Беспроводная зарядка принцип работы: Беспроводная зарядка как работает? Принцип работы

Содержание

Беспроводная зарядка как работает? Принцип работы

Технологии делают удобнее жизнь современного пользователя мобильных устройств в самых разных аспектах. Если до недавнего времени главные конкурентные позиции сосредотачивались в самих устройствах, то сегодня все больше внимания производители уделяют аксессуарам и периферийным компонентам.

Одним из них является беспроводная зарядка. Как работает данное устройство и чем оно может быть полезно современному пользователю? Ответы на эти вопросы заключаются в самой концепции связи, исключающей проводное соединение. Беспроводной контакт призван избавить людей от хлопот с неудобными разъемами. Во многом эта идея реализовалась, но не обошлось и без недостатков таких устройств.

Особенности беспроводных зарядок

беспроводная зарядка как работает

В первые же годы распространения телефонов для сотовой связи производителям приходилось оговариваться при позиционировании таких гаджетов как мобильных. Дело в том, что мобильными они были и остаются лишь условно, поскольку есть зависимость от кабеля зарядного устройства. Снять все условности такого обозначения мобильных телефонов и смартфонов позволила беспроводная зарядка.

Как работает данный прибор? Все технологии, на которых базируются подобные зарядки, основываются на принципах передачи электроэнергии на расстоянии. Важно отметить, что распространение технологий беспроводной связи и передачи информации давно не является чем-то новым и удивительным. Модули радиосигналов, датчики Bluetooth и Wi-Fi, сетевые точки доступа – все это в той или иной степени позволяет передавать информационные сигналы.

Однако новизна и принципиальное отличие именно зарядных устройств с беспроводным принципом действия заключаются как раз в возможности передачи на расстоянии энергии для питания аккумуляторов.

Принцип работы

Наиболее распространенная конструкция таких устройств предусматривает наличие в начинке индукционных катушек. По сути, они выполняют функцию приемников, а также трансляторов электрических сигналов. При подключении самой зарядки к электросети формируется напряжение, после чего образуется и магнитное поле – вокруг передающей катушки. Собственно, после вхождения в это поле телефона активизируется и беспроводная зарядка.

Как работает восполнение заряда? За счет преобразования электромагнитных волн, которые переходят в аккумулятор уже в качестве электричества. При этом целевым объектом для питания может выступать не только телефон или смартфон. Разработчики ориентируются на широкие стандарты аккумуляторов и батарей, под которые также подпадают и некоторые модели планшетов, фотокамер, плееров и другой техники.

как работает беспроводная зарядка

В зависимости от модели устройства и ее характеристик, возможны разные условия поддержания зарядки. Например, для понимания того, как работает беспроводная зарядка Samsung, стоит ознакомиться со стандартом передачи энергии Qi. Такой передатчик способен восполнять емкость аккумулятора на расстоянии 3-5 см, то есть практически мобильное устройство должно находиться в контакте с зарядным прибором.

Безопасность беспроводных зарядок

Способность зарядок передавать энергию на расстояния справедливо вызывают вопросы относительно их безопасности для пользователей, которые в любом случае будут находиться в зоне действия индукционных катушек. Однако производители утверждают, что такие устройства не оказывают никакого вреда для здоровья.

В качестве примеров приводятся электробритвы и щетки, работающие на том же принципе электромагнитных полей, как и беспроводная зарядка для телефона. Как работает заряжающая панель в контакте с другой техникой и не наносит ли она ей вреда? Этот вопрос также поднимается, но и подобную опасность изготовители отрицают.

Дело в том, что максимальная мощность, на которой функционируют такие приборы, составляет не более 5 Ватт. Этого недостаточно, чтобы оказать негативное воздействие даже на чувствительные к электромагнитным полям аппараты.

Устройства от Samsung

беспроводная зарядка для телефона как работает

Одной из самых успешных разработок в сегменте корейских беспроводных зарядок является панель Wireless Charging Pad. Это оптимизированная версия базового семейства, в которой были устранены распространенные проблемы большинства подобных устройств первого поколения. Одним из главных достоинств данной модели является способность взаимодействовать с аккумулятором телефона независимо от его положения относительно функциональной площадки.

В товарном виде эту версию представляет беспроводная зарядка для Samsung Galaxy S6, которая поддерживает стандарт WPC. Данная технология отличается тем, что подходит не только к смартфонам линейки Galaxy, но и к большинству других телефонов Samsung. Кроме того, как отмечает изготовитель, зарядка может восполнять энергию на половину емкости всего за несколько минут.

Устройства от Apple

как работает беспроводная зарядка samsung

Сразу надо сказать, что «яблочная» продукция не поддерживает технологии беспроводной зарядки. Тем не менее производитель ищет альтернативные способы обеспечения данной возможности для своих пользователей.

В частности, он рекомендует использовать вспомогательные аксессуары в виде чехлов от фирмы Duracell. Поэтому вопрос о том, работает ли беспроводная зарядка через чехол, в случае с айфонами будет иметь положительный ответ. Если же такой способ не устроит, то можно воспользоваться картой-приемником формата iQi. Она подключается через специальный разъем Lightning и также скрывается под стандартным чехлом смартфона.

Устройства от Cota

как работает беспроводная зарядка samsung s6

Интересные предложения разрабатывают и сотрудники Cota. Они не просто осваивают концепции специализированных зарядных панелей для мобильных устройств, а стремятся максимально расширять спектр их поля действия. Например, помимо телефонов и планшетов, таким прибором можно наполнить энергией носимую электронику. Причем для этого необязательно вплотную подносить устройство к активной панели.

Небольшой аппарат размером с хлебницу работает на расстоянии 10 м. Возникает вопрос: "Как работает беспроводная зарядка с таким радиусом? Достаточно ли она эффективна?" И тут стоит вернуться именно к носимой технике, среди которой: умные часы, браслеты и напульсники, так как именно в работе с данными гаджетами устройство демонстрирует наиболее впечатляющие показатели. Очевидно, что на обслуживание аккумуляторов от телефонов и смартфонов требуется больше времени.

Недостатки беспроводной зарядки

Как и все технологии, радикально меняющие подходы к использованию техники и электроники, беспроводные устройства для зарядки имеют и немало минусов. Конечно, пользователь получает существенное преимущество, так как ему не приходится возиться с проводами и разъемами, но зато эффективность наполнения блока питания при таком способе заметно сокращается.

Большинство устройств обеспечивает заряд за больший промежуток времени по сравнению с классической методикой. Помимо этого, есть и эргономические неудобства, от которых пока не может избавиться современная беспроводная зарядка. Как работает проводная система заряда? Она требует подключения к устройству, после чего им можно пользоваться те самые 30-60 мин., требуемые для восполнения энергии. Однако в случае с беспроводными технологиями не только увеличивается время заряда, но также исключается возможность использования аппарата в этот период.

беспроводная зарядка для телефона своими руками

Направления для дальнейшего развития

Собственно, все направления развития зарядников, работающих без проводов, ориентированы на устранение вышеназванных недостатков и в целом улучшение базовых характеристик.

Также большой проблемой остается немалый вес таких приборов. В среднем сегменте рядовое устройство представляет собой платформу, которую едва ли можно назвать мобильной. Впрочем, здесь стоит отметить то, как работает беспроводная зарядка Samsung S6 и устройства для младших версий смартфона из линейки Charger Kit. Это панельные зарядные аксессуары, которые фиксируются к телефонам по типу защитных приспособлений и чехлов. Такая конфигурация сопряжения минимизирует габариты зарядной инфраструктуры, но при этом не отличается и высокой эффективностью.

Заключение

работает ли беспроводная зарядка через чехол

Нельзя сказать, что появление беспроводных зарядок вызвало ажиотаж на рынке аксессуаров для мобильных устройств. Несмотря на новизну концепции, распространению данной продукции мешают не только эргономические недостатки, но и стоимость, по которой реализуется беспроводная зарядка для телефона.

Своими руками изготовить аналогичное устройство можно с меньшими затратами. Для этого достаточно организовать блокинг-генератор с функцией передатчика энергии. Как отмечают опытные мастера, для такой схемы потребуется лишь самодельная катушка на основе меди и один транзистор с сопутствующей проводной инфраструктурой. Другое дело, что в плане надежности и безопасности такое устройство будет заметно проигрывать тем же фирменным моделям от Samsung.

Беспроводная зарядка. Как она работает на практике / Хабр

У меня свой магазин разных беспроводных зарядных устройств. За год работы в этой области я успел разобраться в характеристиках работы устройств, различиях, проблемных областях зарядок и прочитать очень много статей, в которых пишут не разобравшись в тематике.

В этой и следующих статьях хочу рассказать, на какой стадии развития находятся беспроводные зарядные устройства. Напишу про технические характеристики и измерения. После прочтения статей вы сможете понять, что сейчас представляют беспроводные зарядки, чем они отличаются и как они развиваются. Про саму технологию беспроводной передачи заряда уже написано несколько статей, поэтому повторяться не буду.

Это не рекламные описания и статьи, цель которых продать нужную модель. Я хочу рассказать о текущем положении дел, чтобы каждый смог понять различия между ними. Также напишу о новых разработках и кейсах, как развивают технологию.

Главный стандарт беспроводных зарядных устройств


Qi — главный стандарт беспроводной передачи энергии. Он активно используется всеми производителями мобильных телефонов и зарядных устройств. На данный момент есть три основных показателя мощности зарядок:

1. 5W
2. 7,5W
3. 10W

Для сравнения такую мощность выдают проводные зарядки:

1. Стандартный зарядный блок для iPhone — 5W
2. Зарядный блок для iPad — 10W
3. Quick Charge 3 — 18W

У беспроводных зарядных устройств КПД ниже из-за передачи энергии по воздуху. Тестирования показывают, что телефон принимает из 5W только 4,2W (КПД 85%), при 10W — 9,1W (КПД около 90%).

Что это на фото?

На фотографиях измеритель силы тока и напряжения, который принимает телефон от беспроводной зарядки. Это устройство показывает сколько телефон принимает заряда от беспроводной зарядки.


Быстрая беспроводная зарядка


Почему-то принято называть быстрой беспроводной зарядкой устройства с мощностью выше 5W. Я с этим не согласен, так как уже начинают продавать устройства на 15W, а прототипы выдают уже 20W — 60W (но об этом потом). Поэтому чисто маркетинговая добавка «быстрая» совсем потеряет свой смысл и какие-либо критерии. Я бы называл их просто по максимально выдаваемой мощности (напр. беспроводная зарядка 10W).

Нужно понимать, что есть несколько типов зарядки. Разные модели телефонов поддерживают разные стандарты.

Зарядку 5W поддерживают все телефоны со встроенным модулем зарядки. Также такую мощность можно получить используя приемник беспроводной зарядки (с этой пластиной телефон без беспроводной зарядки можно заряжать на ней).

Зарядку 7,5W сейчас поддерживают модели iPhone (все новее 8 модели).

Зарядку 10W поддерживают флагманы Samsung (от S7 и от Note 5), Huawei Mate 20 Pro.

Если зарядка выдает только 10W, то 7,5W для iPhone она может не выдавать. И наоборот. В случаях неправильного подбора беспроводной зарядки и модели телефона зарядка будет идти с мощностью 5W.

