Nhazi chaja nwere Nchaji Dabere na Ntinye
Mmepe nke ngwaọrụ eletrọniki dị ka ekwentị mkpanaaka, smartwatches, ekwe ntị ikuku, na ngwaọrụ IoT emeela ka mkpa ọ dị maka sistemụ chaja nke bara uru, dị nchebe, ma na-eguzogide ọnọdụ gburugburu ebe obibi. Otu teknụzụ nke na-egbo mkpa ndị a bụ chaja dabere na induction (chaja inductive wireless). Teknụzụ a na-enye ohere ka ebufe ike eletrik na-enweghị njikọ anụ ahụ, si otú a na-ebelata iyi ọdụ ụgbọ mmiri, na-ebelata ihe egwu nke ọkụ eletrik, ma na-eme ka ndị ọrụ dịkwuo mfe. Isiokwu a na-atụle echiche, akụkụ, ụkpụrụ ọrụ, na ntụle imewe nke chaja induction site na echiche eletriki, igwe, na okpomọkụ, yana nchekwa na ndakọrịta.
Ụkpụrụ Ọrụ nke Nchaji Ntinye
Nchaji induction na-arụ ọrụ dabere na induction electromagnetic. N'akụkụ transmitter (Tx), ọkụ eletrik (AC) na-agafe na coil, na-emepụta oghere magnetik na-agbanwe agbanwe. Ebe magnetik a na-akpali voltaji na coil receiver (Rx) dị na ngwaọrụ a na-ana. A na-agbanwe voltaji a na-akpali ka ọ bụrụ DC ma na-achịkwa ya site na iji sekit njikwa ike iji chajịa batrị ahụ.
Maka nnyefe ike dị irè, eriri abụọ ahụ ga-enwerịrị njikọ magnetik dị mma. Ya mere, anya, nhazi, na ihe gbara eriri ndị ahụ gburugburu dị oke mkpa maka arụmọrụ. Ọtụtụ ọkọlọtọ na-eji njikọ resonant inductive, nke na-ejikọta eriri na capacitor iji mepụta sekit resonant n'otu ugboro. Resonance a na-eme ka arụmọrụ dịkwuo elu ma na-enye ohere maka nnwere onwe dịtụ ntakịrị karịa ntinye dị mfe.
Nhazi Sistemụ Chaja Induction
N'ozuzu, chaja induction nwere ọtụtụ ngọngọ bụ isi:
1. Ntinye ike
Isi iyi ike a na-esikarị na ihe nkwụnye DC (dịka ọmụmaatụ USB-C PD) nke na-enye 5–20 V. A na-ahazi voltaji a na bọọdụ nnyefe.
2. Onye njikwa nnyefe (onye njikwa Tx)
IC njikwa ahụ na-ahụ maka imepụta akara draịva, ịchịkwa ike dịka ọ dị mkpa, ịchọpụta ọnụnọ nke ngwaọrụ ahụ, na itinye usoro nkwukọrịta (dịka ọmụmaatụ, ọkọlọtọ Qi).
3. Sekit amplifier/driver
Ọkwọ ụgbọala ahụ na-agbanwe DC ka ọ bụrụ AC ugboro ugboro iji nye ike na coil transmitter. Ihe ndị a na-ahụkarị bụ MOSFET ọkara-bridge ma ọ bụ full-bridge.
4. Netwọk Resonance na eriri nnyefe
A na-ejikọta eriri Tx na capacitor iji mepụta sekit resonant. A na-agbanwe paramita L na C ka ha kwekọọ na ugboro ole ha na-arụ ọrụ.
5. Akụkụ nke ngwaọrụ ahụ bụ Receiver (Rx).
Ọ nwere eriri Rx, sekit rectifier, ihe njikwa (buck/boost), na ihe njikwa chaja batrị. N'ọtụtụ atụmatụ, modulu Rx esonyelarị na ya.
6. Nkwurịta okwu na nchọpụta ihe mba ọzọ (FOD)
Sistemụ ahụ ga-enwerịrị ike ịchọpụta ihe ndị dị n'ime ígwè mba ọzọ (mkpụrụ ego, igodo) nke nwere ike ịmịkọrọ ike ma kpoo ọkụ. FOD bụ akụkụ dị oke mkpa nke nchekwa.
