Draadloze vermogensoverdracht

Laders zonder kabel

De accu’s in al onze draagbare apparatuur en de elektrische auto’s moeten geregeld geladen worden. Tot nu betekende dit dat het apparaat via een kabel aan een lader gekoppeld moest worden, maar meer en meer zie je dat hier nu een draadloze oplossing voor gebruikt wordt. Dit heeft immers grote voordelen, mits de draadloze vermogensoverdracht dusdanig flexibel is en voldoende energie over kan brengen.

De laatste tijd zien we dat er telefoons op de markt komen die draadloos op te laden zijn. Tegelijkertijd zien we dat er diverse opladers zijn gekomen en zelfs meubelgigant Ikea heeft een serie tafels, kastjes en lampen die voorzien is van de benodigde elektronica om draadloos je telefoon te kunnen laden. Deze manier van laden heeft grote voordelen voor de gebruiker van de telefoon. Hij kan immers het apparaat simpelweg op de lader leggen, hoeft niets aan te sluiten en ook niets los te koppelen als hij de telefoon weer nodig heeft.
Nu is het draadloos laden van telefoons een voorzichtige eerste stap, maar van alle kanten wordt ook hard gewerkt aan het laden van de accu’s van een elektrische auto. Hebben we deze technologie namelijk onder de knie, dan zijn we van de kabels af en is het in de toekomst zelfs mogelijk om tijdens het rijden de auto te laden.

Als een transformator
Al vele jaren geleden bedacht Philips een oplossing om de accu’s van hun elektrische tandenborstels op te kunnen laden zonder dat hiervoor een elektrische verbinding noodzakelijk was. Op die manier konden ze een apparaat maken dat waterdicht was, hetgeen bij een elektrische tandenborstel wel prettig is. De oplossing die zij bedachten, was op zich niet nieuw. De basis van de gebruikte techniek was al ontdekt door Michael Faraday in 1831. We hebben het dan over inductie of ook wel de energieoverdracht via twee gekoppelde spoelen. Dit principe vinden we ook terug in de transformator en de bewuste tandenborstel was dan ook in feite een in tweeën gedeeld exemplaar.
Het principe van inductie is nog altijd het beste systeem om energie draadloos over niet al te grote afstanden te overbruggen en het is dan ook niet voor niets dat we bij de hedendaagse draadloze laders deze methode terug vinden. Het grote verschil met vroeger is de veel efficiëntere manier van energieoverdracht. In plaats van een ‘doorgezaagde’ blikpakkettransformator wordt nu gewerkt met een tweetal veel simpeler spoelen dat gevoed wordt met een wisselspanning waarbij resonantie optreedt voor een zo laag mogelijke impedantie van het energie-overdrachtsysteem. Bij de hedendaagse draadloze laders gaat het dus om inductieve vermogesoverdracht tussen twee spoelen die in de nabijheid van elkaar zijn opgesteld, maar die door niet-interfererende stoffen worden gescheiden. We hebben het dan over de kunststoffen behuizing van een mobiele telefoon of een houten tafelblad. Deze technologie maakt het mogelijk om inductieve ladings-hot spots, te verwezenlijken in tafels van vergaderruimtes, cafés en restaurants waardoor consumenten daar hun apparaten op kunnen laden door ze eenvoudig te plaatsen op het oppervlak van de hot spot. Een dergelijke oplossing is vele malen beter dan te werken met kabels en connectoren die door het veelvuldig gebruik, behoorlijk aan slijtage onderhevig zijn.

Voor meer informatie over de IC’s van IDT klik hier

Voor het complete artikel klik hier