Основы работы беспроводной зарядки

Факторы вредности и опасности

Действие ЭМП на живые организмы также зависит от частоты его колебаний. В общем оно с частотой монотонно возрастает прим. до 120-150 МГц, а затем наблюдаются всплески и провалы. В одном из них, приходящемся на видимый свет, мы приспособились жить в ходе эволюции; в одном из других около 2900 МГц работают микроволновки. Но микроволновый провал биоактивности ЭМП неглубокий, иначе оно не поглотится продуктами, лишь бы технически было возможно и не очень сложно заэкранировать печь от излучения ЭМП наружу. Поэтому, если вы соберетесь самостоятельно делать ремонт микроволновки, нужно точно знать, как она устроена, работает, что там можно, что допустимо делать и чего нельзя, чтобы СВЧ не просифонило наружу, и знать, как определить в домашних условиях, не сифонит ли микроволновая печь. Но вернемся к теме.

С частотой растет также ППЭ ЭМП, поэтому нормы его уровня привязаны к ППЭ. Кроме того, индивидуальная чувствительность к ППЭ ЭМП колеблется в очень широких пределах, прим. в 1000 раз. В странах с откровенно-жлобским трудовым и социальным законодательством приняты допустимые уровни ППЭ до чудовищных величин вплоть до 1 (Вт*с)/кв. м. Подход в данном случае: при найме ты был предупрежден? Допмедстраховку тебе оплачивают? Повышенную за вредность пенсию через 10 (15, 20) лет гарантируют? Остальное – проблемы индейцев.

В ППЭ такого уровня человек непосредственно ощущает действие ЭМП: тяжесть в голове, нежное тепло, идущее из глубины тела. Нежное, но чрезвычайно опасное: это свидетельство начавшегося плазмолиза клеток, отчего они могут претерпеть злокачественное перерождение. «Аппарат на полшестого» еще на самое страшное последствие «подхвата зайчика» ППЭ ЭМП.

В СССР действовала другая крайность – 1 (мкВт*с)/кв. м, т.е. в миллион раз меньше. Воздействие такого ППЭ на самого чувствительного субъекта не скажется ни немедленно, ни в отдаленной перспективе. Каждый гражданин, точнее, подданный, «совдепии» фактически был собственностью государства, но оно же и гарантировало ему жизнь, здоровье и безопасность. По крайней мере, формально.

Рыночной экономике такая перестраховка окажется непосильной, да в теперешнем засоренном эфире и технически вряд ли осуществимой. Поэтому общепринятая норма уровня ППЭ ЭМП на сегодня промежуточная – 1 (мВт*с)/кв. м. Такой ППЭ, влияющий постоянно и долго, непременно даст отдаленные последствия, но регулярное нахождение в нем не более определенного времени в сутки среднему человеку безвредно и безопасно. Чрезмерно чувствительные отсеиваются медосвидетельствованием при найме, а последствия случайных отклонений уже возможно компенсировать, не перенапрягая соцфонды. Тоже, конечно, жлобский подход, рак на пенсии лечить вместо отдыха удовольствие не великое, но хотя бы в пределах разумного. Поэтому мы будем считать беспроводную зарядку потенциально опасной, если она в радиусе прикосновения (ок. 0,5 м) создает ППЭ ЭМП 1 (мВт*с)/кв. м и более.

Расчет безопасности

Поверим рекламе и купим «супер-пупер» зарядку с питанием от USB (потребляемая мощность – 1,75 Вт), действующую в радиусе 20 см (0,2 м). КПД блогинг-генератора (см. далее) такой мощности на полевом транзисторе ок. 0,8; в эфир без гаджета, лежащего на площадке, уйдет 1,4 Вт. Площадь сферы радиусом 0,2 м – 0,0335 кв. м. ППЭ на ней составит 2,8/0,0335 =41,8 (Вт*с)/кв. м(!). Величина ППЭ обратно пропорциональна квадрату расстояния от источника. На каком же в данном случае она упадет до допустимой 1 (мВт*с)/кв. м? Расчет элементарен: берем корень квадратный из отношения реальной ППЭ к допустимой, и умножаем результат на начальный радиус 0,2 м, т.е. делим на 5; получим… 20,4 м! Вот чего стоят уверения производителей в безопасности изделий. Заодно с силой Ци.