Ihe Ndị A Na-atụle n'Ịmepụta Ọkụ Eletriki
1. Nhọrọ nke ọkọlọtọ ike na ebumnuche
Nzọụkwụ mbụ n'ime imewe bụ ịchọpụta ihe mgbaru ọsọ ya: ma chaja ọ bụ maka 5W (obere ngwaọrụ), 10–15W (smartphones), ma ọ bụ karịa. A na-eji ọkọlọtọ Qi eme ihe maka ngwaọrụ ndị ahịa. Ihe mgbaru ọsọ ike ahụ na-emetụta nhọrọ onye ọkwọ ụgbọala, nha eriri, njikwa okpomọkụ, na ihe achọrọ maka ihe nkwụnye.
2. Ugboro na ụda olu
Nchaji induction na-arụkarị ọrụ na ugboro ole ruru iri ruo narị narị kHz. A na-ahọrọ ugboro ole a dabere na ọkọlọtọ, imewe coil, na nkwekọrịta dị n'etiti arụmọrụ na radieshon electromagnetic (EMI). A ghaghị ịhazi sekit resonant ahụ nke ọma iji zere nnukwu mfu na oke okpomọkụ na MOSFET na coil.
3. Ịrụ ọrụ nke ọma na mfu
Mfu ọla kọpa n'ime eriri (I²R), mfu mgbanwe na MOSFET, na mfu na Rx rectifier bụ isi ihe ndị na-akpata ya. Ojiji nke obere Rds (on) MOSFETs, nhazi PCB dị mma, na obere eriri nwere ike ime ka arụmọrụ ka mma. Ọ bụghị naanị na arụmọrụ dị mma na-azọpụta ike kamakwa ọ na-ebelata okpomọkụ ma na-eme ka ndụ akụkụ dịkwuo mma.
4. Nkwukọrịta Tx-Rx
N'ime sistemụ Qi, ngwaọrụ nnata na-agwa onye na-ebufe ozi site na nhazi ibu, nke na-agbanwe ibu dị na ngwaọrụ Rx ka ngwaọrụ Tx wee chọpụta ya. Onye na-ebufe ozi na-agbanwe ike ya dabere na ọchịchọ ngwaọrụ Rx, na-ahụ na chaja kwụsiri ike ma dị nchebe. Mmejuputa usoro ziri ezi na-enyere aka na ndakọrịta akara dị iche iche.
Nhazi na ihe eji eme eriri igwe
O nwere ọtụtụ ihe dị mkpa dị na sistemụ induction:
– Ọdịdị na nha nke eriri igwe: A na-ejikarị eriri igwe gburugburu eme ihe maka ihe mkpuchi otu ngwaọrụ. Maka ebe ndị buru ibu, enwere ike iji eriri igwe dị iche iche ma ọ bụ matrix.
– Ọnụọgụ nke ntụgharị na ụdị waya: A na-ejikarị waya Litz ebelata mmetụta akpụkpọ ahụ n'oge ugboro dị elu.
– Mpempe akwụkwọ Ferrite: A na-etinye mpempe akwụkwọ ferrite n'azụ eriri igwe iji duzie mmiri magnetik gaa Rx ma belata ntapu ubi gaa na PCB/ihe ndị ọzọ. Nke a na-eme ka arụmọrụ dịkwuo elu ma na-ebelata EMI.
– Ọkpụrụkpụ na anya: Ka anya Tx-Rx dị ukwuu (dịka ọmụmaatụ, n'ihi mkpuchi dị arọ), otú ahụ ka arụmọrụ ya na-ebelata. Ya mere, nhazi igwe ahụ ga-ahụ na anya dị irè ka dị obere.
Nhazi Mekaniki na Ihe Ndị A Na-atụle UX
Ndị ọrụ chọrọ chaja nke "na-adaba n'ime ya." Agbanyeghị, nhazi adịghị mma nwere ike ibelata ike ma mepụta okpomọkụ. Ya mere, atụmatụ igwe na-agụnyekarị:
– Nduzi nhazi: ihe na-eme ka ọ dị nro, mgbanaka rọba, ma ọ bụ ihe na-eme ka ngwaọrụ ahụ dị n'etiti eriri ahụ.
– Elu mmiri na-egbochi mmịpụ: ka ekwentị ghara ịgbanwe ngwa ngwa n'ihi mkpọtụ.
– Echiche ntụzịaka: maka ngwaahịa dịka docks, nhazi ihe nguzo nwere ike ime ka ọ dịrị mfe ịhụ ọkwa mgbe ị na-ana chaja.
