Czy istnieją złącza magnetyczne?

Konwencjonalne złącza, w których wtyczka i gniazdo mają metalowe części, które się stykają, mają następujące problemy:

• Ograniczone cykle krycia lub kosztowne poszycie.
• Niedopasowanie impedancji (dotyczy tylko sygnałów wysokiej prędkości).
• Brak izolacji.

Oto oczywiste rozwiązanie, które zapewni przydatne złącze typu Ethernet. Zamiast dopasowywania metalowych części elektrycznych, dlaczego nie zamiast tego zrobić wiązanie magnetyczne?

Wtyczka zawierałaby uzwojenie pierwotne i rdzenie w kształcie litery C, zaś gniazdo zawierałoby uzwojenie wtórne i więcej rdzeni w kształcie litery C. Po połączeniu wtyczki i gniazda rdzenie w kształcie litery C mogłyby się dotykać. Zaletą byłoby to, że ta konstrukcja nie zużywa się i całkowicie izoluje płytkę drukowaną.

Czy takie złącza już istnieją? Jeśli nie, czy istnieje jakiś powód, dla którego nie są używane? Czy mogą być droższe? Czy mogą być mniej niezawodne?

Apple ma patent na technologię MagSafe, która wykorzystuje sprężynowe piny i powłokę magnetyczną. W pewnym stopniu rozwiązuje to problem ograniczonych cykli łączenia. Aż sprężyny w kołkach się zużyją. A ponieważ utrzymuje niewiele tarcia lub utrzymuje go w miejscu (zamiast tego wykorzystuje siłę magnetyczną), można go łatwo rozłączyć, gdy ktoś potknie się o przewód, co jest postrzegane jako środek bezpieczeństwa. Nie rozwiązuje to jednak problemów związanych z impedancją i izolacją.

Ładowanie indukcyjne działa jak transformator z rdzeniem powietrznym (chociaż zwykle między cewkami znajduje się również plastik). To właśnie miał na myśli Paul mac, gdy mówił o bezprzewodowych szczoteczkach do zębów, a Barry miał na myśli, kiedy wspominał o elektrycznych ładowarkach samochodowych. Istnieje również grupa znana jako Wireless Power Consortium, która promuje standard zwany „qi”.

Mam z powrotem telefon komórkowy typu „qi”, który umożliwia ładowanie poprzez umieszczenie go na specjalnej płytce. Mam również szczoteczkę Sonicare, która wykorzystuje ładowanie indukcyjne. Oba systemy działają świetnie. Dają zasadniczo nieograniczone cykle krycia, a także zapewniają doskonałą izolację. Moja szczoteczka do zębów regularnie pokrywa się wodą i pastą do zębów bez żadnych szkodliwych skutków.

Oba te systemy są używane do przewodzenia prądu ładowania DC. Oba systemy wyglądają tak, jakby można je było wykorzystać do przenoszenia sygnału prądu przemiennego lub cyfrowego. Chociaż nie jestem pewien, jak wysoką częstotliwość / prędkość można osiągnąć za pomocą takiego systemu. W tej chwili nie znam żadnych standardów / łączników, które to robią.

Szczelina powietrzna w pasującym złączu magnetycznym pogorszyłaby wydajność. Siła magnetyczna jest marnowana, wypełniając szczelinę w miejscu zetknięcia się rdzeni. Myślę, że w przypadku niektórych szczoteczek akumulatorowych stosuje się interfejs ładowania magnetycznego. Ale w tym przypadku wydajność nie jest ważna.

Oba najczęściej używane złącza, USB i Ethernet, muszą przewodzić prąd stały, ponieważ jest to część ich odpowiednich specyfikacji. Połączenie czysto magnetyczne nie może przenosić prądu stałego. Byłoby możliwe wykorzystanie sygnału prądu przemiennego do przeniesienia mocy przez takie połączenie, ale wymagałoby to poważnej zmiany tych protokołów, a dodatkowe obwody byłyby potrzebne na obu końcach do konwersji prądu stałego na prąd przemienny. Zdecydowanie nie jest to praktyczne rozwiązanie. Sprzęgło magnetyczne jest stosowane w niektórych ładowarkach do samochodów elektrycznych, aby uniknąć konieczności stosowania wysokoprądowych metalowych złączy, ale jest to specjalne zastosowanie i koszt jest wysoki.