Принцип беспроводной зарядки: Как работает беспроводная зарядка: 5 качеств технологии

Содержание

Принцип работы беспроводной зарядки

Все новое — это хорошо забытое старое. Так можно сказать и о модной на сегодня беспроводной зарядке (Wireless Charge). А почему именно и каков принцип ее работы, узнаете из данной статьи. Время прочтения — 5 минут.

В МАГАЗИН

Немного истории

Многие скажут, что свою историю беспроводная зарядка начинает с 2009 года, когда был основан Консорциум беспроводной электромагнитной энергии, хотя и до этого были попытки. И они ошибутся, ведь в 2009 просто решили навести порядок в этой сфере, среди производителей, и выработать какой-то стандарт для унификации всех приборов. А сам принцип, на котором работают эти беспроводные зарядные станции, был открыт в далеком 1831 году английским физиком и химиком Майклом Фарадеем. Вижу, сейчас начинаете что-то вспоминать о каком-то Законе Фарадея. Так вот, беспроводная зарядка основана на векторной величине, которая характеризует силу и направление магнитного поля и называется электромагнитной индукцией.

Жизнь без проводов

В чем же состоит принцип работы Wireless Charge? Все очень просто. В зарядной станции, как и в самом мобильном телефоне, расположены две катушки. На катушку (он же трансмиттер беспроводной зарядки), которая расположена внутри зарядки, подается переменный ток, что в свою очередь возбуждает в ней переменное магнитное поле. Это поле воздействует на ту катушку, которая расположена внутри смартфона (он же ресивер беспроводной зарядки), и под воздействием изменяющегося магнитного поля во второй катушке возникает так называемая электродвижущая сила или сокращенно ЭДС.

И вот именно при помощи электродвижущей силы в катушке-приемнике возникает электрический переменный ток, который подается на специальную плату-выпрямитель, а та в свою очередь преобразует переменный ток в постоянный, и тот уже начинает заряжать аккумуляторную батарею. Чем больше расстояние от первой катушки-излучателя до второй катушки-приемника, тем меньше КПД этой пары, то есть мощность излучения падает.

Для современных беспроводных зарядных устройств это расстояние равно порядка 5 см. Электромагнитное поле способно преодолевать преграды из таких материалов как пластик, дерево, стекло, но только не металл. Поэтому ни один из гаджетов, который поддерживает Wireless Charge, не оснащен металлическим корпусом — это либо стекло, либо пластик.

Области применения

На сегодняшний день беспроводные зарядки используются не только в мобильных телефонах, но и в электрических зубных щетках, электробритвах (конечно же, аккумуляторных), наушниках, часах… да что говорить — при помощи беспроводной передачи энергии уже заряжаются даже автобусы (есть удачные примеры в США и Китае).

Конечно, применение Wireless Charge довольно удобно — положил и забыл (в первых версиях была необходимость точного позиционирования гаджета на трансмиттере), не надо искать в темноте провод или точно попасть в разъем (еще один плюс беспроводной зарядки — он не разбивается). Об их популярности можно даже судить по тому факту, что шведская корпорация IKEA встраивает зарядные станции в свою мебель, а некоторые автопроизводители оснащают ими свои автомобили.

Стандарты Qi и РМА

Развитием и продвижением технологии беспроводной передачи энергии на расстояние занимаются в основном два больших агломерата — Wireless Power Consortium и AirFuel Alliance. И вот благодаря их работе мир получил стандарт Qi (в транскрипции «Ци» или «Чи»). Теперь великое множество производителей выпускают свои товары, придерживаясь этого стандарта. Поэтому при покупке электроники надо позаботится о ее совместимости, хотя некоторые производители делают это за нас. К примеру, устройства компании Apple просто не будут заряжаться на «неродной» зарядной станции. Стандарт Qi подразумевает два варианта зарядок — мощностью до 5 Вт с током порядка 1–2 А и мощностью до 10 Вт все с той же силой тока.

А еще стандарт Qi поддерживает протоколы обмена данными между трансмиттером и ресивером. Как раз при помощи этих протоколов «яблочные» устройства и проводят проверку «свой-чужой», а еще по информационному каналу излучающая катушка получает данные о емкости батареи заряжаемого устройства и его остаточном уровне заряда.

Последние зарядные станции, которые работают по стандарту Qi, обладают КПД 80% при расположении приемника на расстоянии не более 45 мм от передатчика. В этом кроется минус беспроводной зарядки. Другими словами, из 100 Вт поданных до устройства дойдет всего 80 Вт, а остальная энергия рассеется в пространстве и уйдет на нагрев как зарядной станции, так и самого устройства. А это еще один минус в копилку — литий-ионные батареи не очень любят перегревы. Плюс ко всему, низкая мощность заряда — это более длительное время восстановления энергии самим аккумулятором. Если стандартная проводная зарядка заряжает мобильный телефон 1,5–2 часа, то у беспроводной на это уйдет порядка 4–5 часов. То есть зарядить по быстрому не получится, о quick charge можете забыть.

