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ワイヤレス充電を作る

Kuri-hard 2021年09月23日に作成  (2021年09月23日に更新)

ワイヤレス充電を作る

実現したいこと

なにかと役立ちそうなワイヤレス充電が、自分でも実現できるか知りたくて、試作しました。

  • 受信側は充電のため専用ICを使う。
  • 送信側はマイコン使って安く作りたい。
  • qi規格はよく分からない

使ったもの

  • 受信側
     LTC4120-4.2 ワイヤレス充電IC
     送信コイル WT202080-28F2-G
     リチウムイオンポリマー DTP502035 300mAh

  • 送信側
     フルブリッジ TPC8407×2モジュール MP4212ピン互換 パワーMOSFETモジュール
     マイコン  RL78/G10
     受信コイル WR151580-48F2-G

手順

自分が調べながら進めた手順です。

- コイルを決める
勢いで、まずはコイルを決めました。
秋月さんでコイルを購入。

左:受信コイル 右:送信コイル

- 共振周波数を決める
共振周波数は、送信側と受信側のコイルに流す交流電流の周波数です。周波数が一致していると効率よく送受信できます。

LTC4120は、DHCという機能があって、電流量を丁度良くするために共振周波数をチューニングしてくれるらしくそのため、共振周波数に幅を持たせる必要がありました。

使いたいコイルと、手持ちのコンデンサにあわせて、共振周波数を下記表のように決めました。

キャプションを入力できます

- 受信側を作る
LTC4120のデータシートを参考にEagleで書いた回路を、PCBGOGOさんに基板作成と実装してもらいました。部品番号のシルクが無い(;^_^A

キャプションを入力できます

- 送信側を作る
送信側はブレッドボードで組んでいます。

アナログ回路設計はハードルが高いので、116KHzの矩形波を作るのに、TPC8407×2モジュールのフルブリッジ回路とマイコンを使いました。

電源はUSBから得て、フルブリッジ回路を通って、コイルに-5V~+5Vを流しています。

キャプションを入力できます

※スイッチやら7セグやらは、おまけです。周波数を少し変えたりするかと思ってつけたのですが、、、使いませんでした(笑)

結果

送信側の電源電流は平均130mA程度あるのに対して、充電電流は、コイルが1mmぐらい離れただけで10mAにも満たない感じでした。

ただ、フィルムを挟んでほぼくっついた状態にすると、40mAぐらいにはなっているようです。

なので、実際に使うには、まだ効率が低い感じです。

これから送信側のコイルや電源やらを変えてみて、実用できるように研究しようと思います。

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横浜在住の組込みソフトウェアのプログラマです。 ハードウェアは仕事で触ることがあるぐらいですが、興味があって趣味で作っています。 仕事でIoTデバイス開発をしたいと思っていて、勉強を兼ねてelchikaの投稿記事を観てます。
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