15-W-Qi-Wireless-Lademodul, Typ-C-Eingang, 4–10 mm Spalt, ultradünne Spule und Steuerplatine

1. Produktname

Auf keinem der elf Bedienfelder befindet sich eine Modell- oder Teilenummer. Das Modul wird anhand seiner Eigenschaften identifiziert: Qi-Wireless-Ladegerät mit Spule und Steuerplatine, USB-C-Eingang und 15-W-Klasse. Die beiden Angaben zur Geometrie – Spulendurchmesser und -dicke – sind auf dem Übersichtsfeld mit Pfeilen ohne Wertangabe aufgedruckt; lediglich das Profil von 2,19 mm ist an anderer Stelle vermerkt. Bis zur Vergabe eines Codes sind für die Bestellung des Bauteils die Beschreibung, das Foto und die Spule maßgeblich.

Die Bezeichnungen variieren je nach Anbieter: Standard-Qi-Modul für Automobile und Industrie, Qi-Sendermodul für kabelloses Laden und Modul für drahtlose Stromversorgung. Es handelt sich dabei um ein und dasselbe Produkt, das für drei verschiedene Zielgruppen beschrieben wird. Es ist kein netzbetriebenes Bauteil im herkömmlichen Sinne: Es besitzt keine Primärwicklung am Stromnetz und keine Trennbarriere; die Transformatorwirkung findet zwischen zwei Spulen statt, die niemals elektrisch miteinander verbunden sind.

2. Was es bewirkt

Qi-Laden funktioniert, indem eine Spule mit Wechselstrom betrieben wird und eine zweite Spule im Smartphone das Magnetfeld aufnimmt. Dieses Modul ist die treibende Hälfte. Die Platine empfängt Gleichstrom über einen USB-C-Anschluss, schaltet ihn über eine Brücke in die Spule und steuert das Magnetfeld so, dass der Empfänger die angeforderte Ladung erhält. Der Empfänger signalisiert dies durch eine Änderung seiner Last, die die Platine als Änderung des Spulenstroms interpretiert. Die Ferritplatte hinter der Spule schließt das Magnetfeld auf der Rückseite, sodass das Metall oder der Akku unter dem Modul nicht erhitzt wird und die Verbindung zum Smartphone nicht unterbrochen wird.

3. Bau

Das Modul besteht aus zwei durch zwei Anschlüsse verbundenen Teilen. Die Spule ist flach aus mehradrigem, emailliertem Kupfer gewickelt, was laut Bauteilliste für geringen Widerstand und effiziente Energieumwandlung sorgt. Sie sitzt auf einer Ferritplatte, die sowohl die Rückseite abschirmt als auch die Induktivität erhöht. Die Platine enthält in der Mitte den intelligenten Steuer-IC, die Treiberbrücke, eine Gruppe von Kondensatoren mit niedrigem ESR-Wert zur Hochfrequenzfilterung, eine USB-C-Buchse an einer Kante und vier verchromte Befestigungslöcher an den Ecken. Gruppen von Goldkontaktflächen und Testpunkten sind auf der Platine herausgeführt und in der Nahaufnahme sichtbar. Sie sind mit Signalbezeichnungen versehen, ihre Funktion wird jedoch im Dokument nicht beschrieben.

4. Spule, Abschirmung und Platine

Die Nahaufnahme zeigt die Spule in ihrer tatsächlichen Beschaffenheit: eine flache Spirale aus eng beieinanderliegenden Windungen mehradrigen Kupferdrahts, die in zwei angelöteten Enden zur Platine enden. Die einzelnen Adern sind im Lack sichtbar, weshalb die Wicklung auf dem Bedienfeld als mehradrig und nicht als Massivdraht beschrieben wird. Ein Streifen gelbes Klebeband überbrückt die Wicklung an den Abzweigstellen, fixiert die Spule und isoliert die Kreuzungsstelle. Die darunterliegende Ferritplatte ist eine dunkle Scheibe, die etwas größer als die Wicklung ist und die Montage des Moduls auf Metall ermöglicht.

5. Elektrische Spezifikationen

Das elektrische Angebot ist kurz und widersprüchlich. Das Übersichtsschild gibt eine maximale Ausgangsleistung von 15 W an. Das Bedienfeld bietet Schnellladeprofile mit 15 W, 30 W und 50 W. Die Eingangsspannung ist dreifach angegeben: 9 V bis 24 V am Bedienfeld, 5 V und 9 V am USB-C-Anschluss sowie 9 V bis 16 V oder 12 V bis 24 V am Kfz-Anschluss. Der Wirkungsgrad liegt im Leerlauf, unabhängig von Spannung und Temperatur, bei über 90 Prozent. Der Betriebstemperaturbereich liegt zwischen -40 °C und 85 °C.