Оговорка выше насчет гаджета на площадке не случайна. В таком случае заряд на частотах, длины волн которых много больше зазора между излучателем и аппаратом, будет индукционным, если приемник для него пригоден. Приемная катушка гаджета как индукционный приемник пригодна однозначно. Зазор в 3 см (см. выше) даст частоту 10 ГГц, которую генератор точно не способен выработать; реально зазор еще меньше. Так что предварительный вывод подтвержден: наша зарядка должна быть только и только индукционной. ППЭ ЭМП в зазоре между индуктором и аппаратом тогда будет еще в разы больше, но это уже не опасно, т.к. ЭМП само собой стянется к приемной катушке, диаметр которой ок. 5 см. На расстоянии от нее втрое большем (точнее, в e раз, e=2,718281828…) наличие ЭМП может быть зафиксировано уже только чувствительным детектором, но расчетом «на пальцах» тут не обойдешься, для вывода нужно использовать средства математической физики.

Что такое WPC

WPC аббревиатура от Wireless Power Consortium, это название компании, впервые выбросившей на рынок беспроводные зарядки. Технология WPC ничего нового и тем более сверхъестественного собой не представляет; составные части зарядки WPC и принцип ее действия показаны на рис. На передаче электроэнергии индукцией действует и всем знакомый трансформатор на железе. Особенность WPC в том, что рабочая частота повышена до десятков кГц или даже МГц; это позволяет разнести первичную и вторичную обмотки на некоторое расстояние и обойтись без ферромагнитного сердечника, т.к. плотность потока энергии (ППЭ) ЭМП растет с частотой; также с ростом частоты увеличиваются технические возможности сконцентрировать ЭМП в ограниченной области. Но вместе с тем с частотой растет и биологическое действие ЭМП, отчего маленькая и слабенькая беспроводная зарядка может оказаться опаснее промышленной установки индукционного нагрева.

Состав и принцип действия беспроводного зарядного устройства стандарта WPC

Устройства, рассчитанные на подзарядку по системе WPC, обозначаются специальным значком (поз. 1 на рис.). Он означает, что в аппарате есть приемная катушка из 25 витков и преобразователь ВЧ переменного тока в постоянный. Ряд гаджетов выпускается в исполнении с WPC или без. Тогда индукционный приемник выполняется или «внаброс» и располагается под крышкой аккумулятора(поз. 2), или модульным, поз. 3. В любом случае под приемник WPC предусматривается разъем (поз. 4), или прижимные контакты, куда и следует подключать самодельный приемник при доработке гаджета под WPC. Полярность определяется мультитестером при подключенной проводной зарядке, т.к. контакты беспроводной зарядки запараллелены с таковыми обычной.

Беспроводные зарядные устройства стандарта WPC

В некоторых гаджетах приемник WPC прячут под крышкой, для снятия которой требуется частичная разборка устройства, поз. 5. Так или иначе, но, если у вашей модели без WPC поиском в интернете обнаруживается «близнец» с беспроводной зарядкой, то и полость под приемник у вашей найдется: выпускать различные детали корпуса было бы слишком накладно. Это существенно упрощает доработку гаджета под WPC, но нужно убедиться, что данная модель выпускается и в том, и в том варианте.

Как выбрать безвредную зарядку

Эйнштейн сказал однажды: «Если ученый не способен объяснить пятилетнему ребенку, чем он занимается, то он или безумец, или шарлатан». Сила Ци силой Ци, но все действительные наши достижения основаны на объективном, не зависящем от субъекта, знании. Допустим, привезли мы к себе домой амазонского дикаря, есть там еще такие. Подвели его к телевизору и сказали: «Если ты вот эту штуку, вилку, воткнешь сюда, в розетку, и нажмешь вот тут, то вот здесь появится картинка, а отсюда пойдет звук». Если дикарь сделает все как сказано, телевизор включится, картинка появится, звук пойдет, хотя дикарь об электричестве и электронике понятия не имеет, а грозу считает расстройством пищеварения у своих богов. Так и полный, как говорится, чайник, может выбрать для своего гаджета беспроводную зарядку, которой можно пользоваться без опасений:

1. Убеждаемся, что на аппарате есть значок соответствия стандарту WPC (см. ниже);
2. Просим показать зарядку: там, кроме индикатора включения Power или I/O, должен быть индикатор заряда Charge или обозначенный таким же, как на гаджете, значком;
3. просим включить. Power должен светиться, а Charge нет;
4. Кладем на зарядку гаджет – Charge должен засветиться, а дисплей гаджета показать заряд;
5. Приподнимаем гаджет не более чем на 3 см над площадкой зарядки – Charge должен погаснуть, а дисплей показать прекращение заряда.