А вот AirFuel Alliance продвигает свой стандарт, который носит название PMA. Он менее распространен, хотя и имеет своих поклонников среди производителей. А еще команда AirFuel Alliance грозится, что работает над какой-то новой технологией беспроводной зарядки, не связанной с имеющимися разработками A4WP и PMA и не использующей электрическую индукцию. Ну что ж, посмортим, ведь это будет прорыв в передаче энергии на расстоянии.

Основное отличие между стандартами Qi и РМА — это частота передачи энергии и протоколы соединения, а вот магнитная индукция на двоих одна.

Так ли страшен этот зверь?

Теперь коснемся вопроса, который мучает большинство граждан, боящихся микроволновок (которые якобы генерируют ионизирующее излучение) и WI-FI в доме, — вредны ли беспроводные зарядные устройства для здоровья пользователя? Мы однозначно ответим, что нет. Такие зарядки не выделяют ионизирующее излучение (а сила электромагнитного излучения обратно пропорциональна расстоянию от источника). Поэтому все домыслы не имеют под собой научного обоснования.

И напоследок…

Подведем итог. Беспроводная зарядка, конечно, вещь удобная, но наличие тех минусов, которые мы перечислили в статье, немного стопорит ее развитие. Хотя исследования в направлении передачи электрической энергии на расстояние продолжаются. Главные из них — это, конечно же, увеличение радиуса действия и коэффициента полезного действия. А, быть может, AirFuel Alliance все таки представит в скором будущем свою разработку по передаче энергии без использования электрической индукции.

ЧИТАЙТЕ В TELEGRAM

Также по теме:

Фото взяты с ресурсов: ikea.com, theguardian.com

Бесконтактное беспроводное зарядное устройство – лучший выбор для смартфона

Бесконтактное зарядное устройство – это мечта для каждого обладателя смартфона. Современные телефоны регулярно нуждаются в зарядке. Постоянно приходиться подключать их с помощью провода к адаптеру. Однако сейчас можно выбрать беспроводную зарядку и забыть обо всех сложностях. Беспроводная зарядка для телефона это уже не мечта, а обычное устройство, которое используют миллионы пользователей. 

Что такое беспроводное зарядное устройство

Многие десятилетия люди мечтают о возможности передачи энергии на расстояние. Это часто можно встретить в фантастических романах 20 века. И вот свершилось. В пользовании появились зарядные устройства, которые заряжают аккумуляторы потребителей на расстоянии. Правда расстояния еще очень малы, всего несколько сантиметров, но это уже уверенный шаг вперед. И не теоретический, а практический.
На данный момент самое широкое распространение получили беспроводные бесконтактные зарядные устройства для смартфонов (БЗУ). Достаточно положить смартфон на зарядное устройство и он начнет заряжаться. Никаких проводов от беспроводной зарядки до смартфона не надо. Все работает на законе взаимоиндукции. Зазвонил телефон, спокойно берешь его в руки не боясь запутаться в проводах, не боясь повредить контакты разъема, а так же не привязан строго к рабочему месту.

Так, что в настоящий момент беспроводные зарядное устройство уже не является мифом. Это адаптеры, которые может приобрести каждый желающий. Расположить зарядку можно на столике у кровати дома или же в автомобиле на приборной панели.
Но стоит отметить, что далеко не все телефоны и смартфоны, выпускаемые различными производителями, способны заряжаться от беспроводных зарядок. Телефоны поддерживающие беспроводную зарядку стали появляться совсем недавно. А какие телефоны поддерживают беспроводную зарядку можно узнать у менеджера салона сотовой связи. Но если ваш телефон не поддерживает эту функцию, то как модернизировать ваш телефон или смартфон для данных видов зарядок я опишу ниже.

Принцип работы

В принцип работы беспроводного зарядного устройства заложены законы, открытые учеными Теслой и Фарадеем. Это так называемые явления индукции и взаимоиндукции. Вспомните школьную физику. Если по проводнику течет ток, то вокруг проводника возникает магнитное поле. Если в магнитное поле внести другой проводник, то в нем индуцируется ЭДС (ЭлектроДвижущая Сила).

