неделя, 2 януари 2011 г.

Безжични зарядни устройства

Живеем в свят, който се стреми с всички сили да се отърве от кабелите. Много отдавна никой не се учудва на дистанционните управления, безжичните домашни и мобилни телефони, точките за достъп до Интернет, компютърните клавиатури и мишки. Но за захранване на всичките тези устройства, както и преди са нужни батерии, които ако са акумулаторни, трябва да се зареждат от електрическата мрежа. Нещо повече, за всяко устройство е нужно негово си зарядно. Проблемът с кабелите обаче може да бъде решен от безжичните зарядни устройства, които в скоро време се очаква да захранват най-разнообразна портативна апаратура – от телефони до ноутбуци.
Безжичното зареждане на акумулаторната батерия чрез електромагнитна индукция позволява да забравим за кабелите, несъвместимите конектори и разнообразните адаптери. Впрочем, тази технология е все още „млада“ и за зареждане по този начин са нужни „посредници“, но в бъдеще от тях няма да има никаква нужда.

Идеята за безжично предаване на електричество далеч не е нова. Още преди век подобни експерименти, само че в значително по-грандиозни мащаби е правил гениалният физик Никола Тесла. Като изучавал електрическите явления в земната атмосфера, той стигнал до извода за принципната възможност за предаване на електричество на големи разстояния. Работейки в електростанцията на американския град Колорадо Спрингс, Тесла конструирал генератор с гигантска първична намотка, а вторичната намотка била включена към 60-метрова мачта, на върха на който се намирало медно кълбо с диаметър един метър. Експериментът показал, че при подаване на напрежение от няколко хиляди волта на първичната намотка, на вторичната се появяват няколко милиона волта с честота до 150 kHz.
Впоследствие Тесла неколкократно повторил своя експеримент, но неговите опити тогава били счетени за прекалено опасни, затова до практическа реализация на безжичното предаване на енергия не се стигнало. Независимо от това, научният свят оценил заслугите на гениалния учен и в негова чест била наречена единицата за измерване на магнитна индукция.
В наши дни идеята на Тесла вече има практическа реализация, но с далеч по-ниски напрежения. В специална поставка-зарядно се вгражда трансформатор и първична бобина, а вторичната бобина се включва или е вградена в приемащото устройство.
Над безжичната технология за захранване отдавна работят редица фирми, но до серийно производство са стигнали само израелската  Powermat и американската Fulton Innovation (под марката eCoupled). Готови образци на зарядни устройства на тези компании бяха демонстрирани пред широка публика на изложението CES 2009 в Лас Вегас.



За да осигурят съвместимост между различните технологии за безжично зареждане, в края на 2008 г. компаниите Fulton Innovation, Logitech, Royal Philips Electronics, Sanyo Electric и Texas Instruments създадоха организацията Wireless Power Consortium,  която се занимава с разработката на промишлен стандарт за безжични зарядни станции. Отначало ще бъдат изработени единни стандарти за маломощните (до 5 W) устройства с малък радиус на действие, а след това ще се стигне и до по-мощни системи. Съвместимите устройства ще се разпознават по съответното лого.
Принципът на действие и на двете системи е един и същ – в базовото зарядно и в приемното устройство са вградени бобини. Зарядното се включва в мрежата и създава електромагнитно поле. В приемната бобина възниква електрически ток, който се използва за зареждане на мобилното устройство. Разстоянието между двете бобини е малко, но самият процес на зареждане става без използване на кабели.
Разликата между разработките на Powermat и Fulton се заключава в това, че в първия случай зарежданите устройства се разпознават с помощта на специални чипове за радиочестотна идентификация (RFID), а във втория – по характеристиките на вградената в устройството бобина. При това, за започване на процеса на зареждане не са необходими други действия – достатъчно е да сложите например телефона си върху поставката на зарядното, а необходимите електрически параметри се определят автоматично.
Във варианта на Powermat  различните устройства (телефони, плейъри, комуникатори) трябва да се слагат в специални калъфи или докинг станции. Съществува и универсално решение – така нареченият Power Disс,  който може да бъде вграден в корпуса на всяко устройство – от плейър до ноутбук. А технологията eCoupled на компанията Fulton Innovation подразбира приемната бобина да се вгражда непосредствено в устройството още на стадий производство.
Представители на двете компании твърдят, че КПД на безжичните зарядни устройства надвишава 90%, докато КПД на традиционните зарядни с кабел е около 50-60%. При това тези системи не само по-ефективно използват електроенергията, но и зареждат батериите със същата скорост, както и обикновените зарядни. 



Честно казано, специалните поставки за безжично зареждане съвсем не са задължителни. Първичните бобини могат да се вграждат във всякакви предмети, например в бюрото, в докинг станцията на плейъра и даже директно в стената. От Powermat  твърдят, че нейните инженери заедно със специалистите на компанията Shimizu  вече разработват технология за така наречените „електростени“. Ако този проект бъде реализиран, излъчватели на енергия за захранване на телевизори, стереосистеми, хладилници, прахосмукачки и осветителни тела, ще бъдат интегрирани с стените на сградите и мебелите. Проблемът с недостига и неудобното разположение на електрическите контакти ще бъде решен – от тях просто няма да има нужда. Нещо повече, в перспектива технологията позволява да се предава и полезен сигнал, тоест звук, видео и други цифрови данни.
Разработчиците на eCoupled  залагат на мобилните аксесоари – захранваща поставка за ноутбука и телефона, а в бъдеще – на домашни мебели, които ще осигуряват енергия за компютри, телефони, дистанционни и осветление.
Първите безжични зарядни се появиха на пазара преди около година, а цените им бяха от няколко десетки до няколко стотин долара. Най-широк асортимент предлага компанията Powermat. Сред последните устройства на тази компания са безжични зарядни за смартфона  Apple iPhone 4 и комуникатора HTC Evo 4G.  В пълния комплект влиза заден капак-калъф за телефона и фирмена поставка. Дебелината на капака е само 1,6 мм. Комплектът от поставка и капак струва в САЩ $60, а само капака - $40.



Поставката Powermat Home & Office Mat е предназначена за едновременно зареждане на три устройства и представлява черен правоъгълник с размери  312 х 114 х 13 мм.  С бял цвят са очертани точките, където трябва да се сложи зарежданото устройство, а освен това е предвиден и допълнителен USB порт за зареждане на четвърто устройство. На корпуса на поставката има два бутона – за промяна на яркостта на светодиодите индикатори за зареждане и за регулиране на силата на звука, съобщаващ за приключване на зареждането. 

Свежосайте... :)

Няма коментари:

Публикуване на коментар