Esistono connettori magnetici?

I connettori convenzionali, in cui la spina e la presa presentano parti metalliche che si toccano, presentano i seguenti problemi:

• Cicli di accoppiamento limitati o placcatura costosa.
• Mancata corrispondenza dell'impedenza (rilevante solo per i segnali ad alta velocità).
• Mancanza di isolamento.

Ecco una soluzione ovvia che costituirebbe un utile connettore di tipo Ethernet. Invece di accoppiare le parti elettriche in metallo, perché non accoppiare invece i magnetici?

La spina conterrebbe gli avvolgimenti primari e i nuclei a forma di C, mentre la presa conterrebbe l'avvolgimento secondario e più nuclei a forma di C. Quando la spina e la presa si accoppiano, i nuclei a forma di C si toccano. Il vantaggio sarebbe che questo design non si consuma e isola completamente il PCB.

Esistono già tali connettori? In caso contrario, c'è qualche motivo per cui non vengono utilizzati? Potrebbero finire per essere più costosi? Potrebbero essere meno affidabili?

Apple ha un brevetto su una tecnologia chiamata MagSafe che utilizza pin caricati a molla e un guscio magnetico. Ciò gestisce il problema dei cicli di accoppiamento limitati in una certa misura. Fino a quando le molle nei perni non si consumano. E dal momento che ha poco o nessun attrito che lo tiene in posizione (usa invece la forza magnetica) può disconnettersi facilmente quando qualcuno inciampa sul cavo che viene visto come una misura di sicurezza. Tuttavia, ciò non affronta i problemi di impedenza e isolamento.

La carica induttiva funziona come un trasformatore a nucleo d' aria (anche se di solito c'è anche una plastica tra le bobine). Questo è ciò a cui si riferiva Paul Mac quando si riferiva a spazzolini a batteria e Barry si riferiva quando menzionava i caricabatterie per auto elettriche. C'è anche un gruppo noto come Wireless Power Consortium che sta spingendo uno standard chiamato "qi".

Ho un tipo "qi" posteriore per il mio cellulare che consente di caricarlo posizionandolo su una piastra speciale. Ho anche uno spazzolino Sonicare che utilizza la ricarica induttiva. Entrambi i sistemi funzionano alla grande. Offrono cicli di accoppiamento essenzialmente illimitati e offrono un grande isolamento. Il mio spazzolino viene regolarmente coperto con acqua e dentifricio senza effetti dannosi.

Entrambi questi sistemi vengono utilizzati per trasportare corrente di carica CC. Entrambi i sistemi sembrano poter essere utilizzati anche per trasportare un segnale AC o digitale. Anche se non sono sicuro di quanto alta sia la frequenza / velocità che potresti ottenere usando un tale sistema. E, al momento, non conosco standard / connettori che lo stanno facendo.

Il traferro in un connettore magnetico di accoppiamento comprometterebbe le prestazioni. La forza magnetica viene sprecata colmando il divario in cui i nuclei si incontrano. Penso che un'interfaccia di ricarica magnetica venga utilizzata per alcuni spazzolini a batteria. Ma in questo caso l'efficienza non è importante.

Entrambi i connettori più comuni in uso, USB ed Ethernet, devono essere dotati di DC in quanto parte delle rispettive specifiche. Una pura connessione magnetica non può trasportare DC. Sarebbe possibile utilizzare un segnale CA per trasferire energia attraverso tale connessione, ma ciò richiederebbe un cambiamento sostanziale in questi protocolli e sarebbero necessari ulteriori circuiti su entrambe le estremità per effettuare le conversioni da CC a CA a CC. Sicuramente non è una soluzione pratica. L'accoppiamento magnetico viene utilizzato in alcuni caricabatterie per auto elettriche per evitare la necessità di connettori metallici ad alta corrente, ma questa è un'applicazione speciale e il costo è elevato.