На этом принципе работают все трансформаторы. Если на первичную обмотку трансформатора подать переменный ток, то на вторичной обмотке образуется ток, величина которого будет зависеть от числа витков во вторичной обмотке. На этом же принципе и работает беспроводная зарядка. И я постараюсь объяснить, как работает беспроводная зарядка для телефона. Источником электромагнитного излучения становится индукционная катушка, которая находится в зарядном устройстве (выполняет роль первичной обмотки трансформатора). Выглядит как подставка, зарядный стакан или что то аналогичное. Подключается к электросети напрямую или через адаптер. Заряжаемое устройство тоже имеет свою катушку (аналогично вторичной обмотке трансформатора). Если обе катушки расположены на достаточно близком расстоянии друг от друга, то во второй катушке индуцируется переменный ток, далее он выпрямляется в постоянный и через контроллер заряда заряжает аккумулятор гаджета.

Любая бесконтактная зарядка для телефона или другого устройства работает по этому принципу, будь то в доме или автомобиле. Чаще всего мы встречаем устройства стандарта QI.

Стандарты беспроводных зарядных устройств

Qi
Самым распространенным стандартом беспроводной зарядки является Qi. Этот стандарт был разработан консорциумом беспроводной электромагнитной энергии (Wireless Power Consortium, сокращенно WPC), и поддерживается многими производителями такими, как Samsung, Nokia, LG и другими. Стандарт Qi читается как Ци, что на китайском языке созвучно в переводе со словом «жизнь».


Принцип работы основан на законе взаимоиндукции, как описано выше. Частота работы БЗУ 100-205 кГц. КПД 75-80%.
PMA
Другой популярный стандарт называется PMA. В его принцип так же заложен закон электромагнитной индукции, Этот стандарт разработан компанией Powermat в 2012 году. Он не такой популярный, как Qi, но и у него есть свои преимущества.

Основные усилия компания направила на разработку более качественного передатчика электромагнитного поля. Да и частота работы зарядного устройства 277-357 кГц.
В основном этот стандарт распространен в США. Но все же стандарт PMA довольно сильно проигрывает Qi.
Rezence (A4WP)
Принцип работы стандарта Rezence основан на законе магнитного резонанса. Это позволяет увеличить передаваемую мощность до 50 Вт, что вполне хватает для зарядки более мощных устройств, и даже нескольких устройств одновременно. А так же можно и увеличивать расстояние от зарядки до заряжаемого гаджета.

Но пока этот стандарт больше теоретический и не получает широкую поддержку.

Где применяются беспроводные зарядки

С момента изобретения беспроводной зарядки, она сразу стала внедряться всевозможными производителями для зарядки аккумуляторов различных устройств.
Одними из первых беспроводные зарядки внедрили производители зубных щеток. Дело в том, что зубные щетки имеют прямое соприкосновение с водой. Тут то как раз и пригодилось изобретение БЗУ. Ведь в этих устройствах нет голых контактов. Зубная щетка и зарядное устройство имеют хорошую герметизацию.


Корпорация Apple тоже не отстает от прогресса. Они внедрили беспроводную зарядку для своих часов Apple Watch.


Но самую большую популярность получили беспроводные зарядки для смартфонов. Какое удобство. Просто положите смартфон на зарядное устройство и процесс зарядки пошел. Никаких проводов. Большую долю смартфонов с такими зарядками выпустил Samsung. Nokia то же выпустили смартфоны с такими зарядками. В 2017 году Apple выпустила смартфон iPhone 8 iPhone X, которые тоже могут заряжаться от БЗУ.
Нередко подобные устройства устанавливаются в общественных местах. В кафе и ресторанах люди привыкли работать с помощью смартфонов, общаться или же развлекаться. Интернет забирает достаточно много энергии батареи.

Чтобы привлечь посетителей и чтобы гости просидели как можно дольше в этих заведениях, владельцы предлагают бесплатный Wi-Fi, но и конечно же, бесконтактные зарядки для смартфонов, которые вмонтированы прямо в столики заведения.

Так же многими производителями выпускается беспроводная автомобильная зарядка для телефона. Принцип беспроводной зарядки очень простой. провод от этой зарядки вставляется в гнездо прикуривателя, сама зарядка устанавливается в удобное место с учетом, что телефон во время движения не упадет с нее.

