شارژرهای باتری بی سیم چگونه کار می کنند؟

شارژرهای باتری بی سیم به عنوان یک فناوری انقلابی در حوزه تغذیه وسایل الکترونیکی ما ظاهر شده اند. من به عنوان یک تأمین کننده برجسته شارژرهای باتری ، من شاهد دست اول تقاضای فزاینده این راه حل شارژ مناسب و نوآورانه بوده ام. در این وبلاگ ، من به کارهای داخلی شارژرهای باتری بی سیم می پردازم ، به بررسی علم پشت سر آنها می پردازم و مزایای آنها را برجسته می کنم.

اصول شارژ بی سیم

در قلب شارژ بی سیم اصل القاء الکترومغناطیسی قرار دارد. این پدیده برای اولین بار توسط مایکل فارادی در قرن نوزدهم کشف شد. القاء الکترومغناطیسی هنگامی اتفاق می افتد که یک میدان مغناطیسی در حال تغییر جریان الکتریکی در یک هادی ایجاد می کند. در زمینه شارژرهای بی سیم ، این اصل برای انتقال انرژی از پد شارژ (فرستنده) به باتری دستگاه (گیرنده) بدون نیاز به تماس فیزیکی استفاده می شود.

پد شارژ حاوی سیم پیچ سیم است که به منبع تغذیه جریان متناوب (AC) وصل می شود. هنگامی که یک جریان AC از طریق سیم پیچ جریان می یابد ، یک میدان مغناطیسی ایجاد می کند که در قدرت و جهت نوسان دارد. از طرف دیگر دستگاه شارژ می شود ، یک سیم پیچ مربوطه در داخل آن دارد. هنگامی که دستگاه روی پد شارژ قرار می گیرد ، میدان مغناطیسی نوسان از پد باعث ایجاد جریان الکتریکی در سیم پیچ دستگاه می شود. این جریان سپس به جریان مستقیم (DC) تبدیل می شود و برای شارژ باتری استفاده می شود.

انواع فن آوری های شارژ بی سیم

امروزه چندین نوع فناوری شارژ بی سیم در دسترس است که هر کدام دارای مزایا و محدودیت های خاص خود هستند. رایج ترین آنها عبارتند از:

شارژ بی سیم Qi

Qi (تلفظ "Chee") یک استاندارد باز برای شارژ بی سیم است که توسط کنسرسیوم برق بی سیم (WPC) تهیه شده است. این فناوری گسترده ترین فناوری شارژ بی سیم است و توسط طیف گسترده ای از دستگاه ها از جمله تلفن های هوشمند ، ساعت های هوشمند و گوشواره پشتیبانی می شود. شارژرهای QI به طور معمول با فرکانس 100 - 205 کیلوهرتز کار می کنند و می توانند سطح قدرت را از چند وات تا بیش از 15 وات تحویل دهند.

همانطور که در بالا توضیح داده شد ، شارژرهای QI از شارژ استقرا استفاده می کنند. آنها به گونه ای طراحی شده اند که قابل تعامل باشند ، به این معنی که هر دستگاه فعال شده QI می تواند در هر پد شارژ معتبر QI شارژ شود. این استاندارد سازی باعث شده است که qi به انتخاب شارژ بی سیم در بازار الکترونیک مصرفی بپردازد.

شارژ بی سیم رزونانس

شارژ بی سیم رزونانس فناوری دیگری است که امکان انعطاف پذیری بیشتر در شارژ را فراهم می کند. بر خلاف شارژ القایی ، که نیاز به تراز دقیق بین سیم پیچ فرستنده و گیرنده دارد ، شارژ رزونانس می تواند در مسافت های بزرگتر و با سوء استفاده بیشتر کار کند.

شارژرهای رزونانس از اصل رزونانس مغناطیسی استفاده می کنند. در این حالت ، هر دو سیم پیچ فرستنده و گیرنده تنظیم می شوند تا در همان فرکانس طنین انداز شوند. این رزونانس به میدان مغناطیسی اجازه می دهد تا انرژی را با فاصله بیشتری از فاصله بیشتر منتقل کند. شارژرهای رزونانس می توانند در فرکانس های بالاتر (معمولاً در محدوده MHz) کار کنند و می توانند چندین دستگاه را همزمان شارژ کنند. آنها غالباً در برنامه هایی استفاده می شوند که در آن شارژ چندین دستگاه یا شارژ از طریق موانع لازم است ، مانند وسایل نقلیه برقی یا مبلمان هوشمند.

