글쓴이 : SOONDORI
10mm, 1cm를 Long Distance라고 하는, 가정용 무선 충전 세상에 대한 반발?
FSK, ASK 등을 포함하는 <무선 충전 장치 간 에너지 강도 제어> 로직은 저 멀리 던져버리고… “무식하면, 용감하다” 에너지 방사와 회수라는 기본 원리에 충실하면, 더 먼 거리에서도 충전할 수 있다. 어찌 보면, 60hz AC 트랜스포머의 기본적인 에너지 전달 원리에 뭘 조금 더 첨가하는 것.
* 관련 글 : RF Coupler로 전기에너지 전달하기 (1)
DIY 테스트 결과를 정리해 보면…
(▲ 직경 50mm짜리 알리 표 플랫 코일 사용. 마트에서 종종 보던 형상이라서, ‘순대 코일’로 부르기로 했다. 원판형 페리이트를 붙인 조건의 인덕턴스는 10uH. 코일 대 코일의 정전 용량이 있을 것이니… 국제 규격에 맞는 100Khz~200Khz 대역일 것)
(▲ MOSFET 코일 드라이버. 만능기판에 발진 회로를 만들면, 51%는 망패이더라)
(▲ 이렇게 저렇게 최적 구동 주파수를 탐색한 다음에…)
(▲ IRF540 MOSFET Gate 드라이브 파형)
(▲ 역시… 에너지를 담는 코일이 들어갔기 때문에, Peak가 150V에 근접한다. 살짝 보이는 Ringing 현상인지 뭔지는… 신경 쓰기 싫어서 무시)
(▲ 수신기 코일에서 직접 측정한 전압은 약 3V_RMS. RF 방사 파형이 가정집 콘센트의 60hz와 같지 않으므로, 수신 쪽 파형도 그럴 것이며… 오류가 있는 값이다. 그냥 어떤 맥동 에너지의 전압 환산값 정도로 치부하기)
그리하여… 100mA를 규일하게 흘리는 조건으로, 그러면서 4.0V 이상을 유지하는 조건으로,
현 상태의 최대 이격 거리는 약 35mm.
전문적인 Gate Driver IC를 써서 정제된 파형을 얻고, 24V 이상으로 전체 구동 전압도 높이고, 뭘 더 가미하면 더 멀리 RF 에너지를 날릴 수 있을 것. 그렇게 하면 충분히 50mm, 60mm… 100mm까지?
다음은 참고용으로 기록해 두는 것. 쇼트키 다이오드로 블로킹해도, 발진 회로와 + 에너지를 머금은 코일에서 생성되는 에너지 역풍은… 참으로 극복하기 어렵다.
(▲ RF 트랜스미터 GND와 B+ 사이에서 측정)
다음은, 부품 통의 것으로 만든 제작 회로. 핵심은…. 트랜시버 쪽에 LC 공진 + 리시버 쪽에 LC 공진. 그래서 같은 직경의 <순대 코일>을 썼다.
(▲ 코일이 들어간 이런 부류의 회로에서는, 정신없는 Peak 노이즈가 전원 단자 쪽으로 넘어온다는 사실에 유의. C2와 C3를 직렬 연결한 것은 150V Peak 영향에 대한 대응책. 커패시터의 전압 규격이 낮으면… 과열로 펑! 이쪽 커패시터 용량은 방사 코일 동작에 영향을 준다)
(▲ 3.3uF을 쓴 것은 개인적인 이유가 있어서. 보통은, 수백 uF 이상의 전해커패시터를 붙여주면 된다. 판단에 따라 적당한 IC 레귤레이터 또는 LDO를…)
호기심에 35mm 공간에 뭘 집어넣어 보았다.
RF 방사 에너지가 중간에 있는 물질 또는 물체에 어떻게 반응하는지를 가늠해 볼 수 있음. 그것을 확장하면, 눈 감고 어떤 물체인지를 맞추는… 전문 탐상 시스템이 될 수도 있고.
“담배는… 역시… 아무 소용이 흡~네!”