Чем подключать к розетке


Беспроводное зарядное устройство должно быть подключено к розетке. Для каждого типа нужно использовать мощные зарядные блоки. Минимальная требуемая мощность — это 10W (5V/2A). Использовать что-то с меньшим выходом можно, но это будет мучением, а не удобным пользованием.

Для зарядки на повышенной мощности 7,5W и 10W нужно использовать зарядные блоки с функциями Quick Charge 3 и аналоги. Это необходимость, без которой беспроводная зарядка просто не сможет выдавать повышенную мощность.

В следующих статьях расскажу про нагрев зарядок, разные виды/функционалы и про новые разработки, которые будут воплощать в жизнь в течение 1-2 лет.

Что нужно знать о беспроводной зарядке

Как появилась беспроводная зарядка

В 1820 году Андре-Мари Ампер доказал , что электрический ток создаёт магнитное поле, а в 1831-м Майкл Фарадей открыл закон индукции, который стал основой работы современных беспроводных зарядок.

В 1888 году Генрих Герц подтвердил существование электромагнитного поля. Его исследования помогли Николе Тесле впервые передать энергию на расстояние. Это случилось в 1893 году на всемирной выставке в Чикаго.

До конца XX века с передачей энергии на расстояние разными способами экспериментировали многие учёные. Исследования продолжаются до сих пор.

Процесс беспроводной зарядкиПроцесс беспроводной зарядки / techarmor.com

Массовый интерес к беспроводной зарядке зародился только после бума мобильных устройств уже в XXI веке.

Сегодня этим вопросом занимаются организации Wireless Power Consortium и AirFuel Alliance.

Какие есть стандарты беспроводной зарядки

Чтобы зарядить смартфон без проводов, используется пара катушек: одна в зарядной станции, которая подключена к питанию, другая в устройстве.

Когда на первой катушке появляется ток, вокруг неё образуется магнитное поле, которое передаёт его на вторую.

Беспроводная зарядка изнутриБеспроводная зарядка изнутри / belkin.com

Магнитное поле появляется из-за использования переменного тока высокой частоты. Он преобразовывается в постоянный, когда передаётся на устройство.

В зависимости от частоты тока в работу включаются магнитная индукция или магнитный резонанс.

Магнитно-индукционные станции

Они передают энергию на расстояние около 10 мм и используют для этого частоту переменного тока 100–357 кГц. Чтобы зарядить смартфон с помощью такой станции, он должен поддерживать конкретный диапазон её частот.

Магнитное поле не проходит через металл, поэтому беспроводная зарядка возможна только на смартфонах, задняя панель которых сделана из стекла или пластика. При этом даже толстый защитный чехол может помешать процессу зарядки.

По принципу магнитной индукции работают беспроводные зарядки Qi и PMA.

Qi

Разработкой стандарта Qi с 2008 года занимается организация Wireless Power Consortium (WPC), в которую входят производители зарядок из Америки, Европы и Азии. Его спецификации находятся в общем доступе .

Этот стандарт беспроводной зарядки используют в iPhone 8 и более новых смартфонах Apple, а также во всех устройствах Samsung линейки Galaxy S последних пяти лет.

С ним также работают компании Xiaomi, Huawei, LG, Sony, Asus, Motorola, Nokia, HTC.

PMA

Разработкой стандарта PMA с 2012 года по 2015-й занималась организация Power Matters Alliance (PMA).

Он в большей мере распространён в США. Там его продвигали сотовый оператор AT&T и сеть кофеен Starbucks.

Сегодня Power Matters Alliance в составе AirFuel Alliance занимается развитием альтернативного типа беспроводной зарядки AirFuel. Но вместе с Qi этот стандарт до сих пор поддерживают смартфоны Samsung, включая последние флагманы Galaxy S10, S10+ и S10e.

Магнитно-резонансные станции

В отличие от станций, работающих на магнитной индукции, в них применяется увеличенная вплоть до 6,78 МГц частота тока. Это позволяет расширить радиус зарядки до 40–50 мм.

В таких беспроводных зарядках также используется набор из двух катушек. Но они могут не находиться друг напротив друга, поэтому зарядные устройства необязательно должны быть выполнены в виде подставок или ковриков.

По принципу магнитного резонанса работают беспроводные зарядки стандартов Rezence и AirFuel.

Rezence

Разработкой Rezence с 2012 года по 2015-й занималась организация Alliance for Wireless Power (A4WP).

За счёт увеличения расстояния зарядки стандарт позиционировали как более удобную альтернативу Qi и PMA. Сейчас A4WP входит в состав AirFuel Alliance и работает над стандартом AirFuel.

Rezence продвигали производители комплектующих Broadcom, Gill Electronics, Integrated Device Technology (IDT), Intel, Qualcomm, Samsung Electronics, Samsung Electro-Mechanics, а также WiTricity.

AirFuel

Этот тип беспроводной зарядки ещё не вышел в массовое производство. Потенциал его распространения пока неясен, но компания Huawei планирует комплектовать им все свои смартфоны.

Разработкой стандарта AirFuel, который станет продолжением Rezence, с 2015 года занимается организация AirFuel Alliance.

В теории AirFuel можно спрятать даже под стол или другую поверхность. Через неё станции смогут одновременно работать с несколькими устройствами: смартфонами, наушниками, ноутбуками.

Что нужно знать о мощности беспроводных зарядок

Беспроводные зарядки отличаются по входной и выходной мощности: обычно она варьируется от 5 до 20 Вт.

Её уровень указывают на корпусе устройства, на коробке, на официальном сайте производителя. Его также можно узнать из обзоров.

ZMI WTX10 Wireless Charger на 18 ВтZMI WTX10 Wireless Charger на 18 Вт / aliexpress.com

Некоторые компании вместо мощности в ваттах указывают напряжение в вольтах и силу тока в амперах. По их значениям также можно узнать, насколько быстро можно зарядить устройство.

Мощность зарядки в ваттах = напряжение в вольтах × силу тока в амперах.

Беспроводные зарядки могут поставляться без блока питания. Их входную мощность нужно знать, чтобы определить, какой подойдёт для их полноценной работы. Мощность стандартного блока питания iPhone — 5 Вт, iPad — 12 Вт, Galaxy S10 — 25 Вт.

Если входной мощности достаточно, устройство должно выдавать максимальную выходную. Зарядка ZMI WTX10 Wireless Charger выдаёт 18 Вт, двойной док Samsung EP-P5200 — 10 Вт, рекомендованная Apple зарядка Belkin Boost Up Special Edition — 7,5 Вт.

Belkin Boost Up Special Edition на 7,5 ВтBelkin Boost Up Special Edition на 7,5 Вт / belkin.com

При этом нужно понимать, с какой мощностью беспроводной зарядки работает ваш смартфон. iPhone 8, 8 Plus и X на iOS 12 поддерживают 7,5 Вт, iPhone XS, XR и XS Max, Galaxy S10 — 10 Вт.

Чтобы определить примерную скорость зарядки в часах от 0 до 100%, ещё нужно знать ёмкость аккумулятора смартфона в ватт-часах и учитывать коэффициент полезного действия (КПД) беспроводной зарядки — обычно 75–90%.

Скорость зарядки в часах = ёмкость аккумулятора в ватт-часах / выходную мощность зарядки (или смартфона, если она меньше) в ваттах / КПД в % × 100%.

Чтобы зарядить аккумулятор iPhone XS Max на 12,08 Вт∙ч с помощью ZMI WTX10 Wireless Charger, уйдёт не меньше 1⅓–1⅔ часа. При этом к сети её можно подключить стандартным блоком питания.

Что нужно знать, используя беспроводную зарядку

Как установить смартфон на зарядную станцию

Положите смартфон в центр беспроводной зарядки или на место, предусмотренное производителем.

Смартфон на беспроводной зарядке стандарта QiСмартфон на беспроводной зарядке стандарта Qi / aliexpress.com

Убедитесь, что зарядка началась. Если этого не случилось, ваш смартфон не поддерживает такой способ передачи энергии или вы используете слишком толстый чехол.

Как избежать перегрева во время беспроводной зарядки

Во время беспроводной зарядки смартфон нагревается больше обычного. Чтобы избежать перегрева, он может временно отключить передачу энергии, когда заряд аккумулятора достигнет 80%.

Не используйте громоздкие чехлы, которые мешают естественному теплообмену. И не кладите на устройство, которое заряжается, посторонние предметы. Опасно накрывать его тканью, которая ограничит циркуляцию воздуха.

Как долго смартфон может находиться на беспроводной зарядке

Смартфон может находиться на беспроводной зарядке всю ночь напролёт. Когда заряд его аккумулятора достигнет 100%, передача энергии прекратится.

Главное, используйте качественные зарядку, кабель и блок питания, чтобы избежать короткого замыкания.

Стоит ли покупать беспроводную зарядку сегодня

Беспроводная зарядка станет хорошим подарком для коллеги или делового партнёра, она займёт достойное место на рабочем столе дома или в офисе.

Но до покупки беспроводной зарядки нужно обязательно взвесить её преимущества и недостатки.

Преимущества

  • Можно просто положить смартфон на зарядное устройство, и он тут же начнёт восполнять энергию.
  • Не нужно искать кабель с подходящим коннектором (Lightning, microUSB, USB-C).
  • Уменьшается износ кабелей питания, портов и коннекторов.

Недостатки

  • Беспроводная зарядка работает медленнее проводной из-за меньшего КПД.
  • Зарядная станция редко идёт в комплекте, обычно её приходится докупать отдельно.
  • Нельзя полноценно использовать смартфон во время зарядки.
  • Если случайно сместить смартфон, лежащий на станции, зарядка может прекратиться.
  • Толстые защитные чехлы и чехлы с металлическими частями могут мешать работе беспроводной зарядки.
  • Беспроводную зарядку не всегда удобно брать с собой.

У беспроводной зарядки сегодня больше минусов, чем плюсов. Пока она находится на начальном этапе развития, поэтому нужно чётко понимать, где и когда её уместно использовать.

Беспроводное зарядное устройство удобно на рабочем столе. Можно поставить его на прикроватную тумбу и класть на него смартфон перед сном. Но совсем неудобно брать такую зарядку в путешествие и использовать на ходу.


С развитием стандартов Qi и AirFuel беспроводные зарядки будут использоваться повсеместно. Но для этого производителям предстоит расширить радиус действия, увеличить скорость зарядки и разобраться с остальными недостатками.

Читайте также ⚡️📲👀

Как работает беспроводная зарядка для телефона и как ею пользоваться

Современные телефоны разряжаются довольно быстро, особенно если использовать их для просмотра фильмов и прохождения уровней в играх. Заряжать устройство посредством обычного кабеля не всегда удобно. Иногда длины шнура не хватает из-за нестандартного расположения розетки, а что происходит чаще всего – блок питания или разъём попросту выходит из строя. Производители смартфонов идут в ногу со временем, поэтому в магазинах можно встретить так называемые беспроводные зарядки. В основном они представляют собой платформу, на которую кладётся сам аппарат, после чего он начинает заряжаться без подключения с помощью провода. Давайте подробно рассмотрим, как работает беспроводная зарядка для телефона, а также разберёмся с принципом её использования.

