Drahtloses Laden Ihrer Smarphones

Ihr Telefon beginnt sofort aufzuladen, wenn Sie Ihr Smartphone auf der Station platzieren. Es wird drahtloses Laden genannt. Ohne die Notwendigkeit des Einsteckens, das Laden Ihres Telefons wird einfach und bequem. Aber, wissen Sie, wie drahtloses Laden wirklich funktioniert und wo Sie es verwenden können?

Drahtlose Datenübertragung funktioniert mittlerweile fast überall auf der Welt. Es passiert, wenn Sie einen Film ansehen, eine Nachricht lesen und mit Ihren Freunden auf Ihrem Mobiltelefon kommunizieren. Allerdings muss die drahtlose Unterhaltung ein paar Stunden später enden, wenn Ihr Telefonakku tot ist.

Während ältere Smartphones möglicherweise nicht mit der drahtlosen Ladefunktion ausgestattet sind, unterstützen die meisten neueren Smartphones drahtloses Laden. Genau wie das Laden Ihrer elektrischen Zahnbürste, alles, was Sie tun müssen, ist das Smartphone auf eine Ladestation zu setzen. Der Unterschied ist, dass das Laden von Smartphones mehr Leistung erfordert. Lassen Sie uns untersuchen, wie drahtloses Laden wirklich funktioniert und die Anforderungen dafür.

Die Funktionsweise des drahtlosen Ladens

Trotz des Namens – drahtlose stoltonung, es funktioniert nicht ganz ohne Kabel. Ladestationen werden ständig über das an die Steckdose angeschlossene Netzkabel mit Strom versorgt. Und die Smartphones werden drahtlos aufgeladen, während sie auf der Ladestation platziert werden. Mit einer Spule in der Ladestation erzeugt der Strom ein Magnetfeld. Das Smartphone wird aufgeladen, wenn es sich innerhalb des Magnetfeldes befindet. Es gibt zwei Arten von Lade-induktiv und Resonant, die Sie mehr über unten erfahren.

Induktives Laden VS-Resonanzladung

Induktives Laden (auch bekannt als drahtloses Laden oder schnurloses Laden) ist eine Art der drahtlosen Energieübertragung. Es verwendet elektromagnetische Induktion, um tragbare Geräte mit Strom zu versorgen. Die häufigste Anwendung ist der Qi Wireless-Ladestandard für Smartphones, Smartwatches und Tablets. Induktives Laden wird auch in Fahrzeugen, Elektrowerkzeugen, elektrischen Zahnbürsten und medizinischen Geräten verwendet. Das tragbare Gerät kann in der Nähe einer Ladestation oder eines induktiven Pads platziert werden, ohne präzise ausgerichtet zu sein oder elektrischen Kontakt mit einem Dock oder Stecker herzustellen.

Die Energieübertragung erfolgt durch induktive Kopplung. Ein Wechselstrom wird durch eine Induktionsspule in der Ladestation oder dem Pad (primär oder getriebegewickelt) geleitet. Jede sich bewegende elektrische Ladung erzeugt ein Magnetfeld, wie es in Oersteds Gesetz steht. Das Magnetfeld schwankt in der Stärke, da sich der Wechselstrom ständig verändert. Ein sich veränderndes Magnetfeld erzeugt eine elektromotorische Kraft, die auch als Faradays Induktionsgesetz bekannt ist. Dadurch wird ein wechselhessenelektrischer Strom in einer zweiten Induktionsspule (empfangs- oder Sekundärspule) im tragbaren Gerät. Es wird dann mit einem Gleichrichter in Gleichstrom umgewandelt und zum Aufladen einer Batterie oder zur Stromversorgung verwendet.

Größere Entfernungen zwischen Sender- und Empfängerspulen können erreicht werden, wenn das induktive Ladesystem eine resonante induktive Kopplungverwendet, bei der jeder Induktionsspule ein Kondensator hinzugefügt wird, um zwei LC-Schaltungen mit einer bestimmten Resonanzfrequenz zu erzeugen. Die Frequenz des Wechselstroms wird mit der Resonanzfrequenz und der gewählten Frequenz in Abhängigkeit von der für die Spitzeneffizienz gewünschten Entfernung abgeglichen. Zu den jüngsten Verbesserungen dieses Resonanzsystems gehören die Verwendung einer beweglichen Übertragungsspule (d. h. die Aufderrichtung auf einer Hubplattform oder eines Arms) und die Verwendung anderer Materialien für die Empfängerspule wie versilbertes Kupfer oder manchmal Aluminium, um das Gewicht zu minimieren und den Widerstand aufgrund des Hauteffekts zu verringern.

