Projet L3EEA REL 2014 Casanovas/Blaise

Rapport de projet
Chargeur sans contact
BLAISE, CASANOVAS
19/05/2014
Remerciements
Nous souhaitons remercier M.Perisse, notre tuteur, et M L.Lasne, pour leur aide et
leurs apports de connaissances qui nous permis de mener à bien notre projet.
1
SOMMAIRE
I – Présentation du projet
p.4
1. Principe de la recharge sans fil
a. Présentation du concept de la recharge sans fil
b. Norme Qi
c. Utilisation
p.4
2. Le projet
a. Travail demandé
b. Matériels à disposition
p.6
II – Travaux entrepris
p.7
1. Tâches à accomplir
a. Fonctions à réaliser
b. Solutions envisagées
p.7
2. Etudes montage direct « bobine/bobine »
a. Test du montage
b. Evolution envisagée
p.8
3. Etude Amplificateur LM12
a. Test à vide
b. Test en charge
p.9
4. Etude montage Amplificateur/circuit émetteur/circuit récepteur
p.14
a. Test montage direct
b. Etude circuit Emetteur
c. Etude du circuit secondaire
d. Test du montage Amplificateur/circuit émetteur/circuit secondaire
5. Etude de rendement
p.27
6. Etude circuit redressement
Resume
Conclusion
p.28
p.29
p.30
Annexe
p.31
2
I - Présentation du projet
1- Principe Recharge sans fil
a. Présentation du concept de la recharge sans fil
Un système d’alimentation sans fil est composé de deux parties séparées :
- un circuit émetteur, qui comporte un bobinage d’émission.
- un circuit récepteur, comportant un bobinage de réception.
Fig.1 – Principe transfert d'énergie sans contact
Le circuit émetteur se trouve sur une plateforme, et le circuit récepteur se trouve
sur le téléphone. C'est en positionnant le téléphone sur la plateforme que la charge
débute.
Le circuit émetteur génère un champ magnétique alternatif de haute fréquence
autour du bobinage d’émission. Ce champ magnétique est couplé au bobinage de
réception et puis converti en énergie électrique qui peut être utilisée afin de charger
une batterie ou alimenter d’autres circuits.
Il existe déja de nombreuses applications utilisant l'induction magnétique,
comme les plaques de cuisson par induction, les transformateurs, alimentation des puces
RFID par le lecteur.
Les avantages de la recharge par transmission d'énergie sans fils sont nombreux.
Tout d'abord son utilisation est facile et très pratique . Cette métode de charge bien
meilleure pour les batteries, car malrgé la charge parfois un peu plus lente, elle s’arrête
automatiquement une fois la batterie chargée, ce qui n’est pas le cas avec un chargeur
filaire. De plus sur les systèmes de recharges sans fil sont capable de contrôler si le
courant devient trop important.
3
b. Norme Qi
Créée en 2008 par le Wireless Power Consortium, Qi (prononcer 'chi') est un
standard développé par le Wireless Power Consortium dédié à la transmission d'énergie
sans fil sur une distance maximale de 40 mm.
Le système Qi comprend un support de transmission et un récepteur compatible
dans un appareil mobile. Pour utiliser ce système, l'appareil mobile est placé sur le
support de transmission, ce qui entraine la recharge.
De nombreux fabricants d'appareils mobiles sont en accord avec ce standard,
parmi lesquels figurent Asus, HTC, LG Electronics, Motorola , Nokia, Samsung, et Sony.
De plus Qi est soutenu par plusieurs autres sociétés comme Energizer, Freescale, Texas
Instruments.
Voici les spécifications techniques les plus importantes :
- une puissance maximale de 5 Watts
- une portée maximale de 40mm (4cm)
- fréquences utilisées entres 100 et 205 kHz
Le rendement garanti allant de 50% à 95% du rendement via chargeur filaire,
dependant de plusieurs paramètres (en particulier la distance, c’est de là que provient
l’écart de temps de chargement).
