Kuinka puhelimen langaton lataus on järjestetty ja toimii

Matkapuhelintekniikka on tullut tiiviisti jokapäiväiseen elämäämme, ja langattomien laturien tulo on aivan luonnollista. Loppujen lopuksi elektronisten kuluttajalaitteiden (kuten esimerkiksi älypuhelimet) pitäisi toimia mieluiten pitkään ja ilman häiriöitä, kun taas ei ole kovin kätevää kytkeä pistoke pistorasiaan joka kerta, ja pistoke gadgetiin, kun sinun on ladattava se.

Joukko langattomia rajapintoja (Wi-Fi, Bluetooth jne.) On jo kauan ollut tuttu ominaisuus monille kannettaville laitteille, joten miksi et sisällyttäisi siihen langattoman latauksen rajapinta? Ja moderni tekniikka on mahdollistanut tämän toteutumisen.

Tietysti, kun ladataan langattomasti, ladattavan mobiililaitteen tulisi olla vähintään 4 cm: n päässä laturista, mutta sinun on hyväksyttävä, tämä on kätevämpää kuin pistokkeesta ulottuva johto. Joskus lataamisen aikana on tarpeen soittaa puhelu, siirtyä pois laturista ja palauttaa sitten älypuhelin paikkaan, joka on lähellä laturin lähettintä. Tämä on helpompaa kuin kytkeä pistoke joka kerta.

Ja joillakin alueilla, esimerkiksi lääketieteessä, paristojen langattoman lataamisen tekniikka on yksinkertaisesti välttämätöntä (hätälaitteet, paristojen lamput jne.). Viimeisten vuosien aikana sellaiset johtavat elektroniikan valmistajat kuin Intel, Samsung, NXP, Texas Instruments ja monet muut ovat aktiivisesti ryhtyneet langattomien laturien laitteiden ja mikrosirien kehittämiseen.

Periaatteessa langaton lataustekniikka perustuu sähkön siirtoon sähkömagneettisella induktiolla. Läheisellä induktiovyöhykkeellä lähettimen ja vastaanottimen reaktiivinen vuorovaikutus on suurin. Joten 10 MHz: n taajuudella lähialue ulottuu 4,7 metriin.

Sähkömagneettisen induktion ilmiöstä johtuen induktiovirta herätetään vastaanottimen suljetussa silmukassa, kun taas lähetinpiiri on vaihtuvan magneettisen vuon (induktorin) lähde.

Järjestelmään kuuluu pari IC - vastaanotinkäämi ja lähetinkela, jotka on kytketty induktiivisesti toisiinsa. Primaarikäämin (lähettimen) vaihtovirta muodostaa magneettikentän, joka tunkeutuu sekundaarikäämin (vastaanottimen) kierroksiin ja indusoi siihen emf.

Noukokäämin jännitettä käytetään matkaviestimen akun lataamiseen. Ja mitä lähempänä vastaanotin on lähettimeen, sitä enemmän energiaa vastaanotin vastaanottaa. Suurilla etäisyyksillä induktiivinen kytkentä on vähäinen, ja järjestelmästä tulee tehoton. Käämien kytkentäkerroin k on erittäin tärkeä.

Piireiden keskinäinen induktanssi, resonanssitaajuuksien vastaavuus, vastaanottimen ja lähettimen käämien laatukerroin - kaikki tämä vaikuttaa sähkön langattoman siirron laatuun lähettimestä latauslaitteeseen. Resonanssitaajuudella, molempien piirien korkealaatuisella kertoimella, jolla on korkea kelojen kytkentäkerroin, järjestelmän hyötysuhde on suurin. Tämä on ilmeistä antenniteoriasta.

Consumer Electronics Association luokittelee langattoman laturin tekniikan silmukkakytkentäkertoimen suuruuden perusteella. Jos kytkentäkerroin on korkeintaan 0,1, järjestelmää kutsutaan löysästi kytketyksi, ja jos kerroin lähestyy 1, niin se on vahvasti kytketty järjestelmä. Vahvasti kytkettyjä järjestelmiä kutsutaan magneettisesti induktiivisiksi, kun taas heikosti kytkettyjä järjestelmiä kutsutaan magneettiseksi resonanssiksi. Nämä kaksi järjestelmätyyppiä ovat perustavanlaatuisesti erilaisia.

Magneettiresonanssitekniikka on vähemmän kriittinen kelojen keskinäiselle järjestelylle ja useat vastaanottimet voivat toimia yhden lähettimen kanssa kerralla, ts. Yksi laturi voi ladata useita laitteita samanaikaisesti. Mutta tässä etäisyys on kriittinen.

Parhaan tehokkuuden saavuttamiseksi valitaan resonanssitaajuus, joka on parhaiten vuorovaikutuksessa kuormitusvastuksen kanssa. Magneettisesti induktiivisten järjestelmien tehokas laatutekijä on paljon alhaisempi. Magneettiresonanssitekniikan tarkan koordinaation avulla energiansiirto tapahtuu parhaalla mahdollisella hyötysuhteella. On tärkeää, että minkä tahansa tyyppisen järjestelmän toiminnan aikana on välttämätöntä säätää nykyiset parametrit tarkasti, jotta energiansiirron tehokkuus ei heikkene.

WPC 1.1 -määritelmien mukaan resonanssitaajuuden tulisi olla välillä 100 - 205 kHz, ja PMA-eritelmissä - välillä 277 - 357 kHz, Q-kertoimella 30 - 50. A4WP-eritelmien mukaan taajuus on kiinteä, ja vastaanottimen ja lähettimen impedanssisovituksen on oltava tiukka. Magneettiresonanssijärjestelmissä laatukerroin voi olla 100.

Tehokkuuden suhteen johdotettujen laturien 97 prosentin hyötysuhdetta ei ole vielä saavutettu. Siitä huolimatta, magneettikuvauslatausjärjestelmien etu on ilmeinen: lähettimen kela voi olla 12 kertaa suurempi kuin vastaanottimen kela, kun taas voit sijoittaa useita vastaanottimia ja ladata kolme älypuhelinta samanaikaisesti.