Kabelloses Aufladen
GaN- und SiC-Technologie in Aktion

Kabelloses Aufladen

Übersicht

Das kabellose Laden, allgemeiner als kabellose Stromübertragung oder drahtlose Energieübertragung bezeichnet, ist auf dem Weg zum Mainstream. Das kabellose Laden beseitigt die "Batterieangst" der Nutzer elektronischer Geräte, indem es eine bequeme und automatische Art des Aufladens ermöglicht. In naher Zukunft wird das kabellose Laden nicht nur den Verbrauchern ermöglichen, ihre Telefone überall aufzuladen, sondern auch Drohnen, Robotern und Autos das automatische Andocken an Ladestationen ermöglichen.

Die Notwendigkeit von Normen

Damit sich das kabellose Laden auf dem Markt durchsetzen kann, sind Normen erforderlich, die Sicherheit und Kompatibilität gewährleisten. Derzeit gibt es zwei wichtige Normen für das kabellose Laden:
Technologie
Niederfrequenz (Qi)
Hochfrequenz (Magnetresonanz)
Frequenzbereich
80-300 kHz
6,78 MHz / 13,56 MHz
Maximaler Übertragungsbereich
5 mm
200mm+
Multi-Geräte-Laden
Nein
Ja, bei verschiedenen Leistungsstufen
Räumliche Freiheit
Niedrig
Hoch
Leistungsbereich
Niedrig und begrenzt, max. 30 W
Breit und vielseitig, 20W bis 20kW+
Wirkungsgrad
Begrenzt auf 80%
Hoch: bis zu 95%

Standard-Technologien für drahtlose Stromversorgung: Induktiv vs. Resonanz

Was genau meinen wir mit "induktiven" und "resonanten" Technologien? Hier sind die wichtigsten Unterschiede zwischen den beiden.

Die induktive Technologie, die eine eng gekoppelte Lösung darstellt, ist die von Qi verwendete Art der Konformität. Diese Technologie überträgt Energie mit Hilfe von Niederfrequenz-Resonanztanks (100-205 kHz) über sehr kurze Entfernungen (meist unter 10 mm).

Im Jahr 2009 hatte der erste Standard für Qi eine Leistungsanforderung von 5 W ("Low Power"). Im Jahr 2015 wurde die Leistung auf 15 W erhöht ("Medium Power"). Dieses Jahr hofft Qi auf über 100 W ("High Power"). Diese Geräte befinden sich derzeit in der Testphase und sollen noch in diesem Jahr auf den Markt kommen.

Die andere drahtlose Energietechnik, die Resonanztechnik, wird als lose gekoppelte Lösung betrachtet. Diese Technologie, für die sich vor allem die AirFuel Alliance einsetzt, verwendet einen Hochfrequenz-Resonanztank (6,78 MHz), um Strom über große Entfernungen (mehrere Meter) zu übertragen. Die Resonanztechnologie bietet die Möglichkeit, mehrere Geräte gleichzeitig aufzuladen, mit einer Kapazität von bis zu 22W für zukünftige Systeme. Es gibt auch Magnetresonanztechnologien mit bis zu 20 kW, die von Unternehmen wie WiTricity in den USA angeboten werden.

Die Herausforderungen der heutigen Technologie

Die Entwicklung von Produkten zum kabellosen Aufladen, die den Nutzern ein optimales Erlebnis bieten, ist nicht ganz einfach. So hat Apple kürzlich die Einstellung seines kabellosen Ladegeräts AirPower bekannt gegeben, das seit mehr als achtzehn Monaten in Arbeit war. Das Produkt wurde aufgrund der Komplexität, räumliche Freiheit zu bieten und gleichzeitig mehrere Geräte aufzuladen, gestrichen. Die derzeitige induktive Qi-Technologie, die von den großen Mobiltelefonherstellern eingesetzt wird, reicht eindeutig nicht aus, um die folgenden Herausforderungen zu bewältigen.

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Über GaN-Systeme

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GaN Systems ist ein fabrikloses Halbleiterunternehmen, das sich auf die Galliumnitridtechnologie für Leistungsumwandlungs- und Steuerungsanwendungen konzentriert. Das Unternehmen hat eine komplette Reihe von Galliumnitrid-Leistungsschalttransistoren für eine Vielzahl von Märkten entwickelt. Die einzigartige Island-Technologie von Galliumnitrid löst die heutigen Herausforderungen in Bezug auf Kosten, Leistung und Herstellbarkeit und führt zu Bauelementen, die kleiner und effizienter sind als andere GaN-Designansätze.

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Unser Team aus weltweit tätigen Anwendungsingenieuren steht für Ihre Fragen zur Verfügung, um sicherzustellen, dass Ihr Entwurf für ein Energieumwandlungs- oder Energiespeichersystem Ihre Leistungserwartungen erfüllt. Wenn Sie von Silizium auf Galliumnitrid (GaN) oder Siliziumkarbid (SiC) umsteigen, helfen wir Ihnen, das richtige Schaltgerät zu finden, um die Leistungsdichte und den höheren Wirkungsgrad zu erreichen, die Ihre Anwendung erfordert.