ZVS无线充电
abc5552015/04/25电子技术 IP:广东
ZVS
直插版1.jpg 直插版2.jpg 直插版布线.jpg
发射线圈用0.1mm*200股的李兹线绕3.5+3.5T,外径40mm 内径22mm,绕的那么小其实是考虑到感应加热的效率。
用示波器测ZVS谐振电容两端的频率有194kHz



做了5个接收线圈来试验效果
接收线圈.jpg



接收电路.jpg




表中的距离是通过看LED的亮度来判断的,所以不是很准,但也差不了几个mm。
根据这个结果,讲一下自己的看法(由于实验有很大的偶然误差,所以不保证全对):
1.发射线圈直径越大,传输距离越远。

2.在发射线圈直径不变的情况下,接收线圈与发射线圈一样大或略大一点,适合近距离大功率传输。(近距离是相比第3点的情况)

3.接收线圈比发射线圈大一倍,传输距离变远,小负载情况下效果比2中的接收线圈好,但大负载情况下效果比2中的接收线圈差,不适合大功率传输。

4.在接收线圈和发射线圈一样大时,可以在发射和接收线圈之间放一个谐振频率一致的中继线圈来提高传输效率,中继线圈比接收线圈稍大一点(小一点的情况效果不怎么好),看距离而定。中继线圈也会产生损耗,但它能提高传输效率,我觉得是和接收线圈直径以及磁场分布有关。中继线圈的位置存在一个最佳距离(和接收线圈直径有关),这样才可以提高传输效率,否则无效。

5.直径一样的情况下,接收线圈的圈数越多,小负载传输距离越远,但大负载的效果不如圈数少的接收线圈。

6.半波整流和桥式整流在这个系统中的效果没有明显的区别,但半波整流中的二极管要承受的反向电压比桥式整流中的大,近距离下容易击穿二极管(我就这么穿了一个1n5822,还能听到那清脆的“嘭”一声)。
总之,想要提高传输距离就增大发射线圈直径,接收线圈看负载情况和传输距离选择大小。没有试验过接收线圈比发射线圈小的情况,估计效率很差。可以合理设置中继线圈来提高效率。
以上观点不保证全对……提供一个参考吧


关于空载输出电压:

发射线圈参数不变,在接收线圈的直径和圈数都较大的情况下,空载输出电压很大。接收线圈参数93mm_8T,在距离发射线圈10cm距离时空载输出电压达到40V,而53mm_6T的接收线圈在距离发射线圈3cm时空载输出有30V


关于接收谐振电容:
由于材料有限,谐振电容选择了独石电容和瓷片电容,在小负载近距离下,谐振电容发热很严重,估计用CBB电容或安规电容效果会好很多。


关于独石和瓷片的温飘:
104瓷片电容室温下测量101nF,用手捏住一会,数值掉到79nF,松手后逐渐又恢复(用打火机烧一下更不得了)。104独石电容室温下测量85nF,用手捏住一会,数值升到87nF,松手后逐渐又恢复。在接收线圈距离发射线圈很近而且是小负载的情况下,谐振电容发热严重。独石比瓷片的发热量更大。瓷片的温飘比独石大,但高频损耗比独石小。


由于是做无线充电,所以最后确定接收线圈的参数是直径53mm,圈数6T。用开关电源芯片做稳压输出。


接收电路.jpg

左边LC谐振回路接收电能,通过1n5819整流,470uf电容滤波,在滤波电容上并30V的稳压管限幅。通过降压芯片XL4005输出(XL4005有点大材小用了)。图中的SW_ZISUO8X8是一个自锁开关,3脚和6脚为公共端,通过自锁开关切换模式,一种模式是5V恒压输出,接USB接口。另一种模式是调压输出,通过50k可调电阻调节,输出到J2-1J3-1(就是个接线端),此时USB没有输出。
这个电路有个特点(不知是缺点还是优点),就是当整流桥输出的电压低于XL4005设定的输出电压时,5脚(Vin端)和3脚(SW端)就是直通状态。比如设定USB5V输出,整流桥输出才4V,结果就是USB输出才4V可以设计一个欠压断开输出的电路解决这个问题,但是我懒得弄了。