Преимущества беспроводных зарядок

Есть масса преимуществ в том, чтобы телефон мог заряжаться именно бесконтактным способом. В первую очередь решается основная проблема, а именно переходники. Теперь будет одна универсальная панель сразу для всех аппаратов. Провода не будут изнашиваться и гнезда на мобильнике не станут слишком быстро ломаться. Для заряжающегося айфона это также особенно важно, ведь его ремонт стоит дорого.
Когда выбираем определенный адаптер, нельзя не думать о плюсах бесконтактного:

  • Удобство. Использовать можно в любом месте.
  • Допустима зарядка нескольких телефонов сразу.
  • С течением времени устройств, которые поддерживают данную функцию становиться все больше.
  • Электроэнергии тратиться минимум, хотя КПД этой зарядки и составляет около 80%.
  • Самсунг и некоторые другие компании планируют сразу с телефоном предлагать подобный адаптер.
  • Долговечность. Зарядка способна прослужить много лет.

Производители

Вопросами создания и разработки бесконтактных зарядок для телефонов занялись многие компании. Каждая из них ориентирована на определенные особенности и готова удовлетворить конкретные пожелания пользователей. В первую очередь надо рассмотреть зарядки от производителей смартфонов, в которых включена функция беспроводной зарядки.

  1. Samsung
    Беспроводные зарядные устройства от Samsung прочно заняли свое место в ряду изготовителей БЗУ. По этому беспроводные зарядки для телефона Самсунг встречаются в продаже довольно часто.
  2. LG
    Так же выпускает смартфоны с функцией беспроводной зарядки. Значит и выпускает зарядные устройства для своих гаджетов.
  3. Nokia
    Знаменитый бренд, который связан с выпуском телефонов и смартфонов. По этому этим производителем так же выпускается беспроводная зарядка Нокиа (или зарядка Lumia), способная заряжать смартфоны без проводов. Зарядка Люмиа так же часто встречается в торговых салонах сотовой связи.
  4. Apple
    Эта знаменитая компания на сегодняшний день выпускает БЗУ для своих часов Apple Watch. Зарядка оборудована магнитом и моментально приклеивается к часам именно к тому месту, куда надо подносить часы, прочно удерживаясь с ними.

    В 2017 году выходят смартфоны от Apple, это iPhone 8 и iPhone X, а значит будут зарядки и от этого производителя.
  5. Ну и китайские производители не отстают, а может и бегут вперед планеты всей. Их много и даже очень.
    В принципе БЗУ заменяемы и можно использовать беспроводные зарядные устройства различных производителей, имеющих стандарт Qi. Qi зарядка, на сегодняшний, день является самым распространенным БЗУ.

Как своими руками усовершенствовать смартфон

Как я писал выше, не все смартфоны могут работать с бесконтактными зарядками. Внутри этих смартфонов нет приемной части. Но это не приговор. На сегодняшний день на рынке кроме беспроводных зарядных устройств есть еще в продаже и отдельные приемные устройства.

Выглядят они, как лист картона размером со спичечный коробок. Внутри этой пластинки размещена приемная катушка. Приемная часть бывает двух типов. Первый вариант – приемная часть размещается под крышкой аккумуляторного отсека смартфона и подключается прямо к аккумулятору.

Второй вариант – приемная часть подключается к входному разъему и прикрывается чехлом смартфона.

Да, есть еще один вариант. Выпускаются чехлы смартфона с встроенной приемной частью.

Как выбрать

Специалисты советуют прежде чем решать, какую бесконтактную зарядку для телефона выбрать, определиться, поддерживает ли гаджет данную технологию. Компания Apple специально категорически против подобной практики, ведь они ориентированы на использование оригинальных бесконтактных адаптеров. Однако Samsung и многие другие производители не нуждаются в столь тщательном отборе. Многие гаджеты допускают современное зарядное устройство для телефона разных производителей.

Обзор беспроводных зарядных устройств видео обязательно посмотрите

Автомобильная беспроводная зарядка

Автомобильная зарядка для телефона является крайне полезным и удобным устройством. И единственное, что ранее создавало неудобства это провод подключенный к телефону. Поэтому специально для телефонов поддерживающих функцию Qi была разработан беспроводная автомобильная зарядка с держателем для смартфона.

Что такое беспроводная зарядка и как она работает

Принцип работы беспроводной зарядки основан на генерации устройством переменного магнитного поля. Телефон, поддерживающий функцию зарядки этого типа оснащается специальным приёмником, состоящим из металлических проводников. В катушке мобильного телефона магнитное поле превращается в электрический ток, который направляется на контакты аккумуляторной батареи.

Другими словами, беспроводная зарядка представляет из себя пластину, на которую если положить мобильное устройство с функцией Qi оно начнет заряжаться. Более того, устройство будет заряжаться даже на расстоянии от ЗУ до 4 сантиметров.

Бывают ли автомобильные беспроводные зарядки

Совсем ещё недавно для зарядки телефона от бортовой сети автомобиля использовались только проводные устройства. С развитием технологии передачи электричества без подключения гаджетов с помощью кабеля возникла потребность в создании такого типа устройства.

