Projet de recherche INDUGIE

Comment le projet de recherche INDUGIE repousse les limites du transfert d'énergie inductif à 2 MHz grâce à une conception précise des brins et à l'intégration dans les circuits imprimés (PCB).

Objet de la recherche

Dans le cadre du projet collaboratif INDUGIE (Transfert d'énergie inductif haute fréquence pour entraînements électriques autonomes), un système de transfert d'énergie sans fil inductif de pointe a été développé. L'accent a été mis sur l'optimisation du transfert d'énergie à une fréquence de fonctionnement élevée de 2 MHz afin d'atteindre une efficacité maximale avec un encombrement minimal.

Le défi

À 2 MHz, les effets de peau et de proximité entraînent des augmentations massives de la résistance dans les conducteurs conventionnels. Le défi consistait à trouver une construction de fil de Litz dont le diamètre de brin individuel est précisément adapté à la très faible profondeur de pénétration de peau (environ 47 µm seulement) afin de minimiser le déplacement du courant.

Notre stratégie de solution

Différentes variantes ont été comparées par modélisation analytique et mesures réelles de résistance AC. Le choix s'est porté sur un fil de Litz HF ultra-fin composé de 360 brins individuels de 0,04 mm de diamètre chacun. Ce dimensionnement exploite de manière optimale l'effet de peau. Un point fort technologique a été l'intégration ultérieure de la bobine émettrice directement dans une cavité de la carte de circuit imprimé (PCB).

Résultat

Par rapport à un fil plein de même section, les pertes de cuivre ont pu être réduites de 32 %, un résultat impressionnant. L'intégration réussie dans le PCB prouve que les fils de Litz HF modernes, combinés à des technologies d'intégration et d'interconnexion innovantes, sont la clé de systèmes de transfert d'énergie compacts et à haut rendement.