Здравствуйте!
Столкнулся с задачей создания беспроводной зарядки для нескольких устройств. Нужно обеспечить одновременную зарядку нескольким слаботочным (до 700 ма) потребителям.
Существуют два крупных стандарта, это Qi и A4WP и множество непонятных китайских стандартов (кое что уже едет). Китайские устройства очень дёшевы, но документации на них нет, продавцы делятся инфой только при крупных заказах.
С фирменными стандартами проще, документации море, но труднова-то доставать компоненты.
Есть много вопросов:
- будут ли совместимы приёмники Qi с китайскими передатчиками?
- какая из схем работает с синусом?
- существую ли коммерческие образцы для стандарты a4WP?
Поделитесь опытом, кто разрабатывал подобные устройства?!

Из общих соображений:
- все схемы должны работать с синусом, т.е. по возможности на одной частоте, настроенной на резонатор приемника. В противном случае невозможно будет обеспечить нормальный КПД зарядки. Если китайцам может быть наплевать на КПД, то солидным производителям - вряд ли.
- схемы приемника и передатчика могут быть совместимы друг с другом только в том случае, если работают на одной частоте.

Совместимость тут не только в частоте. QI например, шлёт пачку данных, что определить совместимость приёмника и передатчика, положение их относительно друг друга, и ещё что-то.
Можно и "обмануть" приёмник Qi и использовать с дешёвыми китайскими передатчиками?

Получил отладочный комплект http://ru.aliexpress.com/item/PCB-wireless...ommendVersion=1
Получилось, что амплитуда сигнала на приёмной катушке, 15 В. На выходе с приёмника 5 В и ток до 100 мА.
Передачтик работает от 5 - 12 В, на катушке амплитуда сигнала 35 В.
Частота от 800 кГц до 1 МГц , прошу прощения за такое приближение. у меня осциллограф старый, точнее не получается померять. Наиболее чистый сигнал на приёмнике на расстоянии 13 мм от передатчика.
До 1 ампера разогнать не получилось, хоть китайцы и обещали. В передатчике XKT-412 наверно генератор в котором частота зависит от R1-R2, T5336 скорее всего какой-то ключевой элемент.
Вопрос, можно ли поднять частоту до нескольких МГц, нужно ли добиваться резонанса между контурами приёмника и передатчика? Можно ли использовать один генератор, но параллельно установить несколько ключей с катушками?
Нужно ли добиваться идеального синуса?
Может стоит вообще сделать МОЩНЫЙ генератор (синус) на кварце 6,78 (или другой частоты)МГц? Напряжение питания можно сделать до 24В.
1 картинка, схема передатчика.
2 картинка, схема приёмника.
3 картинка, сигнал на передатчике.
4 картинка, сигнал на приёмнике.

Про несколько МГц - надо посмотреть даташиты на диоды. Если диоды будут успевать переключаться, то - да. Надо также поэксперементировать с LC-контурами L1-C1 и L1-C3.
Про несколько катушек - а каков смысл? Положить одну катушку на другую и соединить параллельно?
Несколько ключей не нужно. Надо поставить один ключ в два раза большей мощности.

Про идеальный синус - все, что отклоняется от синуса, то распадается на гармоники. Если приемник настроен на какую-то частоту, то излучатель тоже надо настраивать на эту частоту.
Не надо добиваться красивой картинки на осциллографе. Надо посмотреть, что реально принимается приемным устройством. Все что не принялось приемником, то прошло мимо.
И чем ближе катушки, тем лучше.
Если есть задача перекачивать большие объемы энергии, то лучше использовать что-то вроде трансформатора с разделяемым сердечником. Электромагнитная энергия не будет бесцельно разливаться по эфиру, а будет концентрироваться в сердечнике.

ЗЫ Осциллограф надо менять.

Два маленьких замечания.

1. Частоту разработчики выбирали не потому, что не могут выше, а из практических соображений получения максимального КПД при мин. себестоимости с обоих сторон - передатчика и приемника. Сюда также входят: быстродействие компонентов, паразитные емкости (включая контура) и пр.