Что такое беспроводная зарядка

беспроводная зарядкаПо названию можно догадаться, что беспроводная зарядка позволяет заряжать различные устройства без использования проводов. Это может быть не только телефон, но и камера, фотоаппарат, планшет, умные часы, наушники и прочая техника. Естественно, для того чтобы это работало, заряжаемое устройство должно поддерживать беспроводную зарядку. Если такой поддержки нет, то в некоторых случаях ее можно реализовать при помощи специального чехла.

Подобный способ зарядки значительно экономит время и позволяет отказаться от использования кабелей и разъемов. Пользователю достаточно положить свой телефон на специальную платформу, и аккумулятор в автоматическом режиме начнёт наполняться. А чтобы прервать процесс зарядки нужно просто взять устройство в руки, отнеся его от источника энергии на 5-10 см.

Стандарт беспроводной зарядки Qi

Многие думают, что беспроводная зарядка появилась совсем недавно, однако это ошибочное мнение. Компания Wireless Power Consortium еще в 2008 году представила технологию беспроводной зарядки, работающую по стандарту WPC. Такое название не закрепилось в памяти людей, поэтому в различной литературе и описаниях чаще всего можно встретить обозначение Qi.

В стандарте WPC прописано, что беспроводная зарядка работает благодаря двум катушкам, взаимодействующим между собой. Одна из них расположена в платформе, а другая – в телефоне пользователя. Поэтому и получается, что магнитное поле охватывает две катушки, тем самым заряжая батарею устройства.

стандарт беспроводной зарядки Qi

На сегодняшний день многие аэропорты и автовокзалы предлагают своим посетителям зарядить смартфон или планшет полностью без проводов. Как раз здесь и используется стандарт Qi. Однако не каждый телефон может заряжаться по «воздуху», поэтому если вы захотите приобрести подобную технологичную платформу, обязательно почитайте характеристики своего устройства.

Принцип работы беспроводной зарядки телефона

Принцип работы беспроводной зарядки довольно прост, конечно, если не вдаваться в физические подробности. Пользователь заранее подключает специальную платформу к источнику питания, а после кладёт на неё смартфон. Кажется, что всё так просто, но на деле же всё происходит немного иначе. В платформу встраивается индукционная катушка, которая выполняет функцию приёмника и передатчика.

Точно такая же катушка расположена и в телефоне пользователя. После подключения платформы к источнику тока вокруг катушки формируется магнитное поле. Когда вы кладёте телефон на саму панель между двумя катушками начинается взаимодействие. Электромагнитные волны преобразуются в электричество, которое и заряжает аккумулятор телефона.

принцип работы беспроводной зарядки

Более наглядно процесс представлен на изображении выше. Желтым цветом как раз и показаны магнитные волны, преобразующиеся в электроэнергию.

Что такое обратная беспроводная зарядка

Обратная беспроводная зарядка – это ещё более усовершенствованная версия этой технологии. Впервые она появилась в 2018 году на ряде смартфонов Huawei и Samsung. Её суть сводится к тому, что при помощи одного телефона можно заряжать другой, причём полностью без проводов.

обратная беспроводная зарядка

Достаточно прислонить два аппарата друг к другу и активировать необходимую функцию в настройках. Это очень удобно, так как избавляет людей от необходимости носить с собой портативные зарядки.

Как пользоваться беспроводной зарядкой

Пользоваться беспроводной зарядкой так же легко, как и обычной, работающей посредством подключения по кабелю. Однако для наглядности приводим подробную инструкцию:

  1. Подключите беспроводную зарядку к источнику питания. Это может быть USB-порт компьютера или обычная розетка. После выполнения этого действия устройство должно подать какой-то сигнал, чаще всего световой или звуковой.
  2. Расположите телефон на платформе беспроводной зарядки. Чаще всего особых требований к этому нет, но лучше класть телефон по центру блока. Если зарядка не началась, то проверьте, активирована ли в настройках подобная опция.

как пользоваться беспроводной зарядкой

Как видите, принцип действий очень даже простой, поэтому с ним справится любой пользователь.

Таким образом, беспроводная зарядка – это специальная платформа, на которую кладётся телефон для начала зарядки аккумулятора. Принцип её работы сводится к взаимодействию магнитных полей между двумя индукционными катушками, расположенными в телефоне и самом приборе.

Какие телефоны поддерживают беспроводную зарядку

Сейчас технология беспроводной зарядки активно набирает популярность и ее поддерживают все больше новых телефонов. На данный момент, заряжать без проводов можно практически все флагманские модели. Ниже мы приведем актуальный список моделей с беспроводной зарядкой.

Смартфоны Apple iPhone:

  • iPhone 8/8 Plus;
  • iPhone X;
  • iPhone XS, XS Max;
  • iPhone XR;
  • iPhone 11, 11 Pro, 11 Pro Max;

Смартфоны Huawei:

  • HUAWEI Mate 20 RS PORSCHE DESIGN;
  • HUAWEI Mate 20 Pro;
  • HUAWEI P30 Proа;
  • HUAWEI Mate 30, Mate 30 Pro;

Смартфоны Samsung:

  • Samsung Galaxy Note 5, Note 8, Note 9;
  • Samsung Galaxy S6/S6 Edge;
  • Samsung Galaxy S7/S7 Edge;
  • Samsung Galaxy S8/S8 Plus;
  • Samsung Galaxy S9/S9 Plus;
  • Samsung Galaxy S10e/S10/S10 Plus;
  • Samsung Galaxy Note 10+/Note 10;

Смартфоны LG:

Смартфоны Xiaomi:

  • Xiaomi Mi Mix 2S;
  • Xiaomi Mi Mix 3;
  • Xiaomi Mi 9;

Смартфоны Google Nexus и Pixel:

  • Nexus 4;
  • Nexus 5;
  • Nexus 6;
  • Google Pixel 3;
  • Google Pixel 3 XL;
  • Google Pixel 4, 4 XL;

Смартфоны Sony:

  • Sony Xperia XZ2 Premium;
  • Sony Xperia XZ3;

Смартфоны ZTE:

  • ZTE V975;
  • ZTE Axon 9 Pro;

Смартфоны Nokia:

  • Nokia Lumia 1520, 720, 735, 820, 830, 920, 928, 930, 950;
  • Nokia 8 Sirocco;

Смартфоны Doogee:

  • Doogee S80/S80 Lite;
  • Doogee S70;
  • Doogee S60/S60 Lite;

Смартфоны Blackview:

  • Blackview BV9600 Pro;
  • Blackview BV9500/BV9500 Pro;
  • Blackview BV6800 Pro;
  • Blackview BV5800 Pro;

Как работает беспроводная зарядка смартфона?

Сейчас все чаще и чаще слышу про беспроводную зарядку. Четыре месяца назад, когда искал себе новую машину, видел Киа "Спортедж" со встроенной такой зарядкой. Еще подумал, вот на кого это рассчитано, на единиц? Казалось, что для этого надо иметь какую то крутую модель телефона или какое то дорогое оборудование. Но оказывается и мой телефон средней стоимости поддерживает эту технологию. Задумался, я же совсем не знаю принципов, как это работает. Мне казалось, что эта технология еще достаточно "далеко" от обывателя, а оно уже вот рядом и совсем доступно.

Давайте разберемся чуть подробнее ...


Оказывается, принцип работы беспроводного зарядного устройства очень прост — достаточно поместить гаджет на специальную панель, чтобы он зарядился. В основе аксессуара лежит принцип работы индукционной катушки.

Беспроводные зубные щетки длительное время уже используют беспроводную зарядку. Технологию традиционно сопровождали проблемы низкой эффективности и медленной зарядки, но они были не критическим недостатком для зубной щетки или электрической бритвы, которые вы используете только в течение нескольких минут каждый день. Использование индуктивной зарядки является более безопасным, с той точки зрения, что нету провода, и он не замкнет, и вы случайно не дотронетесь мокрыми руками к участкам с плохой изоляцией.

Такой способ передачи энергии становится очень популярной в последнее время. В 2015 году всемирно популярный бренд начал продавать мебель, в которую будет встроен модуль беспроводной зарядки. Сегодня все флагманские модели смартфонов поддерживают Qi.

Ожидается, что в скором времени трансмиттеры или, другими словами, модули можно будет найти в аэропортах, ресторанах, кинотеатрах, фастфудах, торговых центрах, что позволит осуществлять зарядку телефонов и планшетов в любое время. На самом деле это облегчит жизнь юзерам мобильных гаджетов. Мы входим в новую эру, где совсем необязательно носить с собой повсюду проводные зарядные устройства для всех девайсов, которыми мы пользуемся.

Стандарт беспроводного питания называется Qi. В русской транскрипции слово произносится как «Ци». Такое имя стандарт носит в честь термина восточной философии и означает поток энергии. Он разработан Консорциумом беспроводной электромагнитной энергии WPC. Эта организация объединяет мировых производителей электроники и ставит перед собой важную задачу — стандартизировать процесс зарядки гаджетов индукционным методом. В ближайшем будущем все девайсы можно будет заряжать без подключения к сети. Это невероятно удобно. Каждый из нас хотя бы раз сталкивался с ситуацией, когда разряжается смартфон. Приходится в срочном порядке искать выход. В скором времени модули беспроводной зарядки появятся во всех общественных местах, а также дома у каждого юзера.

В домашних условиях можно просто расположить модуль в удобном месте, и он никогда не потеряется, в отличие от проводной «зарядки». Достаточно просто поместить на него гаджет, немного подождать, пока пополнится ёмкость аккумулятора. Принцип работы беспроводной «зарядки» основан на свойствах индукционной катушки передавать электрический ток. В школьном курсе физики нас учили, что при подключении индукционной катушки к источнику питания в ней возникает магнитное поле перпендикулярно виткам катушки. Таким образом, если расположить две катушки в радиусе действия магнитного поля и при этом подключить одну из них к источнику питания, то во второй катушке появится напряжение. При этом важно учитывать тот факт, что две индукционные катушки ни в коем случае не должны соприкасаться между собой. Такой простой принцип положен в работу беспроводных зарядных устройств, поддерживающих технологию Qi.

Существует две разновидности стандарта Qi. Первая предполагает зарядку при низкой мощности — 5 ватт, а вторая — при высокой мощности — 120 ватт. Qi высокой мощности сейчас не выпускается производителями в силу объективных факторов. С помощью Qi на 120 ватт можно выполнить зарядку ноутбука. Qi на 5 ватт используют для пополнения ёмкости аккумуля

Как работает беспроводная зарядка для телефона: ответ специалиста

Всем привет! Беспроводная зарядка уже давно перешла из разряда «вау» в категорию «доступные аксессуары». С одного боку – она полностью исключает физический контакт между адаптером и портом гаджета. С другого – наблюдаются проблемы с толстыми чехлами и перегревом смартфона. Почему так происходит и как пользоваться беспроводной зарядкой для телефона? – рассмотрено в рамках данной статьи.

