Cómo se organiza y funciona la carga inalámbrica del teléfono

La tecnología móvil ha entrado fuertemente en nuestra vida diaria, y la llegada de los cargadores inalámbricos es bastante natural. Después de todo, los dispositivos electrónicos de consumo (como los teléfonos inteligentes, por ejemplo) deberían funcionar idealmente durante mucho tiempo y sin fallas, mientras que no es muy conveniente enchufar el enchufe a una toma de corriente cada vez, y enchufarlo al dispositivo cuando necesite recargarlo.

Un conjunto de interfaces inalámbricas (Wi-Fi, Bluetooth, etc.) ha sido un atributo familiar de muchos dispositivos portátiles, entonces, ¿por qué no incluir una interfaz para carga inalámbrica en este conjunto? Y la tecnología moderna ha permitido que esto se realice.

Por supuesto, cuando se carga de forma inalámbrica, el dispositivo móvil recargable debe estar al menos a 4 cm del cargador, pero debe estar de acuerdo, esto es más conveniente que un cable que se extiende desde el enchufe. A veces, durante la recarga, es necesario atender una llamada, alejarse del cargador y luego devolver el teléfono inteligente a un lugar cerca del transmisor del cargador. Esto es más fácil que enchufar el enchufe cada vez.

Y en algunas áreas, por ejemplo en medicina, la tecnología de carga inalámbrica de baterías es simplemente necesaria (dispositivos de emergencia, lámparas en baterías, etc.). No en vano en los últimos años, los principales fabricantes de productos electrónicos como Intel, Samsung, NXP, Texas Instruments y muchos otros se han dedicado activamente al desarrollo de equipos y microcircuitos para cargadores inalámbricos.

Fundamentalmente, la tecnología de carga inalámbrica se basa en la transferencia de electricidad por inducción electromagnética. En la zona cercana de inducción, la interacción reactiva del transmisor y el receptor es mayor. Entonces, para una frecuencia de 10 MHz, la zona cercana se extiende a 4,7 metros.

Debido al fenómeno de la inducción electromagnética, una corriente de inducción se excita en el circuito cerrado del receptor, mientras que el circuito transmisor es la fuente del flujo magnético alterno (inductor).

El sistema incluye una pareja. inductores - una bobina receptora y una bobina transmisora, que se acoplan inductivamente entre sí. La corriente alterna de la bobina primaria (transmisor) forma un campo magnético que penetra los giros de la bobina secundaria (receptor) e induce una fem en ella.

El voltaje de la bobina de recogida y se utiliza para cargar la batería del dispositivo móvil. Y cuanto más cerca esté el receptor del transmisor, más energía recibirá el receptor. A grandes distancias, el acoplamiento inductivo es escaso y el sistema se vuelve ineficaz. El coeficiente de acoplamiento de las bobinas k es de gran importancia.

La inductancia mutua de los circuitos, la correspondencia de las frecuencias resonantes, el factor de calidad del receptor y las bobinas del transmisor, todo esto afecta la calidad de la transmisión inalámbrica de electricidad desde el transmisor al dispositivo de carga. A la frecuencia resonante, con un factor de alta calidad de ambos circuitos, con un alto coeficiente de acoplamiento de las bobinas, la eficiencia del sistema es mayor. Esto es obvio por la teoría de la antena.

La Consumer Electronics Association clasifica la tecnología de cargadores inalámbricos según la magnitud del coeficiente de acoplamiento del bucle. Si el coeficiente de acoplamiento es de hasta 0.1, el sistema se llama débilmente acoplado, y si el coeficiente se aproxima a 1, entonces es un sistema fuertemente acoplado. Los sistemas fuertemente acoplados se llaman magnéticamente inductivos, mientras que los sistemas débilmente acoplados se llaman resonancia magnética. Estos dos tipos de sistemas son fundamentalmente diferentes.

La tecnología de resonancia magnética es menos crítica para la disposición mutua de las bobinas, y varios receptores pueden trabajar con un transmisor a la vez, es decir, un cargador puede cargar varios dispositivos al mismo tiempo. Pero aquí la distancia es crítica.

Para lograr la mejor eficiencia, se selecciona la frecuencia de resonancia que mejor interactúa con la resistencia de carga. El factor de calidad efectivo de los sistemas inductivos magnéticamente es mucho menor. Con una coincidencia exacta en la tecnología de resonancia magnética, la transferencia de energía se produce con la mayor eficiencia. Es importante que durante la operación de cualquier tipo de sistema, sea necesario controlar con precisión los parámetros actuales para que la eficiencia de la transferencia de energía no disminuya.

De acuerdo con las especificaciones WPC 1.1, la frecuencia de resonancia debe estar en el rango de 100 a 205 kHz, y en las especificaciones PMA, de 277 a 357 kHz, con un factor Q de 30 a 50. De acuerdo con las especificaciones A4WP, la frecuencia es fija y la coincidencia de impedancia del receptor y los transmisores debe ser estricta. Para sistemas de resonancia magnética, el factor de calidad puede llegar a 100.

En cuanto a la eficiencia, incluso el 97 por ciento de eficiencia de los cargadores con cable aún no se ha logrado. Sin embargo, la ventaja de los sistemas de carga de resonancia magnética es obvia: la bobina del transmisor puede ser 12 veces más grande que la bobina del receptor, mientras que puede colocar varios receptores y cargar tres teléfonos inteligentes al mismo tiempo.