Cách sạc không dây cho điện thoại được sắp xếp và hoạt động

Công nghệ di động đã đi sâu vào cuộc sống hàng ngày của chúng ta và sự ra đời của bộ sạc không dây là khá tự nhiên. Xét cho cùng, các thiết bị tiêu dùng điện tử (chẳng hạn như điện thoại thông minh chẳng hạn) nên hoạt động lý tưởng trong một thời gian dài và không gặp sự cố, trong khi việc cắm phích cắm vào ổ cắm mỗi lần không thuận tiện và cắm vào tiện ích khi bạn cần sạc lại.

Một bộ giao diện không dây (Wi-Fi, Bluetooth, v.v.) từ lâu đã trở thành một thuộc tính quen thuộc của nhiều thiết bị di động, vậy tại sao không bao gồm một giao diện để sạc không dây trong bộ này? Và công nghệ hiện đại đã cho phép điều này được hiện thực hóa.

Tất nhiên, khi sạc không dây, thiết bị di động có thể sạc lại nên cách bộ sạc ít nhất 4 cm, nhưng bạn phải đồng ý, điều này thuận tiện hơn so với dây kéo dài từ phích cắm. Đôi khi trong quá trình sạc lại, cần phải thực hiện một cuộc gọi, di chuyển ra khỏi bộ sạc, sau đó trả điện thoại thông minh đến một nơi gần bộ phát của bộ sạc. Điều này dễ hơn là cắm phích cắm mỗi lần.

Và trong một số lĩnh vực, ví dụ như trong y học, công nghệ sạc pin không dây đơn giản là cần thiết (thiết bị khẩn cấp, đèn trên pin, v.v.). Không có gì trong những năm gần đây, các nhà sản xuất điện tử hàng đầu như Intel, Samsung, NXP, Texas Cụ và nhiều công ty khác đã tích cực phát triển thiết bị và vi mạch cho bộ sạc không dây.

Về cơ bản, công nghệ sạc không dây dựa trên việc truyền điện bằng cảm ứng điện từ. Trong vùng gần của cảm ứng, tương tác phản ứng của máy phát và máy thu là lớn nhất. Vì vậy, đối với tần số 10 MHz, vùng gần mở rộng đến 4,7 mét.

Do hiện tượng cảm ứng điện từ, một dòng cảm ứng bị kích thích trong vòng kín của máy thu, trong khi mạch phát là nguồn của từ thông xoay chiều (cuộn cảm).

Hệ thống bao gồm một cặp vợ chồng cuộn cảm - một cuộn dây thu và một cuộn dây phát, được ghép theo cảm ứng với nhau. Dòng điện xoay chiều của cuộn sơ cấp (máy phát) tạo thành một từ trường xuyên qua các vòng của cuộn thứ cấp (máy thu) và tạo ra một emf trên nó.

Điện áp từ cuộn dây đón được sử dụng để sạc pin cho thiết bị di động. Và máy thu càng gần máy phát thì máy thu càng nhận được nhiều năng lượng. Ở khoảng cách lớn, khớp nối quy nạp rất ít và hệ thống trở nên kém hiệu quả. Hệ số ghép của cuộn dây k có tầm quan trọng rất lớn.

Độ tự cảm lẫn nhau của các mạch, sự tương ứng của tần số cộng hưởng, hệ số chất lượng của cuộn dây máy thu và máy phát - tất cả những điều này ảnh hưởng đến chất lượng truyền tải điện không dây từ máy phát đến thiết bị sạc. Ở tần số cộng hưởng, với hệ số chất lượng cao của cả hai mạch, với hệ số khớp nối cao của cuộn dây, hiệu quả của hệ thống là lớn nhất. Điều này là hiển nhiên từ lý thuyết ăng ten.

Hiệp hội Điện tử tiêu dùng phân loại công nghệ sạc không dây theo độ lớn của hệ số ghép vòng. Nếu hệ số ghép lên tới 0,1, hệ thống được gọi là ghép lỏng lẻo và nếu hệ số tiếp cận 1, thì đó là hệ thống được ghép mạnh. Các hệ thống ghép mạnh được gọi là cảm ứng từ, trong khi các hệ thống ghép yếu được gọi là cộng hưởng từ. Hai loại hệ thống này về cơ bản là khác nhau.

Công nghệ cộng hưởng từ ít quan trọng đối với sự sắp xếp lẫn nhau của các cuộn dây và một số máy thu có thể hoạt động với một máy phát cùng một lúc, nghĩa là, một bộ sạc có thể sạc cùng lúc nhiều thiết bị. Nhưng ở đây khoảng cách là rất quan trọng.

Để đạt được hiệu quả tốt nhất, tần số cộng hưởng được chọn tương tác tốt nhất với điện trở tải. Yếu tố chất lượng hiệu quả của hệ thống quy nạp từ tính thấp hơn nhiều. Với sự kết hợp chính xác trong công nghệ cộng hưởng từ, truyền năng lượng xảy ra với hiệu quả cao nhất. Điều quan trọng là trong quá trình vận hành của bất kỳ loại hệ thống nào, cần kiểm soát chính xác các thông số hiện tại để hiệu quả truyền năng lượng không giảm.

Theo thông số kỹ thuật của WPC 1.1, tần số cộng hưởng phải nằm trong phạm vi từ 100 đến 205 kHz và trong thông số kỹ thuật PMA - từ 277 đến 357 kHz, với hệ số Q từ 30 đến 50. Theo thông số kỹ thuật của A4WP, tần số được cố định và phải khớp với trở kháng của máy thu và máy phát. Đối với hệ thống cộng hưởng từ, hệ số chất lượng có thể đạt tới 100.

Về hiệu quả, thậm chí 97% hiệu quả của bộ sạc có dây vẫn chưa đạt được. Tuy nhiên, lợi thế của hệ thống sạc cộng hưởng từ là rõ ràng: cuộn dây máy phát có thể lớn hơn 12 lần so với cuộn dây máy thu, trong khi bạn có thể đặt nhiều máy thu và sạc ba điện thoại thông minh cùng một lúc.