L’utilisation d’une interface de contrôle commune, pour échanger des
informations sur l’état de la batterie par exemple, et donc décider quand la charge sera
arreter, il faut savoir que le contrôle se fait côté téléphone.
La norme Qi impose que le chargeur ne consomme pas s’il n’est pas utilisé : il
n’est donc pas indispensable de le débrancher du secteur, comme c’est le cas avec un
chargeur filaire. Pour savoir si un appareil est compatible Qi, il suffit de regarder si le
logo Qi (fig.2) est présent sur l'appareil.
Fig.2 - Logo Qi
4
Il est possible de rendre compatible Qi les téléphones portables qui ne le sont pas. Il
existe un nombre croissant de possibilités pour apporter la compatibilité Qi sur ces
appareils, par exemple les coques concues spécialement a cet effet (fig.3), ou bien les
stations d'accueil (fig.4 ) et bien d'autre encore.
fig.3 - Coque(et support de transmission)
Qi Energizer
fig.4 - Station d'accueil Qi TDK
c. Nouvelles applications
Comme nous avons vu précédemment la transmission d'énergie sans fil est utilisé
afin de charger les batteries de téléphones portables, et puis cette méthode commence a
très utiliser par les fabricants de téléphones.
Le Wireless Power Consortium travaille dans le but de continuer l’expansion de Qi
pour une utilisation dans des appareils plus imposants comme les tablettes, les
ordinateurs portables, les véhicules électriques.
Le constructeur automobile Volvo participe a des tests pour adapter cette
méthode de recharge par induction pour recharger les véhicules électriques.
2- Le projet
a. Travail demandé
Il nous était demandé de créer une maquette pédagogique qui illustre la
transmission d'énergie sans fil. Pour cela nous devions faire le choix des matériels à
utiliser, avec notre tuteur.
Ensuite nous devions effectuer le dimensionnement, puis la simulation, et tester le
fonctionnement, et enfin valider un transfert de puissance sans fils.
5
Nous devions respecter le cahier des charges d'un chargeur de batterie pour
téléphone mobile en termes de puissance, tension, courant. Et nous devions aussi
respecter les spécifications techniques (puissance, fréquences...) de la norme Qi.
b. Matériels à disposition
Pour la réalisation de notre projet nous disposions :
- Norme Qi
- Bobines 24µH (recommandée par Norme Qi)
- Batterie de voiture
- Microcontrôleur PIC
- PC
II – Travaux entrepris
1. Tâches à accomplir
a. Fonctions à réaliser
Pour l'alimentation nous avions le choix entre une batterie 12V ou la prise
secteur 220V alternatif.
Circuit émetteur :
Dans le cas de l'utilisation de la batterie 12 V, nous devions réfléchir sur la mise en
œuvre d'un montage qui aurait permis de convertir le signal continu en signal alternatif,
celui-ci sera envoyé sur la bobine émetteur.
Circuit récepteur :
Nous devions réfléchir sur la mise en œuvre d'un montage qui permette de
convertir le signal sinusoïdal, issu de la bobine du récepteur, en signal continu.
b. Solutions envisagées
Pour le circuit émetteur : Dans le cas de l'utilisation de la batterie 12 V nous
avions étudié la mise en œuvre d'un onduleur avec des transistors MOS type N qui aurait
été commandé par le circuit SM72295MA, qui est un circuit conçu pour cette utilisation.
Mais nous avons remarqué que cette réalisation était assez complexe, et nous
aurait pris un temps trop conséquent pour la réalisation de notre projet.
Donc nous avons choisi d'utiliser un Générateur Basse Fréquence(GBF) en tant
qu'alimentation pour notre maquette.
Pour le circuit récepteur : Nous avons réfléchi sur la mise en œuvre d'un circuit
de redressement (diodes).
