Hur den trådlösa laddningen för telefonen är ordnad och fungerar

Mobilteknologi har tätt in i våra dagliga liv, och tillkomsten av trådlösa laddare är ganska naturlig. När allt kommer omkring bör elektroniska konsumentenheter (till exempel smartphones) helst fungera under lång tid och utan fel, medan det inte är särskilt bekvämt att ansluta kontakten till ett uttag varje gång, och kontakten i gadgeten när du behöver ladda den.

En uppsättning trådlösa gränssnitt (Wi-Fi, Bluetooth, etc.) har länge blivit ett bekant attribut för många bärbara enheter, så varför inte inkludera ett gränssnitt för trådlös laddning i den här uppsättningen? Och modern teknik har gjort det möjligt att realisera detta.

Naturligtvis när den laddas trådlöst bör den laddningsbara mobilenheten vara minst 4 cm från laddaren, men du måste hålla med om, det här är bekvämare än en tråd som sträcker sig från kontakten. Ibland under laddning finns det ett behov av att ringa ett samtal, flytta bort från laddaren och sedan återvända smarttelefonen till en plats nära laddarens sändare. Detta är enklare än att koppla in kontakten varje gång.

Och inom vissa områden, till exempel inom medicin, är tekniken för trådlös laddning av batterier helt enkelt nödvändig (nödanordningar, lampor på batterier, etc.). Inte för ingenting under de senaste åren har sådana ledande elektroniktillverkare som Intel, Samsung, NXP, Texas Instruments och många andra aktivt tagit fram utvecklingen av utrustning och mikrokretsar för trådlösa laddare.

I grund och botten är trådlös laddningsteknik baserad på överföring av elektricitet genom elektromagnetisk induktion. I den nära induktionszonen är den reaktiva interaktionen mellan sändaren och mottagaren störst. Så för en frekvens på 10 MHz sträcker sig närzonen sig till 4,7 meter.

På grund av fenomenet elektromagnetisk induktion exciteras en induktionsström i den slutna slingan på mottagaren, medan sändarkretsen är källan till det växlande magnetiska flödet (induktorn).

Systemet innehåller ett par induktor - en mottagarspole och en sänderspole, som är induktivt kopplade till varandra. Växelströmmen för primärspolen (sändaren) bildar ett magnetfält som tränger igenom sekundärspolens (mottagarens) varv och inducerar en emk på den.

Spänningen från upphämtningsspolen används för att ladda batteriet på den mobila enheten. Och ju närmare mottagaren är sändaren, desto mer energi får mottagaren. På stora avstånd är den induktiva kopplingen liten och systemet blir ineffektivt. Kopplingskoefficienten för spolarna k är av stor vikt.

Den ömsesidiga induktansen hos kretsarna, korrespondensen mellan resonansfrekvenserna, kvalitetsfaktorn för mottagaren och sändarspolarna - allt detta påverkar kvaliteten på den trådlösa överföringen av elektricitet från sändaren till laddningsanordningen. Vid resonansfrekvensen, med en hög kvalitetsfaktor för båda kretsarna, med en hög kopplingskoefficient för spolarna, är systemets effektivitet störst. Detta är uppenbart från antennteorin.

Consumer Electronics Association klassificerar trådlös laddningsteknologi efter slingkopplingskoefficientens storlek. Om kopplingskoefficienten är upp till 0,1 kallas systemet löst kopplat, och om koefficienten närmar sig 1 är det ett starkt kopplat system. Starkt kopplade system kallas magnetiskt induktivt, medan svagt kopplade system kallas magnetisk resonans. Dessa två typer av system är grundläggande olika.

Magnetresonans teknik är mindre kritisk för det gemensamma arrangemanget av spolarna, och flera mottagare kan arbeta med en sändare samtidigt, det vill säga en laddare kan ladda flera enheter samtidigt. Men här är avståndet kritiskt.

För att uppnå bästa effektivitet väljs resonansfrekvensen som bäst interagerar med lastmotståndet. Den effektiva kvalitetsfaktorn för magnetiskt induktiva system är mycket lägre. Med exakt matchning inom magnetisk resonans teknik sker energiöverföring med högsta effektivitet. Det är viktigt att det under drift av alla typer av system är nödvändigt att exakt styra de aktuella parametrarna så att energioverföringens effektivitet inte minskar.

Enligt WPC 1.1-specifikationerna bör resonansfrekvensen ligga i intervallet 100 till 205 kHz, och i PMA-specifikationerna - från 277 till 357 kHz, med en Q-faktor 30 till 50. Enligt A4WP-specifikationerna är frekvensen fast och impedansmatchningen för mottagaren och sändarna måste vara strikt. För magnetiska resonanssystem kan kvalitetsfaktorn nå 100.

När det gäller effektivitet har till och med 97 procent effektivitet för kabeldragna laddare ännu inte uppnåtts. Fördelen med laddningssystem för magnetisk resonans är dock uppenbar: sändarspolen kan vara 12 gånger större än mottagarspolen, medan du kan placera flera mottagare och ladda tre smartphones samtidigt.