Существуют ли магнитные разъемы?

Обычные разъемы, в которых штепсельная вилка и розетка имеют металлические соприкасающиеся детали, страдают от следующих проблем:

• Ограниченные циклы спаривания или дорогостоящее покрытие.
• Несоответствие импеданса (актуально только для высокоскоростных сигналов).
• Отсутствие изоляции.

Вот очевидное решение, которое могло бы сделать полезный разъем типа Ethernet. Вместо того, чтобы соединять металлические электрические детали, почему бы не сделать вместо этого магнитную пару?

Вилка будет содержать первичные обмотки и С-образные сердечники, тогда как розетка будет содержать вторичную обмотку и более С-образные сердечники. Когда вилка и розетка сопряжены, С-образные сердечники будут касаться. Преимущество состоит в том, что эта конструкция не изнашивается и полностью изолирует печатную плату.

Какие-нибудь такие разъемы уже существуют? Если нет, есть ли какая-то причина, по которой они не используются? Могут ли они в конечном итоге быть дороже? Могут ли они быть менее надежными?

У Apple есть патент на технологию MagSafe, которая использует подпружиненные контакты и магнитную оболочку. Это в определенной степени решает проблему ограниченных циклов спаривания. Пока пружины в штифтах не изнашиваются. А поскольку он практически не имеет трения, удерживая его на месте (вместо этого он использует магнитную силу), он может легко отсоединиться, когда кто-то споткнется о шнур, что считается мерой безопасности. Однако это не решает проблемы импеданса и изоляции.

Индуктивная зарядка работает как трансформатор с воздушным сердечником (хотя обычно между катушками тоже есть пластик). Об этом говорил Пол Мак, когда ссылался на беспроводные зубные щетки, а Барри - когда упоминал зарядные устройства для электромобилей. Существует также группа, известная как Wireless Power Consortium, которая продвигает стандарт, называемый "ци".

У меня есть сотовый телефон типа «ци», который позволяет заряжать его, помещая на специальную пластину. У меня также есть зубная щетка Sonicare, которая использует индуктивную зарядку. Обе системы работают отлично. Они дают практически неограниченные циклы спаривания, а также обеспечивают отличную изоляцию. Моя зубная щетка регулярно покрывается водой и зубной пастой без каких-либо вредных последствий.

Обе эти системы используются для проведения постоянного тока зарядки. Обе системы выглядят так, как будто они могут использоваться для передачи сигнала переменного тока или цифрового сигнала. Хотя я не уверен, насколько высока частота / скорость, которую вы могли бы достичь, используя такую ​​систему. И на данный момент я не знаю ни одного стандарта / коннектора, который бы это делал.

Воздушный зазор в сопряженном магнитном соединителе ухудшил бы производительность. Магнитная сила теряется, перекрывая зазор, где встречаются ядра. Я думаю, что магнитный интерфейс зарядки используется для некоторых беспроводных зубных щеток. Но в данном случае эффективность не важна.

Оба наиболее распространенных используемых разъема, USB и Ethernet, должны иметь постоянный ток, поскольку это является частью их соответствующих спецификаций. Чистое магнитное соединение не может нести постоянный ток. Было бы возможно использовать сигнал переменного тока для передачи энергии по такому соединению, но это потребовало бы значительных изменений в этих протоколах, и потребовались бы дополнительные схемы на обоих концах для преобразования DC в AC в DC. Определенно не практическое решение. В некоторых зарядных устройствах для электромобилей используется магнитная муфта, чтобы избежать необходимости в сильноточных металлических разъемах, но это специальное применение, и его стоимость высока.