6
2. Etudes montage direct « bobine/bobine »
a. Test du montage
On a fait le test du montage des deux bobines en « montage direct », sur lequel on
a envoyé le signal sinusoïdal issu du GBF sur « la bobine émetteur ».
fig. - Montage « direct bobine/bobine »
Signal GBF : 10V crête à crête. On effectue les mesures des tensions que l'on retrouve
sur la bobine primaire et sur la bobine secondaire.
On a pu effectuer quelques relevés de tension, on a pu remarquer l'influence de la
fréquence sur les signaux d'entrée et de sortie.
fréquences
170kHz
160kHz
150kHz
140kHz
130kHz
100kHz
80kHz
60kHz
40kHz
30kHz
Tensions Y1 (
Crête a Crête
RMS
6,25V
2,17V
6,03V
2,085V
5,81V
2,009V
5,56V
1,92V
5,31V
1,836V
4,53V
1,555V
3,81V
1,31V
3,1V
1,1V
3,0V
965mV
2,69V
887mV
Tensions en sortie
Crête à crête
5,85V
5,79V
5,66V
5,46V
5,19V
3,93V
2,81V
1,48V
0,31V
0,08V
Pour de fréquences inférieures à 20khz les tensions en sortie deviennent très
faibles.
On remarqué la nécessité d’être à très haute fréquence(Mhz) pour retrouver au
borne de la bobine primaire la tension générateur.
7
b. Evolution envisagée
Il nous était nécessaire d'avoir un amplificateur de puissance (haute fréquence).
Nous avions à disposition un amplificateur audio, l'amplificateur LM12, avec son circuit
déjà câblé. C'est un amplificateur opérationnel capable de délivré jusqu'à +/-25V, et 10A,
il peut être alimenté jusqu'à +/-30V.
Comme c'est un amplificateur audio, il nous fallait d'abord observer son
« fonctionnement seul », et ensuite, si nécessaire, il nous fallait étudier comment
l'adapter pour l'utilisation que l'on souhaite en faire.
3. Etude Amplificateur LM12
a. Test à vide
Voici les représentation du document constructeur, sur les figures suivantes.
.
Fig.5 – LM12
Fig.6 - LM12 – Représentation et Circuit
8
Voici un schéma représentant l'amplificateur LM12
.
Fig.7 - Schéma amplificateur LM12
Sur l'amplificateur déjà câblé que nous avions, R1 = 1kΩ et R2 = 12kΩ.
Nous avons fait le calcul de l'amplification, on a Vs = Vin*(1+ (R2/R1)) = Vin*13.
Nous avons donc débuté par l'étude à vide de l'amplificateur. Nous effectué le
montage, figure ci-dessous, GBF et circuit amplificateur LM12, en relevant les tensions
en entrant et sortant de circuit amplificateur (fig.7)
fig.8 - Schéma de câblage test à vide
Nous avons fait l'étude à vide de l'amplificateur avec :
- Amplitude signal GBF utilisé : 1V crête à crête
- +Vcc = +15V
- -Vcc = -15V
9
Voici quelques relevés que l'on a effectués, pour des fréquences allant de 100Hz à
140kHz.
Nous avons calculé aussi le gain amené par l'amplificateur (colonne G) :
G = 20log (Vs/Vin)
Les tensions mesurées, Y1 et Y2, sont les amplitudes crête à crête.
frequences(kHz)
0,1
0,2
0,5
0,8
1
5
10
15
20
30
40
50
60
70
80
90
100
120
140
Tension entrée Y1 en V Tension en sortie Y2 en V
1
13,9
1
13,9
1
13,88
1
13,88
1
13,81
1
11,94
1
9,13
1
7,06
1
5,63
1
4,13
1
3,25
1
2,75
1
2,44
1
2,2
1
2,06
1
1,94
1
1,81
1
1,69
1
1,56
G
22,8602960051
22,8602960051
22,8477893224
22,8477893224
22,8038735716
21,5400865359
19,2094155507
16,976094021
15,010167897
12,3190010331
10,2376672196
8,7866538766
7,7477965268
6,8484536164
6,2773444074
5,7560345986
5,1535714974
4,5577340923
3,8624919671
Voici le diagramme de Bode du Gain obtenu :
25
Gain en dB
20
15
10
5
0
0,1
1
10
100
1000
Fréquences (kHz)
On peut voir l'influence de la fréquence sur le gain de l'amplificateur, plus on
augmente la fréquence et plus l'amplification diminue. On peut observer que la
fréquence de coupure est d'environ 10kHz.
