تتيح هذه العملية للمستخدمين شحن هواتفهم في أي وقت وفي أي مكان، دون الحاجة إلى توصيل مأخذ طاقة. وهذا يعني أنه يمكن شحن الهواتف الذكية والأجهزة اللاسلكية التي يمكن توصيلها ببساطة عن طريق وضعها، على سبيل المثال، طاولة قهوة، أو حتى آلات أكثر تعقيدا مثل السيارات الكهربائية التي يمكن إيقافها ببساطة في مرآب أو شحن لاسلكي. تمكين الطريق لشحن. فهو يزيل جميع مشكلات الأمان المرتبطة بالشحن القائم على الحبل ويفتح حرية جديدة للمستخدمين.
كيف يعمل الشحن اللاسلكي؟
يعود تاريخ الشحن اللاسلكي إلى أواخر القرن التاسع عشر، عندما قام نيكولا تيسلا بتطوير ملف Tesla، الذي ينبغي أن يساعد في نقل الطاقة لاسلكيا، وفشلت التجربة في الوصول إلى هدفها، مما أثار الاهتمام في هذا المجال. وبدأ المزيد من الناس في البحث عن الأفكار. يمكنك عرض هذه التجربة لبناء ملف Mini Tesla الذي ينقل الطاقة لاسلكيا.كيف يعمل نقل الطاقة اللاسلكي؟
تماما مثل أنظمة الاتصالات اللاسلكية، يتم تحقيق الشحن اللاسلكي من خلال عمل أجهزة إرسال واستقبال الطاقة اللاسلكية. يتم توصيل مرسل الشحن اللاسلكي، والذي يشار إليه عادة بمحطة شحن، بالمأخذ الكهربائي وينقل الطاقة التي يتم توفيرها من خلال المخرج إلى جهاز الاستقبال، والذي يتم توصيله دائما بالجهاز المطلوب شحنه ووضعه بالقرب من محطة الشحن اللاسلكية.فيما يلي مخطط كتلة يصور مكونات نظام الشحن اللاسلكي وعملية الشحن:
كيف يعمل الشحن اللاسلكي
كما ذكرنا سابقا، يستخدم الشحن اللاسلكي مبدأ الحث المغناطيسي المستخدم في محولات الطاقة، والمولدات، والمحركات لإحداث تيار يمر خلال الملف، مما يتسبب في حدوث تغير في المجال المغناطيسي حول الملف ، وبالتالي إحداث تيار في الملف الآخر المقترن. هذا هو مبدأ نقل الطاقة الكهربائية بين الملفات الأولية والثانوية في محول التيار الكهربائي، على الرغم من أنها تبدو معزولة كهربائياً. في الشحن اللاسلكي، يحتوي كل مكون (مرسل ومستقبل) التي يتكون منها النظام على ملف. يمكن تشبيه لفائف جهاز الإرسال بالملف الأساسي، ويمكن مقارنة ملف المستقبِل بالملف الثانوي لمحول الطاقة. عند توصيل محطة الشحن بمصدر طاقة تيار متردد، يقوم نظام التصحيح بتصحيح وحدة التزويد بالطاقة إلى DC ، ثم يقوم بتحويل النظام لتولي السيطرة. سبب التبديل هو القدرة على توليد التدفق المغناطيسي المتغير المطلوب للحث على شحنة في ملف الاستقبال.يقوم ملف الاستقبال بتجميع قدرة الدخل ويمررها إلى دارة المستقبِل ، مما يحول قدرة الدخل إلى DC ثم يطبق القدرة المستقبلة لشحن البطارية.
كما هو موضح أعلاه ، يحدث نقل الطاقة عندما يتم تحويل تدفق مغناطيسي ناتج عن إنشاء حقل مغناطيسي متناوب في ملف مرسل إلى تيار في ملف استقبال. تعتمد كمية التيار المتولدة على مقدار التدفق المغناطيسي الناتج عن المرسل وكم التدفق المغناطيسي الذي يمكن لملف المستقبل التقاطه. يعتمد التدفق المغناطيسي الذي يتم التقاطه من قبل جهاز الاستقبال على "معامل الاقتران"، والذي يتم تحديده من خلال حجم ومسافة وموضع ملف المستقبِل نسبةً إلى ملف المرسل. وهذا يعني أن معامل الاقتران العالي سيؤدي إلى نقل أعلى للطاقة. لزيادة احتمالية وجود عوامل اقتران أعلى ، تم تصميم بعض محطات الشحن اللاسلكية مع ملفات إرسال متعددة ، كما هو موضح في الشكل التالي.
