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Hallo, ich habe mich jetzt unzählige Stunden rumgeschlagen um einige meiner Fragen mir selbst zu beantworten aber entweder suche ich mit den falschen Begriffen im Netz oder es gibt nichts adäquates.
Ich habe insgesamt ein Problem bei welchem ich hoffe das jemand mir vielleicht helfen kann da ich neu im Experimentierfeld der Elektrotechnik bin.

Ich bin auf der Suche nach einem Schaltplan für eine Induktive Schaltung, es sollte folgendermassen aussehen:

Ich habe eine Gleichspannung die in eine Wechselspannung umgewandelt werden soll, nachdem sie Spannungsgeregelt wurde! 14V auf 10V (Spannungsrichter) und dann DC/AC Wandlung.
Diese soll dann an eine Primärspule angelegt werden um in einer Sekundärspule eine "andere Spannung" zu induzieren. Die Primärspule ist von den Abmassen relativ egal, die Sekundärspule sollte inkl. Wicklungen und nachgesetztem Brückengleichrichter nicht die mehr als 60mm x 7mm x 7mm einnehmen (je kleiner desto besser)
Könnt Ihr mir vll sagen ob und wenn ja, welches Bauteil ich vergessen habe und mir vielleicht eine Idee geben welche Bauteile dafür zu verwenden wären (Spannungsregler, Brückengleichrichter, DC/AC wandler) bzw vielleicht sogar in welcher Dimension sich die Windungszahl/Durchmesser bewegen? (am Ausgang notwendige stabile Daten: 5V 2,5-5Watt)
Vielen Dank bereits im Voraus aus Barcelona

Fabian

Hallo Fabian,
im Titel schreibst Du etwas von kabellos.

Aus meiner Erfahrung heraus würde ich die 14V nicht erst auf 10V regeln - es sei denn, Du brauchst auf der Primärseite diese Spannung. Aber auch dann würde ich die beiden Schaltungen kombinieren - also den 14V zu 10V- Wandler und den DC/AC-Wandler.
Dazu gibt es eine Reihe von so genannten Schaltreglern, was Deiner forderung nach kompakter Bauweise entgegenkommt.
Allerdings habe ich keine praktische Erfahrung, wie die weiche Kopplung von 2 Spulen eines Schaltwandlers sich auf die Stabilität der sekundären Spannung auswirkt.
Die Sekundäre Wicklung im Bereich von ca. 5mH und je nach Strom die Windungszahlen, der Ferritkern (Halbkern) und Drahtdurchmesser. - Ich würde hier sogar einen Resonanzkreis LC vorschlagen und die Schaltfrequenz im Bereich von 100kHz, da sich dann bessere Übertragungseigenschaften im nicht zu vermeidenden Luftspalt ergeben. (Sender/Empfänger-Prinzip).
Die Primäre Spule hat je nach Eingangs- oder Regelspannung des Schaltreglers ca. die doppelte Induktivität.

Vielleicht kannst Du dazu noch ein paar Details ergründen, was und wie das ganze werden soll.

Cu
st

» Ich habe eine Gleichspannung die in eine Wechselspannung umgewandelt
» werden soll, nachdem sie Spannungsgeregelt wurde! 14V auf 10V

Wozu geregelt an dieser Stelle?

» (Spannungsrichter) und dann DC/AC Wandlung.
» Diese soll dann an eine Primärspule angelegt werden um in einer
» Sekundärspule eine "andere Spannung" zu induzieren. Die Primärspule ist
» von den Abmassen relativ egal, die Sekundärspule sollte inkl. Wicklungen
» und nachgesetztem Brückengleichrichter nicht die mehr als 60mm x 7mm x 7mm
» einnehmen (je kleiner desto besser)

Das ist bei den kleinen Abmessungen und der dafür
recht hohen Leistung nicht ganz einfach. Am besten
geht das wohl noch mit einem Schalenkern, dessen
beide Hälften Primär- und Sekundärspule bilden. Die
Wechselspannung sollte dann eine Frequenz von mind.
100kHz haben.

Das ganze wird dann ein Schaltregler. Näheres zu dessen
Dimensionierung findest Du in den DSE-FAQ und in den
dort angegebenen weiterführenden Links. Ohne einige
grundlegende Kenntnisse und m.E. auch einem Oszi
wirst Du wohl ein derartiges Projekt kaum verwirk-
lichen können.
Gruss
Harald
PS: Die häufig angebotenen kontaktlosen Ladegeräte für
Zahnbürsten übertragen wesentlich kleinere Leistungen.

» Hallo, ich habe mich jetzt unzählige Stunden rumgeschlagen um einige meiner
» Fragen mir selbst zu beantworten aber entweder suche ich mit den falschen
» Begriffen im Netz oder es gibt nichts adäquates.

Zur Energieübertragung ist der Royer Converter recht gut geeignet, weil er unempfindlich gegen Streuinduktivitäten ist.

Sofern der Kopplungsfaktor nicht zu schlecht ist, sollten 2,5 W kein Problem sein.

