محققان گزارش می دهند که به طور بی سیم تلفن شما را شارژ می کند، در حالی که بسیار راحت است، خطر مرگ و میر دستگاه های باتری معمولی باتری های لیتیوم یون را کاهش می دهد.

مصرف کنندگان و تولیدکنندگان علاقه خود را نسبت به این تکنولوژی شارژ راحت، به نام شارژ القایی، رها کردن شستشو با شاخه ها و کابل ها به نفع فقط تنظیم تلفن به طور مستقیم در پایه شارژ، افزایش داده اند.

استاندارد سازی ایستگاه های شارژ و گنجاندن سیم های شارژ القایی در بسیاری از گوشی های هوشمند جدید موجب شد تا سرعت پذیرش تکنولوژی افزایش یابد. در مدل 2017، مدل های خودرو 15 اعلام کرد که استفاده از کنسول ها در وسایل نقلیه برای افزایش مصرف برق وسایل الکترونیکی مصرف کننده مانند تلفن های هوشمند - و در مقیاس بسیار بزرگتر، بسیاری از آن ها برای شارژ باتری وسایل نقلیه الکتریکی استفاده می کنند.

مسائل مربوط به شارژ بی سیم

شارژ القایی منبع تغذیه را قادر می سازد انرژی را در یک شکاف هوا بدون استفاده از سیم اتصال، اما یکی از مسائل اصلی در این حالت شارژ، مقدار ناخواسته و به طور بالقوه گرمای آسیب پذیر است که می تواند تولید کند.

چندین منبع تولید گرما همراه با هر سیستم شارژ القایی - در هر دو شارژر و دستگاه شارژ آن وجود دارد. این واقعیت است که دستگاه و پایه شارژ در تماس فیزیکی نزدیک هستند این گرمایش اضافی را بدتر می کند. هدایت حرارتی ساده و جابجایی می تواند هر حرارت تولید شده در یک دستگاه را به دیگری انتقال دهد.

در تلفن هوشمند، سیم پیچ دریافتی نزدیک به پشت تلفن است (که معمولا از نظر الکتریکی غیر رسانایی است) و محدودیت های بسته بندی، لازم است که باتری و تجهیزات الکتریکی گوشی را در نزدیکی قرار دهید و فرصت های محدودی برای از بین بردن گرما تولید شده در تلفن، و یا محافظت از تلفن از حرارت تولید کننده شارژر.

این به خوبی تایید شده است که باتری های با سرعت بالا در دمای بالا نگهداری می شوند و در نتیجه با قرار گرفتن در معرض دمای بالاتر می توانند سلامت سلامت (SoH) آنها را در طول عمر مفید خود تحت تاثیر قرار دهند.

قاعده ی انگشت شست (یا بیشتر از لحاظ فنی معادله Arrhenuis) این است که برای اکثر واکنش های شیمیایی، سرعت واکنش با هر افزایش دما 10 ° C (18 ° F) دو برابر می شود. در یک باتری، واکنش هایی که ممکن است رخ دهد عبارتند از سرعت رشد سریع فیلم های passivating (یک پوشش نازک نازک که سطح زیر را غیر فعال می کند) بر روی الکترودهای سلولی. این اتفاق به وسیله واکنش های بازسازی سلولی رخ می دهد که به طور غیرمستقیم مقاومت داخلی سلول را افزایش می دهد و در نهایت منجر به تخریب و شکست می شود. باتری باتری یون لیتیوم بالاتر از 30 ° C (86 ° F) به طور معمول در نظر گرفته شده است که در دمای بالا با قرار دادن باتری به خطر یک زندگی مفید کوتاه.

دستورالعمل‌هایی که تولیدکنندگان باتری صادر کرده‌اند همچنین مشخص می‌کند که محدوده دمای عملیاتی بالای محصولات آنها نباید از محدوده 50 تا 60 درجه سانتی‌گراد (122 تا 140 درجه فارنهایت) فراتر رود تا از تولید گاز و خرابی فاجعه‌بار جلوگیری شود.