Сегодня не составит большого труда приобрести новое зарядное устройство этого типа. Это можно сделать как в специализированных торговых точках, так и в онлайн-магазинах, в том числе и в Aliexpress.

Автомобильные зарядные устройства компактны и потребляют минимальное количество электроэнергии, поэтому не занимают много места в салоне автомобиля и могут работать от бортовой системы даже при отключённом двигателе. Для людей часто пользующихся в течение дня личным авто такая зарядка может стать основным прибором, с помощью которого будет заряжаться мобильное гаджета.

С какими мобильными устройства совместимы

Производители автомобильных держателей с беспроводной зарядкой выпускают универсальные изделия, которые подходят абсолютно к любому телефону, оснащённому специальным приёмником. Учитывая тот факт, что многие модели ЗУ этого типа относительно большие по размеру, зарядка имеет специальные фиксаторы, которые надёжно удерживают гаджет даже при резком торможении или повороте.

Зарядное устройство также надёжно крепится к приборной доске, поэтому можно не волноваться за сохранность мобильного телефона во время поездки. Если телефон не поддерживает беспроводную зарядку, то его также можно зарядить от устройства этого типа. В продаже можно встретить модули, которые могут быть встроены в мобильный телефон либо подключаться к нему по кабелю.

Такие изделия позволяют преобразовывать магнитные колебания в электрический ток. В продаже можно встретить как встраиваемые, так и внешние модули. Первый тип устройств подходит, как правило, только к определённой модели гаджета. Внешние модули являются неоригинальными и могут подключаться к любому устройству имеющему порт Micro-USB или USB type-C.

На что обратить внимание при выборе зарядки

Конечно стоит приобретать зарядное устройство от известных производителей. То есть это должно быть либо оригинальное, от производителя вашего смартфона или от известного бренда специализирующемся на производстве гаджетов для мобильных устройств, например Baseus, Hoco или Belkin.

Не менее важно обратить внимание на то, как будет крепиться держатель для телефона к автомобилю и как в нем будет фиксироваться само устройство. Вы должны быть уверены, что устройства не выскочит из фиксаторов, а само ЗУ не отвалится. Если автомобиль эксплуатируется в городе, то можно приобрести с магнитным креплением, если за городом, то с механическими фиксаторами.

При выборе нового держателя для телефона с функцией быстрой зарядки следует обратить внимание на мощность устройства. Чем выше этот показатель, тем более высокая скорость зарядки аккумулятора. При этом не стоит заряжать большими токами телефон не способный выдержать такое напряжение, так как это может убить аккумулятор.

При выборе новой беспроводной зарядки необходимо тщательно осмотреть устройство на наличие повреждения корпуса. Даже небольшая деформация или глубокие царапины могут привести, со временем, к разрушению элементов держателя, что может привести к падению мобильного устройства.

Лучшие автомобильные беспроводные зарядки

Лучшие держатели для телефона, представленные в этом небольшом рейтинге, практически не имеют недостатков и рекомендуются к приобретению реальными покупателями.

  • Baseus Gravity (WXYL-OS) – автомобильный держатель телефона со встроенной беспроводной зарядкой. Изделие имеет функцию быстрой зарядки, с помощью которой временной промежуток на восстановление батареи снижается на 40%.
  • InnoZone iTap – магнитный держатель для автомобиля, оснащённый функцией беспроводной зарядки. Устройство является универсальным и позволяет заряжать любые телефоны, поддерживающие стандарт QI.
  • Baseus Smart Vehicle Bracket (WXZN-01) – универсальное беспроводное зарядное устройство для автомобиля. Держатель устанавливается на вентиляционную решётку автомобиля, поэтому гаджет будет находиться всегда в доступном положении.
  • Nillkin II-A – держатель этой модели изготавливается из прочного углеродного волокна. Фиксация телефона осуществляется за счёт мощных магнитов.
  • AvtoBot Rock W23 – универсальное беспроводное устройство, которое работает от бортовой электрической сети машины. Изделие отлично подходит для зарядки любых телефонов, поддерживающих функцию бескабельной передачи электричества.

Перечисленные марки беспроводных ЗУ идеально подходят для зарядки телефонов, имеющих встроенную систему преобразования электромагнитного излучения. Если смартфон не поддерживает такую функцию, например, большая часть устройств Хуавей, то достаточно приобрести отдельный модуль, чтобы воспользоваться этой современной и удобной технологией.

Остались вопросы или есть чем дополнить статью? Тогда напишите нам об этом в комментариях. Это поможет сделать материал более полным и полезным!

Как работает беспроводная зарядка и аккумулятор?

