Ansamblu PCB încărcător wireless

Introducere de bază

Definiție și tehnologie

Un încărcător wireless se referă la un încărcător care este conectat la un dispozitiv terminal care trebuie încărcat fără un cablu tradițional de încărcare. Adoptă cea mai recentă tehnologie de încărcare wireless. Prin utilizarea câmpului magnetic generat între bobine, poate transmite magic energia electrică. Tehnologia de cuplare inductivă va deveni un pod care leagă stațiile de bază și echipamentele de bază de încărcare.

Avantaje și dezavantaje

Tehnologie de încărcare wireless obținută 20 brevete în 2007. O varietate de dispozitive pot utiliza o stație de bază de încărcare, Realizarea scenariilor de încărcare a cablurilor pentru telefoanele mobile, Playere MP3, Instrumente electrice, și alte adaptoare de putere învechite. Avantajul tehnologiei de încărcare wireless constă în comoditatea și versatilitatea sa. Cu toate acestea, Dezavantajul său este o eficiență scăzută și capacitatea sa de a furniza doar energie electrică.

Proces istoric

Descoperire istorică

În anii 1830, Michael Faraday a descoperit că schimbările în câmpul magnetic din jur vor induce un curent electric într -un fir. În anii 1890, Nikola Tesla, omul de știință, de origine sârbă, a solicitat primul brevet. Din păcate, Cercetările în acest domeniu au fost întârziate timp de un secol din cauza eficienței de transmisie scăzută și a pericolelor de siguranță.

Dezvoltare ulterioară

Profesorul Xu Shuyuan de la Universitatea City din Hong Kong a dezvoltat cu succes un “Platforma de încărcare a bateriei fără fir” în primii ani, care poate încărca automat mai multe produse electronice pe o platformă de încărcare prin câmpuri electromagnetice cu frecvență joasă. Cercetătorii de la Institutul de Tehnologie din Massachusetts au înregistrat, de asemenea, progrese în transmiterea wireless a energiei electrice. Proiectarea Soljacic pentru transmisia de energie wireless non-radiații are o limită de distanță, și își propun să crească eficiența 70% la 80% În termen de trei până la cinci ani.

Principiul de lucru

Rezonanță și inducție

Fizicienii au știut de mult timp că energia este transferată eficient între două obiecte care rezonează la aceeași frecvență. Tehnologia de încărcare fără fir profită de acest principiu, Aplicarea principiului inducției undelor electromagnetice și a tehnologiei aferente de inducție de curent alternativ. Folosește bobine corespunzătoare la capetele de trimitere și primire pentru a trimite și primi semnale de curent alternativ induse pentru încărcare.

Aplicație practică

Un nou tip de încărcător wireless, Inventat inițial de o companie britanică, Arată ca o placă de mouse din plastic echipată cu o gamă densă de bobine mici pentru a genera un câmp magnetic și a transmite energie unui încărcător dedicat. Bobina primitoare, realizat din aliaj magnetic rănit cu sârmă, poate fi ușor atașat la echipamente electronice. Această nouă invenție permite încărcarea mai multor dispozitive simultan oriunde pe “Patu de mouse,” iar câmpul magnetic generat este suficient de slab pentru a nu afecta elementele din apropiere care folosesc date de înregistrare magnetică.

Principiile încărcării wireless

Sistemul de încărcare fără fir adoptă în principal principiul inducției electromagnetice și realizează transmiterea energiei prin cuplarea energiei prin intermediul bobinelor. Așa cum se arată în figură, Când sistemul funcționează:

• Terminalul de intrare transformă puterea de curent alternativ în curent continuu prin circuitul de redresare cu punte completă, sau furnizează direct energie sistemului cu un terminal DC de 24V.
• După trecerea prin modulul de gestionare a puterii, Curentul direct de ieșire este transformat în curent alternativ de înaltă frecvență de oscilatorul de cristal activ de 2 m și furnizat la înfășurarea primară.
• Energia este cuplată prin două bobine inductive, iar ieșirea curentă de către bobina secundară este transformată în curent direct de către circuitul de conversie primitor pentru a încărca bateria.

