Passive Bauelemente

Tausch von Ladespulen für die drahtlose Energieübertragung

| Autor / Redakteur: Raghu Narayyanan * / Thomas Kuther

Induktives Laden von Smartphone & Co. ist derzeit voll im Trend. Im Bild die Demo-Empfängerkarte DC1967A
Induktives Laden von Smartphone & Co. ist derzeit voll im Trend. Im Bild die Demo-Empfängerkarte DC1967A (Bild: Würth Elektronik eiSos)

Schlüsselkomponenten eines induktiven Ladesystems für Smartphone, Tablet & Co. sind die Sende- und Empfangsspulen. Wir verraten Ihnen, worauf beim Austausch von Ladespulen zu achten ist.

Drahtloses Aufladen findet gegenwärtig – vor allem bei neueren technischen Geräten wie Smartphones, Tablets oder Laptops – eine immer stärkere Verbreitung. Angesichts der rasanten technischen Entwicklung in diesem Bereich kann wohl davon ausgegangen werden, dass zukünftig zahlreiche elektronische Endverbrauchergeräte drahtlos aufgeladen oder betrieben werden. Die Anzahl der Hersteller drahtloser Ladespulen und zugehöriger Regler-ICs wird voraussichtlich ebenfalls zunehmen, um den steigenden Bedarf seitens der Verbraucher zu decken.

Methodik zum Tausch drahtloser Stromladespulen

Die meisten bekannten Technologien wurden durch den Markt für elektronische Konsumgüter vorangetrieben, und erst danach haben Industrie und ähnliche Bereiche auf der Basis der gemachten Erfahrungen die Entwicklungszeiten verkürzt. Der Zweck dieses Beitrags ist es, eine Methodik zum Tausch drahtloser Stromladespulen von Würth Elektronik eiSos zu veranschaulichen, wie sie auf einer Demoschaltung verbaut wurden, die auch die Empfängersteuerung LTC4120 von Linear Technology umfasst.

In Anbetracht des Bedarfs an drahtlosen Ladeanwendungen bei verschiedenen tragbaren Geräten und zur Unterstützung von Technikern bei der Entwicklung weiterer Endprodukte mit drahtloser Ladefunktionalität wurde dieser Anwendungshinweis verfasst. Er enthält Empfehlungen und beschreibt Methoden zum Tausch drahtloser Ladespulen.

Das Prinzip der drahtlosen Energieübertragung

Zur Übertragung von Energie von einem Sender an einen Empfänger auf drahtlosem Wege wird ein Prinzip eingesetzt, das mehr als ein Jahrhundert alt ist: die Gegeninduktion (Bild 1). Dennoch zeigen neuere Entwicklungen, dass, wenn zwei für minimale Verluste und Absorption (hoher Q-Wert) ausgelegte Schwingkreise, die auf gleicher Frequenz resonieren, in enge Nachbarschaft (d. h. in den Nahfeldbereich) gebracht werden, Energie aufgrund evaneszenter Wellenkopplung mit hoher Effizienz vom Sender an den Empfänger übertragen wird.

Damit ein drahtloses Energieladesystem effizient funktionieren kann, müssen die Frequenzen von Sender und Empfänger aufeinander abgestimmt werden. Für unterschiedliche Induktivitätswerte bei Lade- und Koppelspule müssen weitere Bestandteile der Schaltung getauscht werden, um dieselbe Schwingungsfrequenz zu erhalten. Das vorliegende Dokument erläutert ferner den einmaligen Vorteil der Verwendung drahtloser Energieladespulen von Würth Elektronik.

Ergänzendes zum Thema
 
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Wireless Power-Ladespulen

Als Mitglied des Wireless Power Consortiums (WPC) und der Alliance for Wireless Power (A4WP), die jetzt unter dem Namen „Rezence“ bekannt ist, hat Würth Elektronik eiSos im Rahmen proprietärer Lösungen verschiedene drahtlose Sende- und Empfängerspulen entwickelt, die mit dem Qi-Standard kompatibel sind (siehe Tabelle 1 sowie Bilder 2 und 3). Bei den zur Evaluierung vorgesehenen drahtlosen Sende- und Empfängerspulen von Würth Elektronik eiSos handelt es sich um folgende:

Senderspulen:

  • 760 308 111
  • 760 308 110
  • 760 308 104 113
  • 760 308 101 302

Empfängerspulen:

  • 760 308 201
  • 760 308 101 303
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