是否存在磁性连接器?

电器工程 连接器 以太网 磁学
2022-01-08 09:50:43

传统的连接器,插头和插座有接触的金属部件,存在以下问题:

  • 有限的交配周期或昂贵的电镀。
  • 阻抗不匹配(仅与高速信号相关)。
  • 缺乏隔离。

这是一个明显的解决方案,可以制作有用的以太网类型连接器。与其让金属电气部件配对,不如让磁性元件配对?

插头将包含初级绕组和 C 形磁芯,而插座将包含次级绕组和更多 C 形磁芯。当插头和插座配合时,C形芯会接触。优点是这种设计不会磨损,并且完全隔离了 PCB。

是否已经存在任何此类连接器?如果没有,是否有某些原因不使用它们?它们最终会变得更贵吗?他们可能不太可靠吗?

3个回答

Apple 拥有一项名为MagSafe的技术专利,该技术使用弹簧销和磁性外壳。这在一定程度上解决了有限的交配周期问题。直到销中的弹簧磨损。而且由于它几乎没有摩擦力将其固定到位(它使用磁力代替),当有人绊倒电线时,它可以轻松断开,这被视为一种安全措施。然而,这并没有解决阻抗和隔离的问题。

感应充电的工作原理类似于空芯变压器(尽管线圈之间通常也有塑料)。这就是 Paul mac 在提到无绳牙刷时所指的内容,而 Barry 在提到电动汽车充电器时所指的内容。还有一个被称为无线电力联盟的组织正在推动一个名为“qi”的标准。

我的手机有一个“qi”型背面,可以通过将它放在一个特殊的板上来充电。我还有一个使用感应充电的声波震动牙刷。两种系统都运行良好。它们基本上提供了无限的交配周期,并提供了很好的隔离。我的牙刷经常被水和牙膏覆盖,没有任何不利影响。

这两个系统都用于承载直流充电电流。两种系统看起来都可以用来传输交流信号或数字信号。虽然我不确定使用这样的系统可以达到多高的频率/速度。而且,目前,我不知道有任何标准/连接器正在这样做。

配对磁性连接器中的气隙会影响性能。磁力被浪费在铁芯相遇的间隙上。我认为一些无绳牙刷使用了磁性充电接口。但在这种情况下,效率并不重要。

USB 和以太网这两种最常用的连接器都需要携带 DC,因为这是它们各自规范的一部分。纯磁连接不能承载直流电。可以使用交流信号通过这种连接传输电力,但这需要对这些协议进行重大更改,并且两端都需要额外的电路来进行直流到交流到直流的转换。绝对不是一个实用的解决方案。一些电动汽车充电器正在使用磁耦合,以避免需要大电流金属连接器,但这是一种特殊应用,成本很高。