Vorteile des Resononons gegenüber induktivem Laden

  • Resonante stolische Aufladung kann mehrere Geräte gleichzeitig aufladen
  • Resonante aufladen ermöglicht es, das Gerät mit einigen Fehlausrichtungen
  • Das Resonante Aufladen ermöglicht einen längeren Abstand zwischen Ladestation und Gerät
  • Resonantes Laden hat eine höhere Effizienz mit mehr Energie, die die Batterie erreicht

Das Resonante Laden ist technisch komplizierter als das induktive Laden. Es werden mehr Komponenten benötigt und die Herstellung ist teurer.

Anwendungen für drahtloses Laden

Nicht nur Smartphones können drahtlos aufgeladen werden, sondern auch immer mehr andere Geräte werden drahtlos geladen. mögen:

  • Smartwatches
  • Bluetooth-Kopfhörer
  • Notebooks
  • Tabletten
  • Akkuschrauber
  • Staubsauger
  • Rasenmäher
  • elektronische Drohnen
  • Medizinprodukte
  • Smart Home- und IoT-Geräte
  • Laden im Auto

Die Liste geht weiter und weiter.

Vorteile des drahtlosen Ladens in diesen Anwendungen

  • einfach und bequem
  • entfernt den Ärger beim Betanken Ihres Geräts
  • Aufladen von unterwegs. Ladestationen an öffentlichen Orten, wie Restaurants und Kaffeeketten, ermöglichen es Ihnen, Ihr Smartphone sofort aufzuladen, während Sie unterwegs sind
  • an der Ladebuchse wird weniger Verschleiß entstehen, da sie seltener verwendet wird
  • Angenommen, es wird keine Ladebuchsen auf dem Telefon sein, die Risiken von Feuchtigkeit und Schmutz in das Telefon zu bekommen verschwinden
  • mit medizinischen Geräten hat drahtloses Laden seinen Vorteil, hygienezusein. Es ist viel einfacher, die Geräte zu desinfizieren, die nicht mit einer Steckdose für das Ladekabel geliefert werden.
  • Elektrofahrzeuge könnten auch drahtlos mit mehr Energie aufgeladen werden, die übertragen werden soll.

Was ist Qi-Standard?

Qi (ausgesprochen /t’i’/ CHEE; aus dem chinesischen Wort qi) ist ein offener Schnittstellenstandard, der drahtlose Energieübertragung durch induktives Laden über Entfernungen von bis zu 4 cm (1,6 Zoll) definiert, die vom Wireless Power Consortium entwickelt wurden. Das System verwendet ein Ladepad und ein kompatibles Gerät, das auf der Oberseite des Pads platziert wird, und wird über eine resonante induktive Kupplung aufgeladen.

Hersteller mobiler Geräte, die mit dem Standard arbeiten, sind Apple, Asus, Google, HTC, Huawei, LG Electronics, Motorola Mobility, Nokia, Samsung, BlackBerry, Xiaomi und Sony.

Erstmals 2008 veröffentlicht, war der Qi-Standard bis 2019 in mehr als 160 Smartphones, Tablets und andere Geräte integriert.

Qi Ladestationen in Autos und Möbeln

Wir haben eine Zunahme von Ladestationen in Fahrzeuge und Möbel integriert gesehen. Ladestationen können an den Zigarettenanzünder im Auto angeschlossen werden, aber jetzt integrieren sie Ladestationen in die Fahrzeuge. Und Ikea hat Lampen mit integrierten induktiven Ladestationen. Mehr Unternehmen auf der ganzen Welt sind in den Embedded Wireless Charging Markt involviert, um das Laden zu erleichtern.

Wie verwenden Sie eine induktive Ladestation

Sie platzieren das Smartphone auf der Ladestation, aber Sie müssen sicherstellen, dass Sie das Gerät ganz genau positionieren. Der Ladevorgang funktioniert nur, wenn sich die Spule im Smartphone über der Spule im Ladegerät befindet. Wenn die beiden Spulen zu weit voneinander entfernt sind, wird der Ladevorgang unterbrochen.