2. Резонанса желательно добиваться для (возможно лучшего) приближения к теоретически достижимому (пределу) КПД системы БПЗ, 50% (без дополнительных разнообразных потерь).

С 1-м пунктом абсолютно согласен. Вряд ли диоды выбраны с большим запасом во временам переключения.

Про 2-й пункт - а откуда взялась цифра 50%?
Есть сомнения что КПД этой зарядки дотянет до 50 процентов. Хорошо бы если бы дотянул до 10. Сердечника то никакого нету.

50% - это абсолютный теоретический предел КПД (по мощности). Можно пытаться (и нужно) бороться за КПД, но достичь предела на практике нельзя, только в теории при полном согласовании по мощности и без каких-либо других потерь. Как близко? Зависит от очень многих факторов. 10%-20% - думаю неплохой результат будет.

Вспомните еще про помехи которые будет генерировать это устройство на рабочей частоте.

такая же ерунда, как в антикражных воротах в магазине. Контур излучает, проносишь через него короткозамкнутую наклейку - уходит добротность катушки, слетает резонанс, система это обнаруживает и сигналит.

Электроника в антикражках дикая. В одних воротах на плате углядел 3 или 4 моточных типоразмера что-то вроде ЕЕ55. Сама рамка выполнена как петля размагничивания в кинескопах. Мелочёвки много, процессор из-за угла торчит.

здесь же обратной связи в передающем контуре я не вижу, то есть резонанс будет гулять по мере изменения расстояния до приёмника, а значит ни о каком кепеде можно и не мечтать. Просто будет тупо фонить в эфир.

Это ж дешёвая китайчатина, надо про это помнить.

И получается, то сейчас передатчик уже потребляет ватт эдак 5 (если принять кпд равным 10%). Что при таком размере передатчика уже делает его маленькой печкой.

А если поверить словам наших китайских друзей, то передатчик будет потреблять 50 Ватт. Что вероятней всего превратит маленькую печку в большое облако дыма.

Соображения по конструкции приемника такие:
Микросхема IC1 тупо нарезает частоту 1 МГц.
Микросхема IC2 является по всей видимости сборкой из двух комплиментарных транзисторов.

В один момент включен только один транзистор.
И эта сборка притягивает LC-цепочку то к VCC, то к GND.

Из-за чего ток через LC цепочку может быть только однополярным. А это значит, что синуса передатчику сделать не удастся.

Напряжение на излучающей антенне должно быть двуполярным.
А это можно сделать только применив полумостовую схему включения.
Такие схемы применяются в ЭПРА.
Можно посмотреть - ru.wikipedia.org/wiki/Электронный_пускорегулирующий_аппарат
_ttps://commons.wikimedia.org/wiki/File:Polumostovaya_shema.PNG?uselang=ru

И если вторая микросхема действительно является транзисторной сборкой, то синусоидальный сигнал можно получить, поставив между пинами 1 2 3 микросхемы IC2 и землей дополнительный конденсатор.

Но тогда получается, что проще переделать ЭПРА от люминесцентной лампы (что-то похожее на _ttp://ivan.bmstu.ru/avia_site/r_main/HWR/Others/Lamp_china/lamp_ch.html) на частоту генерации 1МГц.
Обычно такие эпра работают на частотах 30-60кГц, так что транзисторы менять наверное придется.
И мощность такой зарядки будет несоизмеримо выше, потому как она будет питаться непосредственно от сети 220в.

Вообще-то колебания в LC контуре носят синусоидальный характер, вспомните усилитель мощности в классе С, он ещё и с отсечкой, не так как В

но для красивого синуса исходный сигнал должен иметь синусоидальную форму, пусть даже и однополярную

А можно увидеть некую фундаментальную формулу, от Теслы или кого-то также уважаемого - показывающую, что передать энергию бесконтактным способом можно только с КПД менее 50%? А то ваши высказывания напоминают бредовый предел Шеннона...

