Kaip išdėstytas ir veikia belaidis telefono įkrovimas

Mobiliosios technologijos įteko į mūsų kasdienį gyvenimą, belaidžių įkroviklių atsiradimas yra visiškai natūralus dalykas. Juk elektroniniai vartotojų prietaisai (pvz., Išmanieji telefonai) idealiu atveju turėtų veikti ilgai ir be nesklandumų, tuo tarpu nėra labai patogu kiekvieną kartą kišti kištuką į lizdą, o kištuką į įtaisą, kai reikia jį įkrauti.

Belaidžių sąsajų rinkinys („Wi-Fi“, „Bluetooth“ ir kt.) Jau seniai tapo žinomu daugelio nešiojamųjų įrenginių atributu, tad kodėl gi neįtraukus į šį rinkinį sąsajos belaidžiam įkrovimui? O šiuolaikinės technologijos leido tai įgyvendinti.

Žinoma, kraunant belaidžiu ryšiu, įkraunamas mobilusis įrenginys turėtų būti ne arčiau kaip 4 cm atstumu nuo įkroviklio, tačiau jūs turite sutikti, tai yra patogiau nei laidas, besitęsiantis nuo kištuko. Kartais įkrovimo metu reikia skambinti, atsitraukti nuo įkroviklio, tada grąžinti išmanųjį telefoną į vietą, esančią šalia įkroviklio siųstuvo. Tai padaryti yra lengviau nei kiekvieną kartą kišti kištuką.

Kai kuriose srityse, pavyzdžiui, medicinoje, belaidžio akumuliatorių įkrovimo technologija yra tiesiog būtina (avariniai įtaisai, lemputės ant akumuliatorių ir kt.). Ne veltui pastaraisiais metais tokie pagrindiniai elektronikos gamintojai kaip „Intel“, „Samsung“, NXP, „Texas Instruments“ ir daugelis kitų aktyviai ėmėsi belaidžių įkroviklių įrangos ir mikroschemų kūrimo.

Iš esmės belaidžio įkrovimo technologija pagrįsta elektros energijos perdavimu elektromagnetine indukcija. Artimoje indukcijos zonoje didžiausia siųstuvo ir imtuvo reaktyvioji sąveika. Taigi 10 MHz dažniui artimoji zona tęsiasi iki 4,7 metro.

Dėl elektromagnetinės indukcijos reiškinio indukcinė srovė sužadinama uždaroje imtuvo kilpoje, o siųstuvo grandinė yra kintamojo magnetinio srauto (induktoriaus) šaltinis.

Sistemą sudaro pora induktoriai - imtuvo ritė ir siųstuvo ritė, induktyviai sujungti vienas su kitu. Pirminės ritės (siųstuvo) kintamoji srovė sudaro magnetinį lauką, kuris įsiskverbia į antrinės ritės (imtuvo) posūkius ir į jį sukelia EMF.

Įtampa iš paėmimo ritės ir naudojama mobiliojo prietaiso akumuliatoriui įkrauti. Ir kuo arčiau imtuvo yra siųstuvas, tuo daugiau energijos jis gauna. Dideliais atstumais indukcinė jungtis yra menka, o sistema tampa neveiksminga. Didelę reikšmę turi ričių sukabinimo koeficientas k.

Abipusis grandinių induktyvumas, rezonansinių dažnių atitikimas, imtuvo ir siųstuvo ritinių kokybės koeficientas - visa tai turi įtakos belaidžio elektros energijos perdavimo iš siųstuvo į įkrovimo įrenginį kokybei. Esant rezonansiniam dažniui, esant aukštam abiejų grandinių kokybės koeficientui, esant aukštam ritių sukabinimo koeficientui, sistemos efektyvumas yra didžiausias. Tai akivaizdu iš antenos teorijos.

Vartotojų elektronikos asociacija klasifikuoja belaidžio įkroviklio technologiją pagal kilpos sujungimo koeficiento dydį. Jei sukabinimo koeficientas yra iki 0,1, sistema vadinama laisvai sujungta, o jei koeficientas artėja prie 1, tai yra stipriai sujungta sistema. Stipriai sujungtos sistemos vadinamos magnetiškai indukcinėmis, o silpnai sujungtos sistemos vadinamos magnetiniu rezonansu. Šios dvi sistemų rūšys iš esmės skiriasi.

Magnetinio rezonanso technologija yra mažiau svarbi abipusiam ritių išdėstymui, o keli imtuvai gali dirbti su vienu siųstuvu vienu metu, tai yra, vienas įkroviklis gali įkrauti kelis įrenginius tuo pačiu metu. Bet čia atstumas yra kritinis.

Siekiant geriausio efektyvumo, pasirinktas rezonansinis dažnis, kuris geriausiai sąveikauja su apkrovos pasipriešinimu. Efektyvus magnetinių indukcinių sistemų kokybės koeficientas yra daug mažesnis. Tiksliai suderinus magnetinio rezonanso technologiją, energijos perdavimas vyksta efektyviausiai. Svarbu, kad veikiant bet kokio tipo sistemoms būtina tiksliai valdyti esamus parametrus, kad energijos perdavimo efektyvumas nemažėtų.

Pagal WPC 1.1 specifikacijas, rezonanso dažnis turėtų būti nuo 100 iki 205 kHz, o PMA specifikacijose - nuo 277 iki 357 kHz, kai Q koeficientas yra nuo 30 iki 50. Pagal A4WP specifikacijas dažnis yra fiksuotas, o imtuvo ir siųstuvų varžos turi atitikti. Magnetinio rezonanso sistemoms kokybės koeficientas gali siekti 100.

Kalbant apie efektyvumą, net 97 procentų laidinių įkroviklių efektyvumas dar nebuvo pasiektas. Nepaisant to, akivaizdus magnetinio rezonanso įkrovimo sistemų pranašumas: siųstuvo ritė gali būti 12 kartų didesnė nei imtuvo ritė, tuo tarpu galite dėti kelis imtuvus ir vienu metu įkrauti tris išmaniuosius telefonus.