发热 于是换成超快恢复管 但是在实测出效果之前出现了其他状况
3.1、由于采用了软开关 在初级的个部件发热均不严重 在快恢复管方案失败以后 我直接在谐振回路两端接上了10ohm的可调功率电阻 调至3~5ohm时 负载发烫 但初级依旧发热不严重 说明能量是可以成功发送到次级的 然后就换上超快恢复管准备继续测试 再然后就碰到奇葩的问题了。。
3.2、具体症状:
1)初级开关管D极电压半正弦波上叠加了高频率的衰减振荡(每周期都有)但应该不是主要问题
2)谐振线圈、电容两端电压是很高的(这是应该的)示波器探头不小心戳到电容电感连接点的时候有火花
3)初、次级的耦合好像变得很差 原先当次级带载耦合到初级时 初级的电流应该会下降 甚至到一个很低的水平 但现在初级电流很大且慢慢上升(CBB温度特性差的缘故?) 次级位置和负载的变化对初级电流的影响很小 说明其耦合程度并不高
4)初级电流很大 谐振回路中电容电感发热 李兹线都到了发热的程度有点不和谐 使用一小线圈接收串1LED在一定距离处接收(图三线圈后) 表示并上谐振电容对灯亮度的影响很小 输入频率偏移0.01MHz即对LED亮度有相当大的影响(说明谐振没问题啊 为何次级接收不了)

5)最后 手戳到李兹线绝缘的部分 李兹线貌似就击穿了 黑了一块 现在手指上还有一股奇异的烧蛋白质味[s:293]    
最近调这个电路调得快吐了 求指点
晚上发现以上问题大部分都是由于某个很低级的错误造成的 所以请无视吧

P.S磁耦合谐振与电磁感应无线供电的区别何在 感觉都是线圈并电容发射。。。
P.SS感觉两个人调一个电路不太好  而且不爽。。。
来自:电气工程 / 电气电工
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~~空空如也
改装pcp
10年11个月前 IP:未同步
530264
你这个频率谐振电容试试用云母电容。低压整流用肖特基速度比快恢复二极管高一个等级。
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zxy-diy
10年11个月前 IP:未同步
530271
回 1楼(改装pcp) 的帖子
电容用MKP行么?二极管用HER308行么? 这二极管是不是更快?
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robbie
10年11个月前 IP:未同步
530296
1)初级开关管D极电压半正弦波上叠加了高频率的衰减振荡(每周期都有)但应该不是主要问题
这句话不大理解,什么是半正弦波?叠加了高频率的衰减振荡是指包络线震荡吗?能不能上一个波形看一下?

磁耦合谐振供电才是较为正规的说法,电磁感应什么的多数是木有谐振的那种
楼主最好能让初级阻抗等于次级阻抗,这样传输效率才会高
你这个线圈匝数略多了,最好改少一点
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我在飞翔
10年11个月前 IP:未同步
530452
对初级和次级都需要谐振,没有疑义。同时,对耦合距离很近感到很失望。
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硝钾苦无作者
10年11个月前 IP:未同步
530558
回 1楼(改装pcp) 的帖子
云母电容略贵。。 CBB的ESR也不大 多个CBB并起来发热还不是很严重 接收端电压并不稳定 肖特基的耐压不高  有击穿的可能
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硝钾苦无作者
10年11个月前 IP:未同步
530559
回 2楼(zxy-diy) 的帖子
我用的就是HER308 之前用过FR系列 1M的情况速度跟不上
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硝钾苦无作者
10年11个月前 IP:未同步
530566
回 3楼(robbie) 的帖子
先给波形占个位置 稍后发上
漏极波形如下 这是负载不重的情况 DS0000.bmp
后面的那个尖峰是不应该出现的 开关损耗基本都是产生与此 所以在漏极并了电容软开关 但是效果与负载及线圈间的距离有关  之前说的振荡是前面的馒头波上叠加的高频分量 貌似对效率没有明显的影响
初级阻抗等于次级阻抗只是最大功率传输的条件 这种情况下效率肯定不是最高的 无线供电可以通过改变两线圈距离来控制次级的反射阻抗 因此有个最大功率传输的距离
为何线圈匝数要减少  跟Q值有关吗?
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硝钾苦无作者
10年11个月前 IP:未同步
530573
回 4楼(我在飞翔) 的帖子
传输距离确实不是很远 谐振调的好应该可以达到比较远的距离的  但是我目前只能做到把能量发射出去 接收还不是很好 而且发射端LC回路的频率也没能完全调到1M   同时 距离越远 反射阻抗越小 传输效率会降低
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改装pcp
10年11个月前 IP:未同步
530582
在1M高频下的器件,不用云母用什么?那些CBB上不了那个频率的。二极管恢复时间没几十nS的话整流等于直通了。
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zxy-diy
10年11个月前 IP:未同步
530624
没谐振就相当于一个没有铁芯的变压器,,,输出,试试在整流之前加1.5KEXXCA的瞬态抑制管吸收尖峰,整流之后加滤波和稳压,稳压之后再滤波,输出恒定直流,,,可以一试。
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硝钾苦无作者
10年11个月前 IP:未同步
530679
回 9楼(改装pcp) 的帖子
CBB不是适用于高频的吗 是在哪一方面有限制 HER308 恢复时间70ns 手头没有承受得了谐振电压的肖特基管
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硝钾苦无作者
10年11个月前 IP:未同步
530684
回 10楼(zxy-diy) 的帖子
谐振的话不会有很高的尖峰吧 接收谐振端重载 中等负载及空载时的波形如下:
DS0001.bmp    DS0005.bmp    DS0002.bmp