Gruß
Torsten

Ich befürchte, da liegt Können und Wollen zu weit auseinander.

Wenn du weder ein halbwegs passendes Konzept hast und sogar nach den notwendigen Einzelteilen fragst.

War doch vor einiger Zeit schonmal sowas hier drin. Ich weiss aber nicht, ob und wieweit das Projekt damals gelaufen ist.

Viel kommt es dabei auch auf die mechanisch korrekte Ausrichtung an. Einfach "irgendwo auf die Oberseite eines Schuhkartons legen" funktioniert nicht (sinnvoll).
Und bei entsprechender mechanischer Ausrichtung könnte man über galvanische Kontaktierung nachdenken - z.B. wie bei den kabellosen Wasserkochern, die das sogar mit 230V und 1..2KW machen.

hws

» Zur Energieübertragung ist der Royer Converter recht gut geeignet,

Siehe auch hier:
http://www.mikrocontroller.net/articles/Royer_Converter
Gruss
Harald

Also vielen Dank - ich bin wahnsinnig beeindruckt wie schnell und sachlich hier geantwortet wird!

Meine Idee ist einfach folgende, die schon öfter verfolgte Geschichte mit der kabellosen Handyladung - und genau da liegt das Problem. Der Strom am Ausgang sollte exakt sein, sonst funktionert die Vorgang nicht.
Auf der anderen Seite, am Eingang ist bei meinem Projekt nicht gewährleistet, dass die Spannung exakt einen Wert hat sondern sie wird schwanken zwischen etwa 11V und 14V.

Das man Basiswissen benötigt dessen bin ich mir (leider) bewusst, aber ich würde gern eben anfangen weil mir das Projekt schon seit Ewigkeiten in Gedanken ist. Leider kann ich nur Elektrotechnik-Grundwissen der TU vorweisen, was auch noch 3 Jahre her ist.

Die Idee einer direkten Kontaktierung hatte ich auch - interessanter wäre jedoch die Induktion.
Der Royal Converter hilft mir das glaube ich einerseits beim Verständnis und geht exakt in die Richtung die ich wollte.

Herzlichsten Dank an der Stelle an alle!

Viele Grüsse, Fabian

» » Zur Energieübertragung ist der Royer Converter recht gut geeignet,
»
» Siehe auch hier:
» http://www.mikrocontroller.net/articles/Royer_Converter
» Gruss
» Harald

Ja, der Artikel ist gut. Ein Punkt vermisse ich allerdings:
Royer Converter schwingen teilweise nicht richtig an, wenn die Eingangsspannung beim Anschalten nur langsam ansteigt.
Notfalls also z.B. mit einem Diac oder anderweitig für einen steilen Einschaltimpuls sorgen.

Gruß
Torsten

» Der Strom am
» Ausgang sollte exakt sein, sonst funktionert die Vorgang nicht.

Dann musst Du die Ausgangsspannung regeln. Übrigens
kann man Handylader nicht so ohne weiteres durch
andere Netzgeräte ersetzen, da diese u.a. manchmal
auch eine Software enthalten oder einen ganz bestimm-
ten Innenwiderstand haben müssen.

» Auf der anderen Seite, am Eingang ist bei meinem Projekt nicht
» gewährleistet, dass die Spannung exakt einen Wert hat sondern sie wird
» schwanken zwischen etwa 11V und 14V.

Das macht einem Schaltregler normalerweise nichts.

» Das man Basiswissen benötigt dessen bin ich mir (leider) bewusst, aber ich
» würde gern eben anfangen weil mir das Projekt schon seit Ewigkeiten in
» Gedanken ist. Leider kann ich nur Elektrotechnik-Grundwissen der TU
» vorweisen, was auch noch 3 Jahre her ist.
»
» Die Idee einer direkten Kontaktierung hatte ich auch - interessanter wäre
» jedoch die Induktion.

Ja, aber wegen einer gewissen Kompliziertheit auch
bei Fertiggeräten nicht verwirklicht.

» Der Royal Converter hilft mir das glaube ich einerseits beim Verständnis

So königlich ist diese Schaltung auch nicht.

» und geht exakt in die Richtung die ich wollte.

Dann viel Glück. Ein Problem solcher Schaltungen ist
übrigens noch, das sie teilweise zu starken Funk-
störungen führen.
Gruss
Harald

Hi Fabian,

Meinst net, dass das ein etwas schwieriges Unterfangen ist?

So sieht ein Ladegerät aus: Schau mal, was so alles drinnen ist,
-- über 15 Patente wollen auch mitreden...

http://techon.nikkeibp.co.jp/english/NEWS_EN/20081113/161182/

Zudem sollte dein Handy da mitspielen - im Gerät ist noch einiges dafür drinnen.

Wie schwierig es sein kann:
---- englisch sollte man auch können, dann findest mit
den passenden Stichwörtern eine Menge Links:

http://en.wikipedia.org/wiki/Inductive_charging
http://www.palm.com/us/products/accessories/touchstone-technology.html

Stichwort:
"cell phone inductive charging"

Ok, ... muss ja nicht gleich ein Handy sein..
Kontaktlos kann man sicher auch einfachere Werkeln laden.