Как работает беспроводная зарядка: что это такое, принцип действия и использованиеКак работает беспроводная зарядка: что это такое, принцип действия и использование

Принцип работы

Что такое беспроводная зарядка? Ученые прошлых лет по крупицам собирали требуемые знания, чтобы мы сегодня могли использовать данный аппарат с теми функциями, которыми он наделен. Две сотни лет назад, в 1820 году, физик Андре-Мари Ампер смог доказать, что электрический ток создаёт магнитное поле. Майкл Фарадей в 1831 году открыл закон индукции, который лег в основу всех беспроводных зарядных наработок современности.

1888 год Генрих Герц в своих наблюдениях и расчетах предоставил миру доказательство существования электромагнитного поля. Благодаря этим знаниям, Никола Тесла сумел в собственных экспериментах передать энергию на расстояние, что подтверждается случаем 1893 года, на всемирной выставке в Чикаго. С тех пор многие экспериментировали с дистанционной передачей энергии разными способами (в том числе беспроводным способом), и до сих пор продолжают этим заниматься.

Спрос же на беспроводные зарядки появился только в 21 веке, когда практически у каждого человека в руках появился смартфон.

Как работает беспроводная зарядка? У нее принцип действия достаточно простой: в конструкции присутствуют две катушки, одна в смартфоне, вторая в беспроводной зарядке. Они располагаются параллельно друг другу. Когда на одну катушку подается ток, вокруг катушки создается магнитное поле, которое благодаря индукции передает ток на вторую катушку.

Как работает беспроводная зарядка: что это такое, принцип действия и использованиеКак работает беспроводная зарядка: что это такое, принцип действия и использование

Стандарты станций

Магнитное поле возникает после подведения переменного высокочастотного тока. Он конвертируется в постоянный во время передачи на портативную технику.

Частота тока – это важный показатель, из-за которого выбирается концепция построения беспроводного «чарджера». Она может быть с магнитной индукцией или с магнитным резонансом.

Магнитно-индукционные

Как работает беспроводная зарядка: что это такое, принцип действия и использованиеКак работает беспроводная зарядка: что это такое, принцип действия и использование

Станции «wireless charger» данного типа транслируют энергию на дальность в пределах 1 см и работают с частотой переменного тока 100-357 кГц. Для бесконтактного заряда смартфона такой станцией нужно, чтобы тот поддерживал такой диапазон частот.

Поскольку магнитное поля блокируется металлом, смартфоны с металлическим корпусом не подходят для работы со станцией. Рекомендовано, чтобы задняя крышка, под которой размещена катушка, была из стекла или пластика. Чехол, из толстой «резины» тоже может занижать показатели заряда от такого зарядного устройства, или же вовсе мешать это делать.

Принцип магнитной индукции заложен в беспроводное зарядное устройство Qi и PMA:

  1. Qi – стандарт Wireless Power Consortium (WPC), наработки которого ведутся с 2008 года, и есть в общем доступе. Его впервые применила Apple для iPhone 8 и использует в новой линейке смартфонов. Также, этот стандарт взяли на вооружение Самсунг, Хуавей, Сяоми и ряд других компаний гигантов по производству смартфонов.
  2. PMA – стандарт Power Matters Alliance (PMA), которой «Альянс» занимался с 2012 по 1015 год. Достаточное распространение стандарт получил в Америке, постольку его продвижением занимался мобильный провайдер «AT&T» и сеть Старбакс. Сейчас, PMA приобрела «AirFuel Alliance» и совместно выкатывают альтернативный тип беспроводного устройства типа AirFuel (о нем чуть ниже). Поддержка данного стандарта (PMA) все еще присутствует у технологических передовиков – Samsung, в моделях Galaxy S10, S10+ и S10e.

Магнитно-резонансные

Отличие в этих станциях кардинальное – частота тока высокая (до 6,78 МГц). Благодаря этому радиус зарядки увеличивается до коридора 4-5 см.

Разница в том, что концепция разрешает размещать катушки как угодно в пределах расстояния в 5 см, то есть, использовать беспроводную зарядку можно, просто поднеся телефон в любом положении к ней. Также, это разрешает делать устройства не только в виде коврика или подставки, но и придумывать более изощренные формы.

Такой стандарт можно увидеть в зарядных устройствах от Rezence и AirFuel:

  1. Rezence – стандарт «Alliance for Wireless Power» (A4WP), наработки которого велись в 2012-2015 году. Позиционировался в качестве «лучшей» альтернативы Qi из-за увеличенного расстояния. В данный момент A4WP входит в «AirFuel Alliance» и полностью сосредоточен на AirFuel.

Как работает беспроводная зарядка: что это такое, принцип действия и использованиеКак работает беспроводная зарядка: что это такое, принцип действия и использование

  1. AirFuel – стандарт, над котором кропотливо работают. Пока что, он еще не вышел на массовый рынок, и чем он сможет удивить общественность, пока что не ясно. Но, Хуавей заявила, что они сразу же возьмут его на вооружение, и будут его поддерживать в новых моделях своих смартфонов под брендами Huawei и Honor.

Предполагается, что будущее за AirFuel, которое в теории разрешит применять дистанционную зарядку, размещая ее под столом или в других скрытых местах. Также, она будет одновременно работать с многими мобильными и портативными устройствами.

Насколько мощная беспроводная зарядка?

Как работает беспроводная зарядка: что это такое, принцип действия и использованиеКак работает беспроводная зарядка: что это такое, принцип действия и использование

Поскольку моделей зарядных устройств много, они отличаются по уровню мощности на входе и на выходе. Обычно, она находится в коридоре 5-20 Вт. Этот показатель присутствует в технических характеристиках устройства.

Мощность также могут указывать, исходя из силы тока или напряжения. Но главное то, что по данным показателям можно будет определить – как быстро получится зарядить устройство.

Формула проста: Мощность (Ватт) = Напряжение (Вольт) х Сила тока (Ампер).

Если мощности адаптера питания будет хватать, на выходе беспроводной чарджер способен выдавать максимально возможную мощность.

Как правильно использовать

Чтобы работала беспроводная зарядка для телефона, необходимо:

  1. Подключить станцию в сеть 220В с помощью адаптера и разместить на плоской поверхности.
  2. Поместить на нее смартфон или иное устройство с поддержкой работы используемого стандарта (в данном случае Qi).
  3. Увидеть на смартфоне, что процесс зарядки запущен, после чего можно оставить гаджет заряжаться.

Как работает беспроводная зарядка: что это такое, принцип действия и использованиеКак работает беспроводная зарядка: что это такое, принцип действия и использование

Если не работает беспроводная зарядка, хотя устройство ее поддерживает, проверьте, правильно ли вы поместили на нее устройство. Ориентируйтесь на метки, которыми производитель помечает места для размещения смартфона на зарядке.

Беспроводная зарядка смартфонов. Ответы на самые интересные вопросы

Оценка этой статьи по мнению читателей:

Рассказывать о том, что такое беспроводная зарядка — идея далеко не самая оригинальная. Если до 2017 года об этом писали многие техно-сайты, то после выхода первых смартфонов от Apple с беспроводной зарядкой (iPhone 8 и iPhone X), такие статьи появились буквально везде.

Поэтому у нас возникла такая дилемма. С одной стороны, никому не нужна очередная перепечатка на тему беспроводных зарядок. Но с другой — мы-то ничего об этом не писали.

Ну не писали и не нужно! — сказал бы человек, не читавший нашу статью о том, как работает батарея смартфона и как правильно ее заряжать. Но ведь если та статья (на столь избитую тему) получилась интересной, может и эта получится неплохой? Что ж, давайте это проверим!

Вначале мы расскажем об общем принципе работы беспроводной зарядки, а затем перейдем к самым интересным и волнующим вопросам.

Как работает беспроводная зарядка на смартфонах

Примерно так же, как и обычная зарядка, с помощью которой вы ежедневно заряжаете свой телефон! Или вы думали, внутри той маленькой коробочки с USB-кабелем, которую нужно вставлять в розетку, ток идет только по проводам?

Как мы знаем, для зарядки смартфону нужно 5 вольт, а розетка выдает 220 вольт. Чтобы наше устройство не сгорело при подключении к розетке, необходимо понизить напряжение. Для этого и нужна та самая коробочка под названием блок питания. Внутри этого блока находится трансформатор, принцип работы которого напоминает работу беспроводной зарядки.

Когда вы вставляете блок питания в розетку, провод от нее не идет прямиком в смартфон, а просто наматывается на катушку и больше ни к чему не подключается:

схема зарядного устройства смартфона

Но как же тогда ток поступает в телефон, если провод от розетки никуда не идет? Именно беспроводным путем! А рядом с этой катушкой размещается еще одна, провод которой и подключается к смартфону:

полная схема работы зарядного устройства

Такой хитрый трюк позволяет нам понижать или повышать напряжение. А работает это следующим образом.

Когда по проводу протекает переменный ток, вокруг него возникает переменное магнитное поле. Чем больше тока, тем сильнее это поле. Почему так происходит? Да просто так устроен наш мир — подброшенный камень падает вниз, а движение электронов в проводе сопровождается возникновением магнитного поля.

Под словом переменный подразумевается лишь то, что ток постоянно меняет свое направление. То есть, вначале все электроны движутся в одну сторону провода, а затем в обратную. За одну секунду ток в розетке меняет свое направление 50 раз. Этим переменный ток и отличается от постоянного, в котором электроны всегда движутся только в одном направлении.

Когда ток меняет свое направление, меняется и направление магнитного поля (север и юг). Можно сказать, что наш условный магнит (магнитное поле) как бы переворачивается 50 раз в секунду.

Так вот, более столетия назад люди обнаружили, что не только ток создает вокруг провода магнитное поле, но и само магнитное поле порождает в другом куске провода электричество, если этот провод будет находиться рядом.

А катушка нужна лишь для того, чтобы усилить магнитное поле, ведь магнитные поля каждого витка провода накладываются друг на друга.

Получается, когда мы включаем блок питания в розетку, ток проходит по первой катушке и создает магнитное поле, которое в свою очередь, заставляет двигаться электроны в другой катушке, создавая там электричество.

Вот так легко ток передается «по воздуху» от одного куска провода к другому!

Если вам интересно, каким образом 220 вольт превратились в 5 вольт, то здесь все еще проще. Оказывается, разница в напряжении зависит от количества витков провода. Если мы намотаем провод от розетки 220V, условно, в катушку из 220 витков, а второй провод, который будет подключаться к смартфону, намотаем в катушку из 5 витков, тогда 220V с одной стороны превратятся в 5V на другом проводе! Именно поэтому на картинке показано разное количество витков:

полная схема работы зарядного устройства

Если ток может легко «протекать» между двумя не связанными между собой проводами, ничего не мешает нам разделить такой трансформатор пополам, вытянув вторую катушку и поместив ее в смартфон.

Теперь, чтобы «переслать» энергию по воздуху, нужно будет просто положить смартфон на зарядное устройство, чтобы их катушки находились в непосредственной близости друг ко другу (синими стрелками показано магнитное поле):

как работает беспроводная зарядка

Вот и весь секрет беспроводной зарядки!

И если с этим все понятно, тогда можем переходить к интересным вопросам.

Почему все называют эти зарядки беспроводными, если они по проводу подключаются к розетке!?

