Návrh a realizace bezkontaktního indukčního přenosu energie standardu Qi

Ing. Marek Stašík

Bachelor's thesis

Design and realisation of the contactless inductive energy transfer under Qi standard

Abstract:

Tento dokument obsahuje zjednodušené všeobecné informace o technologiích, které lze použít pro přenos energie bezkontaktně. Konkrétněji se však zabývá standardem Qi a indukčním přenosem energie. Tento dokument dále obsahuje základní informace o principu činnosti přenosu energie ve standardu Qi. Práce obsahuje seznam některých produktů pro přenos energie, které jsou kompatibilní se standardem Qi, včetně jejich ceny. Práce se zaměřuje především na výrobu přijímače energie. V dokumentu jsou porovnány dvě varianty, jak lze přijímač realizovat. Práce obsahuje navržená obvodová schémata obou variant řešení. V dokumentu je zachycen postup, jak byla jedna varianta realizovaná až do podoby funkčního zařízení. Pro variantu, která byla realizována, je dispozici návrh desky plošných spojů. Pro realizaci výsledného zařízení byl použit integrovaný obvod bq51013b. Použití tohoto integrovaného obvodu je v tomto dokumentu dobře zdokumentováno. Práce navíc zahrnuje i vytvořenou knihovnu pro EAGLE, ve které je symbol tohoto integrovaného obvodu a jeho pouzdro. V dokumentu jsou navíc přehledně uvedeny informace o jednotlivých vývodech integrovaného obvodu bq51013b a jejich doporučeného použití a zapojení. Dokument obsahuje informace o tom, jak lze optimalizovat přenos energie a za jakých okolností lze přenos realizovat. Dokument obsahuje mnoho dat, která byla naměřena na zhotoveném zařízení. Tato data jsou v dokumentu graficky zpracována. Například jsou v tomto dokumentu k nalezení voltampérové charakteristiky, které byly naměřeny na zhotoveném a zakoupeném přijímači energie. Dále lze v dokumentu nalézt informace o celkové účinnosti přenosu energie změřené za různých okolností. Především se jedná o závislost účinnosti na vzájemné poloze cívky přijímače a vysílače. Porovnávají se i parametry dosažené při použití dvou různých cívek.

Abstract:

This document contains simplified general information about technologies which can be used for wireless energy transport. It is further focused on standard Qi and inductive energy transfer. This document also contains basic information about principle of operation defined in Qi standard. This work contains a list of some products which is compatible with Qi standard. This list also includes the prices of these products. This work is aiming at energy receiver development. Document contains a comparison of two possible receiver solutions. The work contains electric circuits schemas for both solutions. The document includes procedure of manufacturing for one of these solutions. The work contains PCB layout for this selected solution. In this selected solution. In this selected solution has been used integrated circuit bq51013. Usage of this integrated circuit is well described in this document. The work also includes new library for EAGLE. This library includes bq51013b symbol and package foot print. In this document is information about each pin on this integrated circuit includes its usage and recommended connection. This document contains information about energy transfer optimization and conditions required to operate transfer. The document contains a lot of measured data. These data have been measured on the final device. These data are graphically presented in the document. Document contains for example current-voltage curves measured on manufactured and purchased receiver. Document also contains measured overall efficiencies at different conditions. Especially has been measured how efficiency depends on mutual position of the receiver and transmitter coil. Document also contains comparison of two different receiver coils.

Keywords

bezkontaktní, energie, Qi, DPS, účinnost

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 15. 5. 2015

Thesis defence

• Date of defence: 17. 6. 2015
• Supervisor: Ing. Martin Kysela

Technical University of Liberec

Faculty of Mechatronics, Informatics and Interdisciplinary Studies

Bachelor programme / field:
Electrical Engineering and Informatics / Electronic Information and Control Systems