实物图:
接收器正面.jpg

接收器反面.jpg



效果:
无线充电2-MP4.jpg 无线充电1-MP4.jpg 无线充电2.jpg


再发个烧水的效果
烧水4.jpg

[修改于 9年8个月前 - 2015/04/25 12:22:47]

来自:电子信息 / 电子技术
35
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~~空空如也
abc555 作者
9年8个月前 IP:广东
764913
第一次发帖……格式弄得不好,将就着看吧
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csaaa
9年8个月前 IP:江西
764918
很好,顶一个,再试试中间有金属阻隔的情况
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富二代创始人
9年8个月前 IP:安徽
764938
不知把接收线圈 做小 放到手机壳内。。然后 将手机直接放到发射线圈上。。会怎么样。。 能充电么? 手机会坏么?  感觉会坏的可能性很高。。
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abc555作者
9年8个月前 IP:广东
764940
引用 csaaa:
很好,顶一个,再试试中间有金属阻隔的情况
那要看金属的磁导率了,磁导率大的金属可以阻断发射线圈到接收线圈之间的磁场,这样距离就近了,比如铁钴镍以及它们的合金。像铝和铜那些磁导率小的就没什么影响。
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abc555作者
9年8个月前 IP:广东
764944
引用 富二代创始人:
不知把接收线圈 做小 放到手机壳内。。然后 将手机直接放到发射线圈上。。会怎么样。。 能充电么? 手机会坏么?  感觉会坏的可能性很高。。
如果要放在手机内,那接收线圈和接收电路及手机要用隔磁片隔开,隔磁片的材料是铁氧体,能够有效导磁而不会被感应加热。如果不加隔磁片那手机就爽了[s::lol]。如果隔磁和稳压做的好,给手机充电应该没问题
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潜伏
9年8个月前 IP:浙江
765045
帖子写的非常好,有详细讲解,有对比参数
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潜伏
9年8个月前 IP:浙江
765046
焊工相当不错,把开关电源芯片这样搞[s::lol]
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于新
9年8个月前 IP:湖北
765048
加磁芯效果会好点吧?!
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abc555作者
9年8个月前 IP:广东
765077
引用 于新:
加磁芯效果会好点吧?!
你是指在发射线圈的中间到接收线圈的中间加一根圆柱形的磁芯?如果调谐了(或者直接电磁感应)这样效果是好很多,但磁芯太碍事了。
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abc555作者
9年8个月前 IP:广东
765078
引用 潜伏:
焊工相当不错,把开关电源芯片这样搞
我还见过有人在洞洞板上焊SOP-8的芯片,把焊盘切成两半,太牛了, 改天我试试[s::lol]
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于新
9年8个月前 IP:湖北
765110
引用 abc555:
你是指在发射线圈的中间到接收线圈的中间加一根圆柱形的磁芯?如果调谐了(或者直接电磁感应)这样效果是好很多,但磁芯太碍事了。
在发射线圈和接收线圈内分别都加,
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abc555作者
9年8个月前 IP:广东
765140
引用 于新:
在发射线圈和接收线圈内分别都加,
这样可以把磁场集中起来,传更远的距离?可惜我现在没有合适的磁芯,有机会试试
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0000000
9年8个月前 IP:浙江
765157
你可以微缩接收部分,然后直接把充电插头剪短直接接进去,等于一个专用的无线充电线
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大宇
9年8个月前 IP:山东
766088
楼主有没有计算电费啊  好费电量与使用价值不成正比啊
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abc555作者
9年8个月前 IP:广东
766109
引用 大宇:
楼主有没有计算电费啊  好费电量与使用价值不成正比啊
用采样电阻测过ZVS空载300mA左右,图中充一部MP4时,ZVS输入有700mA,充3部的时候没测,图中烧水时有5A,USB输出没测。无线输电效率是硬伤,除非发射线圈和接收线圈贴在一起(市售的无线充电器就这样……居然有人买)。
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只是烟火
9年8个月前 IP:江苏
766268
牛掰。
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不死野人
9年8个月前 IP:广东
768219
不错,学习了
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Mzxws
9年8个月前 IP:河南
768242
引用 富二代创始人:
不知把接收线圈 做小 放到手机壳内。。然后 将手机直接放到发射线圈上。。会怎么样。。 能充电么? 手机会坏么?  感觉会坏的可能性很高。。
三星手机已经领先一步,接受线圈放置手机内,实现无线充电
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仓生木品
9年7个月前 IP:湖南
772694
楼主的帖子相当不错,可以仿制一个试试[s::lol]
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Ares.jason
9年6个月前 IP:陕西
773791
如果加了高频功率放大器会不会能让传输的距离变远点
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abc555作者
9年6个月前 IP:广东
773801
引用 Ares.jason:
如果加了高频功率放大器会不会能让传输的距离变远点
你是指D类,E类么……ZVS功率不小了,没必要再加放大器
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Ares.jason
9年6个月前 IP:陕西
774034
拿漆包线绕了个发射线圈,结果发热好严重[s::(] 4NT5TMZA(1VR2P{PJ_2L`4U.png
发射线圈和接收线圈谐振会不会能提高传输距离·?小白一名[s::P]
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abc555作者
9年6个月前 IP:广东
774037
引用 Ares.jason:
拿漆包线绕了个发射线圈,结果发热好严重
发射线圈和接收线圈谐振会不会能提高传输距离·?小白一名
辣么细的线……换粗点的利兹线吧
谐振会提高传输距离啊
我也是小白,这么巧
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仓生木品
9年5个月前 修改于 9年5个月前 IP:湖南
779826
仿照楼主的电路做的,纯新手,第二次自己焊电路。。
160V330uf和420v470uf滤波电容,其它原件都和楼主相同。(还有自锁开关不同,偶改了电路)

