Com s’ordena i funciona la càrrega sense fils del telèfon

La tecnologia mòbil ha entrat en la nostra vida diària, i l’arribada dels carregadors sense fil és força natural. Al cap i a la fi, els dispositius electrònics de consum (com els telèfons intel·ligents, per exemple) haurien de funcionar idealment durant molt de temps i sense fallades, tot i que no és gaire convenient enllaçar el connector en una presa de connexió i connectar-lo al gadget quan cal carregar-lo.

Un conjunt d’interfícies sense fils (Wi-Fi, Bluetooth, etc.) ja fa temps que s’ha convertit en un atribut familiar de molts dispositius portàtils, per què no incloure una interfície per a la càrrega sense fil en aquest conjunt? I la tecnologia moderna ha permès fer-ho.

Per descomptat, quan es carrega sense fils, el dispositiu mòbil recarregable hauria d'estar a un mínim de 4 cm del carregador, però heu d'acord, això és més convenient que un cable que s'estén del connector. De vegades, durant la recàrrega, cal fer una trucada, allunyar-se del carregador i tornar el telèfon intel·ligent a un lloc proper al transmissor del carregador. Això és més fàcil que fer el tap cada cop més.

I en algunes àrees, per exemple en medicina, és simplement necessària la tecnologia de càrrega sense fils de les bateries (dispositius d’emergència, làmpades a les bateries, etc.). No en va, en els darrers anys, fabricants d’electrònica importants com Intel, Samsung, NXP, Texas Instruments i molts altres han adoptat activament el desenvolupament d’equips i microcircuits per carregadors sense fil.

Fonamentalment, la tecnologia de càrrega sense fil es basa en la transferència d’electricitat per inducció electromagnètica. A la zona propera de la inducció, la interacció reactiva del transmissor i el receptor és més gran. Així doncs, per a una freqüència de 10 MHz, la zona propera s’estén fins als 4,7 metres.

A causa del fenomen de la inducció electromagnètica, un corrent d’inducció s’emociona al bucle tancat del receptor, mentre que el circuit transmissor és la font del flux magnètic alternatiu (inductor).

El sistema inclou un parell inductors - una bobina receptor i una bobina emissora, que s’acoblen inductivament entre si. El corrent altern de la bobina primària (transmissor) forma un camp magnètic que penetra en els girs de la bobina secundària (receptor) i indueix una emf sobre ella.

La tensió de la bobina de recollida i s'utilitza per carregar la bateria del dispositiu mòbil. I, com més proper és el receptor del transmissor, més energia rep el receptor. A grans distàncies, l'acoblament inductiu és escàs, i el sistema es torna poc efectiu. El coeficient d’acoblament de les bobines k té una gran importància.

La inductància mútua dels circuits, la correspondència de les freqüències de ressonància, el factor de qualitat del receptor i de les bobines del transmissor, tot això afecta la qualitat de la transmissió sense fil d’electricitat des del transmissor fins al dispositiu de recàrrega. A la freqüència de ressonància, amb un factor d'alta qualitat dels dos circuits, amb un alt coeficient d'acoblament de les bobines, l'eficiència del sistema és la més elevada. Això és obvi en la teoria de l'antena.

The Consumer Electronics Association classifica la tecnologia del carregador sense fils segons la magnitud del coeficient d'acoblament de llaç. Si el coeficient d’acoblament és de fins a 0,1, el sistema s’anomena acoblat solt i, si el coeficient s’acosta a 1, es tracta d’un sistema fortament acoblat. Els sistemes fortament acoblats s'anomenen magnèticament inductius, mentre que els sistemes feblement acoblats s'anomenen ressonància magnètica. Aquests dos tipus de sistemes són fonamentalment diferents.

La tecnologia de ressonància magnètica és menys crítica per a la disposició mútua de les bobines i diversos receptors poden treballar amb un transmissor alhora, és a dir, un carregador pot carregar diversos dispositius alhora. Però aquí la distància és crítica.

Per obtenir la millor eficiència, es selecciona la freqüència de ressonància que interactua millor amb la resistència de càrrega. El factor de qualitat efectiu dels sistemes inductius magnèticament és molt inferior. Amb la concordança exacta en la tecnologia de ressonància magnètica, es produeix la transferència d’energia amb la màxima eficiència. És important que durant el funcionament de qualsevol tipus de sistema sigui necessari controlar amb precisió els paràmetres actuals per tal que l’eficiència de la transferència d’energia no disminueixi.

Segons les especificacions del WPC 1.1, la freqüència de ressonància hauria d’estar en l’interval de 100 a 205 kHz, i en les especificacions PMA - de 277 a 357 kHz, amb un factor Q de 30 a 50. Segons les especificacions A4WP, la freqüència és fixa i la coincidència d’impedències del receptor i emissors ha de ser estricta. Per als sistemes de ressonància magnètica, el factor qualitat pot arribar a 100.

Quant a l’eficiència, fins i tot no s’ha aconseguit fins i tot un 97 per cent d’eficàcia dels carregadors amb cable. No obstant això, l’avantatge dels sistemes de càrrega de ressonància magnètica és evident: la bobina emissora pot ser 12 vegades més gran que la bobina del receptor, mentre que podeu col·locar diversos receptors i carregar tres telèfons intel·ligents alhora.