On peut voir aussi qu'aux fréquences où l'on souhaite travailler (fréquences
supérieures à 100 kHz) l'amplification devient très faible.
10
Donc il nous a fallu réfléchir comment procéder pour pouvoir utiliser notre
amplificateur aux fréquences voulues.
On nous a fait remarquer que le produit Gain*Bande Passante est égale à une
constante. Donc en diminuant le Gain, on pouvait augmenter la bande passante.
Nous avons donc changé la valeur de la résistance R2 pour obtenir une
amplification par 2 (R2 = 1kΩ).
Nous avons refait l'étude à vide (figure8) de l'amplificateur avec :
- Amplitude signal GBF utilisé : 1V crête à crête
- +Vcc = +15V
- -Vcc = -15V
Voici quelques relevés que l'on a effectués, pour des fréquences allant de 100Hz à
140kHz, les tensions mesurées, Y1 et Y2, sont toujours les amplitudes crête à crête.
frequences(kHz)
0,1
0,2
0,5
0,8
1
5
10
15
20
30
40
50
60
70
80
90
100
120
140
Tension entrée Y1 en V
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
Tension en sortie Y2 en V
2,15
2,15
2,15
2,15
2,15
2,15
2,13
2,13
2,13
2,09
2,05
2
1,95
1,91
1,88
1,81
1,78
1,69
1,63
G
6,6487691983
6,6487691983
6,6487691983
6,6487691983
6,6487691983
6,6487691983
6,5675920688
6,5675920688
6,5675920688
6,4029257222
6,2350772211
6,0205999133
5,8006922273
5,620667345
5,4831569853
5,1535714974
5,0084000462
4,5577340923
4,2437520881
Voici le diagramme de Bode du Gain obtenu :
7
6
Gain en dB
5
4
3
2
1
0
0,1
1
10
11
Fréquences (kHz)
100
1000
On peut observer que la fréquence de coupure est d'environ 100kHz. On peut
voir qu'aux fréquences où l'on souhaite travailler l'amplification devient de plus en plus
faible. Notre amplificateur LM12 étant un amplificateur audio, il est plus adapter pour
fonctionner pour des fréquences autour de 20kHz.
b. Test en charge
Nous avons décidé de faire des tests en charge pour des fréquences autour 20khz.
Nous avons utilisé une résistance variable comme charge (33Ω). Nous avons mesuré les
tensions entrant, sortant de l'amplificateur, et le courant en sortie.
fig.9 - Schéma de câblage test en charge
Nous avons cette étude de l'amplificateur pour une amplification de 4,3(R2 =
3,3kΩ) avec :
- Amplitude signal GBF utilisé : 5V crête à crête
- +Vcc = +30V
- -Vcc = -30V
Nous avons pu obtenir une puissance allant jusqu'à 11W en faisant varier la
résistance Rch.
12
4. Etude montage Amplificateur/circuit émetteur/circuit récepteur
a. Test montage direct
La figure, ci-dessous, est le montage que l'on a voulu testé.
Fig.10 - Schéma de câblage montage amplificateur et bobines
émetteur/récepteur
Mais le courant nous nous sommes aperçu que le courant demandé par « le
montage bobines émetteur/récepteur » était trop important (alimentation du LM12
atteint limite de courant admis, et baisse la tension d'alimentation que l'on avait fixé).
On a donc essayé un autre montage, figure, ci-dessous. La résistance variable Rch
étant ajoutée dans le but de limiter le courant.