接收电路重新做了块板子 原理图
无标题2.png
给手机充电什么的感觉负载太轻了(模拟负载 还不敢真把手机接上) 2596输入端电压很高(接近40V) 不敢移到最大功率的位置 怕烧了
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robbie
10年11个月前 IP:未同步
530709
回 7楼(硝钾苦无) 的帖子
线圈匝数是经验之谈,理论我也说不上来,实验中传输距离远(15cm+)应该要减少匝数,距离近的要增加匝数,一般用到4匝以下,我做的是并联谐振,跟你这个有一点不同,等我放假在仔细研究,这个暑假就一直研究磁耦合谐振输电了
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医学院
10年11个月前 IP:未同步
532427
其实,1M频率,周期才1000NS,快恢复管300-500NS根本不能用。

其实,小电流时4148没有问题,电流不够,几只并联。
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医学院
10年11个月前 IP:未同步
532428
现在有一种快恢复管4007不错
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医学院
10年11个月前 IP:未同步
532429
还有一条,开路辐射电磁波肯定有害健康
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硝钾苦无作者
10年11个月前 IP:未同步
532449
回 14楼(医学院) 的帖子
超快恢复管小于100ns 4148拿来做功率实在是难以接受
磁耦合共振只有磁场发散 磁场对人体的影响是比较小的
还有  这样多次发帖是有可能被扣分的。。
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医学院
10年11个月前 IP:未同步
532481
楼上

快恢复管在300-500NS,用在1M上完全无能为力。即使有100NS的,也非常勉强。想想1M周期才1000NS。

而4148是可以做检波管的。只不过电流小一些,耐压也有100V。作为实验传数电力4148完全满足了。
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硝钾苦无作者
10年11个月前 IP:未同步
532498
回 18楼(医学院) 的帖子
快恢复管当然应付不了1M  超快恢复管 例如HER30系列的恢复时间为50~75ns还是可以胜任的
如果电压较低的或者追求低恢复时间可以用肖特基管 不过高耐压的肖特基管比较贵
4148本身就是检波作用 仅仅是演示的话没什么问题 但是实际使用的话…算了吧  并一堆4148不如买几个超快恢复管实在
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平衡充电器
10年11个月前 IP:未同步
532555
日本号称电视机电源距离1米,不可思议啊。效率不知道有木有30% 
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junolee
9年1个月前 IP:四川
760210
楼主你好,你的发射电路全都用CBB吗?旁路电容和谐振电容。我现在在测试E类放大器,所以负载直接接的是滑动变阻器,但是出来的波形很烂,根本不像正弦波。看了一下驱动和管子两端的波形,都有很大的振荡。求楼主指导一下,谢谢。
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log1
9年1个月前 IP:广东
760284
30~60nS 600V的二极管很多,但是用在1MHZ还是有点慢,最好还是肖特基,如果耐压不够,就用碳化硅吧
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