Myron,
к Вам есть 1 вопрос. Можете написать мне в личку свое мыло? Мне система не дает почему-то возможности писать сообщения в личку.

Ведь не новичок же, а такие громкие заявления делаете.

Возможно, ограничение в 50% вызвано тем, что плоская передающая катушка фонит в две стороны, а приёмная располагается только с одной? Или я тоже бредю

Вместе с приемной катушкой не фонит. Это же просто планарный трансформатор:
http://palgong.knu.ac.kr/~SMPC/publication...less_energy.pdf

wim, не вникал в текст статьи, но через что замыкается магнитный поток?

Через воздух. Витки плоские, толщина их сопоставима с глубиной скин-слоя, ток почти синусоидальный, поэтому потери от вихревых токов получаются минимальные. Вообще, у планарных трансформаторов индуктивность рассеяния обычно на порядок меньше, чем у Ш-образных. Более эффективно было бы, если его еще "ферритовой пленкой" обложить, как вот здесь:
http://palgong.knu.ac.kr/~SMPC/publication...nalysis_and.pdf
Только ее, по-моему, в Росии не продают.

Читайте основы электротехники и радиотехники. Разделы передачи мощности/энергии и КПД. Посмотрю на выходные, чем могу вам помочь (если будет время). Ну или просто запомните мое замечание. Через какое-то количество лет будет вам стыдно. Ну если не преключитесь на другие занятия - продажу цемента, например, или изучение глубин океана.

Выше есть две ссылки - там корейцы упорно и дотошно демонстрируют КПД больше 50%.

Мне это напоминает борьбу за мощность звуковых усилителей в прошлом веке, когда начали приводить огромные мощности на усилители. Потом выяснилось, что производители начали указывать пиковую мощность (которая, как минимум, втрое превосходила обычные цифры, полученные методами измерений по стандартам и учебникам). Потом это прижилось и стало привычным. Правда в рассматриваемом случае пока идет речь о классических методах.

А если "передающую" катушку поместить в одну половинку броневого (цилиндрического) сердечника типа СБ, а "приемную" - во вторую половинку сердечника, совместить их с минимальным зазором? То есть обе катушки будут практически внутри сердечника.
Тогда излучение "на сторону" будет минимальным и КПД должен получиться как у неплохого трансформатора.

... и запихнуть это в сотовый телефон.

И как же это согласовывается с "классическим" 50%-ым пределом? И что значит "пока"?

По-моему, стыдно должно быть как раз делать такие замечания.

Извиняюсь, cтарческое это...

Не обязательно СБ (это для примера. хотя размеры здесь вряд ли препятствие).
Можно придумать что-нибудь подобное. Главное - увеличить связь между катушками и уменьшить рассеяние.
Ведь сами же писали выше про "ферритовые пленки".

Тоже не могу написать вам в личку. Вот ответ системы:
"Невозможно отправить это сообщение, так как получатель отключил свой личный ящик, или он попросту переполнен"

Не фонит, если передаются ватты, а если сотни и кВт-ты, то будет фонить - приемник не оптимальный, т.к. мостик шунтирует катушку и давит добротность, а из-за этого передатчик работает с большими гармоническими составляющими, что и видно на рисунках в pdf-ке . Оптимальным будет зеркальный от передающего, только вместо ключей генератора - ключи синхронного выпрямителя. Плюс реактивная мощность в контурах должна быть значительно больше передаваемой активной. Плюс стабилизация частоты на передатчике и принимаемой мощности на приемнике. В такой ситуации можно подавить все высокие гармоники и пройти по нормам излучения при больших зазорах. Экспериментально - на 100 кГц-ах -1кВт при зазоре до 150 мм.
Насчет магнитопровода - конечно лучше броневой, только здесь нюансы связанные с величиной индукции - при больших зазорах она маленькая и если делать как обычно - сплошной магнитопрод, то получается на порядок и более тяжелый, чем мог быть. Или с большими потерями.