Как работает беспроводная зарядка?

Мобильные телефоны и другие устройства с момента их появления за очень короткое время прошли несколько этапов своего развития, с ними вместе эволюционировали аксессуары. В настоящее время многие пользователи задаются вопросом, а как работает беспроводная зарядка? Такие изделия появились уже довольно давно и получают все большее распространение среди пользователей.

В связи с этим предлагаем краткий обзор путей развития технологий, обеспечивающих зарядку смартфонов, планшетов и ноутбуков без подключения через кабель. Для лучшего понимания вопроса в статье рассматривается принцип действия таких устройств, а также описания действующих стандартов и существующие ограничения по использованию упомянутых приспособлений.

История разработки и развития стандартов

Десятилетие назад один из производителей представил мобильный телефон PalmPre, в конструкции которого были применены революционные технические решения. В этом электронном устройстве впервые был реализован принцип беспроводной зарядки. Гаджет был презентован как телефон будущего, но проект оказался не слишком удачным и не принес ожидаемых финансовых результатов. Компания изготовитель вынуждена была его закрыть.

Вместе с тем история зарядных устройств без кабеля для телефонов, ноутбуков и планшетов не завершилась. Развитие этой прорывной технологии можно условно разделить на несколько этапов:

  • За год до выпуска первого мобильного, заряжаемого без подключения через кабель, в 2008 году был создан открытый консорциум, занявшийся вопросами разработки нормативной документации.
  • В сентябре 2010 года один из ведущих специалистов упомянутого объединения Метью Броерсма представил первую версию спецификации. Согласно последней были сертифицированы первые модели для iPhone и Blackberry.
  • В 2015 году мебельный бренд IKEA начал выпуск мебели со встроенными модулями.

На текущий момент все больше производителей электронных девайсов внедряют новейшие технологии в своей продукции. Помимо продажи этих аксессуаров пользователям в развитых странах они стали устанавливаться в кафе, аэропортах, торгово-развлекательных центрах. Это позволяет без проблем подзаряжать оснащенный соответствующим модулем смартфон, что стимулирует рост их продаж.

Беспроводная зарядка Baseus Smart 3 в 1

Принцип действия

Процесс выглядит очень просто: сотовый размещается на специальной панели и единственным его внешним признаком зачастую служит оживший индикатор на дисплее. Принцип работы беспроводной зарядки заключается в использовании явления индуктивности. При пропускании тока через катушку вокруг нее возникает магнитное поле, перпендикулярно к которому образуется электрическое поле. Последнее генерирует ток в соответствующих контурах гаджета.

Технология индукционной зарядки планшетов и смартфонов несколько сложнее и имеет ряд особенностей, главным из которых является наличие обратной связи. Данная технология работает следующим образом:

  • Описываемое изделие, подключенное к сети, находится в состоянии ожидания. Как только к нему подносят гаджет на расстояние менее 4 см, оно переходит в активный режим.
  • Пока девайс работает в фоновом режиме, он каждые 0,4 с излучает импульс, позволяющий контролировать процесс. По мере накопления энергии напряжение постепенно снижается.
  • Как только аккумулятор девайса будет полностью заряжен трансмиттер, автоматически переходит в фоновый режим. На экране гаджета высвечивается соответствующее сообщение.

Обратная связь между приемными и передающими компонентами позволяет снизить расход электроэнергии до минимального. Этим не только обеспечивается их экономичность, но и оптимальный режим для аккумуляторной батареи смартфона, планшета или ноутбука.

Ультратонкое беспроводное ЗУ Baseus Card Ultra-thin

Состав и конструкция

Описываемое изделие представляет собой комплекс из двух модулей приемного и передающего, взаимодействующих друг с другом по заданному алгоритму. Собственно такой аппарат, называемый трансмиттером, состоит из трех частей:

  • Индукционная катушка с определенным числом витков, намотанная из изолированного медного провода расчетного сечения.
  • Электронная схема управления, обеспечивающая работу компонентов в разных режимах.
  • Корпус из диэлектрического материала: полимер или композит, обычно имеет вид плоской коробки круглой или прямоугольной формы с разъемом для подключения сетевого адаптера.

Приемный модуль встраивается в сотовый, планшет или ноутбук. Основной его частью является катушка индуктивности, размещенная у задней стенки корпуса. Из приведенного выше описания принципа действия беспроводного зарядного устройства становится понятно, как работает приемная его часть. В витках провода наводятся токи, которые через контроллер подаются на аккумуляторную батарею. Данный электронный компонент дополнительно следит за нагревом катушки, чтобы избежать опасных для гаджета температурных режимов.

