Jak je bezdrátové nabíjení telefonu uspořádáno a jak funguje?

Mobilní technologie pevně vstoupila do našeho každodenního života a příchod bezdrátových nabíječek je zcela přirozený. Koneckonců, elektronická spotřební zařízení (například smartphony) by měla ideálně fungovat po dlouhou dobu a bez poruch, přičemž není vždy vhodné připojit zástrčku do zásuvky pokaždé a zástrčku do gadgetu, když ji potřebujete dobít.

Sada bezdrátových rozhraní (Wi-Fi, Bluetooth atd.) Je dlouho známým atributem mnoha přenosných zařízení, tak proč do této sady nezahrnout rozhraní pro bezdrátové nabíjení? A moderní technologie to umožnila.

Při bezdrátovém nabíjení by samozřejmě mělo být dobíjecí mobilní zařízení alespoň 4 cm od nabíječky, ale musíte souhlasit, že je to pohodlnější než vodič vyčnívající ze zástrčky. Někdy během nabíjení je třeba přijmout hovor, odstoupit od nabíječky a poté vrátit smartphone na místo poblíž vysílače nabíječky. Je to snazší než pokaždé připojit zástrčku.

A v některých oblastech, například v medicíně, je technologie bezdrátového nabíjení baterií jednoduše nutná (nouzová zařízení, lampy na bateriích atd.). Ne nadarmo v posledních letech se tak přední výrobci elektroniky jako Intel, Samsung, NXP, Texas Instruments a mnoho dalších aktivně zapojili do vývoje zařízení a mikroobvodů pro bezdrátové nabíječky.

Technologie bezdrátového nabíjení je v zásadě založena na přenosu elektřiny elektromagnetickou indukcí. V blízké zóně indukce je největší reaktivní interakce mezi vysílačem a přijímačem. Takže pro kmitočet 10 MHz se blízká zóna rozšiřuje na 4,7 metrů.

V důsledku fenoménu elektromagnetické indukce je indukční proud buden v uzavřené smyčce přijímače, zatímco obvod vysílače je zdrojem střídavého magnetického toku (induktoru).

Systém zahrnuje pár induktory - přijímací cívka a cívka vysílače, které jsou vzájemně indukčně spojeny. Střídavý proud primární cívky (vysílače) vytváří magnetické pole, které proniká zákruty sekundární cívky (přijímače) a indukuje na ní emf.

Napětí z snímací cívky se používá k nabíjení baterie mobilního zařízení. A čím blíže je přijímač k vysílači, tím více energie přijímač přijímá. Na velké vzdálenosti je induktivní vazba nízká a systém se stává neúčinným. Koeficient vazby cívek k má velký význam.

Vzájemná indukčnost obvodů, korespondence rezonančních frekvencí, faktor kvality přijímače a cívky vysílače - to vše ovlivňuje kvalitu bezdrátového přenosu elektřiny z vysílače do nabíjecího zařízení. Při rezonanční frekvenci s vysokým faktorem kvality obou obvodů, s vysokým vazebným koeficientem cívek je účinnost systému největší. To je zřejmé z teorie antén.

Asociace spotřební elektroniky klasifikuje technologii bezdrátových nabíječek podle velikosti koeficientu smyčkové vazby. Pokud je koeficient vazby až 0,1, systém se nazývá volně vázaný a pokud se koeficient přiblíží 1, jedná se o silně vázaný systém. Silně spojené systémy se nazývají magneticky induktivní, zatímco slabě spojené systémy se nazývají magnetická rezonance. Tyto dva typy systémů se zásadně liší.

Technologie magnetické rezonance je méně důležitá pro vzájemné uspořádání cívek a několik přijímačů může pracovat s jedním vysílačem najednou, to znamená, že jedna nabíječka může nabíjet několik zařízení současně. Ale tady je vzdálenost kritická.

Pro dosažení nejlepší účinnosti je vybrána rezonanční frekvence, která nejlépe interaguje s odolností proti zatížení. Efektivní faktor kvality magneticky indukčních systémů je mnohem nižší. S přesnou koordinací v technologii magnetické rezonance dochází k přenosu energie s nejvyšší účinností. Je důležité, aby během provozu jakéhokoli typu systému bylo nutné přesně řídit aktuální parametry, aby se nesnížila účinnost přenosu energie.

Podle specifikací WPC 1.1 by rezonanční frekvence měla být v rozsahu od 100 do 205 kHz a ve specifikacích PMA - od 277 do 357 kHz, s faktorem Q 30 až 50. Podle specifikací A4WP musí být frekvence pevná a impedanční přizpůsobení přijímače a vysílačů musí být přísné. U systémů s magnetickou rezonancí může faktor kvality dosáhnout 100.

Pokud jde o účinnost, ani 97 procent účinnosti kabelových nabíječek nebylo dosud dosaženo. Výhoda systémů nabíjení magnetickou rezonancí je nicméně zřejmá: cívka vysílače může být 12krát větší než cívka přijímače, zatímco několik přijímačů může být umístěno a současně nabíjeno, řekněme, tři chytré telefony.