Ровно по той же причине, почему и Wi-Fi называется беспроводным интернетом, несмотря на то, что сам роутер подключается к зарядке по проводу.

Конечно, было бы гораздо удобнее, если бы зарядка работала аналогично Wi-Fi роутеру. То есть, в доме стоял бы прибор, который просто «транслировал» энергию в пространство. Нужно зарядить смартфон? Опускаете шторку на телефоне и включаете зарядку, как Bluetooth или NFC.

В принципе, передача энергии на большие расстояния — вполне реальная задача и, возможно, такая технология скоро будет доступна пользователям смартфонов, но пока остается довольствоваться электромагнитной индукцией.

Почему не все смартфоны поддерживают беспроводную зарядку?

Чтобы смартфон можно было заряжать без провода, внутри него должна находиться катушка, провода которой подсоединены к аккумулятору. Если производитель не встроил эту катушку, такой смартфон заряжаться без проводов не сможет.

Вот, к примеру, как она выглядит в iPhone XR:

катушка беспроводной зарядки iPhone XRCredits: iFixit

Кроме того, если у смартфона задняя крышка металлическая — беспроводной зарядки там быть не может, так как в крышке под воздействием магнитного поля будет появляться ток и она начнет сильно нагреваться. Ничем хорошим это не закончится.

Можно ли для смартфона покупать любую беспроводную зарядку или нужна определенная?

Еще несколько лет назад на рынке существовало несколько несовместимых между собой стандартов беспроводных зарядок. Самым популярным из них был Qi (читается как «Чи» или «Ци»), но встречались и другие, например, PMA.

Но так как принципиальной разницы между Qi и PMA не было, плюс, Apple выбрала Qi в качестве стандарта для iPhone, PMA проиграл битву. Сегодня практически во всех устройствах используется стандарт Qi, поэтому, если ваш смартфон более-менее современный, подойдет любая зарядка этого стандарта.

Нужно ли выключать беспроводную зарядку из розетки, когда она не заряжает смартфон?

В этом нет никакой необходимости. Беспроводная зарядка работает в режиме ожидания, когда нет никакой нагрузки. Естественно, электричество при этом практически не потребляется и зарядка не нагревается.

Периодически такая зарядка посылает тестовые импульсы в ожидании ответа от смартфона и пока он ей не ответит, устройство не включится.

Нужно ли размещать смартфон на зарядке в строго определенном месте с точностью до миллиметра?

Точность до миллиметра не нужна. Но, все же, катушки внутри смартфона и зарядного устройства должны располагаться более-менее точно относительно друг друга.

Если вы покупаете самую дешевую китайскую зарядку, скорее всего, внутри нее будет всего одна катушка и вам придется каждый раз следить за тем, куда и как вы кладете смартфон, чтобы расположение катушек совпало. Иначе смартфон либо не будет заряжаться вовсе, либо эффективность (КПД) зарядки будет крайне низкой и большая часть энергии будет уходить в никуда.

В обычных (хороших) зарядках размещается сразу несколько катушек внахлест:

катушки, размещенные внахлест внутри зарядки

Когда вы кладете смартфон на такую зарядку, она включает именно ту катушку, которая находится ближе всего к катушке телефона. Так что, при использовании нормального зарядного устройства точно позиционировать смартфон не нужно. Просто положили телефон на зарядку и пошли по своим делам.

Есть и другие интересные решения. Например, когда катушка внутри беспроводной зарядки может передвигаться — вы кладете смартфон, а она подъезжает прямо под катушку телефона.

Влияет ли чехол на работу беспроводной зарядки?

В чехле смартфон будет находиться чуть дальше от катушки, но если его толщина не превышает 2-3 мм, это не должно сказаться на принимаемой мощности. Поэтому снимать чехол во время зарядки не нужно. Если же он слишком толстый или смартфон будет располагаться слишком далеко от катушки (скажем, дальше 7 мм), зарядка просто отключается.

Материал чехла не играет никакой роли, только если это не металл. Если же на чехле есть металлические вставки, нужно чтобы они не перекрывали катушку. Но даже в этом случае зарядка может не работать. Подробности смотрите в следующем ответе.

— Что будет, если на зарядку положить металлический предмет или рядом окажется что-то из металла?

Естественно, когда металл попадает в переменное магнитное поле, внутри индуцируется электричество и металлический предмет начинает нагреваться. Это могло бы закончиться самыми неприятными последствиями, вплоть до пожара. Но такой сценарий невозможен даже в теории.

Дело в том, что стандарт Qi — это не просто катушка, по которой протекает ток и возникает магнитное поле. На самом деле, беспроводная зарядка — это очень умное устройство, которое никогда не включится, пока не «договорится» со смартфоном.

В режиме ожидания беспроводная зарядка не способна ни зарядить смартфон, ни нагреть металлический предмет. Она практически не работает. Как только в поле действия зарядки попадает любой металлический предмет, включая катушку смартфона, она начинает опрашивать устройство.

Послав запрос, зарядка ожидает ответ. Если устройство подтвердит, что оно полностью совместимо со стандартом Qi, тогда зарядка проверит информацию о положении устройства. И если все эти проверки «металлический предмет» пройдет успешно, только тогда зарядка включится.

Естественно, у простой железки «не хватит ума», чтобы активировать зарядное устройство.

Но что будет, если мы разместим на зарядке смартфон, а рядом будет находиться металлический предмет (монета, кольцо, скрепка) или магнит? Ведь смартфон никак не скажет зарядке, мол, тут что-то рядом подозрительное лежит и пока лучше повременить с передачей энергии.

Верно, не скажет! Но это и не требуется. Зарядка не прекращает общение со смартфоном, который сообщает ей много информации (принимаемую мощность, процент заряда и пр.). И если она заметит, что определенное количество энергии идет в обход смартфона, зарядка тут же прекращается (или не начинается вовсе). Эта технология называется Foreign Object Detection (обнаружение посторонних предметов).

Кстати, именно это «общение» зарядного устройства и телефона гарантирует своевременное отключение процесса заряда, когда аккумулятор полностью зарядился.

— А что будет, если положить на беспроводную зарядку телефон, не поддерживающий эту технологию?

Хотя этот вопрос и может показаться чисто гипотетическим, на самом деле, он имеет и практический смысл. Дело в том, что сегодня очень распространены автомобильные держатели для смартфонов со встроенной беспроводной зарядкой. Поэтому некоторых может волновать вопрос, что будет, если обычный смартфон поместить в такой держатель.

Как вы уже, наверное, догадались, ничего страшного не произойдет, так как Qi-стандарт обязательно требует согласования с устройством перед началом зарядки. О чем можно «говорить» со смартфоном, не понимающим «язык» беспроводной зарядки? Соответственно, зарядка просто не будет работать.

— Влияет ли беспроводная зарядка на работу Bluetooth, Wi-Fi или NFC?

Казалось бы, причем здесь Wi-Fi или Bluetooth?

На самом деле, беспроводная зарядка работает на определенной частоте, так как направление тока меняется тысячи раз в секунду. При работе зарядки возникают электромагнитные волны, которые могут распространяться за пределы смартфона. Но рабочая частота Qi-зарядок составляет от 100 до 300 кГц, в то время как Wi-Fi и Bluetooth работают на частоте 2.4 ГГц, а NFC — на частоте 13.5 МГц.

Таким образом, беспроводная зарядка никак не может повлиять на работу Bluetooth, Wi-Fi или NFC. Однако вызвать помехи в диапазоне 100-300 кГц — вполне способна.

— Беспроводная зарядка вредна для здоровья?

Если положить руку на беспроводную зарядку, ничего не произойдет, так как она даже не включится. Когда зарядка работает, ее электромагнитное излучение совершенно безвредно для здоровья человека. Равно как и излучение от смартфона или вышек 5G.

— Убивает ли беспроводная зарядка батарею смартфона?

Не сильнее, чем проводная зарядка. Батарею ежедневно «убивает» сам процесс заряда и разряда, так как после каждого такого цикла емкость незначительно сокращается из-за химических процессов, происходящих внутри аккумулятора.

Но что по-настоящему вредно для батареи, так это очень высокая температура. И здесь ситуация следующая. С одной стороны, беспроводный способ зарядки — далеко не самый эффективный. Зарядное устройство потребляет больше энергии, чем отдает. А смартфон получает меньше энергии, чем отдает зарядка. Часть этой энергии уходит в тепло.

К слову, в обычной зарядке катушки не просто так «болтаются» в воздухе, а наматываются на специальный магнитопровод, чтобы добиться максимально эффективной передачи магнитного поля. Здесь же никакого магнитопровода нет.

Зачастую выделяемого тепла не достаточно для того, чтобы причинить хоть какой-то вред аккумулятору. А быстрые беспроводные зарядки и вовсе оборудованы системой охлаждения.

Кроме того, в процессе зарядки оба устройства не прекращают обмениваться информацией и при опасном повышении температуры зарядное устройство начнет снижение мощности.

В целом, беспроводная зарядка — это совершенно естественный метод, который ничем не опаснее проводной зарядки.

 

P.S. Мы открыли Telegram-канал и сейчас готовим для публикации очень интересные материалы! Подписывайтесь в Telegram на первый научно-популярный сайт о смартфонах и технологиях, чтобы ничего не пропустить!

 

Понравилась статья? Поделитесь с другими:

Как бы вы оценили эту статью?

Нажмите на звездочку для оценки

Оценить!

Внизу страницы есть комментарии...

Напишите свое мнение там, чтобы его увидели все читатели!

Если Вы хотите только поставить оценку, укажите, что именно не так?

Отправить

Большое спасибо за отзыв!

Как работает беспроводная зарядка и насколько она безопасна?

Джеймс Хант

В 1899 году изобретатель Никола Тесла начал проводить первые успешные эксперименты по беспроводной передаче энергии. Его первоначальный успех заставил его поверить в то, что однажды энергия будет передаваться по всей планете без необходимости в кабелях. На это ушло более 100 лет, но его мечта о беспроводной передаче энергии в конце концов осуществилась - хотя, возможно, не теми методами, которые он предполагал.

При создании телефонов и планшетов перед производителями стоит задача продлить срок службы батареи, сделать его легким и сделать зарядку максимально безболезненной. Решением этой последней проблемы может стать беспроводное питание, которое позволяет легко зарядить телефон, просто положив его. Но как это на самом деле работает? И, что еще более важно, насколько это безопасно?

В основе современной беспроводной энергии лежит тот же принцип, который Тесла исследовал более века назад: индукция.Электромагнитная индукция - использование электромагнитного поля для передачи энергии между двумя объектами - составляет основу всей современной беспроводной зарядки, а также таких вещей, как бесконтактные платежи, варочные панели и беспроводные колонки.

В практическом смысле принцип работы индукции прост: сначала вы подаете питание на базовый блок или зарядную станцию, которая содержит катушку «передатчика». Вокруг передатчика образуется электромагнитное поле, и когда вторая катушка «приемника» подходит достаточно близко, катушка приемника взаимодействует с магнитным полем, создавая электрический ток.Поместив вторую катушку внутрь другого устройства, вы можете без проводов передавать питание от базы к устройству.