Um dies zu verhindern und zu verhindern, dass das Telefon herumrutscht, besteht die Kontaktfläche der meisten Ladestationen aus einem Anti-Rutsch-Material. Einige Ladestationen haben sogar Magnete, um das Smartphone in der richtigen Position zu halten.

Die richtige Position reicht jedoch in der Regel nicht aus. Idealerweise sollte das Smartphone die Ladestation ohne Abdeckung berühren – aber für den Ladevorgang können die meisten Stationen Abdeckungen handhaben, die nur wenige Millimeter dick sind.

Einige Ladestationen verwenden mehrere Spulen. Diese bieten mehr Flexibilität bei der Positionierung des Smartphones auf dem Ladegerät. Je nach Ladestation können mehrere Geräte, wie ein Smartphone und Smartwatches, gleichzeitig aufgeladen werden. Allerdings sind diese Ladestationen viel teurer als diejenigen mit einer Spule und werden derzeit hauptsächlich in Automobilen eingesetzt.

Bis heute ist das drahtlose Laden etwas langsamer als das Laden mit einem Kabel. Die meisten Ladestationen bieten 5 Watt Leistung, während Ladegeräte mit Kabel 10 Watt und mehr haben. Etwas anders sieht es beim Qi-Standard aus. Dies unterstützt jetzt schnelles Laden mit bis zu 15 Watt. Die ersten Smartphones, die dies unterstützen, sind bereits verfügbar.

Je nach Station dürfen Smartphones nur während des Ladevorgangs bis zu einem gewissen Grad bewegt werden. Dadurch werden die Funktionen während des Ladevorgangs begrenzt. Aber auch Ladestationen, an denen Handys in einem bestimmten Winkel positioniert sind, sind ebenfalls verfügbar. Dies ermöglicht es Ihnen, Filme zu sehen, während das Telefon aufgeladen wird.

Wenn Sie den Ladestatus der Batterie überprüfen und das Smartphone dafür von der Station entfernen möchten, wird der Ladevorgang unterbrochen. Aus diesem Grund zeigen viele Ladestationen den Ladezustand mit LEDs an – und Benutzer können dies leicht sehen, ohne das Gerät bewegen oder entfernen zu müssen.

Quelle

Ist drahtloses Laden gefährlich?

Die Ladestationen sind so abgeschirmt, dass die Reichweite des Magnetfeldes sehr begrenzt ist oder in eine bestimmte Richtung gerichtet ist. Außerdem ist bei Smartphones das Magnetfeld schwach und existiert nur, wenn ein Gerät geladen wird.

Bei Fremdmetallobjekten besteht ein Risiko: Wie bei Induktionsöfen können sie extrem heiß werden, wenn sie in das Magnetfeld der Ladespule gelangen. Aber „intelligente“ Ladestationen sind bereits verfügbar. Sie erkennen, wenn sich ein Fremdkörper zwischen dem Smartphone und der Kontaktfläche befindet, und stoppen den Ladevorgang.

Quelle

Die Zukunft des drahtlosen Ladens

Die Anzahl der Geräte, die drahtlos aufgeladen werden können, nimmt kontinuierlich zu. Laut IHS Markithat der Markt für drahtlose Stromversorgung auch 2018 an Fahrt gewonnen. Im Jahr 2018 stieg der weltweite Absatz von drahtlosen Stromempfängern und Sendern über alle Anwendungen und Produktsegmente hinweg auf 600 Millionen Einheiten – ein Plus von 37 Prozent gegenüber dem Vorjahr. IHS Markit prognostiziert, dass bis 2023 weltweit rund 2,1 Milliarden Einheiten ausgeliefert werden.

Mit der Zunahme der Schnelllademöglichkeiten wird auch die Akzeptanz bei den Nutzern weiter steigen. Ab Smartphones wird das drahtlose Laden auch für viele andere Geräte möglich sein. Kopfhörer, Smartwatches und Fitness-Tracker, aber auch medizinische Geräte mit geringem Stromverbrauch, wie Herzschrittmacher, werden davon profitieren. Je nach Entwicklungsstand in der Technik kann auch in Zukunft eine höhere Ladeleistung möglich sein.