Un câmp magnetic în schimbare va produce un câmp electric în schimbare, și invers. Mărimile lor sunt legate de rata lor de schimbare, iar rata de schimbare a unei funcții sinusoidale duce la o altă funcție sinusoidală. De aici, Undele electromagnetice se pot propaga, iar generarea tensiunii induse de bobină este legată de schimbarea fluxului magnetic. Astfel, Câmpul magnetic care se schimbă în interiorul bobinei generează o tensiune indusă, Finalizarea procesului de încărcare.

Încărcare fără fir pentru telefon mobil

Încărcarea fără fir pentru telefonul mobil este o metodă de încărcare relativ nouă. Principiul său este simplu: Separarea primară și secundară a transformatoarelor obișnuite pentru a atinge scopuri wireless. În special, Rata de lucru a încărcării wireless este mare, Și chiar și miezul de fier poate fi aruncat, cu bobina directă care atinge funcția transferului de energie.

Caracteristici de bază ale tehnologiei de încărcare wireless

Siguranţă

Dintr -o perspectivă teoretică, Tehnologia de încărcare wireless este inofensivă pentru siguranța umană. Principiul rezonanței utilizat în încărcarea wireless este rezonanța câmpului magnetic, ceea ce transmite numai bobinele care rezonează la aceeași frecvență, În timp ce alte dispozitive nu pot accepta trupa. Câmpul magnetic folosit este el însuși inofensiv pentru corpul uman. Cu toate acestea, Fiind o tehnologie nouă, Este posibil ca unii oameni să aibă preocupări inițiale, asemănător cu momentul în care au apărut pentru prima dată polonezii de antenă Wi-Fi și pentru telefonul mobil. În realitate, Tehnologia în sine este inofensivă.

Rezonanță magnetică

Tehnologia de încărcare wireless a Maiyuan folosește rezonanță magnetică pentru a transmite sarcini în câmpurile electrice și magnetice dintre încărcător și dispozitiv. Bobina și condensatorul formează o rezonanță între încărcător și dispozitiv.

Aplicații largi

Maiyuan susține că acest sistem poate fi utilizat pe scară largă în viitor, cum ar fi zonele de încărcare pentru vehicule electrice și transmisia de energie pentru cipuri de computer. Timpul de încărcare cerut de sistemul de încărcare dezvoltat de această tehnologie este redus semnificativ în comparație cu metodele actuale.

Rata mare de conversie

Rata de conversie a încărcării wireless maiyuan este cu mai multe puncte procentuale mai mari decât cea a încărcării cu fir. Conversia ridicată este crucială pentru aplicarea globală a încărcătorilor wireless. Cu toate acestea, Tehnologia de încărcare fără fir este limitată de distanță. Pentru dezvoltarea viitoare, Este necesar să se rezolve problema poziționării precise a benzii de undă și a intervalului de câmp magnetic pentru transmisia pe distanțe lungi.

Provocări de bază ale cipurilor

CIP -ul principal este o provocare semnificativă în aplicarea tehnologiei de încărcare wireless în produse. Control precis al intervalului de radiații, Frecvența câmpului magnetic, iar alte controale sunt implementate de jetoane.

Rezumatul problemei

Blocaj de dezvoltare a aplicațiilor de piață

1. Imperfecțiunile tehnologice de încărcare wireless de bază
2. Dificultate în realizarea transmiterii la distanță lungă
3. Cerințe hardware ridicate pentru poziționarea pe distanțe lungi
4. Se potrivește cu înălțimea controlată și mică a rezonanței câmpului magnetic
5. Interval de aplicații limitat
6. Factori de piață – Dezvoltatorii ezită să investească foarte mult în cercetarea și dezvoltarea tehnologiei din cauza psihologiei consumatorilor.