Большинство индукционных зарядных устройств работают только на коротких расстояниях, и хотя физический контакт между устройством и его базовым блоком не является необходимым для индукционной работы, генерируемые поля теряют столько энергии, когда устройства удаляются дальше, чем обычно единственный способ подвести две катушки достаточно близко.

Что касается безопасности, беспокоиться особо не о чем.Среднее индукционное зарядное устройство создает поле, не более опасное, чем радиоволны, и оно недостаточно сильное, чтобы оказать какое-либо воздействие на человеческий организм. Во всяком случае, подключение и отключение кабеля более опасно, потому что есть небольшая вероятность, что он может изнашиваться и шокировать вас. Напротив, индукционное оборудование может быть безопасно заключено в толстый пластик и при этом работать. Вот почему в электрических зубных щетках для зарядки давно используется индукция: устройства могут оставаться герметичными и водонепроницаемыми.

Отлично звучит, правда? Так почему бы нам не использовать беспроводную зарядку постоянно? Для начала, это медленно.Несмотря на то, что беспроводная зарядка значительно улучшилась за последние несколько лет, проводная зарядка все еще в целом быстрее. Кроме того, при этом выделяется много тепла, так что на некоторых зарядных устройствах Samsung есть вентиляторы, чтобы все оставалось прохладным.

Но большая проблема - практичность. Вы можете легко использовать свой телефон, когда он подключен к зарядному устройству, но сложно поднести телефон к уху, когда он находится на беспроводной базовой станции.

Но все меняется.

Возвращаясь к первоначальным экспериментам Теслы, эффект, называемый резонансной индуктивной связью, позволил изобретателю безопасно передавать мощность на несколько метров.Возможно, самый популярный стандарт беспроводной зарядки, Qi, недавно был обновлен, чтобы позволить реализовать его версию в совместимых устройствах. В результате дальность зарядки увеличилась до четырех сантиметров.

Это может показаться не таким уж большим, но это начало. В будущем зарядные станции размером с стену могут передавать энергию на несколько устройств в нескольких комнатах, когда вы перемещаетесь по дому. Возможно, на то, чтобы добраться до этого момента, потребовалось более века, но мы как никогда близки к тому, чтобы беспроводная передача энергии стала обычным явлением.Это то, чего хотела бы Тесла.

.Беспроводная зарядка

: как работает зарядка Qi | ОРЕЛ

Извините, что сломал вам, ребята, но беспроводная зарядка не новость. В 1902 году Тесла подал патент на «Аппарат для передачи электрической энергии», в котором описал, как электричество может передаваться от одного проводника к другому. А если вы когда-нибудь пользовались электрической зубной щеткой, то наверняка знаете, что беспроводная зарядка используется уже много лет. Итак, почему в наши дни уделяется такое внимание беспроводной зарядке, когда она существует уже много лет?

С ростом использования смартфонов во всем мире, ростом электромобилей и появлением культуры, недовольной ископаемым топливом, беспроводная зарядка, возможно, наконец-то будет готова к моменту своей славы.Но как именно работает беспроводная зарядка? Это не какая-то черная магия; это наука!

Электричество и магнетизм, наконец вместе

Прежде чем углубляться в детали беспроводной зарядки, давайте вернемся на минутку и рассмотрим, как электричество и магнетизм работают вместе. Что вы теперь можете знать об этих двух силах, так это то, что они - две стороны одной медали. Например, пропускание электрического тока по проводу создаст магнитное поле. И наоборот, создание переменного магнитного поля и размещение рядом с ним медного провода приведет к протеканию электрического тока через провод.

Не верите? Вы можете создать свой собственный электромагнит из простых предметов повседневного обихода, таких как батарея, медная проволока и железный гвоздь:

  • Сначала вам нужно намотать медную проволоку на железный гвоздь. Затем вы возьмете концы медного провода и прикрепите его к клеммам аккумулятора.
  • Когда вы подключаете батарею к медному проводу, через ваш провод начинает течь электрический ток. Очевидно, правда? Теперь возьмите что-то вроде скрепки и поместите ее рядом с проволокой, и она будет к ней прилипать, магнетизм!
  • Вы даже можете сделать вторую катушку провода, положить ее рядом с первой катушкой, затем использовать вольтметр, и вы получите показание напряжения на второй катушке.
diy-electromagnet

Сделать электромагнит просто из нескольких предметов повседневного обихода.

Именно эта прямая связь между электричеством и магнетизмом, называемая электромагнетизмом, лежит в основе беспроводной зарядки. Принцип работы беспроводной зарядки не сильно отличается от простого эксперимента, который мы описали выше, и использует электромагнитное поле для передачи энергии между чем-то вроде смартфона и беспроводной зарядной площадкой. Вот вкратце, как работает беспроводная зарядка:

  1. Сначала поступающее напряжение преобразуется в переменный ток, который отправляется на катушку в беспроводной зарядной площадке.Это называется катушкой передатчика.
  2. Электрический ток, протекающий через эту катушку, создает магнитное поле, и когда вы помещаете другое совместимое устройство, например смартфон, рядом с этой площадкой с другой встроенной внутри катушкой, между обоими устройствами создается магнитное поле.
  3. Теперь электрический ток может течь к приемной катушке вашего смартфона. Затем этот ток используется для зарядки аккумулятора вашего смартфона, причем без проводов!

how-wireless-charging-works

Беспроводная зарядка в действии с магнитным полем, распространяющимся между двумя катушками.(Источник изображения)

Проще, чем вы думали, правда? Беспроводная зарядка - это просто технология, которая существует более века и использует тесную взаимосвязь между электричеством и магнетизмом. Это идеальный баланс инь и янь, который можно найти в природе.

Для беспроводной зарядки вашего оборудования вам потребуется определенное оборудование как в передатчике, так и в приемнике. Например, если вы поместите смартфон на подставку для беспроводной зарядки, внутри которой нет приемной катушки, ваше устройство не будет заряжаться.

Так в чем же выгода?

Неужели вся эта наука о беспроводной зарядке звучит слишком хорошо, чтобы быть правдой? В зависимости от того, кого вы спросите. Для технологии, изобретенной Теслой почти столетие назад, мы все еще пытаемся решить некоторые очень фундаментальные проблемы, в том числе:

Вам еще нужно подключить

Ирония этого повального увлечения беспроводной зарядкой заключается в том, что вам все равно нужно что-то подключить! Это просто усложняет ситуацию, когда вместо того, чтобы подключать смартфон, вам нужно подключить беспроводную панель? А учитывая, что ваш смартфон должен оставаться на планшете, это ограничивает ваши возможности по его использованию.Вытяните проводной зарядный кабель, и вы сможете одновременно заряжать и использовать телефон.

Не быстрее… пока

Беспроводная зарядка также намного медленнее, чем проводная. Например, компания Anandtech протестировала Samsung Galaxy S6 и смогла зарядить до 100 процентов примерно за 1,5 часа при подключении к сети, но тот же цикл зарядки занял более 3 часов при беспроводной зарядке! Беспроводной зарядке предстоит пройти долгий путь, если она будет не уступать по эффективности проводной зарядке.

Ассортимент просто не существует

Досягаемость электромагнитного поля быстро уменьшается, чем дальше вы удаляете две катушки друг от друга, и именно из-за этого вы вынуждены держать свой смартфон непосредственно на коврике для беспроводной зарядки. Хотя это было исправлено некоторыми новыми технологиями, которые мы обсудим позже, проблема дальности связи по-прежнему остается проблемой для большинства технологий беспроводной зарядки.

Катушки занимают ценную недвижимость

Другой проблемой является размер индукционной катушки, которую необходимо разместить в наших смартфонах, чтобы обеспечить их беспроводную зарядку.Учитывая сегодняшние ожидания в отношении ультратонких устройств, это может стать проблемой для инженеров, пытающихся понять, как уместить всю эту медь в такой небольшой и плотный корпус.

Qi-transmit-coil

Зарядная катушка Qi в задней части устройства, которая занимает немного места! (Источник изображения)

Конкурирующие стандарты

Последняя проблема и, вероятно, самая важная, заключается в том, что существует довольно много конкурирующих стандартов, все со своими собственными патентованными технологиями.К ним относятся:

  • Ци

    Qi-logo Эта технология поддерживается консорциумом Wireless Power Consortium и имеет прочные партнерские отношения с Microsoft, Verizon, Samsung, Sony и 500 другими компаниями. Их основное внимание уделяется беспроводной зарядке для смартфонов и других устройств с низким энергопотреблением.

  • A4WP

    airfuel-wireless-power-logo Эта технология поддерживается Alliance for Wireless Power (теперь официально Airfuel Alliance) и использует аналогичную беспроводную технологию, такую ​​как Qi, но она предназначена для устройств с более высокой мощностью и поддерживается некоторыми известными именами, такими как Canon, Dell, HTC, Intel. и Qualcomm.

  • PMA

    pma-logo
    Эта технология поддерживается Power Matters Alliance (теперь является частью альянса Airfuel) и представлена ​​в форме Powermat, которую поддерживают как Google, так и Starbucks. Starbucks использует эту технологию powermat в некоторых своих кофейнях, обеспечивая клиентам беспроводную зарядку, пока они потягивают латте.

Вся проблема с этими конкурирующими стандартами сводится к работоспособности между устройствами и возможному устареванию.Будет ли это похоже на войну HD-DVD и Bluray в свое время, когда проигравшая беспроводная технология будет бесполезна для всех устройств, в которые она встроена?

Чтобы развить технологию беспроводной зарядки, нам нужно выбрать один стандарт, который можно использовать во всех устройствах. Какой из них будет, все еще остается в воздухе, но когда мы достигнем момента, когда будет единый стандарт, который будет управлять всеми ими, как будет выглядеть будущее беспроводной зарядки?

