¿Existen conectores magnéticos?

Question

Los conectores convencionales, donde el enchufe y la clavija tienen partes metálicas que se tocan, sufren los siguientes problemas:

• Ciclos de apareamiento limitados o baño de metales caro.
• Desajuste de impedancia (relevante solo para señales de alta velocidad).
• Falta de aislamiento.

Aquí hay una solución obvia que sería útil para un conector tipo Ethernet. En vez de hacer que las partes eléctricas metálicas se apareen, ¿por qué no hacer que se apareen los componentes magnéticos?

El enchufe contendría los devanados primarios y núcleos en forma de C, mientras que la clavija contendría el devanado secundario y más núcleos en forma de C. Cuando el enchufe y la clavija se aparean, los núcleos en forma de C se tocarían. La ventaja sería que este diseño no se desgasta y aísla completamente la PCB.

¿Existen ya conectores de este tipo? Si no es así, ¿hay alguna razón por la que no se utilizan? ¿Podrían resultar más caros? ¿Podrían ser menos confiables?

Answer 1

Apple tiene una patente de una tecnología llamada MagSafe que utiliza pasadores cargados por resorte y una carcasa magnética. Esto maneja en cierta medida el problema de los ciclos de acoplamiento limitados. Hasta que los resortes en los pasadores se desgastan. Y ya que tiene muy poca fricción manteniéndolo en su lugar (utiliza la fuerza magnética en su lugar) puede desconectarse fácilmente cuando alguien tropieza con el cable, lo cual se ve como una medida de seguridad. Sin embargo, esto no aborda los problemas de impedancia y aislamiento.

La carga inductiva funciona como un transformador de núcleo de aire (aunque generalmente hay plástico entre las bobinas también). Esto es a lo que se refería Paul Mac cuando mencionaba los cepillos de dientes inalámbricos y a lo que se refería Barry cuando mencionaba cargadores de coches eléctricos. También hay un grupo conocido como el Consortio de Energía Inalámbrica que está promoviendo un estándar llamado "qi".

Tengo una carcasa tipo "qi" para mi teléfono celular que me permite cargarlo colocándolo en una placa especial. También tengo un cepillo de dientes Sonicare que utiliza carga inductiva. Ambos sistemas funcionan muy bien. Ofrecen ciclos de acoplamiento prácticamente ilimitados y proporcionan un excelente aislamiento. Mi cepillo de dientes regularmente se cubre de agua y pasta de dientes sin efectos perjudiciales.

Ambos sistemas se utilizan para transportar corriente de carga continua. Ambos sistemas parecen poder usarse para transportar una señal de corriente alterna o una señal digital también. Aunque no estoy seguro de qué tan alta frecuencia/velocidad se podría lograr utilizando tal sistema. Y, por el momento, no conozco ningún estándar/conector que esté haciendo esto.

Answer 2

Ambos de los conectores más comunes en uso, USB y Ethernet, necesitan transportar CC ya que esto es parte de sus respectivas especificaciones. Una conexión puramente magnética no puede transportar CC. Sería posible utilizar una señal de CA para transferir energía a través de dicha conexión pero esto requeriría un cambio importante en estos protocolos y se necesitaría circuitos adicionales en ambos extremos para realizar las conversiones de CC a CA y viceversa. Definitivamente no es una solución práctica. El acoplamiento magnético se está utilizando en algunos cargadores de automóviles eléctricos para evitar la necesidad de conectores metálicos de alta corriente, pero esta es una aplicación especial y el costo es alto.

Answer 3

El espacio de aire en un conector magnético de emparejamiento podría afectar el rendimiento. La fuerza magnética se desperdicia al atravesar el espacio donde se encuentran los núcleos. Creo que una interfaz de carga magnética se utiliza para algunos cepillos de dientes inalámbricos. Pero en este caso la eficiencia no es importante.