IMG_20150717_215450_看图王.jpg



焊接好后,(这图是改过拆了之后才拍的),之前的和楼主的图一样的(有两个电阻不知道放哪,所以没有焊上去,开始是10.5k没有焊,在电位器旁边焊的1k+1k,通电后xl4005e1发热,可能焊错了。后来把电位器拆了,1k+1k也拆了换成10.5k串2k,再从中间跳线到引脚FB,测得SW与GND电压0.5V左右,调整输入电压也变化不大)

IMG_20150718_222047.jpg




xl4005e1的SW与GND电压只有0.5V左右

于是偶怀疑是FB脚的问题。又按照楼主电路图上重新焊接了还是只有0.5V。

然后又拿了一个xl4005e1搭焊了一下,用的龙威ps-305dm电源,电压23.3V


IMG_20150718_221014.jpg





然后就悲剧了,“啪!”的一声,xl4005e1就烧了。。。偶用的官方电路图,少焊了一个cff 33n电容。求解?

IMG_20150718_222000.jpg





另外,偶焊接的ZVS也振不了,超过9V,MOS管线圈就巨热,而且会热很久。。(散热片没有加绝缘片,不知道有没有关系,散热片是分开的)
IMG_20150711_223320.jpg


这个图是以前的,用的9V2.5w电源。。
IMG_20150711_214831.jpg
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abc555作者
9年5个月前 IP:广东
779880
引用 仓生木品:
仿照楼主的电路做的,纯新手,第二次自己焊电路。。
160V330uf和420v470uf滤波电容,其它原件都和楼主相同。(还有自锁开关不同,偶改了电路)





焊接好后,(这图是改过拆了之后才拍的),之前的和楼主的图一样的...
目测你把xl4005的引脚顺序弄混了,把GND和FB接一起了哟。

ZVS的线圈的接法可能也有问题,你的图片看得不太清楚,可以参考我的接法。

ZVS供电电源应该换个功率大点的,功率不够时电源电压被拉低,MOS管导通不完全就会发热。


另外目测你的烙铁头氧化了,在烙铁头冷却的时候用刀把氧化层刮掉,重新上电,待烙铁头温热的时候吧烙铁头插到松香里隔绝空气,等烙铁头升温到可以融化焊锡后,用焊锡给烙铁头上锡,再等到焊锡浸润烙铁头后就行了,整个过程要保证烙铁头在松香里。之后焊起来得心应手。等等……你换个新的烙铁头就行了233
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仓生木品
9年5个月前 修改于 9年5个月前 IP:湖南
779937
确实弄混了,呜呜~~~~(>_<)~~~~      我把引脚换了就成功了!O(∩_∩)O哈哈~
偶为了方便焊接,就把楼主的图片弄了镜像。(偶完全照着镜像后的楼主的图片焊的)忘记元件也要反过来接了,整流桥也通不过,吓~(╯﹏╰)~