Автомобильный держатель для телефона с беспроводной зарядкой

Основные разновидности стандартов QI и их характеристики

Разработкой спецификаций занимается упомянутый ранее открытый консорциум WPC (Wireless Power  Consortium). В качестве названия стандарта QI выбрано одно из фундаментальных понятий китайской философии «ЦИ», обозначающее жизненную энергию. Объединение разрабатывает и внедряет нормативы и требования к индукционным трансмиттерам и ресиверам.

На сайте Консорциума сейчас доступна спецификация в версии 1.2.4, существенно доработанная и имеющая следующие отличия от более ранних модификаций:

  • Увеличенная до 15 Вт мощность передающих и принимающих контуров.
  • Улучшение температурных и временных параметров смартфонов.
  • Повышенная чувствительность электронных модулей, что увеличивает расстояние обнаружения заряжаемых девайсов.
  • Введен дополнительный идентификатор для приемных модулей с уникальным кодом.

Знание спецификаций QI позволяет лучше понять, как работает беспроводное зарядное устройство для смартфонов и какие виды спецификаций используются в данный момент. На сегодняшний день существуют три их варианта, различающихся по излучаемой мощности:

  • Низкая: от 0 до 5 Вт.
  • Средняя: не более 10 Вт.
  • Высокая: от 10 до 15 Вт.

Индукционные зарядные, применяемые для мобильных телефонов рассчитываются на силу тока в 1 А, а для планшетных компьютеров – 2 А. По состоянию дел на сегодня действуют все существующие версии спецификаций: 1.0; 1.1 и 1.2. При этом последние версии технических нормативов доступны только для членов Консорциума.

Power Bank cо встроенным беспроводным ЗУ

Правила использования

Применение таких аксессуаров позволяет избежать проблем с кабелями, а также повреждений разъемов из-за перекоса. О том, как использовать беспроводную зарядку и делать это правильно, можно узнать из прилагаемой инструкции. На самом деле все просто:

  • Передающий модуль подключается к бытовой сети при помощи мощного адаптера с током не менее 1 или 2 А.
  • Размещается аксессуар на столе или в любом удобном для вас месте.
  • На нее сверху укладывается заряжаемый гаджет, на экране которых с началом процесса появляется соответствующее системное сообщение.

По достижении максимальных показателей батареи аксессуар автоматически отключается и гаджет можно использовать по назначению. При этом следует понимать, что при индукции происходят значительные потери энергии, а значит процесс ее накопления в АКБ более длительный в сравнении с обычными проводными аксессуарами.

Разобравшись, как работает беспроводная зарядка для телефона, пользователь сможет самостоятельно выбрать наиболее подходящую ее модель. Сотрудники нашего интернет-магазина готовы оказать вам помощь в этом вопросе и бесплатно проконсультировать об особенностях действующих версий стандартов QI.

Как работает беспроводная зарядка: технология и принцип

Что такое беспроводная зарядка?

В большинстве современных беспроводных систем зарядки используется метод, называемый индукционной передачи мощности. В основном, это использует электрические катушки в одном устройстве для генерации тока внутри другого устройства.

Хотя эта технология может показаться инновацией в эпоху информации но ее истоки лежат в индустриальную эпоху. В 1894 году пара французских ученых разработала индукционную систему питания для электромобиля. Однако с популярностью двигателей внутреннего сгорания эта технология была быстро забыта.

Начиная с 1970-х годов, она начала привлекать к себе больше внимания. Различные ученые предложили новое, инновационное использование для передачи энергии индукции. Например, было несколько попыток использования транспортных средств с индукционным приводом, но они отошли на второй план, не оказав реального влияния на рынок.

Затем, в начале 90-х годов, зарядное устройство с индуктивным питанием, наконец, совершило прорыв. Но это не было использовано для телефонов. Это использовалось для электрических зубных щеток Oral-B. С тех пор несколько компаний стали партнерами в разработке единого стандарта и в 2008 году был основан Wireless Power Consortium (WPC). В 2010 году они определили стандарт Qi, который используется для большинства зарядных устройств для мобильных телефонов.

Беспроводные зарядные устройства

В течение следующих нескольких лет телефонные компании начали поддерживать этот стандарт. Первой была Nokia с выпуском Nokia 920 в 2012 году. Samsung последовал за ней в 2014 году, а Apple наконец-то вышла на рынок в 2021 году. Поскольку все крупные производители теперь используют стандарт Qi, на этом мы сосредоточимся.

Как работает беспроводная зарядка?

Беспроводная зарядка работает, пропуская ток через магнитную катушку, которая сделана из меди. Вместо того, чтобы быть постоянным током, ток колеблется, что означает, что он очень быстро меняет направление. Это создает небольшое локализованное магнитное поле, которое постоянно меняет полярность. Чем сильнее ток и чем быстрее колебание, тем сильнее будет магнитное поле.

