هر سیستم یا دستگاه الکترونیکی برای کار کردن به برق نیاز دارد، خواه از منبع AC دیواری شما باشد یا باتری. این توان الکتریکی را نمی توان به طور بی نهایت در هیچ دستگاه قابل شارژی مانند باتری ها، کندانسورها یا ابرخازن ها ذخیره کرد. بنابراین هر دستگاه قابل حمل مانند لپ‌تاپ یا تلفن همراه باید به خطوط برق AC متصل شود تا باتری‌هایشان به طور مرتب شارژ شود. در ادامه مقاله انتقال برق بی‌سیم همراه ما باشید.
معمولاً از کابل‌های الکتریکی برای اتصال این دستگاه‌های شارژی مانند گوشی‌های هوشمند، تبلت‌ها، هدفون‌ها، بلندگوهای بلوتوث و غیره به آداپتورهای AC-DC استفاده می‌شود. استفاده از کابل های هادی الکترونیکی برای انتقال نیرو یا داده بین دو سیستم، اساسی ترین و محبوب ترین راه از زمان کشف خود الکتریسیته است. و مردم تا کنون از استفاده از کابل‌های برق راضی بوده‌اند، اما با پیشرفت تکنولوژی، ایمنی انسان و تشنگی بشر برای کمال زیبایی منجر به نیاز به انتقال برق بی‌سیم (WPT) باشد.
اولین کاربرد آزمایشی
اولین کاربرد آزمایشی قابل توجه برای انتقال برق بی‌سیم (WPT) در اوایل دهه 1890 توسط مخترع نیکولا تسلا انجام شد. در طول آزمایش‌ها، نیروی الکتریکی با استفاده از ترانسفورماتور های تشدید فرکانس رادیویی تحریک‌شده با جرقه که امروزه سیم‌پیچ‌های تسلا نامیده می‌شوند، توسط جفت القایی و خازنی منتقل می‌شود. اگرچه این آزمایش ها تا حدی موفق هستند، اما کارآمد نیستند و نیاز به سرمایه گذاری بالایی دارند. بنابراین، بعداً، این آزمایش‌ها لغو می‌شوند و مطالعه فناوری برای چندین سال در لایه راکد ماند.
اگرچه حتی در حال حاضر هیچ راه موثری برای ارائه توان بالا به صورت بی سیم وجود ندارد، اما می توان مداری را با پیشرفت های تکنولوژیکی کنونی طراحی کرد تا توان کم را بین دو سیستم به طور موثر انتقال دهد. و شارژرهای بی سیم بر اساس این مدار جدید طراحی شده اند که آن را قادر می سازد تا برق را به تلفن های هوشمند و سایر دستگاه های الکترونیکی کوچک به صورت بی سیم برساند.
انواع فناوری شارژ بی سیم مورد استفاده در انتقال برق بی‌سیم
از زمانی که مفهوم انتقال برق بی‌سیم رایج شد، هم دانشمندان و هم مهندسان راه های مختلفی برای تحقق این مفهوم پیدا کردند. اگرچه بیشتر این آزمایش ها منجر به شکست یا نتایج غیرعملی شد، تعداد کمی از این آزمایش ها نتایج رضایت بخشی را به همراه داشتند. این روش های آزمایش شده و کارآمد برای دستیابی به انتقال برق بی‌سیم دارای مزایا، معایب و ویژگی های خاص خود هستند. در بین این روش های مختلف، تنها از یک زوج در طراحی شارژر بی سیم استفاده می شود. در حالی که روش های دیگر حوزه کاربرد و مزایای خاص خود را دارند.
حال برای درک بهتر، این روش ها بر اساس فاصله انتقال، حداکثر توان و روش مورد استفاده برای دستیابی به انتقال نیرو طبقه بندی می شوند.
اولین و مهمترین طبقه بندی
اولین و مهمترین طبقه بندی بر اساس این است که انتقال توان تا چه حد امکان پذیر است. در روش‌های آزمایش‌شده، برخی می‌توانند به صورت بی‌سیم نیرو را به بارهایی در فواصل دورتر برسانند، در حالی که برخی دیگر فقط می‌توانند انرژی را به بارهایی که تنها چند سانتی‌متر از منبع دورتر هستند، برسانند. پس تقسیم اول بر این اساس است که روش میدان نزدیک یا میدان دور است.