Pericol de radiații

Cercetătorii MIT afirmă că organismul răspunde puternic la câmpurile electrice, dar abia la câmpurile magnetice, Sugerarea sistemului nu ar afecta sănătatea umană. Cu toate acestea, Acest lucru este speculativ. Unii cercetători își exprimă îngrijorarea, și sunt necesare experimente suplimentare înainte de aplicarea din viața reală. Ca produs de încărcare electronică, încărcătorul în sine emite radiații, Dar puterea încărcătorului wireless este mică, Timpul de încărcare este lung, iar radiația produsă este minimă, Prezentând puțin rău oamenilor.

Port unificat

Pentru a evita deșeurile inutile și pentru a genera mai multe deșeuri electronice, China implementează standardizarea unificată a porturilor de încărcare a telefonului mobil. Tehnologia de încărcare wireless este pregătită să devină populară, utilizabil nu numai pentru telefoanele mobile, ci și pentru camerele digitale, iPhone, iPads, și caiete. Fujitsu din Japonia își propune să extindă acest succes de la electronice portabile la încărcarea vehiculelor electrice. Scopul lor final este să stabilească public “puncte de încărcare” pe străzi, Furnizarea de servicii de încărcare convenabile de 24 de ore pentru toate vremurile pentru dispozitive digitale portabile și utilizatori de vehicule electrice. Încărcătoarele wireless sunt mai inteligente și eficiente din punct de vedere energetic. Deși eficiența lor este despre 70%, egal cu echipamentele de încărcare cu fir, Au o funcție de oprire automată atunci când sunt complet încărcate, Evitarea consumului de energie inutil. Ratele de acceptare a performanței se îmbunătățesc continuu.

Receptor de încărcare încorporat pentru telefon mobil și standard de încărcare wireless unificat

Prin integrarea unui receptor de încărcare în telefoanele mobile și stabilirea unui standard de încărcare wireless unificat, Adoptarea și comoditatea încărcării wireless pot fi îmbunătățite în continuare.

Prezentare generală a tehnologiei de încărcare wireless

Pentru a realiza încărcarea wireless a telefoanelor mobile și a altor produse, Trebuie să existe două părți: emițătorul, care este conectat la alimentarea cu energie electrică și responsabil de transmiterea energiei electrice într -un spațiu larg, și receptorul, care este în general instalat pe produse electronice și utilizat pentru a primi energie electrică. Tehnologia de încărcare fără fir a început să fie utilizată în produsele telefonice mobile. Luând iPhone -ul ca exemplu, Producătorii de încărcare wireless l -au refăcut și au instalat un fel de “haine” Similar cu “coaja de mere”. Ca receptor de încărcare wireless, apare sub forma adăugării unei carcase de încărcare a telefonului mobil, Dar produsele modificate conexe pot fi lansate în China. Supranumit “Qi prin,” Cazul acceptă atât iPhone -uri, cât și BlackBerrys, oferind utilizatorilor acces timpuriu la funcție, fără a fi nevoie să -și înlocuiască telefoanele. La început 2013, Receptorul de încărcare fără fir va fi pe deplin “subțire în jos” și deveniți o încărcare wireless care primește cip încorporată în telefoane mobile, Doar la fel de mare ca un unghii. Nokia, Philips, LG, Samsung, Sony Ericsson, iPhone, HTC, Google, Zte, Ascuțit, Janta, Și mulți alți producători de telefonie mobilă de renume internațional acceptă toate această tehnologie, Și încărcătoarele wireless pot fi, de asemenea, incluse cu telefoane mobile de vânzare.

