Hvordan den trådløse opladning til telefonen er arrangeret og fungerer

Mobil teknologi er tæt kommet ind i vores daglige liv, og fremkomsten af ​​trådløse opladere er ganske naturlig. Når alt kommer til alt, bør elektroniske forbrugerenheder (som f.eks. Smartphones) ideelt arbejde i lang tid og uden fejl, mens det ikke er meget praktisk at sætte stikket i en stikkontakt hver gang, og stikket i gadgeten, når du har brug for at oplade det.

Et sæt trådløse grænseflader (Wi-Fi, Bluetooth osv.) Er længe blevet en velkendt egenskab for mange bærbare enheder, så hvorfor ikke medtage en grænseflade til trådløs opladning i dette sæt? Og moderne teknologi har gjort det muligt for dette at blive realiseret.

Når der oplades trådløst, skal den genopladelige mobile enhed naturligvis være mindst 4 cm fra opladeren, men du skal være enig, dette er mere praktisk end en ledning, der strækker sig fra stikket. Under opladning er der undertiden behov for at tage et opkald, bevæge sig væk fra opladeren og derefter returnere smartphonen til et sted i nærheden af ​​senderen af ​​opladeren. Dette er lettere end at tilslutte stikket hver gang.

Og i nogle områder, for eksempel inden for medicin, er teknologien til trådløs opladning af batterier simpelthen nødvendig (nødudstyr, lamper på batterier osv.). Ikke for intet i de senere år har sådanne førende elektronikproducenter som Intel, Samsung, NXP, Texas Instruments og mange andre aktivt taget udviklingen af ​​udstyr og mikrokredsløb til trådløse opladere op.

Grundlæggende er trådløs opladningsteknologi baseret på overførsel af elektricitet ved elektromagnetisk induktion. I den nær induktionszone er den reaktive interaktion mellem sender og modtager størst. Så for en frekvens på 10 MHz strækker den nærmeste zone sig til 4,7 meter.

På grund af fænomenet elektromagnetisk induktion spændes en induktionsstrøm i modtagerens lukkede sløjfe, mens transmitterkredsløbet er kilden til den vekslende magnetiske flux (induktor).

Systemet inkluderer et par spole - en modtagerspole og en transmissionsspole, som er induktivt forbundet til hinanden. Vekselstrømmen for den primære spole (transmitter) danner et magnetfelt, der trænger gennem sekundærspolens (modtagerens) sving og inducerer en emk på den.

Spændingen fra afhentningsspolen bruges til at oplade det mobile enheds batteri. Og jo tættere modtageren er senderen, jo mere energi modtager modtageren. I store afstande er den induktive kobling sparsom, og systemet bliver ineffektivt. Koblingskoefficienten for spolerne k er af stor betydning.

Den gensidige induktans af kredsløbene, korrespondancen mellem resonansfrekvenserne, kvalitetsfaktoren på modtageren og transmissionsspiralerne - alt dette påvirker kvaliteten af ​​den trådløse transmission af elektricitet fra senderen til opladningsindretningen. Ved resonansfrekvensen, med en høj kvalitetsfaktor for begge kredsløb, med en høj koblingskoefficient for spolerne, er systemets effektivitet størst. Dette er indlysende fra antenneteorien.

Forbrugerelektronikforeningen klassificerer trådløs opladningsteknologi efter størrelsen af ​​loopkoblingskoefficienten. Hvis koblingskoefficienten er op til 0,1, kaldes systemet løst koblet, og hvis koefficienten nærmer sig 1, er det et stærkt koblet system. Stærkt koblede systemer kaldes magnetisk induktiv, mens svagt koblede systemer kaldes magnetisk resonans. Disse to typer systemer er grundlæggende forskellige.

Magnetresonanssteknologi er mindre kritisk for den gensidige placering af spolerne, og flere modtagere kan arbejde med en sender på én gang, det vil sige, en oplader kan oplade flere enheder på samme tid. Men her er afstanden kritisk.

For at opnå den bedste effektivitet vælges resonansfrekvensen, der bedst interagerer med belastningsmodstanden. Den effektive kvalitetsfaktor for magnetisk induktive systemer er meget lavere. Med nøjagtig matching i magnetisk resonans teknologi sker energioverførsel med den højeste effektivitet. Det er vigtigt, at det under driften af ​​enhver type system er nødvendigt nøjagtigt at styre de aktuelle parametre, så energioverførelseseffektiviteten ikke falder.

I henhold til WPC 1.1-specifikationerne skal resonansfrekvensen ligge i området fra 100 til 205 kHz, og i PMA-specifikationerne - fra 277 til 357 kHz, med en Q-faktor på 30 til 50. I henhold til A4WP-specifikationer er frekvensen fast, og impedansmatchingen af ​​modtager og sendere skal være streng. For magnetiske resonanssystemer kan kvalitetsfaktoren nå 100.

Hvad angår effektivitet er ikke engang 97 procent effektivitet af kablede opladere endnu opnået. Ikke desto mindre er fordelen ved magnetiske resonansopladningssystemer åbenlyst: senderspolen kan være 12 gange større end modtagerspolen, mens du kan placere flere modtagere og oplade tre smartphones på samme tid.