– Ndakọrịta nke mkpuchi: chaja kwesịrị ịrụ ọrụ ọbụlagodi na ngwaọrụ ahụ na-eji mkpuchi dị gịrịgịrị, mana ọ ka kwesịrị iru oke nkọwapụta ọkpụrụkpụ.
Manajemen Termal
Okpomọkụ bụ ihe ịma aka kachasị na chaja induction, ebe ọ bụ na a na-ebufe ike site na mpaghara magnet ma na-agụnye mfu n'akụkụ abụọ. Nhazi dị mma gụnyere:
- Ihe mmetụta okpomọkụ na bọọdụ nnyefe iji belata ike mgbe okpomọkụ rịrị elu.
– Ịhọrọ ihe e ji achọ ụlọ nke ga-enyere aka na mkpofu okpomọkụ; dịka ọmụmaatụ, ngwakọta nke plastik na efere na-eduzi okpomọkụ n'okpuru eriri ahụ.
– Ikuku ikuku na-agafe agafe ebe o kwere mee, n'emebighị ịma mma na nchekwa.
– Njikwa ike na-agbanwe agbanwe: ihe na-ebufe ọkụ na-ebelata ike mgbe arụmọrụ dị ala (dịka ọmụmaatụ, ọnọdụ na-ekwesịghị ekwesị) iji gbochie oke okpomọkụ.
Nchekwa na Nrubeisi
Chaja induction ga-adị mma maka onye ọrụ na ngwaọrụ ahụ. Ụfọdụ isi ihe dị mkpa:
– Nchọpụta Ihe Mba Ọzọ (FOD): na-egbochi ikpo ọkụ nke ihe ígwè mba ọzọ.
- Nchedo ugbu a na voltaji: nchedo oke ọkụ, oke voltaji, na obere sekit.
– EMI/EMC: Ebe eletriki ga-agbaso iwu iji gbochie nnyonye anya na ngwaọrụ ndị ọzọ. Ihe nchebe na ferrites na-enyere aka.
– Mkpuchi na ịdị mma nke ihe nkwụnye ọkụ: iji ihe nkwụnye ọkụ a kwadoro na-ebelata ihe egwu nke mmụba na ihe egwu eletriki.
Usoro Nnwale na Nkwenye
Ozugbo emechara ihe nlereanya ahụ, ule ahụ kwesịrị ịgụnye:
1. Nwalee ndakọrịta na ngwaọrụ Rx dị iche iche.
2. Nwalee arụmọrụ n'ọnọdụ na anya dị iche iche.
3. Nnwale okpomọkụ n'okpuru ọnọdụ gburugburu ebe obibi dị iche iche (ụlọ ọkụ, iji ihe mkpuchi).
4. Nwalee FOD site na iji ihe dị iche iche e ji ígwè mee.
5. Nnwale nkwụsị na ike igwe maka ngwaahịa ndị ahịa.
6. Asambodo tupu oge eruo maka nrubeisi Qi na EMI/EMC tupu mmepụta oke.
Penutup
Ịmepụta chaja site na iji chaja induction karịrị naanị itinye eriri na itinye ike. Ọ chọrọ usoro zuru oke nke gụnyere nhọrọ ọkọlọtọ, nhazi resonance, nhazi ihe coil na ferrite, njikwa okpomọkụ, na ịgbaso akụkụ nchekwa dịka FOD na nchekwa. Site na imewe ziri ezi, chaja induction nwere ike inye ahụmịhe chaja dị mfe, siri ike, na nchekwa, ebe ọ na-akwado usoro nke ngwaọrụ na-enweghị ọdụ ụgbọ mmiri anụ ahụ. Teknụzụ a ga-aga n'ihu na-agbanwe agbanwe, na-emepe ohere ngwaahịa ọhụrụ dịka tebụl chaja, chaja ọtụtụ ngwaọrụ, na njikọta nke chaja ikuku na arịa ụlọ na ụgbọ ala dị iche iche.
Ọ bụrụ na ịchọrọ, enwere m ike itinye ngalaba teknụzụ ndị ọzọ (dịka ọmụmaatụ mgbakọ na mwepụ nke inductance-capacitance, ndụmọdụ gbasara topology ọkwọ ụgbọala, ma ọ bụ ihe atụ nkọwapụta ebumnuche maka chaja 15W nke dabere na Qi).
