Цэнэглэгч үйлдвэрлэхэд утасгүй цахилгаан дамжуулах технологи
Ухаалаг гар утас, ухаалаг цаг, чихэвч, ухаалаг гэрийн төхөөрөмж зэрэг электрон төхөөрөмжүүдийн хөгжил нь улам бүр практик цэнэглэх хэрэгцээг бий болгож байна. Өндөр хөдөлгөөнтэй тул хэрэглэгчид амархан орооцолддог, элэгддэг эсвэл ашиглах боломжгүй болдог кабельд найдах хүсэлгүй болсон. Тиймээс утасгүй цахилгаан дамжуулалт (WPT) нь орчин үеийн цэнэглэгчийг хөгжүүлэх гол инноваци болсон. Энэхүү технологи нь төхөөрөмжийг тодорхой тавцан эсвэл залгах станц дээр байрлуулснаар цахилгаан эрчим хүчийг шууд физик холболтгүйгээр цахилгаан эх үүсвэрээс төхөөрөмж рүү дамжуулах боломжийг олгодог.
1. Утасгүй цахилгаан дамжуулалтыг ойлгох нь
Утасгүй цахилгаан дамжуулах нь цахилгаан энергийг дамжуулагчаас хүлээн авагч руу кабель шаардлагагүйгээр дамжуулах арга юм. Цэнэглэгчийн хувьд дамжуулагч нь ихэвчлэн цэнэглэгч дэвсгэр эсвэл суурь дээр байрладаг бол хүлээн авагч нь төхөөрөмжид суулгагдсан байдаг (жишээлбэл, ухаалаг гар утасны хүлээн авагч модуль). Төхөөрөмжийг дэвсгэр дээр байрлуулахад энерги нь цахилгаан соронзон оронгоор дамжин дамжуулагдаж, дараа нь батерейг цэнэглэхийн тулд цахилгаан гүйдэл болгон хувиргадаг.
WPT-ийн гол давуу талууд нь ашиглахад хялбар байдал болон портын элэгдлийг багасгах явдал юм. Гэсэн хэдий ч үүнийг хэрэгжүүлэхэд үр ашиг, аюулгүй байдал, олон төрлийн төхөөрөмжтэй нийцтэй байдлыг хангахын тулд нарийн электрон дизайн шаардлагатай.
2. Утасгүй цэнэглэлтийн үндсэн ажиллах зарчим
Одоогоор худалдаалагдаж буй ихэнх утасгүй цэнэглэгч нь цахилгаан соронзон индукцийн зарчмыг ашигладаг. Механизм нь трансформатортой төстэй боловч хоёр ороомгийн хооронд агаарын зайтай.
1. Хувьсах гүйдэл нь цэнэглэгч дэвсгэр дээрх дамжуулагч ороомогоор урсдаг.
2. Гүйдэл нь хувьсах соронзон орон үүсгэдэг.
3. Энэ соронзон орон нь төхөөрөмжийн хүлээн авах ороомогт хүчдэл үүсгэдэг.
4. Үүний дараа үүссэн хүчдэлийг залруулж, батерейг аюулгүй цэнэглэхийн тулд тохируулна.
Агаарын цоорхой болон дамжуулагч болон хүлээн авагчийн хоорондох боломжит шилжилтээс шалтгаалан WPT-ийн үр ашиг нь утастай цэнэглэгчийнхээс ерөнхийдөө бага байдаг. Тиймээс ороомгийн загвар, ажиллах давтамж, тэжээлийн хяналт нь чухал хүчин зүйлүүд юм.
3. Цэнэглэгчдэд зориулсан утасгүй цахилгаан дамжуулах төрлүүд
Утасгүй цэнэглэгчийг хөгжүүлэхэд хэд хэдэн WPT аргыг ашигладаг:
a) Индуктив холболт
Энэ бол гар утасны цэнэглэгчийн хамгийн түгээмэл арга юм. Цахилгаан дамжуулах зай харьцангуй богино (ихэвчлэн хэдэн миллиметрээс ойролцоогоор 1 см) байдаг. Алдартай Ци стандарт нь энэ аргыг ашигладаг. Үүний давуу талууд нь тогтвортой байдал, аюулгүй байдал, олноор үйлдвэрлэхэд хялбар байдал юм. Сул тал нь төхөөрөмжийг оновчтой цэнэглэхийн тулд нарийн байрлуулах ёстой.
б) Резонансын индуктив холболт
Энэ арга нь дамжуулагч болон хүлээн авагчийн ороомгийн хоорондох резонансыг ашиглан арай урт зайд үр ашгийг нэмэгдүүлж, байрлалын хүлцлийг сайжруулдаг. Резонанс нь тэгш бус байрлалтай байсан ч үр дүнтэй эрчим хүчний дамжуулалтыг зөвшөөрдөг. Энэ аргыг ихэвчлэн уян хатан байрлал шаарддаг төхөөрөмжүүдэд ашигладаг.
в) RF/Бичил долгионы цахилгаан дамжуулалт
Энэ арга нь радио долгион ашиглан эрчим хүч дамжуулдаг. Үүний давуу тал нь илүү урт хүрээтэй боловч дамжуулсан эрчим хүч нь ихэвчлэн бага байдаг бөгөөд зохицуулалт болон аюулгүй байдлын асуудлууд илүү төвөгтэй байдаг. Өндөр хүчин чадалтай ухаалаг гар утасны цэнэглэгчийн хувьд RF аргыг бага ашигладаг хэвээр байна.
d) Багтаамж (Багтаамжийн чадлын дамжуулалт)
Соронзон орны оронд цахилгаан орон ашиглах. Онолын хувьд сонирхолтой боловч электродууд ороомгийг орлодог тул практик хэрэгжилт нь өндөр чадлын түвшинд илүү хэцүү байдаг бөгөөд аюулгүй байдал болон хөндлөнгийн оролцооны асуудлуудад онцгой анхаарал хандуулах шаардлагатай.
4. Ци стандарт ба төхөөрөмжийн экосистем
Хэрэглээний төхөөрөмжүүдэд зориулсан утасгүй цэнэглэгчийн талаар ярихад Wireless Power Consortium-ын Qi ("chee" гэж дууддаг) стандарт хамгийн давамгайлсан байдаг. Энэхүү стандарт нь дараахь зүйлийг зохицуулдаг.
– дэвсгэр болон төхөөрөмжийн хоорондох холбооны арга,
– чадлын профайлууд (жишээ нь 5Вт, 7,5Вт, 10Вт, 15Вт гэх мэт),
– температурын хамгаалалт болон гадны биет илрүүлэх (FOD),
- брэндүүдийн хоорондын харилцан үйлчлэл.
Энэхүү стандартын тусламжтайгаар цэнэглэгч үйлдвэрлэгчид олон төхөөрөмжтэй нийцтэй нэг бүтээгдэхүүнийг зохион бүтээх боломжтой бөгөөд ингэснээр нийгэмд технологийг нэвтрүүлэх ажлыг хөнгөвчилдөг.
5. Утасгүй цэнэглэгч хийх гол бүрэлдэхүүн хэсгүүд
WPT цэнэглэгчийг угсрах нь зөвхөн ороомог суурилуулах тухай биш юм. Хэд хэдэн гол бүрэлдэхүүн хэсгүүд хамтдаа ажилладаг:
1. Цахилгаан оролт ба зохицуулагч
Ерөнхийдөө USB оролт (5V/9V/12V)-г хүлээн авч, жолоочийн хэрэгцээнд тохируулан тогтворжуулдаг.
2. Инвертер/хөтөч ороомог
Дамжуулагчийн ороомгийг ажиллуулахын тулд тогтмол гүйдлийн дохиог өндөр давтамжийн хувьсах гүйдэл болгон хувиргадаг.
3. Дамжуулагч ороомог (дамжуулагч ороомог)
Ороомгийн загвар (диаметр, эргэлтийн тоо, утас/литз утасны зузаан) нь үр ашиг болон дулаанд ихээхэн нөлөөлдөг.
4. Хяналтын IC болон харилцаа холбоо
Хүлээн авагчтай харилцах харилцаанд үндэслэн цахилгааныг зохицуулдаг бөгөөд үүнд цахилгаан хэлэлцээр хийх, гүйдэл/хүчдэлийн хяналт орно.
5. Хамгаалалтын систем
Жижиг металл эд зүйлсийг халаахаас сэргийлэхийн тулд хэт гүйдэл, хэт хүчдэл, хэт халалт болон FOD хамгаалалтыг багтаасан.
6. Хамгаалалтын болон хамгаалалтын материал
Феррит хуудас нь соронзон орныг төвлөрүүлэх, цахилгаан алдагдал болон цахилгаан соронзон хөндлөнгийн оролцоог багасгахад ихэвчлэн ашиглагддаг.
6. Дизайны бэрхшээлүүд: Үр ашиг, дулаан, тохируулга
Утасгүй цэнэглэгч нь тохиромжтой боловч утастай цэнэглэгчтэй адил түгээмэл биш өвөрмөц бэрхшээлтэй байдаг:
– Эрчим хүчний дамжуулалтын үр ашиг
Ороомгийн буруу байрлал, хэт их зай эсвэл зузаан бүрхүүл нь үр ашгийг бууруулж болзошгүй. Бага үр ашиг гэдэг нь эрчим хүчний зарим хэсгийг дулаан болгон хувиргадаг гэсэн үг юм.
