Come scegliere una bobina di trasferimento di potenza wireless

La scelta della bobina di trasferimento di potenza wireless più adatta non si limita alla semplice selezione del diametro. È necessario valutare congiuntamente i requisiti elettrici, meccanici, termici e applicativi.
1. Determinare la potenza richiesta
Innanzitutto, determina la potenza di uscita richiesta. I sensori IoT a bassa potenza e i dispositivi industriali ad alta potenza richiederanno design di bobine completamente diversi.
2. Specificare la frequenza operativa
La frequenza operativa influisce sull'impedenza, sulle perdite, sulla risonanza e sulle prestazioni del sistema. La bobina deve essere progettata per i circuiti di pilotaggio e ricezione selezionati.
3. Scegliere l'induttanza appropriata
Uno dei parametri più importanti è l'induttanza. L'induttanza richiesta dipende dalla progettazione del circuito, dalla frequenza operativa e dal condensatore risonante.
4. Valutare le dimensioni della bobina
Determinare lo spazio di installazione della bobina, ad esempio diametro, spessore e altezza. Una bobina che offre buone prestazioni elettriche potrebbe non essere compatibile con il prodotto finale.
5. Valutare la distanza di trasferimento
Calcolare la distanza d'aria necessaria tra le bobine del trasmettitore e del ricevitore. In genere, maggiore è la distanza, minore è l'efficienza del trasferimento di energia.
6. Valutare la tolleranza di allineamento
Se non è possibile garantire un allineamento preciso tra trasmettitore e ricevitore, è consigliabile optare per un progetto con maggiore tolleranza al disallineamento laterale o angolare.
7. Valutazione della temperatura
Determinare la temperatura di esercizio e l'aumento di temperatura al carico massimo. Il surriscaldamento riduce l'efficienza e la durata dei componenti.
8. Valutare i materiali circostanti
I materiali conduttivi nelle vicinanze, tra cui parti metalliche, batterie e circuiti stampati, potrebbero influenzare l'accoppiamento magnetico e le prestazioni del sistema.
9. Valutazione della schermatura
Potrebbe essere necessaria una schermatura magnetica per gestire la distribuzione del campo magnetico e proteggere i componenti elettronici vicini.
10. Convalidare l'intero sistema
Infine, validare la bobina insieme al trasmettitore, al ricevitore, al driver, al raddrizzatore e all'involucro del prodotto finale. Le prestazioni della bobina non possono sempre essere valutate separatamente dall'intero sistema di alimentazione wireless.
La prassi migliore è fornire al produttore i dati relativi a potenza, frequenza, dimensioni, traferro, temperatura di esercizio e applicazione prima di richiedere un progetto personalizzato.
Errori di progettazione da evitare per le bobine di trasferimento di potenza wireless
Una bassa efficienza, il surriscaldamento o un trasferimento di energia wireless instabile possono verificarsi a causa di alcuni errori di progettazione comuni.
Non scegliere la bobina in base alle sue dimensioni
Anche se le dimensioni della bobina possono essere corrette, l'induttanza, la resistenza o il fattore Q potrebbero essere errati.
Non dimenticare la frequenza operativa
Il driver e la bobina devono essere sintonizzati su una frequenza operativa appropriata.
Consideriamo l'ambiente magnetico totale.
L'accoppiamento magnetico potrebbe essere influenzato dall'involucro metallico, dalle batterie, dalle piste del circuito stampato, ecc.
Non effettuare test solo in condizioni ideali.
Il prodotto reale potrebbe spostarsi o disallinearsi. Pertanto, è fondamentale testare la bobina in condizioni di montaggio reali.
Considerazioni termiche preliminari
La bobina potrebbe dimostrare un buon trasferimento di potenza, ma anche un eccessivo riscaldamento durante il funzionamento.
Non modificare le caratteristiche della bobina senza previa validazione. La modifica del diametro, del numero di spire o della geometria della bobina potrebbe alterarne significativamente le proprietà elettriche.
Convalidare il prodotto finale
Il collaudo del sistema di alimentazione wireless deve essere eseguito all'interno dell'alloggiamento effettivo, non solo durante la misurazione in laboratorio della bobina.