اجزای شارژر باتری بی سیم

شارژر باتری بی سیم از چندین مؤلفه اصلی تشکیل شده است:

سیم پیچ فرستنده

سیم پیچ فرستنده در پد شارژ قرار دارد. این مسئول تولید میدان مغناطیسی است که انرژی را به دستگاه منتقل می کند. طراحی و ساخت سیم پیچ فرستنده برای انتقال انرژی کارآمد بسیار مهم است. عواملی مانند تعداد چرخش در سیم پیچ ، سنج سیم و شکل سیم پیچ می توانند بر عملکرد آن تأثیر بگذارند.

سیم پیچ

سیم پیچ گیرنده در داخل دستگاه شارژ می شود. میدان مغناطیسی تولید شده توسط سیم پیچ فرستنده را ضبط می کند و آن را به یک جریان الکتریکی تبدیل می کند. مشابه سیم پیچ فرستنده ، طراحی سیم پیچ گیرنده نیز بر راندمان شارژ تأثیر می گذارد.

مدار مدیریت انرژی

مدار مدیریت انرژی بخش اساسی هم در پد شارژ و هم دستگاه است. در پد شارژ ، جریان قدرت را از منبع تغذیه AC به سیم پیچ فرستنده کنترل می کند. این تضمین می کند که مقدار صحیح نیرو تحویل داده شود و روند شارژ برای ایمنی را کنترل می کند. در دستگاه ، مدار مدیریت برق جریان AC القا شده را از سیم پیچ گیرنده به جریان DC مناسب برای شارژ باتری تبدیل می کند. همچنین ولتاژ و جریان شارژ را تنظیم می کند تا از شارژ بیش از حد و گرمای بیش از حد جلوگیری شود.

مورد و محوطه

مورد و محفظه شارژر بی سیم از اجزای داخلی محافظت می کند و یک رابط کاربری دوستانه را ارائه می دهد. آنها غالباً به گونه ای طراحی شده اند که از نظر زیبایی شناسی خوشایند هستند و ممکن است ویژگی هایی مانند چراغ های نشانگر را برای نشان دادن وضعیت شارژ درج کنند.

مزایای شارژرهای باتری بی سیم

شارژرهای باتری بی سیم چندین مزیت نسبت به شارژرهای سنتی سنتی ارائه می دهند:

راحتی

یکی از مهمترین مزایای شارژرهای بی سیم ، راحتی آنهاست. با یک شارژر بی سیم ، شما به سادگی دستگاه خود را روی پد شارژ قرار می دهید و شروع به شارژ می کند. نیازی به اشتباه گرفتن با کابل ها نیست ، که می تواند در شرایطی که در عجله هستید یا مهارت محدودی دارید ، مفید باشد. به عنوان مثال ، در یک ماشین یا روی میز کنار تختخواب ، شارژ بی سیم امکان شارژ سریع و آسان را بدون دردسر وصل و برق و برق فراهم می کند.

دوام

شارژرهای سیمی به ویژه در نقاط اتصال مستعد پوشیدن و پارگی هستند. وصل و برقراری ارتباط ثابت می تواند به درگاه شارژ موجود در دستگاه و خود کابل آسیب برساند. شارژرهای بی سیم این مشکل را از بین می برند زیرا هیچ ارتباط فیزیکی برای شکستن یا فرسودگی وجود ندارد. این می تواند طول عمر دستگاه و شارژر را افزایش دهد.

زیبایی شناسی

شارژرهای بی سیم می توانند زیبایی شناسی یک فضا را تقویت کنند. آنها می توانند در مبلمان ادغام شوند یا برای ترکیب با محیط اطراف طراحی شوند و ظاهری تمیز و درهم و برهمی ایجاد کنند. به عنوان مثال ، یک حوض شارژ بی سیم روی یک میز می تواند ضمن حفظ ظاهری براق و سازمان یافته ، تلفن شما را شارژ کند.

برنامه های شارژرهای باتری بی سیم

شارژرهای باتری بی سیم طیف گسترده ای از برنامه ها را در صنایع مختلف دارند:

لوازم الکترونیکی مصرف کننده

همانطور که در ابتدا گفته شد ، تلفن های هوشمند ، ساعت های هوشمند و گوشواره ها برخی از متداول ترین دستگاه هایی هستند که از شارژ بی سیم استفاده می کنند. بسیاری از تلفن های هوشمند پرچمدار در حال حاضر با قابلیت شارژ بی سیم Qi ساخته شده اند ، و لنت های شارژ بی سیم یک لوازم جانبی محبوب هستند. شارژ بی سیم نیز در لپ تاپ ها و تبلت ها رواج بیشتری پیدا می کند و راهی مناسب برای تأمین نیرو این دستگاه ها فراهم می کند.