– Дулааны менежмент
Дулаан дэвсгэр болон төхөөрөмж дээр хуримтлагдаж болзошгүй. Тиймээс үйлдвэрлэгчид температур мэдрэгч, дасан зохицох цахилгаан хяналт, дулаан сайн ялгаруулдаг бүрхүүлийн загварыг нэмж оруулсан.
– Зэрэгцүүлэлт (төхөөрөмжийн байрлал)
Оновчтой цэнэглэхэд зөв байрлал шаардлагатай. Энэ асуудлыг шийдвэрлэхийн тулд зарим цэнэглэгч олон ороомгийн загвар эсвэл соронзон систем ашигладаг (жишээлбэл, зарим утсан дээр соронзон цэнэглэх зарим хэрэгжилт).
– Цахилгаан соронзон хөндлөнгийн оролцоо (EMI)
Хэрэв хамгаалалт муу байвал өндөр давтамжийн дохио нь бусад төхөөрөмжүүдэд саад учруулж болзошгүй. Хэлхээний хэлхээний дизайн, бүрэлдэхүүн хэсгийн зохион байгуулалт, шүүлтүүрүүд нь маш чухал юм.
7. Аюулгүй байдлын талууд: Гадны биетийг илрүүлэх ба хамгаалах
Утасгүй цэнэглэгчийн нэг чухал онцлог бол гадны биет илрүүлэх (FOD) юм. Хэрэв зоос эсвэл түлхүүр гэх мэт металл объектыг дэвсгэр болон төхөөрөмжийн хооронд байрлуулбал соронзон орон нь түүнийг халаахад хүргэдэг. FOD нь цахилгаан зарцуулалт, резонансын давтамж эсвэл ачааллын шинж чанар зэрэг параметрүүдийн өөрчлөлтийг хянах замаар ажилладаг. Хэрэв гажиг илэрвэл цэнэглэгч нь хүчийг бууруулдаг эсвэл цэнэглэхээ зогсоодог.
Үүнээс гадна, төхөөрөмж болон дэвсгэр дээрх температурын хамгаалалт нь батерейны ашиглалтын хугацааг хадгалах, аюулгүй байдлын эрсдэлээс урьдчилан сэргийлэхэд чухал үүрэгтэй.
8. Хөгжлийн чиглэл: Утасгүй хурдан цэнэглэлт болон олон төхөөрөмж
WPT технологи нь дараах чиглэлд үргэлжлүүлэн хөгжиж байна:
- цэнэглэлтийг хурдасгахын тулд илүү өндөр хүчин чадалтай,
– шинэ ороомог болон материалын үр ашгийг дээшлүүлэх,
– олон төхөөрөмж цэнэглэх (жишээ нь утас, цаг, чихэвчний нэг дэвсгэр),
– ширээ, машины хяналтын самбар эсвэл олон нийтийн газар гэх мэт тавилга болон тээврийн хэрэгсэлд нэгтгэх.
Цахилгаан тээврийн хэрэгсэл болон үйлдвэрлэлийн төхөөрөмжүүдэд WPT нь өндөр бат бөх чанар, ус эсвэл тоосонд өртөмтгий хамгийн бага холбогч шаарддаг хэрэглээнд ашиглагдаж эхэлж байна.
9. Кесимпулан
Утасгүй цахилгаан дамжуулах технологи нь бидний цэнэглэх талаарх үзэл бодлыг өөрчилж, кабелиас хамааралтай байдлаас илүү хялбаршуулсан, тохиромжтой туршлага руу шилжсэн. Цэнэглэгчийн хөгжүүлэлтэд WPT нь ороомгийн дизайн, драйверын хэлхээ, цахилгаан хяналт, аюулгүй байдлын хамгаалалт, дулааны менежментийн хоорондын хамтын ажиллагааг шаарддаг. Qi зэрэг стандартууд нь өргөн хүрээний нийцтэй байдлыг дэмжиж, салбарыг утасгүй цэнэглэлтийг илүү хурдан нэвтрүүлэх боломжийг олгодог.
Цаашид үр ашиг, дулааны хяналт, хурдан цэнэглэх функцүүдийн сайжруулалт нь утасгүй цэнэглэгчийг үндсэн шийдэл болгон улам боловсронгуй болгоно. Цаашид шинэчлэл хийснээр утасгүй цэнэглэлт нь олон төхөөрөмж дээр анхдагч стандарт болж, тэр ч байтугай ширээ, тээврийн хэрэгсэл, олон нийтийн газар гэх мэт өдөр тутмын орчинд байгалийн жамаар нэгдэж байгааг харах боломжтой.
Хэрэв та хүсвэл би энэ нийтлэлийг илүү техникийн хувилбар (жишээлбэл, үйлдлийн давтамж, инвертерийн топологи, литцийн утас ороомгийн загвар, Qi параметрүүдийг хэлэлцэх) эсвэл ерөнхий уншигчдад зориулсан илүү алдартай хувилбар болгон өөрчилж болно.