Такой беспроводной зарядкой можно безопасно пользоваться в быту, если она расположена не ближе 1,5-2 м от мест длительного пребывания людей (кровать, рабочий стол, любимый диван перед телевизором). В детской держать включенную беспроводную зарядку нельзя, в т.ч. и описанную далее, которая может стоять постоянно включенной на тумбочке у взрослой кровати.

О режиме заряда

Заряд батареи в любом гаджете происходит под управлением специального контроллера, который вначале определяет, насколько аккумулятор разряжен. Если более чем на 75%, то сразу подается усиленный ток быстрого (форсированного) заряда, равный примерно току 3-часового разряда, если зарядное устройство его обеспечивает. Нет – от зарядки берется ток, который она способна дать при падении напряжения на выходе до 5 В. Поэтому многие устройства от USB портов заряжаются долго, т.к. стандартный выход питания USB 5 В 350 мА.

После того, как батарея зарядится прим. до 25% емкости, ток заряда плавно снижается до величины небольшого формирующего (дозарядного) тока, пока аккумулятор на будет «накачан» прим. на 75%. Формирование батареи небольшим током позволяет избежать электродеградации электролита, также уменьшающей ресурс аккумулятора. Формирующий ток равен прим. току 12-часового разряда батареи.

Наконец, когда батарея зарядится полностью, контроллер некоторое минимально необходимое время пропускает через нее совсем крохотный ток содержания для профилактики химической деградации электролита, и только тогда подает сигнал об окончании заряда. Поэтому держать гаджет с исправным и правильно выполненным контроллером побольше времени на заряде ничуть не вредно, наоборот. У автора есть старый телефон Motorola W220. Ради опыта он все время на заряде, кроме как когда с ним нужно выходить из дому. За более чем 10 лет пользования батарея заметно емкости не потеряла: прописанные в паспорте телефона 4 суток «спячки» и 4 часа непрерывного разговора не уменьшились. А другим пользователям той же модели пришлось уже менять полностью истощившийся аккумулятор.

Варианты зарядки аккумулятора телефона без зарядного устройства

Зарядка аккумуляторной батареи от компьютера или ноутбука

Первое, что приходит на ум при отсутствии зарядного устройства, это зарядить аккумулятор телефона от порта USB настольного компьютера или ноутбука. Да, действительно, это самый просто и доступный вариант. Ведь переходник USB ─ мини или микро USB у вас наверняка найдётся. Чаще всего такие переходники идут в комплекте с телефоном.

Зарядка аккумулятора телефона в автомобиле

Этот вариант довольно распространён, поскольку у многих сегодня есть автомобили. Современный человек проводит много времени в дороге на работу и обратно домой. Грех не использовать это время для зарядки телефона. В автомобиле зарядное устройство для телефона вам заменит переходник от прикуривателя на USB, который и позволить зарядить батарею.

Зарядка аккумулятора телефона в автомобиле

Таких устройств в магазинах сейчас огромное количество. Есть переходники с выходом на USB. Тогда вам к нему нужно будет подключить кабель USB ─ mini USB, а затем телефон. Есть модели, которые сразу идут с выходом mini и micro USB.

Переходник для зарядки телефона в автомобиле

При выборе обратите внимание на длину штекера. Берите максимальной длины.как зарядить аккумулятор телефона без телефона

https://www.youtube.com/embed/60X08hNMkfU

Зарядка аккумулятора телефона от внешнего power bank

Если вы часто находитесь в командировках или туристических поездах, то power bank просто необходим. Он поможет зарядить АКБ, в том числе когда под рукой нет зарядного устройства от телефона.

Зарядка аккумулятора телефона от внешнего power bank

Советуем также прочитать о том, как делается первая зарядка аккумулятора смартфона.

Зарядка аккумулятора телефона напрямую «лягушкой»

Лягушка – такое название в народе получили универсальные зарядные устройства, которые позволяют зарядить аккумулятор напрямую без телефона.

Зарядка аккумулятора телефона напрямую «лягушкой»

Своё название зарядное устройство получило за характерный внешний вид. Такая зарядка имеет зажим, два регулируемых по ширине контакта и несколько индикаторов. «Лягушка» позволяет зарядить множество различных аккумуляторных батарей вне зависимости от принадлежности их к тому или иному гаджету.

