Numerische Simulation von PCB-Spulen-Layouts mit Verifizierung einer optimierten Spulentopologie anhand von Messungen für eine induktive Energieübertragung im Kleinleistungsbereich bis 100W
N. Lucht. Universität Stuttgart, Stuttgart, (2017-11-16)
Abstract
Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Simulation und Vermessung von Printed-Circuit-
Board-Spulen (PCB-Spulen1). Diese Spulen werden für eine induktive Energieübertragung
eingesetzt. Die Leistung soll im ersten Schritt 20W betragen. Für die Untersuchung
stehen drei Circular-Spulen mit unterschiedlichen Wicklungsaufteilungen
zur Verfügung. Zu Beginn werden diese drei Variationen in dem Programm Comsol
mit der Finiten-Elemente-Methode untersucht. Dazu werden die Geometrien als
2D-Rotationssymmetrische Modell in Comsol aufgebaut und simuliert. Dabei werden
unter anderem die Induktivität, der Koppelfaktor, sowie die Stromdichte und die magnetische
Flussdichte simuliert. Mit Hilfe der Simulationsergebnisse wird anschließend
die Hardware aufgebaut. Diese besteht aus der PCB-Spule und dem Royer-Konverter mit
Parallelkompensation. Nach dem Aufbau der Hardware erfolgt die Messung von Induktivität,
Spulengüte, Koppelfaktor und der Leistungsübertragung. Abschließend wird aus
simulierten und gemessenen Ergebnissen eine Schlussfolgerung formuliert.
%0 Thesis
%1 Lucht.16.11.2017
%A Lucht, Normen
%C Stuttgart
%D 2017-11-16
%E David Maier,
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%X Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Simulation und Vermessung von Printed-Circuit-
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eingesetzt. Die Leistung soll im ersten Schritt 20W betragen. Für die Untersuchung
stehen drei Circular-Spulen mit unterschiedlichen Wicklungsaufteilungen
zur Verfügung. Zu Beginn werden diese drei Variationen in dem Programm Comsol
mit der Finiten-Elemente-Methode untersucht. Dazu werden die Geometrien als
2D-Rotationssymmetrische Modell in Comsol aufgebaut und simuliert. Dabei werden
unter anderem die Induktivität, der Koppelfaktor, sowie die Stromdichte und die magnetische
Flussdichte simuliert. Mit Hilfe der Simulationsergebnisse wird anschließend
die Hardware aufgebaut. Diese besteht aus der PCB-Spule und dem Royer-Konverter mit
Parallelkompensation. Nach dem Aufbau der Hardware erfolgt die Messung von Induktivität,
Spulengüte, Koppelfaktor und der Leistungsübertragung. Abschließend wird aus
simulierten und gemessenen Ergebnissen eine Schlussfolgerung formuliert.
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eingesetzt. Die Leistung soll im ersten Schritt 20W betragen. F{\"u}r die Untersuchung
stehen drei Circular-Spulen mit unterschiedlichen Wicklungsaufteilungen
zur Verf{\"u}gung. Zu Beginn werden diese drei Variationen in dem Programm Comsol
mit der Finiten-Elemente-Methode untersucht. Dazu werden die Geometrien als
2D-Rotationssymmetrische Modell in Comsol aufgebaut und simuliert. Dabei werden
unter anderem die Induktivit{\"a}t, der Koppelfaktor, sowie die Stromdichte und die magnetische
Flussdichte simuliert. Mit Hilfe der Simulationsergebnisse wird anschlie{\ss}end
die Hardware aufgebaut. Diese besteht aus der PCB-Spule und dem Royer-Konverter mit
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