Gröbst, im einfachen Werkel ist die eine Hälfte des Übertragers, Trafos.
Das wird zu einem kleinen Schaltnetzteil mit Akku geführt.
Die andere Hälfte ist am Stromnetz angesteckt, oder saugt an der Sonne,
Wind, Wetter, oder was auch immer seinen Yoghurt (ist englisches Joghurt)...

--->
Als Projekt würde ich ein Batterie betriebenes Spielzeug vorschlagen.
Dieses wird zB auf eine Induktionsschleife draufgelegt (gesteuerte),
oder auf einen Koppelstift. - wäre im Gehäuse eingebaut.
So wie eine Teekocherkanne, in der so was eingebaut ist.

Grüße
Gerald
---

--
...und täglich grüßt der PC:
"Drück' ENTER! Feigling!"

Hallo Fabian,

Das Ladegerät ist in den 5V-versorgten Handys bereits integriert, da der Akku ohnehin eine andere Spannung hat.
Auch bei den alten Netzteilen mit 3,6V lieferten diese Teile nur die Energie und die Ladeanpassung war im Handy.

Also könnte die Royal-Converter-Schaltung passend sein.
eine Z-Dioden-stabilisierung auf der Sekundärseite gegen zu hohe Überspannungen reicht dann völlig aus.
mechanisches Einrasten des Mobile-Gehäuses in der Ladeschale mit der Sendeantenne erhöht den Wirkungsgrad.
Ein Topfkern, der dann passgenau geschlossen wird ist ideal.
Ansonsten kannst du davon ausgehen, daß nur ca. 50% der Energie im nahbereich übertragen werden können.

Bei der Royal-Converter-Schaltung gibt es noch ein anderes Problem. Da immer in einer Phase kein Strom in der jeweils anderen Steuerspule fließt, hat die Schaltung an sich schon einen kleineren Wirkungsgrad. Dazu kommt das analoge durchlaufen der Arbeitspunktkennlinie der Transistoren, die damit echte verlustleistung in Höhe von bis zu 50% abziehen.

Cu
st.

» ... gewährleistet, dass die Spannung exakt einen Wert hat sondern sie wird
» schwanken zwischen etwa 11V und 14V.
»

Hört sich schwer nach Auto an.
Soll der sekundärseitige Anteil gleich ins Handy rein?
Wenn ja: Ob das mal gut geht, das Handy dem Magnetfeld auszusetzen.

--
Gruß
otti
_____________________________________
E-Laie aber vielleicht noch lernfähig

» » ... gewährleistet, dass die Spannung exakt einen Wert hat sondern sie
» wird
» » schwanken zwischen etwa 11V und 14V.
» »
»
» Hört sich schwer nach Auto an.
» Soll der sekundärseitige Anteil gleich ins Handy rein?
» Wenn ja: Ob das mal gut geht, das Handy dem Magnetfeld auszusetzen.

Hallo Otti,
das ganze geht aber noch viel weiter!
Wenn Du schon das Thema Auto aufmachst. Mit der Induktionstechnik können z.B. auch berührungssichere
Hochvolt ( eher Hochenergie)-Kontakte zum laden der Mobilitätsbatterie in BEV und PEHV hergestellt werden.
Da ist dann ein hochwertiger Kunststoffüberzug drüber und es gibt keinen Körperkontakt und auch keine Korrosion mehr.

Die Spule möchte ich sehen (bei P=400V*40A).

Cu

» » » ... gewährleistet, dass die Spannung exakt einen Wert hat sondern sie
» » wird
» » » schwanken zwischen etwa 11V und 14V.
» » »
» »
» » Hört sich schwer nach Auto an.
» » Soll der sekundärseitige Anteil gleich ins Handy rein?
» » Wenn ja: Ob das mal gut geht, das Handy dem Magnetfeld auszusetzen.
»
» Hallo Otti,
» das ganze geht aber noch viel weiter!
» Wenn Du schon das Thema Auto aufmachst. Mit der Induktionstechnik können
» z.B. auch berührungssichere
» Hochvolt ( eher Hochenergie)-Kontakte zum laden der Mobilitätsbatterie in
» BEV und PEHV hergestellt werden.
» Da ist dann ein hochwertiger Kunststoffüberzug drüber und es gibt keinen
» Körperkontakt und auch keine Korrosion mehr.
»
» Die Spule möchte ich sehen (bei P=400V*40A).
»
» Cu

Das Thema "Auto" habe nicht ich aufgemacht, sondern ich leite es aus 11-14V DC Angaben des TE ab.

Ja, und wenn Du im Auto sitzt und gerade kontaktlos geladen wird schmelzen die Münzen im Geldbeutel und in den Scheinen brutzeln die Silberstreifen.

--
Gruß
otti
_____________________________________
E-Laie aber vielleicht noch lernfähig