Без привязки к будущему

Однажды, надеюсь, скоро мы выберемся из нашей привязанной реальности в мир, который на 100% является беспроводным.Когда наступит это будущее, есть бесконечные возможности, в том числе:

Самозарядные портативные станции

Корпорация Intel уже ведет работы по добавлению встроенных возможностей беспроводной зарядки в ноутбуки, которые мы используем каждый день. Эти ноутбуки не только смогут заряжаться по беспроводной сети, но и будут действовать как своего рода базовая станция для зарядки всех ближайших смартфонов и беспроводных периферийных устройств. Сможем ли мы скоро войти в эпоху, когда аккумуляторы заряжаются в любое время дня, просто находясь рядом с компьютером?

intel-wireless-charging

Эта беспроводная зарядка от Intel может заряжать телефоны, которые скользят по столу.(Источник изображения)

Беспроводные электромобили

Мы можем даже увидеть, как беспроводные зарядные устройства встраивают в парковочные места и зарядные станции для электромобилей. BMW недавно объявила, что работает над системой беспроводной зарядки для своего спортивного электрического автомобиля i8, которая может зарядить аккумулятор всего за 2 часа! Может быть, в следующий раз, когда вы перекусите или сходите в кино, вы сможете одновременно заряжать свой автомобиль по беспроводной сети.

vehicle-wireless-charge

Посмотрите, как беспроводная зарядка может выглядеть для электромобилей.(Источник изображения)

Езда на подзарядке

Забыл о необходимости оставлять машину на одном месте, чтобы она зарядилась. В Англии они тестируют возможность заряжать автомобили во время езды на беспроводных устройствах, встроенных прямо в асфальт. А в Южной Корее работают над электрическими автобусами, которые могут заряжаться во время движения. Теперь ваша утренняя поездка на работу может дать вам свежий аккумулятор, чтобы начать свой день!

uk-ev-lanes

Эти полосы для электромобилей в Великобритании позволяют вам ездить дольше, не останавливаясь.(Источник изображения)

Общественная беспроводная зарядка

Что, если бы беспроводная зарядка была так же доступна бесплатно, как Wi-Fi? Есть компании, которые работают над тем, чтобы воплотить это в жизнь, интегрируя станции беспроводной зарядки в общественные места. Таким образом, когда вы находитесь вне дома, вам не придется беспокоиться о том, чтобы ваш смартфон оставался заряженным. Просто встаньте в зону действия беспроводной зарядной станции, и все готово.

public-wireless-charging-aircharge-station

Больше не нужно искать розетку, просто сядьте под станцией Aircharge.(Источник изображения)

Мебель и предметы быта

И последнее, но не менее важное: мы не можем забыть обо всех повседневных предметах в наших домах, которым будет полезна беспроводная зарядка. Например, Ikea работает над новой линейкой мебели, которая включает лампы и столы со встроенными станциями беспроводной зарядки. И если мы сможем заставить беспроводную зарядку работать для устройств с более высокой мощностью, мы можем даже увидеть простые гаджеты, такие как блендеры и пылесосы, которые работают по беспроводной сети вокруг вашего дома.

ikea-wireless-furniture

Простая мебель от Ikea, все со встроенной беспроводной зарядкой. (Источник изображения)

Сегодняшние реалии

Хотя все эти возможности будущего звучат впечатляюще, технология, с которой нам приходится работать сегодня, по-прежнему в значительной степени привязана к устройству, которое необходимо подключить, за некоторыми исключениями. Вот краткий обзор всех разрабатываемых технологий беспроводной зарядки, которые вы можете использовать сейчас или очень скоро:

Powermat

Эта технология, разрабатываемая Duracell, создает на столе зону, где вы можете разместить свой смартфон и заряжать его по беспроводной сети.Starbucks специализируется на этой новой технологии и в партнерстве с Duracell размещает коврики Powermats в своих кофейнях по всему миру.

starbucks-powermat-launch

Возможно, беспроводная зарядка уже работает в ближайшем к вам кафе Starbucks с их Powermat. (Источник изображения)

Чаша для беспроводной зарядки

Не хотите положить телефон на коврик? Intel сняла обертку с чаши для беспроводной зарядки еще на выставке Consumer Electronics Show (CES) в 2014 году. Представьте себе, что вы просто можете прогуляться по дому, выгрузить карманы в указанную чашу и вскоре после этого насладиться полностью заряженным телефоном.

intel-wireless-charging-bowl

Просто опустошите карманы, а беспроводная зарядка позаботится обо всем остальном с этой чашей от Intel. (Источник изображения)

Зарядка нескольких устройств

В Южной Корее Корейский передовой институт науки и технологий (KAIST) работает над технологией, которая может питать до 40 смартфонов одновременно, даже на расстоянии до 5 метров! Эта технология все еще находится на стадии создания прототипа, но может стать ключом к тому, чтобы сделать беспроводную зарядку возможной в общественных местах.

Ультразвуковая зарядка

Наконец, у нас есть технология, которая идет совершенно другим путем, используя ультразвук вместо магнитной индукции, чтобы сделать беспроводную зарядку реальностью. uBeam был представлен в 2011 году и работает путем преобразования электричества в звуковые волны, которые можно передавать по воздуху с помощью ультразвука. Затем приемник перехватит звуковую волну и превратит ее в электричество, которое может использовать ваше устройство.

ubeam-charger

uBeam; захватывающий старт с изобретательной технологией.(Источник изображения)

А теперь готовы?

Прошло более века с тех пор, как мы впервые обнаружили возможность беспроводной передачи электроэнергии, и все это благодаря Tesla. Теперь у всех возникает вопрос, действительно ли беспроводная зарядка наконец-то повзрослела, чтобы удовлетворить потребности нашего мобильного будущего. Сможем ли мы когда-нибудь жить в мире, где электромобили смогут заряжать свои батареи просто за рулем? Или, может быть, мы сможем гулять по улице и заряжать наши телефоны по беспроводной сети, просто сидя в карманах?

Будущее этой многообещающей технологии выглядит безоблачным, но у нас все еще есть способы претворить ее в жизнь, как мы хотим.Есть еще много проблем, которые нужно решить, например, низкая скорость зарядки, проблемы с дальностью действия и множество конкурирующих стандартов. Каким бы путем ни пошла эта технология, одно можно сказать наверняка; мы готовы отвлечься от этого проводного мира и открыть век беспроводной энергии для всех.

Design для беспроводной зарядки в вашей печатной плате сегодня, просто скачайте Autodesk EAGLE бесплатно, чтобы начать работу!

.

Беспроводная система зарядки электромобилей (WEVCS)

Сегодня мир движется в сторону электрифицированной мобильности, чтобы сократить выбросы загрязняющих веществ, вызванных невозобновляемыми автомобилями, работающими на ископаемом топливе, и предоставить альтернативу дорогостоящему топливу для транспорта. Но для электромобилей запас хода и процесс зарядки - две основные проблемы, влияющие на их распространение по сравнению с обычными автомобилями.

С введением технологии проводной зарядки, больше не нужно ждать на зарядных станциях часами, теперь заряжайте свой автомобиль, просто припарковав его на парковочном месте или припарковав его в гараже, или даже во время вождения вы можете зарядить свой электромобиль.На данный момент мы хорошо знакомы с беспроводной передачей данных, аудио и видеосигналов, поэтому почему мы не можем передавать энергию по воздуху?

Спасибо великому ученому Николе Тесла за его безграничные удивительные изобретения, в которых беспроводная передача энергии является одним из них. Он начал свой эксперимент по беспроводной передаче энергии в 1891 году и разработал катушку Тесла. В 1901 году с основной целью разработать новую систему беспроводной передачи энергии, Тесла начал разработку башни Уорденклиф для большой станции беспроводной передачи энергии высокого напряжения.Самое печальное - погасить долги Tesla, башня была взорвана и снесена на металлолом 4 июля 1917

Tesla working beside Tesla coil

Базовый принцип беспроводной зарядки такой же, как принцип работы трансформатора. В беспроводной зарядке есть передатчик и приемник, источник переменного тока 220 В, 50 Гц преобразуется в высокочастотный переменный ток, и этот высокочастотный переменный ток подается на катушку передатчика, затем он создает переменное магнитное поле, которое разрезает катушку приемника и вызывает выработку выходной мощности переменного тока. в катушке приемника.Но для эффективной беспроводной зарядки важно поддерживать резонансную частоту между передатчиком и приемником. Для поддержания резонансных частот с обеих сторон добавлены компенсационные сети. Затем, наконец, эта мощность переменного тока на стороне приемника выпрямляется до постоянного тока и подается в батарею через систему управления батареями (BMS).

Schematic of Wireless Charging System

Electric Car on EV Wireless Charging Lane

Статическая и динамическая беспроводная зарядка

В зависимости от области применения Системы беспроводной зарядки для электромобилей можно разделить на две категории: ,

.
  1. Статическая беспроводная зарядка
  2. Динамическая беспроводная зарядка

1.Статическая беспроводная зарядка

Как видно из названия, автомобиль заряжается, когда он остается неподвижным. Итак, здесь мы могли бы просто припарковать электромобиль на парковочном месте или в гараже, который соединен с WCS. Передатчик расположен под землей, а приемник - под ним. Чтобы зарядить автомобиль, совместите передатчик и приемник и оставьте его для зарядки. Время зарядки зависит от уровня мощности источника переменного тока, расстояния между передатчиком и приемником и размеров контактных площадок.

Эту SWCS лучше всего устанавливать в местах, где электромобиль припаркован на определенный промежуток времени.

2. Динамическая система беспроводной зарядки (DWCS):

Как видно из названия, автомобиль заряжается во время движения. Мощность передается по воздуху от неподвижного передатчика к приемной катушке движущегося транспортного средства. Используя DWCS EV, можно увеличить дальность движения за счет непрерывной зарядки аккумулятора во время движения по шоссе и шоссе.Это снижает потребность в большом накопителе энергии, что еще больше снижает вес автомобиля.

Dynamic Wireless Charging System

Типы EVWCS

В зависимости от технологии эксплуатации EVWCS можно разделить на четыре типа

  1. Емкостная система беспроводной зарядки (CWCS)
  2. Система беспроводной зарядки с постоянным магнитом (PMWC)
  3. Индуктивная система беспроводной зарядки (IWC)
  4. Система резонансной индуктивной беспроводной зарядки (RIWC)

1.Емкостная система беспроводной зарядки (CWCS)

Беспроводная передача энергии между передатчиком и приемником осуществляется посредством тока смещения, вызванного изменением электрического поля. Вместо магнитов или катушек в качестве передатчика и приемника здесь используются конденсаторы связи для беспроводной передачи энергии. Напряжение переменного тока сначала подается в схему коррекции коэффициента мощности для повышения эффективности и поддержания уровней напряжения, а также для уменьшения потерь при передаче энергии.Затем он подается на H-мост для генерации высокочастотного переменного напряжения, и этот высокочастотный переменный ток подается на передающую пластину, что вызывает развитие колеблющегося электрического поля, которое вызывает ток смещения на пластине приемника посредством электростатической индукции.

Напряжение переменного тока на стороне приемника преобразуется в постоянный ток для питания батареи через BMS с помощью цепей выпрямителя и фильтра. Частота, напряжение, размер разделительных конденсаторов и воздушный зазор между передатчиком и приемником влияют на количество передаваемой мощности.Его рабочая частота составляет от 100 до 600 кГц.

2. Система беспроводной зарядки с постоянным магнитом (PMWC)

Здесь передатчик и приемник состоят из обмотки якоря и синхронизированных постоянных магнитов внутри обмотки. На стороне передатчика работа аналогична работе двигателя. Когда мы подаем переменный ток на обмотку передатчика, он создает механический крутящий момент на магните передатчика, вызывая его вращение. Из-за изменения магнитного взаимодействия в передатчике поле PM вызывает крутящий момент на PM приемника, в результате чего он вращается синхронно с магнитом передатчика.Теперь изменение постоянного магнитного поля приемника вызывает образование переменного тока в обмотке, то есть приемник действует как генератор, поскольку механическая мощность, поступающая на PM приемника, преобразуется в электрическую мощность на обмотке приемника. Муфта вращающихся постоянных магнитов обозначается как магнитная шестерня . Сгенерированная мощность переменного тока на стороне приемника подается в аккумулятор после выпрямления и фильтрации через преобразователи мощности.