Fig. - Schéma de câblage du 2nd montage amplificateur et bobines émetteur/récepteur
On utilise toujours l'amplificateur avec une amplification de 4,3. On a effectué
plusieurs mesures, un résultat assez correcte a été obtenu pour :
- Signal GBF utilisé : fréquence = 30kHz, amplitude = 8V crête à crête
- +Vcc = +25V
- -Vcc = -25V
On a obtenu 1A en sortie avec tension entrant sur bobine émetteur(Y2) égale à
9,76V et une tension en sortie(Y3), bobine récepteur, égale à 6V, pour Rch égale à 2,5Ω.
13
b. Etude circuit Emetteur
Nous devions donc dimensionner le condensateur du circuit émetteur afin de
travailler à la résonnance.
On souhaitait travailler à la fréquence 25 kHz. On sait que le calcul de la fréquence
de coupure (fc) se fait par:
fc=
1
2 Π √L.C
1
Donc on a : C= (2 Π)2∗ L∗ fc 2
C = 1,688 µF
b1. Etude temporelle
Nous avons commencé par faire la simulation avec le logiciel PSIM, du montage du
GBF avec juste le circuit émetteur (condensateur, bobine émetteur), figure, ci-dessous.
fig.11 - Schéma simulé circuit émetteur
Paramètres :
- Générateur : fréquence = 25 kHz, amplitude = 5V
- Bobine émetteur L1 = 24µH, Rl : résistance interne bobine = 0,07Ω
- C1 = 1,688 µF
14
Voici le résultat de la simulation(en rouge la courbe de la tension en sortie, en bleu
la courbe de la tension en entrée) :
fig.12 - Résultat de la simulation (tensions)
fig.13 - Résultat de la simulation (courant en sortie)
On a relevée : tension en entrée maximale = 4,8V
et 3,5V RMS
tension en sortie maximale = 19,2V et 12,9V RMS
courant en sortie maximum = 4,85A et 3,18 RMS
15
b2. Etude AC
On a aussi procédé à l'étude AC de ce montage avec le logiciel PSIM.
Fig.14 - Schéma étude AC circuit émetteur
Voici le résultat de la simulation :
On effectue le balayage de fréquence entre 500Hz et 100kHz.
fig.15 - Résultat simulation étude AC
On peut observer que la résonnance a bien lieu autour de 25kHz. On peut
observer un gain qui est égale à 33dB pour la fréquence égale à 25 kHz.
16
Donc on a :
33
20
20log (Vs/Ve) = 33db → Vs/Ve = 10 = 44,67
donc Vs = Ve*44,67
On a effectué le test de ce montage en réel.
Fig.16 - Schéma de câblage circuit émetteur
Le condensateur Cp vaut 2,2uF dans notre test. Ce qui conduit fc = 22kHz.
Mais nous sommes aperçus que le GBF ne délivrait pas assez de courant. Donc il
nous passer par notre amplificateur LM12.
Nous avons donc essayer le montage ci-dessous, figure.
Fig.17 - Schéma de câblage circuit émetteur avec amplificateur
Réglages :
- Signal GBF : amplitude = 0,5V crête à crête
- +Vcc = +25V
- -Vcc = -25V
17
On a effectué plusieurs tests avec des fréquences allant de 1kHz à 120kHz dont
voici quelques résultats :
Fréquences (kHz)
Ve (Y1)
RMS
Tension en sortie
amplificateur (Y2)
crête à crête RMS
crête à crête RMS
Vs(Y3)
crête à crête
1
0,168V
0,5V
2,2V
6,3V
~0V
~0V
10
0,168V
0,5V
1,4V
4,3V
0,394V
1,1V
20
0,168V
0,5V
1V
3V
5,75V
16,3V
100
0,168V
0,5V
0,26V
0,9V
0,25V
0,775V
On a observé la diminution de la tension Vs lorsque la fréquence augmente audessus de 30kHz, et pour des fréquences proches ou supérieures de 100 kHz la tension
Vs est très faible.
c. Etude du circuit secondaire
La Norme Qi donne des conseils pour la conception du circuit secondaire, comme
montré ci-dessous :
fig.18 - Schéma circuit secondaire
Et les formules suivantes sont données pour calculer les valeurs des
condensateurs Cs et Cd pour des fréquences fs et fd fixées.
De plus on a la formule qui permet de calculer le coefficient de surtension (Q).
18
On fixe fs = 25 kHz et fd = 250 kHz et on a Ls=24 µH.
(Valeurs retenues dans la norme fs = 100 kHz et fd = 1000 kHz)
On a Cs= 1,68uF et Cd = 10,5nF
R : Résistance DC lorsque les condensateurs Cd et Cs court-circuités.
Pour nos tests on a Cs=2,2 µF, Cd=15 nF.
Simulation avec PSIM
fig.19 - Schéma test circuit secondaire
Rl : résistance interne bobine
Générateur : Amplitude = 15V, fréquence = 25 kHz
Voici ce que l'on a obtenu :
19
Vp1 (rouge) est le signal issu du générateur. Vp2 (bleu) est le signal en sortie. On
peut voir que l'on retrouve bien le signal d'entrée en sortie du montage.
d. Test du montage Amplificateur/circuit émetteur/circuit secondaire
d.1. Test à vide
On peut voir çi-dessous, figure, le schéma du montage, que nous avons testé.
Fig.20 - Montage amplificateur/circuit émetteur/circuit secondaire
Cp = 2,2 µF Cs = 2,2 µF et Cd = 15 nF
Lp = Ls =24µH
On a relevé pour une fréquence de 16 kHz avec une amplitude de 0,5V crête à
crête → Vs = 15V crête à crête.
d.2. Test en charge
On a représenté ci-dessous, figure, le schéma du montage avec une charge.
Rch = 3Ω
20
Voici quelques résultats des mesures effectuées :
Fréquences Amplitude tension Tension en sortie(Vs)
(kHz)
GBF (Y1)
RMS
crête à crête
Is
RMS
Puissance
20
3V
5,9V
1,07A
6,313W
24
3V
5,7V
1A
5,7W
24
4V
8,2V
1,3A
10,66W
21
Voici quelques relevées sur lesquels on peut voir l'influence de l'écart entre les bobines
et l'amplitude de la tension issu du GBF.
Amplitude:1V crête à crête « bobines collées »
Pour les mesures de courant 100mV correspond à 1A.
- Mesure tension issu GBF(1) et tension sortant amplificateur(2)
- Mesure tension en sortie (1) et courant en sortie (2)
22
Amplitude:1V crête à crête écart entre bobine = 1cm
- Mesure tension issu GBF(1) et tension sortant amplificateur(2) écart 1cm
- Mesure tension en sortie (1) et courant en sortie (2) écart 1cm
23
Amplitude:4V crête à crête « bobines collées »
- Mesure tension issu GBF(1) et tension sortant amplificateur(2)
- Mesure tension en sortie (1) et courant en sortie (2)
24
Amplitude:4V crête à crête écart entre bobine = 1cm
- Mesure tension issu GBF(1) et tension sortant amplificateur(2) écart 1cm
- Mesure tension en sortie (1) et courant en sortie (2) écart 1cm
25
5. Etude du rendement du montage complet
Etude en charge à 20KHz avec 1V CàC et de l’amplificateur 2x(25,2V et 0,24A) soit
environ 12W.
A l’entrée de la bobine primaire 1,6V et 0,5A soit 0,8W.
A la sortie du montage on a 1,8V et 0,34A soit environ 0,6W
« Rendement » bobines = 0,6/0,8 = 76%
12W en entrée et 0.6W en sortie.
Rendement global = 0,6/12 = 5%
Etude en charge à 20KHz avec 4V CàC et de l’amplificateur 2x(25,2V et 1,09A) soit
environ 55W.