5.1 Die veröffentlichte Reihe, Tafel für Tafel

6. Leistung und Profil

Drei Leistungsangaben erfolgen ohne Bedingungen. Der Wirkungsgrad liegt über 90 Prozent. Der Übertragungsspalt beträgt 4 mm bis 10 mm. Das Profil beträgt 2,19 mm, wenn Platine und Spule flach liegen. Der Wirkungsgrad muss überprüft werden: Er hängt vom Spalt, der Ausrichtung, der Last und dem Empfänger ab, und keiner dieser Faktoren wird angegeben. Der Spaltbereich ist für die mechanische Konstruktion relevant, da er die maximale Dicke der Oberfläche über der Spule festlegt.

7. Kfz-Qualifikation

Das Automobil-Panel ist eine Liste von Qualifikationen und keine separate Spezifikation. AEC-Q100 wird erwähnt, eine Qualifikation für integrierte Schaltungen, nicht für Module. Die Eingangsspannung wird für den Fahrzeugeinsatz mit 9 V bis 16 V und 12 V bis 24 V angegeben. Als Schutzfunktionen werden Fremdkörpererkennung, Übertemperaturschutz, Überspannungsschutz und Kurzschlussschutz aufgeführt, wobei eine hohe Störfestigkeit separat ausgewiesen wird. Das Konformitäts-Panel ergänzt die Anforderungen um Hochspannungsprüfung, Fremdkörperschutz (Metall), Übertemperaturschutz und EMV-Konformität für den Automobilbereich, jedoch ohne Prüfbericht.

8. Integration

Zwei Bilder veranschaulichen die Integration, für die das Modul angeboten wird. Im Fahrzeug befinden sich Spule und Platine unter einer Ablage in der Mittelkonsole, das Smartphone wird auf der darüberliegenden Fläche geladen. Auf einem Schreibtisch liegen sie unter der Tischplatte, darauf befinden sich das Smartphone und ein Ladecase für Ohrhörer. Beide Darstellungen zeigen dasselbe Layout: Platine auf der einen Seite, Spule auf der anderen, ein kurzes Kabelpaar dazwischen, sonst nichts sichtbar. Dies ist die praktische Einschränkung des Designs, da Platine und Spule angrenzenden Platz und eine ausreichend dünne Oberfläche benötigen, um den Zwischenraum innerhalb ihrer Abmessungen zu lassen.

9. Qualität und Konformität

Das Konformitätspanel ist das umfangreichste im Set und enthält eine Liste der Prüfzeichen. Qi gemäß WPC (als Zertifikat angegeben); CE für EU-Sicherheits-, Gesundheits- und Umweltstandards; FCC Part 15B für Emissionen digitaler Geräte der Klasse B; RoHS 2.0 gemäß Richtlinie 2011/65/EU; und ISO 9001:2015 für das Qualitätsmanagementsystem, das dem Hersteller und nicht dem Modul zugeordnet ist. Hochspannungsprüfung, Schutz vor Metallfremdkörpern, Übertemperaturschutz und EMV-Prüfung für die Automobilindustrie sind als Prüfpunkte aufgeführt. Weder Zertifikatsnummer noch Prüfberichtnummer oder Normenversion sind angegeben. Die Qi-Version selbst wird hier als v1.3 und auf dem Übersichts-Badge als 1.2.4 angegeben.

10. Funktion

Eine Spule und eine Platine, sonst nichts. Das gesamte Modul besteht aus der planaren Wicklung auf ihrer Ferritplatte, der Steuerplatine und den beiden dazwischenliegenden Leitungen.

Typ-C-Eingang. Eine USB-Typ-C-Buchse am Platinenrand, die am Anschluss mit 5 V und 9 V und auf dem Typenschild mit einem Spannungsbereich von 9 V bis 24 V angegeben ist.

Spule mit Ferritrückseite. Eine Platte unter der Wicklung schirmt die Rückseite des Moduls ab, sodass es ohne Belastung der Spule an Metall montiert werden kann.

Dünn genug zum Einbetten. Ein Profil von nur 2,19 mm, wobei Platine und Spule nebeneinander liegen – dadurch lässt sich das Modul hinter einer Abdeckung oder einer Tischplatte montieren.

Die Schutzfunktionen sind aufgeführt. Auf dem Fahrzeugpanel sind Fremdkörpererkennung, Übertemperaturschutz, Überspannungsschutz und Kurzschlussschutz genannt, der FOD-Metallschutz wird auf dem Konformitätspanel wiederholt.

Ausrichtung auf die Automobilindustrie. AEC-Q100, Automobil-EMV und ein 9-V- bis 16-V-Fahrzeugbereich werden auf einem eigenen Panel neu dargestellt.