معيار الشحن اللاسلكي
لذلك هناك نوع مختلف من التصاميم وتطوير الأجهزة اللاسلكية. وفي الوقت الحالي ، تقوم منظمات مختلفة بتعزيز مقياسين مختلفين للصناعة اللاسلكية.
تلبية المعيار
معيار QI
يتم تعزيز هذا المعيار من قبل تحالف الطاقة اللاسلكية (A4WP). من ناحية أخرى ، يستخدم معيار QI التوصيل اللاسلكي بين الملفات ومعيار Rezence لتحقيق نقل الطاقة اللاسلكي. دائما ما يتم تصميم ملفات المرسل والمتلقي للعمل على ترددات مختلفة قليلاً ، حيث يعتقد أن هذا الإعداد يوفر المزيد من الطاقة. يتم تعزيز معيار تحسين الجودة من قبل تحالف الطاقة اللاسلكية ، بما في ذلك أعضاء مثل Apple Inc و Qual
يمكنك التفكير في المقايضة بين EMI، والكفاءة، وحرية المواءمة بين المعيارين لاختيار المعيار اللاسلكي الذي يناسب طلبك. ومع ذلك ، فقد تم تصميم بعض محطات الشحن اللاسلكية لدعم كلا المعيارين، مما يوفر قابلية تشغيل عالية بين الأجهزة.
ما هو الصوت عالي الدقة
تصميم شاحن لاسلكي بسيط
يجب مراعاة العوامل التالية قبل إنشاء نظام الشحن اللاسلكي.قياسي: عند تجهيز وظيفة الشحن اللاسلكي ، فإن أول شيء يجب فعله هو اختيار معيار الطاقة اللاسلكية الذي يناسب الجهاز وحالة الاستخدام. تعتمد بعض أنظمة الشحن على مجموعة متنوعة من المعايير.
اختيار الملف: الخطوة التالية هي اختيار نوع الملف المناسب وهندسة الملف لتتناسب مع حالة الاستخدام. يقوم المورد بإمداد هذه الملفات بالمواصفات القياسية ، لذلك يجب اختيار الملف المناسب وفقًا لتوصيات ورقة البيانات الخاصة بجهاز إرسال الشحن اللاسلكي IC المراد استخدامه.
تصميم الارسال
كما ذكر سابقا، يتضمن نظام الشحن اللاسلكي جهاز إرسال وجهاز استقبال. يوجد أدناه مخطط يوضح تصميم المرسل.
جهاز الإرسال المكون له ثلاثة مكونات رئيسية؛ امدادات الطاقة، لفائف الارسال ودائرة التبديل. التيار الكهربائي هو عادة من DC للتيار المتردد. بعد التصحيح، تعمل دارة التبديل لتوليد إشارة بديلة لتوليد مجال مغنطيسي متغير لتحفيز الانتقال الحالي من المرسل إلى المستقبِل من خلال ملف المرسل.
تصميم استقبال
يشبه تصميم المستقبِل تصميم جهاز الإرسال ، إلا أن الإجراءات تحدث بترتيب عكسي.
الشحن اللاسلكي المستخدم في هذه الأجهزة التالية :
- الهواتف الذكية والأجهزة القابلة للارتداء
- الكمبيوتر المحمول والكمبيوتر اللوحي
- أدوات السلطة وروبوتات الخدمة، مثل المكانس الكهربائية
- اللعب الكهربائية
- معدات طبية
- شحن السيارة
بالإضافة إلى أسباب خيالية، يجب عليك استخدام الشحن اللاسلكي، على سبيل المثال، دون توصيل الجهاز وبدون مشكلات توافق المكونات ، يوفر الشحن اللاسلكي أمانا خطيرا يرتبط بالاتصال المباشر بمصدر الطاقة. بالإضافة إلى ذلك، يمكن الاعتماد عليه في بيئات أكثر تطلبا، مثل الحفر والتعدين ، وتمكين الشحن المحمول بسلاسة. وأخيرا، تعمل ميزة الشحن اللاسلكي على التخلص من التشابك والفوضى الأخرى الناتجة عن الأسلاك. لقد قمنا فقط بإزالة واجهة الشحن اللاسلكي من عدة تطبيقات جديدة، كل منها يفكر في المستقبل ويجب أن يسعى إلى استخدام الشحن اللاسلكي كأحد الطرق التي يمكننا من خلالها شحن الأجهزة التي تعمل بالبطارية في المستقبل القريب.