خودرو

صنعت خودرو نیز در حال پذیرش فناوری شارژ بی سیم است. وسایل نقلیه الکتریکی (EVS) می توانند از سیستم های شارژ بی سیم که امکان شارژ خودکار هنگام پارک شدن بر روی پد شارژ را فراهم می کنند ، بهره مند شوند. این امر نیاز به وصل کردن دستی و جدا کردن کابل شارژ را از بین می برد و باعث می شود EV شارژ بیشتر کاربر باشد. علاوه بر این ، برخی از اتومبیل ها در حال حاضر لنت های شارژ بی سیم را برای تلفن های هوشمند ارائه می دهند و به مسافران این امکان را می دهد که دستگاه های خود را در حین حرکت شارژ کنند.

دستگاه های پزشکی

در حوزه پزشکی ، از شارژ بی سیم برای برق دستگاههای پزشکی قابل کاشت مانند ضربان ساز و پمپ انسولین استفاده می شود. شارژ بی سیم نیاز به روشهای تهاجمی برای جایگزینی باتری ها ، کاهش خطر عفونت و بهبود راحتی بیمار را از بین می برد.

چالش ها و محدودیت ها

با وجود مزایای بسیاری از آنها ، شارژرهای باتری بی سیم نیز با برخی از چالش ها و محدودیت ها روبرو هستند:

کارایی

شارژ بی سیم به طور کلی نسبت به شارژ سیمی کارآمدتر است. مقداری انرژی در هنگام تبدیل از انرژی الکتریکی به انرژی مغناطیسی و بازگشت به انرژی الکتریکی از بین می رود. این ناکارآمدی می تواند منجر به مصرف انرژی بیشتر و زمان شارژ طولانی تر شود. با این حال ، تحقیقات مداوم بر بهبود کارآیی فن آوری های شارژ بی سیم متمرکز شده است.

تولید گرما

شارژ بی سیم می تواند گرمای بیشتری را در مقایسه با شارژ سیمی ایجاد کند. تبدیل انرژی و جریان جریان از طریق کویل ها می تواند باعث گرم شدن شارژر و دستگاه شود. گرمای بیش از حد نه تنها می تواند راندمان شارژ را کاهش دهد بلکه به مرور زمان به باتری و سایر اجزای آن آسیب می رساند. برای کاهش این مسئله ، شارژرهای بی سیم اغلب مکانیسم های گرما - اتلاف را در خود جای می دهند.

هزینه

شارژرهای بی سیم تمایل به گران تر از همتایان سیمی خود دارند. مؤلفه ها و فناوری های اضافی مورد نیاز برای شارژ بی سیم ، مانند کویل ها و مدارهای مدیریت انرژی ، هزینه تولید را افزایش می دهند. این هزینه اغلب به مصرف کننده منتقل می شود و شارژرهای بی سیم را به گزینه ای گران تر تبدیل می کند.

به عنوان تأمین کننده شارژر باتری

ما به عنوان یک تأمین کننده شارژر باتری ، ما اهمیت تهیه شارژرهای بی سیم با کیفیت بالا را که نیازهای متنوع مشتریان را برآورده می کند ، درک می کنیم. ما طیف گسترده ای از شارژرهای بی سیم را ارائه می دهیم ، از جملهشارژر باتریباشارژر اسکوتر برقی 48Vوتشارژر باتری 40 آمپربشر

شارژرهای ما با جدیدترین فناوری برای اطمینان از شارژ کارآمد و ایمن طراحی شده اند. ما برای تضمین قابلیت اطمینان محصولات خود به استانداردهای دقیق کنترل کیفیت پایبند هستیم. این که آیا شما یک مصرف کننده هستید که به دنبال یک روش مناسب برای شارژ دستگاه های تلفن همراه خود یا مشاغل نیاز به شارژرهای صنعتی - درجه هستند ، ما راه حل هایی برای شما داریم.

اگر به شارژرهای باتری بی سیم ما علاقه دارید یا در مورد محصولات ما سؤالی دارید ، ما شما را تشویق می کنیم تا برای مذاکره خرید با ما تماس بگیرید. تیم متخصصان ما آماده هستند تا در یافتن شارژر مناسب برای نیازهای خاص خود به شما کمک کنند.

منابع

• Grover ، P. (2018). انتقال انرژی بی سیم: اصول و کاوش های مهندسی. Wiley - IEEE Press.
• کنسرسیوم برق بی سیم. (ND). مستندات استاندارد Qi. برگرفته از وب سایت رسمی WPC.
• آزمایشگاه ملی انرژی تجدید پذیر. (2020). شارژ بی سیم برای وسایل نقلیه برقی: فناوری و چالش.