Compatibilitatea și standardul QI

Importanța compatibilității

Cheia încărcării fără fir a telefoanelor mobile este compatibilitatea, iar standardul QI poate asigura compatibilitatea mărcii. Tehnologia de încărcare wireless folosește în principal tehnologia electromagnetică. Emițătorul transformă curentul în electromagnetic, iar telefonul mobil folosește receptorul de cipuri încorporat pentru a converti electromagnetica în curent pentru a încărca telefonul mobil. Cheia pentru promovarea tehnologiei de încărcare wireless este să vă asigurați că încărcătoarele wireless ale diverșilor producători sunt compatibili.

Standardul QI

Formularea standardului QI permite încărcarea wireless să aibă o specificație tehnică unificată și asigură compatibilitatea aceluiași încărcător cu mai multe mărci și produse. Menno Treffers, președinte al Alianței de încărcare wireless, a spus că standardul de încărcare wireless QI folosește tehnologia de inducție electromagnetică, ceea ce este mai eficient și mai sigur decât alte tehnologii. Standardul de încărcare wireless QI include trei aspecte: interfață, performanţă, și reglementări. Aceasta este o provocare considerabilă pentru popularizarea tehnologiei de încărcare wireless. Prin urmare, Telefoanele mobile care trec standardul QI pot fi alimentate de orice stație de bază de încărcare certificată QI, baza, sau alte dispozitive reîncărcabile. Prima necesitate prealabilă a Qi pentru dispozitive nu este mai mare decât 5 watts, Ceea ce poate fi o mare limitare pentru unii producători care doresc ca laptopurile să utilizeze și tehnologie de încărcare wireless.

Disponibilitatea pe piață a produselor standard QI

Producătorii au lansat produse de încărcare wireless Qi Standard, iar piața este extinsă. Cel mai mare baterie din lume și echipamente portabile de iluminat producător Energizer (Energizator) a spus că va lansa în curând un produs de încărcător wireless care acceptă standardul QI, și va aduce mai întâi o nouă experiență de încărcare wireless pentru utilizatorii Apple iPhone3GS și BlackBerry BlackBerry Curve8900. În același timp, Conform datelor furnizate de compania de cercetare de piață ISUPPLI, Piața echipamentelor de încărcare wireless a ajuns la o scară de 14 miliarde de dolari americani în 2013. Philips a început deja să facă telefoane noi care includ încărcarea wireless. Telefonul mobil Philips X723 a apărut deja, și are un ecran de 3,2 inci 240x400 cu GPS și o cameră de 3 megapixeli. Vestea bună este că mașina vine standard cu un încărcător wireless XeniumQ1 (Qi Standard Wireless Charging Alliance), Dar timpul și prețul specific de lansare nu au fost încă dezvăluite.

Primiți antenă

Deși acest articol se concentrează pe încărcătoare, De asemenea, oferă o imagine de ansamblu asupra primitorilor antene. Deoarece acest tip de dispozitiv de încărcare wireless este în esență un transformator, Primarul este instalat în încărcător, iar secundarul este instalat în terminal.

Alegerea unei antene de încărcare bună

Deoarece antena primitoare care nu se potrivește cu încărcătorul va provoca fluctuații curente în circuitul de încărcare, Cum să alegi o antenă de încărcare bună?

Antena terminală are nevoie de ecranare magnetică

Dacă antena de încărcare este doar o bobină goală, Când se apropie obiectele metalice din apropiere, va provoca curentul eddy, ceea ce va reduce eficiența de încărcare, împiedică energia încărcătorului să radiaze, crește curentul, și face ca încărcătorul să se încălzească.

Selecție medie magnetică

Mediul magnetic selectat de încărcător este împărțit în două categorii: Materiale magnetice organice și materiale magnetice anorganice. Materialul magnetic organic poate fi făcut foarte subțire și deformat, care este potrivit pentru legarea capacului din spate a telefonului mobil și utilizat în telefonul mobil; Materialul magnetic anorganic este confecționat din ferită sinterizată, care este fragil și potrivit pentru instalare în spații mari.