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Wie das kabellose Laden des Telefons angeordnet ist und funktioniert

 

Die mobile Technologie ist fest in unserem täglichen Leben verankert, und das Aufkommen von drahtlosen Ladegeräten ist ganz natürlich. Schließlich sollten elektronische Verbrauchergeräte (wie z. B. Smartphones) idealerweise lange und fehlerfrei funktionieren, während es nicht sehr praktisch ist, den Stecker jedes Mal in die Steckdose und den Stecker in das Gerät zu stecken, wenn Sie ihn aufladen müssen.

Eine Reihe von drahtlosen Schnittstellen (Wi-Fi, Bluetooth usw.) ist seit langem ein bekanntes Merkmal vieler tragbarer Geräte. Warum also nicht eine Schnittstelle zum drahtlosen Laden in diese Reihe aufnehmen? Dank moderner Technologie konnte dies realisiert werden.

Wie das kabellose Laden des Telefons angeordnet ist und funktioniert

Wenn Sie kabellos aufladen, sollte das wiederaufladbare Mobilgerät mindestens 4 cm vom Ladegerät entfernt sein. Sie müssen jedoch zustimmen, dass dies bequemer ist als ein Kabel, das vom Stecker ausgeht. Manchmal muss während des Ladevorgangs ein Anruf entgegengenommen, vom Ladegerät entfernt und das Smartphone an einen Ort in der Nähe des Senders des Ladegeräts zurückgebracht werden. Dies ist einfacher als jedes Mal den Stecker einzustecken.


In einigen Bereichen, beispielsweise in der Medizin, ist die Technologie des drahtlosen Ladens von Batterien einfach erforderlich (Notfallgeräte, Lampen an Batterien usw.). Nicht umsonst haben in den letzten Jahren führende Elektronikhersteller wie Intel, Samsung, NXP, Texas Instruments und viele andere die Entwicklung von Geräten und Mikroschaltungen für drahtlose Ladegeräte aktiv aufgenommen.

Grundsätzlich basiert die drahtlose Ladetechnologie auf der Übertragung von Elektrizität durch elektromagnetische Induktion. In der nahen Induktionszone ist die reaktive Wechselwirkung von Sender und Empfänger am größten. Bei einer Frequenz von 10 MHz erstreckt sich die Nahzone auf 4,7 Meter.

Aufgrund des Phänomens der elektromagnetischen Induktion wird im geschlossenen Regelkreis des Empfängers ein Induktionsstrom angeregt, während der Senderkreis die Quelle des magnetischen Wechselflusses (Induktor) ist.

Das System enthält ein paar Induktoren - eine Empfängerspule und eine Sendespule, die induktiv miteinander gekoppelt sind. Der Wechselstrom der Primärspule (Sender) bildet ein Magnetfeld, das die Windungen der Sekundärspule (Empfänger) durchdringt und eine EMK darauf induziert.

Die Spannung von der Aufnehmerspule wird zum Laden des Akkus des Mobilgeräts verwendet. Und je näher der Empfänger am Sender ist, desto mehr Energie erhält der Empfänger. Bei großen Entfernungen ist die induktive Kopplung spärlich und das System wird unwirksam. Der Kopplungskoeffizient der Spulen k ist von großer Bedeutung.

Drahtloser Snare-Betrieb

Die gegenseitige Induktivität der Schaltkreise, die Entsprechung der Resonanzfrequenzen, der Qualitätsfaktor der Empfänger- und Sendespulen - all dies beeinflusst die Qualität der drahtlosen Übertragung von Elektrizität vom Sender zum Ladegerät. Bei der Resonanzfrequenz mit einem hohen Qualitätsfaktor beider Schaltkreise und einem hohen Kopplungskoeffizienten der Spulen ist der Wirkungsgrad des Systems am größten. Dies geht aus der Antennentheorie hervor.

Die Consumer Electronics Association klassifiziert die drahtlose Ladetechnologie anhand der Größe des Schleifenkopplungskoeffizienten. Wenn der Kopplungskoeffizient bis zu 0,1 beträgt, wird das System als lose gekoppelt bezeichnet, und wenn sich der Koeffizient 1 nähert, handelt es sich um ein stark gekoppeltes System. Stark gekoppelte Systeme werden als magnetisch induktiv bezeichnet, während schwach gekoppelte Systeme als Magnetresonanz bezeichnet werden. Diese beiden Systemtypen unterscheiden sich grundlegend.

Die Magnetresonanztechnologie ist für die gegenseitige Anordnung der Spulen weniger kritisch, und mehrere Empfänger können mit einem Sender gleichzeitig arbeiten, dh ein Ladegerät kann mehrere Geräte gleichzeitig laden. Aber hier ist die Entfernung kritisch.

Um den besten Wirkungsgrad zu erzielen, wird die Resonanzfrequenz ausgewählt, die am besten mit dem Lastwiderstand interagiert. Der effektive Qualitätsfaktor magnetisch induktiver Systeme ist viel geringer. Bei präziser Koordination in der Magnetresonanztechnologie erfolgt die Energieübertragung mit höchster Effizienz. Es ist wichtig, dass während des Betriebs eines beliebigen Systemtyps die aktuellen Parameter genau gesteuert werden müssen, damit die Effizienz der Energieübertragung nicht abnimmt.

Magnetische induktive und Magnetresonanzsysteme

Gemäß den WPC 1.1-Spezifikationen sollte die Resonanzfrequenz im Bereich von 100 bis 205 kHz und in den PMA-Spezifikationen von 277 bis 357 kHz mit einem Q-Faktor von 30 bis 50 liegen. Gemäß den A4WP-Spezifikationen muss die Frequenz fest sein und die Impedanzanpassung von Empfänger und Sender muss streng sein. Bei Magnetresonanzsystemen kann der Qualitätsfaktor 100 erreichen.

In Bezug auf den Wirkungsgrad wurde noch kein Wirkungsgrad von 97 Prozent bei kabelgebundenen Ladegeräten erreicht. Der Vorteil von Magnetresonanzladesystemen liegt jedoch auf der Hand: Die Sendespule kann 12-mal größer sein als die Empfängerspule, während mehrere Empfänger platziert und gleichzeitig geladen werden können, beispielsweise drei Smartphones.

Siehe auch auf i.electricianexp.com:

  • Methode der elektromagnetischen Induktion bei der drahtlosen Energieübertragung
  • Disney Wireless Charging Room - Wie es funktioniert
  • Qi Electronic Power Wireless Standard
  • Metamaterial zur Verstärkung von Magnetfeldern
  • Wi-Fi-Energieübertragungstechnologie

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    Kommentare:

    # 1 schrieb: | [Zitat]

     
     

    "... beim kabellosen Aufladen sollte das wiederaufladbare mobile Gerät mindestens 4 cm vom Ladegerät entfernt sein" - ersetzen Sie "nicht weniger" durch "nicht mehr".

     
    Kommentare:

    # 2 schrieb: Irina | [Zitat]

     
     

    Das kabellose Laden wird sicherlich langsamer aufgeladen als über ein Kabel. Aber es bringt seine Bequemlichkeit, wenn es keine Eile gibt, laden Sie das Telefon 20 Minuten vor dem Verlassen des Hauses auf. Besonders im Auto ist das Aufladen sehr bequem.