В общем, удобно быстро и универсально.

Дополнительно также можете прочитать про то, как зарядить ноутбук без зарядки.
 

Зарядное устройство для аккумулятора телефона своими руками

Если вдруг все остальные варианты у вас реализовать не получается, можно изготовить зарядку для аккумулятора телефона своими руками из подручных средств. Так можно зарядить батарею при отсутствии других вариантов.

Что понадобится?

• Адаптер питания 6─12 вольт (роутер, микродрель и т. п.);
• Два медных провода;
• Резистор;
• Изолента, пластиковые стяжки.

Зарядное устройство для аккумулятора телефона своими руками

Зарядное устройство для аккумулятора телефона своими руками

• Зачищаете два отрезка медного провода с обоих концов;
• Один вставляете внутрь штекера и фиксируете изолентой. Это плюс;
• Второй приматываете изолентой к внешней поверхности. Это минус;
• Оставшиеся концы подключаете к контактным площадкам аккумулятора с соблюдением полярности. Для этого можно использовать пластиковые стяжки или изоленту.

Зарядное устройство для аккумулятора телефона своими руками

Третий контакт – это температурный датчик. Он вам не нужен.

Для ограничения зарядного тока, подаваемого на аккумулятор, в разрыв плюсового провода можно поставить резистор. Его сопротивление рассчитывается по закону Ома:

R = U / I,

U – номинальное напряжение адаптера питания в вольтах,

I – необходимый ток. Лучше ограничить его 1 ампером. Для ускорения процесса можно поднять до двух.

Подстроечный резистор

Мощность резистора должна быть 0,5 ватта или больше. В процессе зарядки проверяйте на ощупь температуру аккумулятора. При сильном нагреве остановите зарядку и дайте ему остыть. Напряжение на выводах аккумулятора телефона можно контролировать мультиметром.

Современные устройства, поддерживающие беспроводную зарядку Qi

Как уже говорилось выше, практически все современные смартфоны поддерживают стандарт WPC. Также этот стандарт поддерживают и некоторые другие устройства, если вы хотите знать подробности и конкретику по этому вопросу, то найти список всех устройств, которые поддерживают данный стандарт всегда можно на официальном сайте компании Wireless Power Consortium.

Не стоит забывать: чтобы произвести беспроводную зарядку того или иного устройства, обязательно следует иметь как приёмник энергии (само устройство с поддержкой стандарта WPC), так и передатчик энергии. Большинство современных телефонов уже обладают специальными зарядными модулями, которые и являются приёмниками энергии, поэтому, единственное, что требуется от пользователя такого устройства, это подобрать качественную беспроводную панель, которая и является передатчиком энергии в устройство.

Практически все современные смартфоны поддерживают стандарт WPC

В том случае, если тот или иной телефон или другое носимое устройство не поддерживают стандарт WPC, то с этим можно очень легко справиться. Самым простым решением в этом случае может быть покупка специальной насадки или чехла, которые содержат в себе зарядный модуль. Такой зарядный модуль может быть подключён к любому телефону при помощи обычного зарядочного разъёма. Например, это может быть необходимо в том случае, если вас интересует беспроводная зарядка для iphone или же ещё для какого-нибудь устройства, которое не поддерживает стандарт WPC.

Вредна ли для здоровья беспроводная зарядка

Каждый раз, когда появляется та или иная новая технология, всё большее количество людей интересуется, насколько вредной она является для здоровья. Следует отметить, что вокруг новых технологий ходит огромное количество мифов, даже в наше время существует немало людей, которые верят в то, что мобильные телефоны способны нести огромный вред, а компьютер так и вообще убивает каждый день по 10 человек. На самом деле это мифы, которые не имеют под собой никаких реальных основ. И это можно доказать с точки зрения элементарной логики, так как если бы это было на самом деле так, на нашей планете уже давно бы никто не жил, наверное. А так как людей с каждым днём становится всё больше, и они используют электронику всё чаще в своей повседневной жизни, её вред явно преувеличен.

Однако каждое электронное устройство в той или иной мере влияет на наш организм, это касается и беспроводного зарядного устройства. Давайте попробуем разобраться в том, насколько это влияние может быть сильным.