3. Система индуктивной беспроводной зарядки (IWC)

Основным принципом IWC является закон индукции Фарадея.Здесь беспроводная передача энергии достигается за счет взаимной индукции магнитного поля между передатчиком и приемной катушкой. Когда основной источник переменного тока подается на катушку передатчика, он создает магнитное поле переменного тока, которое проходит через катушку приемника, и это магнитное поле перемещает электроны в катушке приемника, вызывая выход переменного тока. Этот выход переменного тока выпрямляется и фильтруется для зарядки системы накопления энергии электромобиля. Количество передаваемой мощности зависит от частоты, взаимной индуктивности и расстояния между передатчиком и катушкой приемника.Рабочая частота IWC составляет от 19 до 50 кГц.

4. Система резонансной индуктивной беспроводной зарядки (RIWC)

В основном резонаторы с высоким коэффициентом качества передают энергию с гораздо большей скоростью, поэтому, работая в резонансе, даже с более слабыми магнитными полями мы можем передавать такое же количество энергии, как в IWC. Мощность может передаваться на большие расстояния без проводов. Максимальная передача мощности по воздуху происходит при настройке катушек передатчика и приемника i.е., резонансные частоты обеих катушек должны быть согласованы. Таким образом, чтобы получить хорошие резонансные частоты, к катушкам передатчика и приемника добавляются дополнительные схемы компенсации в последовательной и параллельной комбинациях. Эта дополнительная схема компенсации наряду с улучшением резонансной частоты также снижает дополнительные потери. Рабочая частота RIWC составляет от 10 до 150 кГц.

Беспроводная зарядка электромобилей Стандарты

Беспроводная зарядка позволяет электромобилю заряжаться без подключения к электросети.Если каждая компания разработает свои собственные стандарты для систем беспроводной зарядки, несовместимые с другими системами, это не будет хорошо. Таким образом, чтобы сделать беспроводную зарядку электромобилей более удобной для пользователя Многие международные организации, такие как Международная электротехническая комиссия (IEC), Общество автомобильных инженеров

(SAE), Институт инженеров по электротехнике и электронике (IEEE) Underwriters Laboratories (UL) работают над стандартами.

  • SAE J2954 определяет WPT для электромобилей малой мощности и методологию центровки.Согласно этому стандарту, уровень 1 предлагает максимальную входную мощность 3,7 кВт, уровень 2 - 7,7 кВт, уровень 3 - 11 кВт, а уровень 4 - 22 кВт. И минимальная целевая эффективность при согласовании должна быть больше 85%. Допустимый дорожный просвет должен составлять до 10 дюймов, а допуск из стороны в сторону - до 4 дюймов. Наиболее предпочтительным методом выравнивания является магнитная триангуляция, которая помогает оставаться в пределах диапазона заряда при ручной парковке и помогает найти места для парковки автономных транспортных средств.
  • Стандарт SAE J1772 определяет проводящий соединитель заряда EV / PHEV.
  • Стандарт
  • SAE J2847 / 6 определяет связь между беспроводными заряженными автомобилями и беспроводными зарядными устройствами для электромобилей.
  • Стандарт
  • SAE J1773 определяет индуктивно связанную зарядку электромобилей.
  • Стандарт
  • SAE J2836 / 6 определяет варианты использования беспроводной зарядки для PEV.
  • Тема 2750 UL определяет план исследования для WEVCS.
  • IEC 61980-1 Cor.1 Ed.1.0 определяет общие требования к системам EV WPT.
  • МЭК 62827-2 ред. 1.0 определяет WPT-Management: Управление контролем нескольких устройств.
  • IEC 63028 Ed.1.0 определяет спецификацию резонансной базовой системы БПЭ-Воздушно-топливного союза.

Компаний, в настоящее время разработанных и работающих на WCS

  • Группа компаний Evatran , производящая беспроводную зарядку для легковых электромобилей, таких как Tesla Model S, BMW i3, Nissan Leaf, Gen 1 Chevrolet Volt.
  • WiTricy Corporation производит WCS для легковых автомобилей и внедорожников, до сих пор она работает с Honda Motor Co. Ltd, Nissan, GM, Hyundai, Furukawa Electric.
  • Qualcomm Halo производит WCS для пассажирских, спортивных и гоночных автомобилей и приобретается корпорацией Witricity.
  • Hevo Power производит WCS для легкового автомобиля
  • Bombardier Primove производит WCS для легковых автомобилей и внедорожников.
  • Siemens и BMW делают WCS для легковых автомобилей.
  • Momentum Dynamic производит коммерческий парк и автобусы корпорации WCS.
  • Conductix-Wampfler производит WCS для промышленного парка и автобусов.

Проблемы, с которыми сталкивается WEVCS

  • Для установки статических и динамических станций беспроводной зарядки на дорогах необходимо развитие новой инфраструктуры, так как нынешнее расположение не подходит для таких установок.
  • Необходимо поддерживать электромагнитную совместимость, электромагнитные помехи и частоты в соответствии со стандартами, касающимися здоровья и безопасности человека.
.

Как работает беспроводная зарядка Qi и почему она еще не использовалась

The Qi-compatible Nexus 5 on the Nexus Wireless Charger. Enlarge / Qi-совместимый Nexus 5 на беспроводном зарядном устройстве Nexus.

Стандарт беспроводной зарядки Qi от Wireless Power Consortium (WPC) переживает относительно хороший год. Сейчас хорошее время для того, чтобы взглянуть на технологию с высоты птичьего полета - как она работает, для чего она нужна и каковы ее перспективы. Это также хорошее время, потому что миллионы пользователей экосистемы Apple собираются получить свою первую пробу Qi, когда в эту пятницу будут выпущены iPhone 8 и iPhone 8 Plus.

Qi появился в телефонах разных марок более пяти лет, и многие люди уже его используют. Базовая технология какое-то время использовалась для потребительских товаров, таких как бритвы и зубные щетки, а также для множества непотребительских инструментов.

Даже если вы не использовали Qi, возможно, вы видели зарядные устройства Qi для беспроводной связи в аэропортах. В 2014 году Verizon установила станции беспроводной зарядки Qi в нескольких американских терминалах, от JFK до LAX. Вы найдете их во многих других местах, включая такие устройства, как Samsung Galaxy S8 и американскую версию LG G6.

Однако история усыновления не так радужна. Телефон Google Nexus 4 поддерживал Qi еще в 2012 году, а более свежий телефон Pixel - нет. Пару лет назад магазины Starbucks перешли на совершенно другой стандарт, хотя совместимость может быть возможна.

Если беспроводная зарядка существует уже много лет, почему она изо всех сил пытается стать нормой? Мы поговорим об этом в ближайшее время.

Но сначала, для тех, кто только знакомится с Ци, мы рассмотрим основы того, как она работает.

Индуктивная передача энергии

Основная технология, лежащая в основе Qi, называется «индуктивная передача энергии». Давайте проясним: провод все еще задействован. Должна быть базовая станция для зарядки, и она должна быть подключена к розетке. Вам просто не нужно подключать мобильное устройство к сети. Вместо этого вы устанавливаете его на базовую станцию.

Базовая станция не активируется, пока на нее не установлено совместимое устройство. Станция определяет это, отправляя прерывистый тестовый сигнал, чтобы проверить, присутствует ли Qi-совместимое устройство.Мобильное устройство отвечает на этот эхо-запрос, сообщая мощность принятого сигнала.

На этом этапе начинается процесс беспроводной зарядки. Базовая станция и мобильное устройство имеют катушки - передающую катушку и приемную катушку соответственно. Катушка передатчика создает электромагнитное поле, которое индуцирует ток в катушке приемника.

Приемник отправляет передатчику сигнал ошибки, который просто разделяет значение, равное разнице между требуемым уровнем мощности и фактическим уровнем мощности.Преобразователь адаптирует свой выходной сигнал для достижения нулевой разницы между запрошенным и доставленным уровнями. Все это происходит при скорости связи 2 Кбит / с и менее. Когда приемник полностью заряжен, он по существу сообщает передатчику, что он может перейти в режим ожидания.

Первые анонсированные подставки для беспроводной зарядки для iPhone 8 от партнеров Apple мощностью 7,5 Вт. Стандарт Qi обеспечивает мощность до 15 Вт, которую уже поддерживают некоторые зарядные устройства Samsung. Но хотя эти теоретические цифры кажутся сопоставимыми или даже выше, чем у проводных зарядных устройств (зарядное устройство, которое поставляется с iPhone, составляет всего пять ватт), эти цифры - это еще не все.В результате мобильное устройство заряжается медленно и стабильно, но опыт пользователей показывает, что беспроводная зарядка обычно намного медленнее, чем проводная.

Стоит отметить, что размещение является ключевым моментом. Катушки обычно должны находиться на расстоянии всего нескольких миллиметров друг от друга, и для продуктивного соединения между катушками требуется точное позиционное выравнивание. Но как пользователь узнает, где разместить свой телефон на зарядной панели?

Обычно это устраняется одним из трех способов.Зарядная панель или базовая станция могут иметь визуальные или тактильные указатели оптимального положения для телефона; это дешево и просто, но при работе с телефонами разных размеров и конфигураций возникают проблемы. В качестве альтернативы, зарядная станция может иметь катушку, которая перемещается для совмещения с катушкой в ​​устройстве, что позволяет размещать ее в любом месте, или, для аналогичного результата, массив катушек, где определенные катушки активируются в непосредственной близости от устройства. размещение.

Раньше в основе Qi лежала индукционная зарядка, но в последнее время стандарт Qi теперь также поддерживает аналогичную технологию, называемую «резонансной беспроводной зарядкой».«Резонансная зарядка основана на некоторых из тех же принципов, но вариант использования отличается. Он может заряжаться на большие расстояния, но с меньшей эффективностью передачи. Многие новые устройства поддерживают оба режима, но подробностей о новых iPhone пока мало.

Принятие и альтернативы

Итак, если Ци существует уже много лет, почему большинство людей все еще используют провода?

Как это часто бывает в сфере технологий, конкурирующие стандарты играют важную роль. Помимо Qi и WPC, у нас есть AirFuel Alliance.Он родился в результате слияния Power Matters Alliance (PMA) и Alliance for Wireless Power (A4WP) в 2015 году, но его насыщенность рынка отстает от Qi.

Если что-то не так запутано, два стандарта AirFuel Alliance несовместимы. Но перспективные устройства, совместимые с AirFuel, будут поставляться с обеими технологиями в одном продукте, предлагая некоторую гибкость в том, как и где вы заряжаете.

В любом случае, конкурирующие стандарты разрушают рынок и делают принятие менее привлекательным как для потребителей, так и для производителей.Даже если все стандарты поддерживаются одним мобильным устройством, устраняя неудобства, эти дополнительные расходы неизбежно перекладываются на потребителей.

Существует также ранее отмеченный факт, что на практике Qi медленнее, чем проводная зарядка. И у Apple нет поддержки - по крайней мере, до сих пор. Да, сейчас Android-телефонов больше, чем iPhone. Но любое добавление крупной платформы может только помочь стандарту Qi. Теперь, когда iPhone 8, iPhone 8 Plus и iPhone X поддерживают Qi, мы можем ожидать ускорения внедрения.

Просто не ожидайте, что Ци заменит провод в ближайшем будущем. Как вы видели, все еще необходимо улучшать удобство и производительность, и всегда есть угроза появления более новых и лучших технологий.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *