Как системы индукционной зарядки Snap-on не мешают работе устройства

На рынке представлено множество решений для беспроводной зарядки с защелкой. Например, этот включает в себя коврик для зарядки и пластиковый чехол, который надевается на iPhone.

Предполагаю, что обмотка находится посередине задней крышки и занимает довольно большую площадь. Для сравнения, смарт-карты MIFARE Ultralight размером с кредитную карту, а если осветить карту ярким источником света, то провода видны — они проходят прямо по периметру карты. Этот вопрос содержит скан раздетой карты.

Теперь, когда телефон кладется на коврик, трансформатор с воздушным сердечником системы зарядки завершает работу, и я полагаю, что магнитное поле там довольно сильное. Как это поле не наводит токи в цепях телефона и не мешает работе телефона?

Я имею в виду, что если бы телефон поставлялся с индуктивной зарядкой, производителю пришлось бы с самого начала проектировать телефон соответствующим образом. Тем не менее, описанная система поставляется третьей стороной и явно была разработана отдельно.

Как такие сторонние навесные системы не мешают работе устройства?

Ответы (2)

Для максимальной чувствительности размер антенны должен соответствовать длине волны входящего сигнала. Размеры большинства проводов (дорожек) на печатной плате телефона слишком малы, может быть, на 2-3 порядка, чтобы быть хорошей антенной для беспроводного сигнала питания. Размер проводов внутри чипов был бы на порядки меньше. Проводная петля беспроводного приемника энергии рассчитана на резонанс с передатчиком и имеет схему для активного управления резонансом. Частоты, используемые для беспроводного питания, очень низкие по сравнению с большей частью того, что происходит в телефоне - кГц по сравнению с ГГц.

Любая цифровая обработка будет невосприимчива к шуму, пока он остается значительно ниже порога создания битовых ошибок. Наиболее чувствительными частями телефона к беспроводному питанию будут аналоговые области, такие как радиочастотный приемник и аудио. Аудио будет особенно восприимчиво, поскольку частоты сигналов ближе друг к другу, обе в диапазоне кГц, хотя, возможно, все еще различаются на один или два порядка (4 кГц для голоса против 100 кГц для мощности).

Большинство людей не используют свой телефон, пока он находится на зарядном устройстве, поэтому любые возникающие проблемы обычно остаются незамеченными, если не нанесен необратимый ущерб. В худшем случае это могут быть пропущенные вызовы или плохо звучащий звук при зарядке при подключении к стереосистеме.

Индуктивная зарядка оборудования

Резюме

  • Требуется соответствующий приемник.

  • В приемнике используется резонансная схема для значительного увеличения уровней воспринимаемого напряжения. См. ниже и страницу резонанса Википедии о том, что делает резонанс.
    При резонансе может произойти увеличение напряжения более чем в 100 раз.

    Большие напряжения с резонансом -> хорошая передача мощности.
    Низкое напряжение при нерезонансе = низкие помехи.

  • Поле почти магнитное.
    Некоторая индукция в звуковых цепях может быть замечена, если оборудование используется во время зарядки.


Они говорят:

  • Теперь зарядить iPhone 4 так же просто, как положить его на пол! Комплексные решения представляют собой предварительно упакованные комплекты, в которых сочетаются однопозиционный зарядный коврик Powermat и приемник , обеспечивающие беспрепятственный переход на беспроводную зарядку. Зарядите свой iPhone 4 с помощью чехла Powermat 1Xi и приемника для iPhone 4.

И

  • Дверь беспроводного приемника для iPhone 4

    Беспроводной чехол Powermat Receiver для iPhone 4 позволяет вашему iPhone 4 заряжаться без проводов на любом коврике для беспроводной зарядки Powermat. Чехол Powermat Receiver легко модернизирует ваш iPhone 4 до беспроводной зарядки

    Однократная замена чехла вашего телефона на тонкий, гладкий, облегающий дизайн, отражающий оригинальный дизайн вашего iPhone. Просто поместите его на любой коврик Powermat для беспроводной зарядки, не подключая и не отключая.

Изображение: телефон держится над зарядной базой.

введите описание изображения здесь

Ключевым моментом, на который стоит обратить внимание, является «и ресивер» — реализованный в данном случае в сменном блоке корпуса.

Приемник имеет индуктивный датчик, настроенный на резонанс на частоте передачи, что очень сильно увеличивает доступные уровни напряжения.

введите описание изображения здесь

График: Увеличение амплитуды по мере уменьшения затухания и приближения частоты к резонансной частоте затухающего простого гармонического осциллятора. Со страницы резонанса Википедии


Генерируемые поля являются значительными и МОГУТ вызвать проблемы в некотором оборудовании, но в большинстве случаев не окажут никакого влияния на ненастроенную схему. Наиболее вероятным эффектом будет появление звука в аудиоцепях, если оборудование используется во время зарядки, но почти во всех случаях оборудование не будет использоваться, когда оно находится на зарядном «мате».

Изображение: телефон с прикрепленным «приемником».

введите описание изображения здесь


Консорциум беспроводной связи

  • Wireless Power Consortium — это объединение независимых компаний. Сотрудничество регулируется Уставом консорциума, который определяет правила конфиденциальности, интеллектуальной собственности и принятия решений,

Отсюда на их сайте

Резонансная связь

введите описание изображения здесь

  • Автор: Эберхард Ваффеншмидт, Philips Research

    С самого начала индуктивной передачи энергии резонансные схемы используются для усиления индуктивной передачи энергии. Уже Никола Тесла использовал резонансы в своих первых экспериментах по индуктивной передаче энергии более ста лет назад. Особенно для систем с низким коэффициентом связи резонансный приемник может улучшить передачу мощности. Резонансная передача энергии является особым, но широко используемым методом индуктивной передачи энергии и ограничена теми же ограничениями по излучению магнитных полей и КПД.

    Чтобы понять эффект, его можно сравнить с механическими резонансами. Рассмотрим струну, настроенную на определенный тон, как механический резонатор. Даже далекий и низкоуровневый звуковой генератор может возбудить струну до вибрации, если высота тона подобрана.

    Здесь резонатор в приемнике состоит из индуктивности приемника и конденсатора. Также передатчик может иметь резонатор. Общая схема показана на рисунке 6а. Катушки передатчика и приемника LTx и LRx можно рассматривать как слабосвязанный трансформатор. Для этого можно построить эквивалентную принципиальную схему, состоящую из индуктивности намагничивания и паразитной индуктивности, как показано на рис. 6б. На этой схеме также показаны сопротивления обмоток. На диаграмме ясно видно, что резонансные конденсаторы компенсируют паразитную индуктивность в приемнике и намагничивающую индуктивность в передатчике. Теперь единственным оставшимся ограничением для передачи энергии являются сопротивления обмоток катушек, полное сопротивление которых на один или два порядка ниже, чем у индуктивностей. Следовательно, для данного источника генератора


Связанные – только интересы:

У меня есть один патент США (сейчас истек). Он предназначен для индуктивной передачи мощности между длинной петлей и «станциями», которые получают мощность из петли и передают двунаправленную сигнализацию по петле. Приложение представляло собой систему складского комплектования. Доступная мощность на станцию ​​составляла ватт или несколько. По памяти скорость передачи сигнала была в диапазоне 100 кбит/с. Довольно сложная задача в целом. Система работала, но клиент не приступил к коммерческой эксплуатации всей системы.


Причина по которой:

Некоторые явно компетентные читатели задались вопросом, ПОЧЕМУ приведенное выше описание описывает то, что происходит. Взятые из вышеприведенного текста, нижеследующее резюмирует ключевые моменты. Разделы , выделенные жирным шрифтом , являются комментариями/пояснениями к тексту сверху. :

  • В приемнике используется резонансная схема для значительного увеличения уровней напряжения.