ZVS线圈是按照楼主的图的坐标来的,几乎一模一样。。。元件清单:irf640n 两个,fr107 两个,10k电阻两个,18V1w稳压管两个, 2w 470Ω电阻两个,250V 0.47uf电容,100uh电感
偶仔细检查了电路,没有接反短路等问题。刚刚测试了一下,电源恒压12.2V,MOS管两端电压6V,MOS管不怎么热,线圈短路了,温度估计有几百度,电流有2A多。电源恒压9.5V时,MOS管两端4.7V,线圈依然瞬间升温,电流1A多。可能MOS管或者什么击穿了。。
我还有几个irf2807 75V 82A、还有两个irf640n(感觉内阻太大了,不想用了) 可以再重新焊一个电路。

偶用的安泰信936焊台,可是不太会用,ZVS是之前用刀头焊的(AT-K),锡粘上去就不融化了(╯﹏╰),焊了好久。。锡用的免洗的,偶都是用锡来洗烙铁头,再在湿海绵擦干净再上锡就可以了(网上的视频是这样演示的)。不知道焊宝和松香的作用,偶没用过。
接收模块用蹄形烙铁焊的(AT-4C),稍微好了一点点。 烙铁偶调的325度左右(应该有偏差,之前偶乱调了里面的微调电位器),可是锡就是不怎么融化,焊上去再想让它融化就很难了,所以就变成了图上的样子(可能锡不太好吧,买焊台的套餐里面的)。又买了AT-3.5k的窄刀头,试试手感会不会好一点。
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abc555作者
9年5个月前 IP:广东
779954
引用 仓生木品:
确实弄混了,呜呜~~~~(>_<)~~~~      我把引脚换了就成功了!O(∩_∩)O哈哈~
偶为了方便焊接,就把楼主的图片弄了镜像。(偶完全照着镜像后的楼主的图片焊的)忘记元件也要反过来接了,整流桥也通不过,吓~(╯﹏╰)~
...
关于线圈发热问题,把ZVS的电容换成0.22uF,或者更小的试试。也可以把线圈多绕几圈增大电感量。

焊台温度调高点,控温应该不准,焊这些电路我不怎么喜欢用刀头,太粘锡了。
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且为狼
9年5个月前 IP:陕西
780528
楼主能给发下射电路图吗?想自己动手试试
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abc555作者
9年5个月前 IP:广东
780576
引用 且为狼:
楼主能给发下射电路图吗?想自己动手试试
在网上已传烂了的电路图
ZVS电路图.jpg

场管我用的是irf3710
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且为狼
9年5个月前 IP:陕西
780749
引用 abc555:
在网上已传烂了的电路图


场管我用的是irf3710
楼主好人[s::loveliness:]开始动手做...
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且为狼
9年5个月前 IP:陕西
783894
楼主LC接收使用的电容是多大的?我做的接收回路电流起不来,只有20MA!不知道为什么![s::(]
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abc555作者
9年5个月前 IP:广东
783899
引用 且为狼:
楼主LC接收使用的电容是多大的?我做的接收回路电流起不来,只有20MA!不知道为什么!
这个是要调谐的哦,谐振后电流才大。

一种方法是在整流桥输出端并联一个LED,通过观察LED的亮度及接收线圈到发射线圈的距离来判断是否谐振,通过加减电容调到最远距离时就是谐振了。如果觉得LED亮度难区分的话,可以加电压比较器,接收端输出电压超过某个值后点亮LED。


另一种方法是用示波器测谐振回路的振幅,固定接收线圈和发射线圈的距离,通过加减电容使谐振回路振幅最大,就完成调谐了。


如果不想调谐,还可以在PCB上画接收线圈和发射线圈,这样接收线圈和发射线圈电感量基本一致,只要确保接收和发射的电容一致就行。不过PCB走线要尽量粗,如果发热严重要减小电容。
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且为狼
9年5个月前 IP:陕西
783908
引用 abc555:
这个是要调谐的哦,谐振后电流才大。

一种方法是在整流桥输出端并联一个LED,通过观察LED的亮度及接收线圈到发射线圈的距离来判断是否谐振,通过加减电容调到最远距离时就是谐振了。如果觉得LED亮度难区分的话,可以加电压比较器,接收端输出...
谢谢楼主了!我去试试。
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电路小白痴
9年5个月前 IP:江苏
784128
围观看看
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