A l’entrée de la bobine primaire 6,5V et 2A soit 13W.
A la sortie du montage on a 7,8V et 1,4A soit environ 10,92W
« Rendement » bobines =10.92/13 = 84%
55W en entrée et 10,92W en sortie.
Rendement global = 19,8%
Rendements obtenus en fonction de l’écartement des bobines à 20KHz
Distance (cm)
Avec 1V CàC
Avec 4V CàC
0
5%
19,8%
1
7%
21%
2
5%
3,4%
2,5
1%
1,4%
2,6
Pas de transfert de
1,4%
puissance
3
Pas de transfert de
1,4%
puissance
4
Pas de transfert de
0 ,3%
puissance
>4
Pas de transfert de
Pas de transfert de
puissance
puissance
26
6. Etude du curcuit de redressement
Etude du pont de diodes(BY227) sans charge à 20kHz.
Tension GBF CàC (V)
Tension de sortiedu redreseur (V)
1
0,5
2
1,4
3
2,25
4
3,2
5
4 ,2
A vide, on obtient des tensions de sortie proche des tensions d’entrée.
27
Etude du pont de diodes(BY227) avec charge de 1KOhm à 20kHz
fig. Montage redresseur avec charge
Tension GBF CàC (V)
Tension entrée du
redresseur (V)
1
0,98
3
2,8
5
4,6
8
7,2
10
9
12
10,6
Tension sortie du
redresseur (V)
0,01
0,54
1,2
2,4
3,2
4
Avec une charge, on obtient des tenions de sorties relativement inférieures à celles
d’entrée.
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Resume
Our student project is realizing a pedagogical application showing the contactless
battery charge of smartphone.
Perform a contactless power transfer, through a study of dimensioning,
simulations and wiring on a test model.
For this project we have used:
The QI standard, 2 charge coils (primary and secondary), an audio amplifier and a
redress montage (Diodes Bridge).
Firstly we have done a study on the coils only to see their frequency response.
After that we have tested the audio amplifier with several gains for find the best
amplification gain and a good bandwidth for our system.
We have also study the power transmitter assembled (amplifier + primary coil),
the power transmitter and the secondary coil without load. After we have put a load
(rheostat) on the system for see if the transmitted power is sufficient.
Finally we have achieved a redress montage after a study made from our results
and tested it.
All the elements assembled we have made measurements with and without load,
and realize a power transfer in the 5 to 10W range for a maximum yield of 18%.
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Conclusion
Après nos études, nos réalisations et nos différentes mesures et notre montage
effectué nous avons malgré le non-respect du cahier des charges en termes de
fréquences (manque de puissance du GBF et bande passante de l’amplificateur limitée),
réussi à obtenir un rendement du système de 18%, un transfert de puissance d’environ
10W.
Ce projet nous a permis de découvrir le transfert d’énergie par champs
électromagnétiques, Psim (un logiciel de simulation de circuits électriques), il nous a
permis d’utiliser nos connaissances en matière de dimensionnement de composants, de
redressement via un pont de diodes et d’étude fréquentielle de systèmes électriques.
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Annexes
Annexe 1 : Extrait norme Qi
Annexe 2 : Datasheet des condensateurs
Annexe 3 : Datasheet Amplificateur audio
Annexe 4 : Datasheet bobines
Annexe 5 : Bibliographie
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32
33
34
35
36
Bibliographie :
M. Galizzi, M. Caldara, V. Re and A. Vitali, << A Novel QI-standard compliant full-bridge
wireless power charger for low power devices>>, Wireless Power Transfer (WPT), 2013
IEEE, pp. 44-47, 15 Mai 2013.
L. Lasne, F. Mussaute, K. Krieger, A. Farah, <<Etude des bobines couplées et transmission
d’énergie à distance sous conditions de résonance>>, Université de Bordeaux 1, France.
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