Беспроводная зарядка никак не повредит вашему здоровью

Следует заметить, что большинство производителей смартфонов говорят о том, что стандарт  WPC не несёт никакой опасности для здоровья. Примерно то же самое говорит и сам разработчик стандарта — компания Wireless Power Consortium. К ним активно присоединяются производители зубных электрощёток и электробритв, которые используют схожие принципы подзарядки в своих устройствах.

Такие мнения выглядят весьма убедительными, давайте же попробуем порассуждать на ту тему. Электромагнитные волны, которые активно используются в устройстве беспроводной подзарядки, находятся в спектре неионизирующего излучения. Неионизирующее излучение характеризуется куда более низкой частотой волны, чем, например, опасное рентгеновское излучение. Неионизирующее излучение в целом считается полностью безопасным и используется во многих современных устройствах. Такое излучение используется для передачи сигнала вай-фай, также оно используется для мобильной связи и во многих других случаях. Таким образом, через человека каждый день проходит огромное количество волн данного спектра, даже если он не пользуется электронными устройствами. Более того, через человека они проходили практически всегда, так как Солнце излучает каждый день довольно большое количество именно таких волн.

Именно поэтому чётких доказательств вреда здоровью со стороны WPC найти пока не удалось, да и, как показывает практика, если человек начинает использовать беспроводное зарядное устройство, он не падает в обморок на следующий день, и его здоровье со временем не ухудшается. Поэтому можете смело начинать использовать такие устройства, беспроводная зарядка для айфона 6 никак не повредит вашему здоровью.

Конструкция

Дальнейшего сокращения времени заряда и улучшения параметров безопасности устройства возможно добиться, направив поток энергии от индуктора столбом вверх, этот прием используется в некоторых фирменных беспроводных зарядках. Такие можно распознать по индуктору, обведенному кольцом, если только шибко умные альтернативщики не прилепили его просто так, для продаж.

На самом деле направленность излучения создается экранированием индуктора с тыльной стороны. Для этого генератор помещают в открытый сверху корпус из тонкой, не более 0,25 мм, жести. Если высота корпуса по эстетике безразлична, в нем же размещают источник питания генератора. В таком случае он должен быть с трансформатором промышленной частоты на железе: помехи от вплотную расположенного ИБП собьют настройку генератора.

Конструкция индуктора (передатчика) беспроводной зарядки

Сталь нужна для магнитного экранирования помимо электрического, а ее малая толщина для предотвращения потерь на вихревые токи. С этой же целью в боковинах корпуса делают частые тонкие вертикальные прорези, а днище выполняют перфорированным в шахматном порядке, см. рис. Идеальный вариант – стенки и днище корпуса из мелкоячеистой стальной сетки. Крышка – любой радиопрозрачный пластик без наполнителя: стекло, акрил, стеклотекстолит, фторопаст, ПЭТ, ПЭ, полипропилен, полистирол. Вариант – бесцветный прозрачный акриловый или нитролак в 4-5 слоев, но не краска или эмаль. Внешнее оформление может быть любым. Именно с таком исполнении беспроводную зарядку для телефона, смартфона, планшета можно держать постоянно включенной на прикроватной тумбочке. Хотя в современном донельзя замусоренном эфире от любых известных источников ЭМП лучше все-таки держаться подальше.

Вывести все материалы с меткой:

Перейти в раздел:

Схема беспроводной зарядки

   Я взял всеми известную схему и повторил, предварительно нарисовав печатную плату, использовал малость планарных элементов для удобности монтажа, транзистор решил разместить отдельно, так как он не смотря на то, что частота преобразования высока, а сопротивление переходов полевого транзистора достаточно низки, но грелся, и прикрутил его на радиатор маленький ребристый, через теплопроводящую пасту.

   Конечно немного подогревается и стробирующая цепочка, но если поставить резистор на 1-2 ватта то он уже не сгорит, автор схемы видимо сам ее не собирал, а где-то скопировал и таким моментам не предал особой значимости благодаря своему великому чувству аффторства.

   Катушку сделал проводом 0.4 мм, намотал ее колечком 25 витков, закрепил хорошей стреч изолентой пластиковой, и запаял к плате.

   Схема реально работает, хоть и требует доработок в расчетах катушки и стробирующей цепочки, да и транзистор надо брать по мощнее, так что учтите это, если требуется повторение схемы.

   Файл печатной платы беспроводной зарядки и схемы прилагаю, в отличие от автора, который не удосужился даже ее нарисовать, так что собрать ее вам теперь совсем легко будет.

Поделитесь полезными схемами