تفاوت در قابلیت فاصله بر اساس نوع پدیده ای است که توسط روش های مختلف برای دستیابی به انتقال برق بی سیم استفاده می شود. به عنوان مثال، اگر محیط مورد استفاده در روش برای ارائه توان، القای الکترومغناطیسی باشد، حداکثر فاصله نمی تواند بیشتر از 5 سانتی متر باشد. این به این دلیل است که با افزایش فاصله بین منبع و بار، تلفات شار مغناطیسی به طور تصاعدی افزایش می‌یابد که منجر به تلفات توان غیرقابل قبول می‌شود.
از سوی دیگر، اگر محیط مورد استفاده در روش برای ارائه توان، تابش الکترومغناطیسی باشد، حداکثر فاصله می تواند تا چند متر بالا برود. این به این دلیل است که EMR را می توان در یک نقطه کانونی متمرکز کرد که در فاصله متری از منبع قرار دارد. همچنین، روش هایی که از EMR به عنوان یک رسانه برای ارائه توان استفاده می کنند، در مقایسه با سایر روش ها، کارایی بالاتری دارند.
دو روش محبوب برای انتقال برق بی‌سیم وجود دارد که از تابش الکترومغناطیسی به عنوان یک توان متوسط استفاده می کنند – توان مایکروویو و توان لیزر / نور.
استانداردهای انتقال برق بی سیم
اکنون که هر شرکتی تولیدات و ایستگاه هایbartarlawyers شارژ خود را توسعه می دهد، نیاز به استانداردهای مشترک بین همه توسعه دهندگان وجود دارد تا مصرف کننده بتواند بهترین را در میان اقیانوس انتخاب ها انتخاب کند. بنابراین، همه صنایعی که در حال کار بر روی توسعه سیستم‌های انتقال بی‌سیم برق هستند، از چند استاندارد پیروی می‌کنند.
استانداردهای مختلفی که برای توسعه دستگاه های انتقال انرژی بی سیم مانند شارژر بی سیم استفاده می شود:
استانداردهای Qi – توسط کنسرسیوم برق بی سیم:
فناوری – القایی، رزونانسی – فرکانس پایین
برق کم – 5 وات، توان متوسط – 15 وات، لوازم آشپزخانه بی سیم Qi از 100 وات تا 2.4 کیلو وات
محدوده فرکانس – 110 – 205 کیلوهرتز
محصولات – بیش از 500 محصول و مورد استفاده در بیش از 60 شرکت تلفن همراه
استانداردهای PMA – توسط Power Matter Alliance:
فناوری – القایی، رزونانسی – فرکانس بالا
حداکثر توان خروجی از 3.5 تا 50 وات
محدوده فرکانس – 277 – 357 کیلوهرتز
محصولات – تنها 2 اما 1,00,000 واحد تشک برقی در سراسر جهان توزیع شده است
مزایای شارژر بی سیم
- شارژر بی سیم برای شارژ دستگاه های خانگی مانند گوشی هوشمند، لپ تاپ، آی پاد، نوت بوک، گوشی و غیره بسیار مفید است.
- این یک روش راحت، ایمن و موثر برای انتقال نیرو بدون هیچ وسیله ای است.
- سازگار با محیط زیست – به انسان یا هیچ موجود زنده ای آسیب نمی رساند یا صدمه نمی زند.
- می توان از آن برای شارژ ایمپلنت های پزشکی استفاده کرد که منجر به بهبود کیفیت زندگی و کاهش خطر عفونت می شود.
- نیازی به نگرانی معمول در مورد فرسودگی و پارگی جک برق نیست.
- با استفاده از شارژرهای بی‌سیم، مشکل جهت‌گیری کابل برق به پایان رسیده است.
معایب شارژر بی سیم
- راندمان کمتر و اتلاف توان بیشتر
- هزینه بیشتری نسبت به شارژر کابلی دارد.
- تعمیر روی گسل مشکل است.
- برای انتقال قدرت بالا مناسب نیست.
- تلفات انرژی با بار افزایش می یابد.