11. Vorteil

Dadurch wird der Stecker vom Produkt entfernt. Die Ladefläche hat keine Kontakte, die verschleißen können, keine Öffnung, die abgedichtet werden muss, und keine Ausrichtung, die falsch eingestellt werden kann.

Ein Modul hinter einer Abdeckung. Spule und Steuerplatine werden als Set geliefert, daher besteht die mechanische Konstruktion aus einer Tasche und zwei Anschlüssen anstelle einer Steckeraussparung und einem Kabel.

Die Ferritplatte ist die Voraussetzung. Ohne sie könnte das Modul nicht an einem Metallgehäuse befestigt werden; mit ihr bleibt das Feld auf der Telefonseite.

Eine Breite entsprechend der Oberflächenstärke ist geeignet. Ein Spalt von 4 mm bis 10 mm deckt dünne Kunststoffe, Furniere und die meisten Konsolenlaminate ab, was dem Bereich entspricht, den die meisten Produkte benötigen.

Die Dokumentation für die Automobilbranche wird erstellt. AEC-Q100 und die EMV-Normen für Fahrzeuge werden genannt; ab diesem Zeitpunkt kann ein Fahrzeugprogramm Berichte anfordern.

12. Spezifikationen

Die Werte werden von den Lieferantentafeln übernommen. Fehlt ein Wert, steht in der Zelle „Nicht angegeben“. Stimmen die Werte zweier Tafeln nicht überein, werden beide Werte beibehalten und der Konflikt in der Spalte „Anmerkungen“ vermerkt, anstatt ihn hier zu lösen.

13. Anwendung

Die folgenden Anwendungsbereiche sind die, auf die sich das Material bezieht, mit einem Hinweis darauf, warum ein Modul dieser Form für jeden Bereich geeignet ist. Sie beschreiben, wo das Teil verkauft wird, und stellen keine Qualifizierung für eine bestimmte Konstruktion dar.

Laden der Fahrzeugkonsole. Die Spule unter einem Ablagedeckel, die Platine daneben, das Telefon auf die Oberfläche darüber gefallen.

Tisch- und Möbeloberflächen. Das Modul passt unter eine 4 mm bis 10 mm dicke Oberfläche und lädt darüber ein Smartphone und ein Ladecase für Ohrhörer, ohne die Oberfläche zu beschädigen.

Möbel für den öffentlichen Bereich und die Gastronomie. Tische und Theken, bei denen eine versiegelte, kontaktlose Ladefläche sowohl die Aussparung als auch das Reinigungsproblem beseitigt.

Unterhaltungselektronik und smarte Lautsprecher. Eine Ladestation auf einem netzbetriebenen Gerät, die die gleiche Stromversorgung nutzt, die das Gerät bereits besitzt.

Industrielle Handgeräte und Instrumente. Versiegelte Gehäuse ohne Anschlussmöglichkeit, die durch Auflegen des Geräts auf eine Ladeplatte geladen werden.

Eingebettete OEM-Designs. Die Spule und die Platine werden in einem anderen Produkt verwendet, wobei der Spalt und die Aussparung um sie herum dimensioniert sind.

14. Bestellung

Senden Sie zuerst die Anwendung, die Oberflächenstärke und die Last, dann die Zahlen. Eine aussagekräftige Anfrage enthält die verfügbare Eingangsspannung, die benötigte Empfängerleistung, den Oberflächenabstand, die Betriebstemperatur und ob die Ausführung für den Automobilbereich geeignet sein muss. Fragen Sie nach der angebotenen Variante, da Ausgangsleistung, Eingangsbereich und Qi-Version auf den Produktseiten unterschiedlich angegeben werden. Erfragen Sie außerdem Spulendurchmesser, Platinenabmessungen, Lochabstand, Kabellänge und Gewicht – diese Angaben sind nicht veröffentlicht. Fordern Sie vor der endgültigen Festlegung des Designs das Zertifikat und den Prüfbericht für die zu erfüllende Norm an.

Zur Konformität: Das Panel zeigt Qi gemäß WPC, CE, FCC Part 15B, RoHS 2.0 und ISO 9001:2015 an und stellt diese als für das Modul umfassend dar. Es werden weder Zertifikatsnummern noch Prüfberichtsnummern oder Normenversionen angegeben. Die Qi-Version wird hier als v1.3 und auf einem anderen Panel als 1.2.4 angegeben. Die ISO 9001-Zertifizierung bezieht sich auf den Hersteller, nicht auf das Bauteil. Die Angaben erfolgen hier als Kennzeichnungen und Erklärungen, nicht als verifizierte Zulassungen. Ein drahtloser Energiesender unterliegt Emissions- und Expositionsbestimmungen. Fragen Sie daher nach den zugehörigen Prüfberichten.

Marke/Hersteller: ZXY, Shenzhen Zhixiangyuan Electronics Co., Ltd. http://www.zxycoil.com