این واقعیت ها موجب شده است محققان آزمایش های خود را با مقایسه دمای افزایش شارژ باتری با سیم با شارژ القایی انجام دهند. با این حال محققان بیشتر علاقه مند به شارژ القایی زمانی که مصرف کننده ناهموار گوشی در پایه شارژ. برای جبران تنظیم ضعیف گوشی و شارژر، سیستم های شارژ القایی به طور معمول قدرت فرستنده را افزایش می دهند و یا فرکانس عملکرد آنها را تنظیم می کنند که باعث کاهش کارایی بیشتر و افزایش تولید گرما می شود.

این ناهماهنگی می تواند یک رخداد بسیار رایج باشد زیرا موقعیت واقعی آنتن دریافتی در تلفن همیشه برای مصرف کننده از تلفن به صورت بصری یا واضح نیست. بنابراین تیم تحقیقاتی نیز شارژ تلفن را با ناهماهنگی عمودی فرستنده و گیرنده کویل تست کرد.

مقایسه روش های شارژ

محققان تمام سه روش شارژ (سیم الکتریکی، القایی خطی و القایی متناوب) را با شارژ همزمان و تصویربرداری حرارتی در طول زمان آزمایش کردند تا نقشه های درجه حرارت را برای کم کردن اثرات گرمایشی کمک کنند.

در مورد تلفن همراه با برق معمولی، حداکثر دمای متوسط ​​که در ساعت شارژ 3 رسیده است، 27 ° C (80.6 ° F) نبوده است.

در مقابل، برای تلفن شارژ شده با شارژ القایی تراز، دما در 30.5 ° C (86.9 ° F) به حداکثر رسانده می شود، اما به تدریج برای نیمه دوم دوره شارژ کاهش می یابد. این شبیه به حداکثر دمای متوسط ​​مشاهده شده در زمان شارژ القایی متناوب است.

در مورد شارژ القایی غیرخطی، دمای پیک دمای مشابهی داشت (30.5 ° C (86.9 ° F)) اما این دما به زودی رسیده و در این سطح (طول 125 در مقایسه با 55 دقیقه برای شارژ به درستی تراز) .

صرف نظر از حالت شارژ، لبه سمت راست گوشی، میزان افزایش دما را نسبت به مناطق دیگر تلفن افزایش داد و در طول فرآیند شارژ بالاتر بود. CT اسکن گوشی نشان داد که این نقطه نقطه جایی است که مادربرد واقع شده است.

همچنین قابل توجه بود این واقعیت است که حداکثر قدرت ورودی به پایه شارژ در آزمون که در آن تلفن ناهموار (11 وات) از تلفن به خوبی aligned (وات وات) بیشتر بود. این بدان علت است که سیستم شارژ به منظور حفظ توان ورودی هدف به دستگاه، قدرت فرستنده را تحت اختلال قرار می دهد.

حداکثر دمای متوسط ​​پایه شارژ در حین شارژ کردن زیر ناهماهنگی به 35.3 ° C (95.54 ° F) رسید که دو درجه بالاتر از محققان درجه حرارت زمانی که تلفن هماهنگ شده بود، به 33 ° C (91.4 ° F) رسيد. این امر نشانه ای از افت عملکرد در سیستم است و تولید گرمای اضافی مربوط به تلفات برق الکترونیک و جریان های چرخشی است.

محققان خاطرنشان می کنند که رویکردهای آینده برای طراحی شارژ القایی می توانند این تلفات انتقال را کاهش دهند و بنابراین با استفاده از کویل های فوق العاده، فرکانس های بالاتر و الکترونیک رانندگی بهینه سازی شده برای تامین شارژر و گیرنده های کم حجم و کارآمد را کاهش می دهند و می توانند به تلفن همراه متصل شوند دستگاه یا باتری با حداقل تغییر.

در نتیجه، تیم تحقیقاتی دریافت که شارژ القایی، در حالی که مناسب است، به احتمال زیاد منجر به کاهش عمر باتری تلفن همراه خواهد شد. برای بسیاری از کاربران، این تخریب ممکن است برای هزینه راحتی شارژ باشد، اما برای کسانی که مایل به بلند کردن طول عمر از تلفن خود هستند، شارژ کابل نیز توصیه می شود.

منبع: دانشگاه وارویک