Di seguito gli step seguiti per realizzare una alimentatore wireless con distanza elevata, fino a 20 mm di distanza tra le due bobine.
La scelta delle bobine è stata ottimizzata per contenere le dimensioni e massimizzare il rendimento, per questo ho scelto il modello 760308102142 Wurth Elektronik
Per comodità ho modellato l’avvolgimento della singola bobina con un cad meccanico, anche se nelle ultime versioni i vari cad elettromagnetici ci sono strumenti di disegno molto potenti; qui di seguito il modello 3D dell’avvolgimento
Effettuando una simulazione magnetica ho verificato a che distanza il sistema composto dalle due bobine rientra nelle norme di sicurezza ICNIRP che impone come valore massimo 100uT, nel range tra 3kHz e 10MHz.
Il generatore che andrò a realizzare sarà ottimizzato per l’uso delle bobine scelte e quindi con uscita compresa tra 3kHz e 1MHz
Inserendo il risultato della simulazione elettromagnetica all’interno di un simulatore elettrico, connettendo come nello schema seguente i segnali di generazione e punti di misura, si ottiene il rendimento al variare della distanza delle bobine.
Si possono ottimizzare i parametri di frequenza di trasmissione, i valori delle capacità da inserire in serie alla bobina trasmittente, quelli della capacità in parallelo al carico e alla bobina ricevente.
Applicando un segnale sinusoidale con ampiezza 48 Vdc e frequenza 10 kHz con 10 mm di aria libera tra le bobine si ottiene questo risultato ai capi della resistenza R1 (nell’esempio 100 ohm) si ottiene la seguente sinusoide
Variando opportunamente la distanza tra le bobine, il diametro, il numero di spire, la tensione ai capi del trasmettitore, è possibile variare le caratteristiche elettriche del ricevitore ed avere quindi differenti potenze e tensioni disponibili.