    Обычно обнаруживается, что большие напряжения имеют больший эффект, чем малые напряжения.

  • В приемнике используется резонансная цепь для значительного увеличения уровней воспринимаемого напряжения.

    Резонанс приводит к тому, что напряжения на выбранной частоте намного выше. Это фундаментальный принцип настроенных цепей. Фактически это то, что ОЗНАЧАЮТ «настроенная схема» и «резонанс».

  • Некоторая индукция в звуковых цепях может быть замечена, если оборудование используется во время зарядки.

    Даже небольшие напряжения **МОГУТ вызвать некоторые эффекты, т.е. индукционная система МОЖЕТ фактически иметь НЕКОТОРОЕ влияние.**

  • Приемник имеет индуктивный датчик, настроенный на резонанс на частоте передачи, что очень сильно увеличивает доступные уровни напряжения.

    Что он сказал.

  • Генерируемые поля являются значительными и МОГУТ вызвать проблемы в некотором оборудовании, но в большинстве случаев не окажут никакого влияния на ненастроенную схему.

    И снова

  • Наиболее вероятным эффектом будет появление звука в аудиоцепях, если оборудование используется во время зарядки, но почти во всех случаях оборудование не будет использоваться, когда оно находится на зарядном «мате».

    Если вы приложите голову к телефону и будете слушать, пока он находится на коврике для зарядки, вы МОЖЕТЕ услышать некоторые эффекты от наведенного напряжения, но это может быть просто эффект на ваш наушник-вкладыш Bluetooth :-).

  • На схеме хорошо видно, что резонансные конденсаторы... полное сопротивление которых на один-два порядка ниже... Следовательно, для данного источника генератора можно получить гораздо большую мощность.

    Как показано на диаграмме, конденсаторы настраивают части цепи с высоким импедансом, поэтому вы можете получить большие напряжения на выбранной частоте при использовании резонанса. Без резонанса вы можете получить в 100 раз меньший ток. 100 это много.

Да, это все очень интересно - но как они не дают магнитному полю мешать работе телефона? В частности связи...? Все эти магнитные волны вокруг коврика наверняка влияют на входящие и исходящие радиосигналы.
@Majenko - см. выше. В нем говорится: «Приемник имеет индуктивный датчик, настроенный на резонанс на частоте передачи, что очень сильно увеличивает доступные уровни напряжения. Генерируемые поля значительны и МОГУТ вызвать проблемы в некотором оборудовании, но в большинстве случаев не будут иметь никакого эффекта. на ненастроенных цепях. Наиболее вероятным эффектом будет звук в аудиоцепях, если оборудование используется во время зарядки, но почти во всех случаях оборудование не будет использоваться, когда оно находится на зарядном «мате». ЮММВ :-)
@RussellMcMahon - я думаю, что наше понимание настроенных и ненастроенных схем является неотъемлемой частью этого ответа; вам нужно сделать более явным, почему это важно. Вы предоставили много информации, но не объяснили, почему это важно для спрашивающего.
Откуда вы знаете, что эти коврики для зарядки резонансные, а не обычные трансформаторы? Резонансный перенос действительно лучше работает с зазором, не так ли?
Откуда я знаю что-нибудь? // ... беспроводной консорциум ... // патент США ... // пример купил недавно, лишь бы разобрать ... // .... на два порядка ... /// Делаем без резонанса и с обычной магнитной цепью возможно, но крайне маловероятно, как по причинам возможности передачи энергии *, так и потому, что резонанс помогает устранить те самые проблемы, о которых спрашивает спрашивающий, и потому что ... . // Используя стандартную теорию электромагнитного трансформатора, посмотрите на влияние воздушного зазора в fw мм. // Никакая резонансная передача не работает "лучше" с увеличенным воздушным зазором.