Между тем внутри приемного устройства есть аналогичная катушка. Когда он подходит достаточно близко к зарядному устройству, магнитное поле создает — или «индуцирует» — электрический ток внутри катушки. Этот ток передается через небольшой выпрямитель, который обеспечивает его соответствие требованиям батареи. Оттуда он работает на вашу батарею, как стандартное зарядное устройство.

Большие катушки или несколько катушек могут еще больше увеличить мощность, обеспечивая беспроводную зарядку даже очень мощных батарей. В зарядных устройствах для смартфонов катушки имеют диаметр всего несколько дюймов. Это не дает очень мощный ток, но этого достаточно, чтобы зарядить смартфон.

Читайте: Внешний беспроводной аккумулятор Samsung

В настоящее время предпринимаются попытки использовать индукционную мощность для зарядки более крупных батарей. Например, в настоящее время WiTricity продает автомобильное зарядное устройство с несколькими 10-дюймовыми катушками. Это допускает экстремальные уровни эффективности, более 90 процентов, при достаточно сильном токе для зарядки электромобилей.

Стандарты беспроводных зарядок

Сегодня на пользовательском рынке существует два стандарта технологии беспроводной зарядки. Первый из них (наиболее популярный) называется Qi, второй – PMA. При этом некоторые производители поддерживают оба стандарта, что наделяет их гаджеты некоторой универсальностью.

Узнать какой стандарт поддерживает тот или иной смартфон можно из прилагающейся к нему документации или же из описания его характеристик, опубликованных на сайте производителя.

Преимущества беспроводной зарядки

Итак, что делает беспроводную зарядку лучше, чем традиционная проводная зарядка? Есть несколько ощутимых преимуществ.

  • Очевидно, что нет необходимости в кабелях. Это означает отсутствие путаницы и отсутствие необходимости в отдельных зарядных кабелях для всех ваших электронных устройств.
  • Улучшенная долговечность. Поскольку вы не подключаете провода постоянно и не выдергивайте их, в зарядном порту устройства нет износа. Беспроводная зарядка также снижает риск повреждения зацепления или удара по зарядному шнуру.
  • Беспроводные зарядные устройства всегда включены. Если оставить подключенное зарядное устройство Qi, вы можете более или менее забыть, что в нем даже есть вилка. Если вы когда-нибудь забыли подключить зарядный кабель телефона к USB-порту, вы оцените это преимущество.
  • В некоторых устройствах это может устранить необходимость в открытых соединениях. Хотя на рынке не так много устройств, поддерживающих только беспроводную зарядку. Возможность телефона без порта зарядки, тем не менее, является многообещающей.

Как добавить в смартфон беспроводную зарядку

При желании заряжать телефон через БЗУ есть возможность купить чехол имеющий встроенный приемник или отдельный модуль Qi. Его можно приобрести в онлайн и офлайн магазинах. Наиболее дешевые чехлы найдете на AliЕxpress или аналогичных онлайн площадках, где они продаются по цене от 600 р.

Покупка Qi-ресивера обойдется еще дешевле. На китайских онлайн магазинах продаются по цене от 100 р. Он встраивается в блок зарядки.

Производятся 2 варианта:

  • подключаемые к аккумулятору,
  • подключаемые к зарядному порту.

Более популярны и чаще покупают ресиверы, подключаемые к зарядному порту. Их установка не требует разбирать аппарат, они размещаются между корпусом и чехлом.

Что такое двусторонняя беспроводная зарядка?

Двусторонняя беспроводная зарядка, иногда называемая двусторонней зарядкой, позволяет одному устройству заряжать второе устройство. Он работает аналогично сквозной зарядке для банка питания.

Если это звучит немного расплывчато, давайте разберемся с примером. Предположим, у вас есть только одно беспроводное зарядное устройство, но вам нужно зарядить смартфон, а также набор беспроводных наушников. Вы можете положить свой телефон в зарядное устройство и установить наушники в верхней части телефона, и оба будут заряжаться.

Беспроводные зарядные устройства

Последние телефоны Samsung поддерживают эту функцию в течение нескольких месяцев с помощью функции «Wireless PowerShare». IPhone следующего поколения также будет поддерживать двустороннюю беспроводную зарядку.

Как пользоваться беспроводной зарядкой?

Если вы приобрели беспроводную зарядку или получили в качестве подарка, то при первой попытке зарядить телефон, возможно столкнетесь с трудности. Таким образом, предлагаем вам прочитать нашу инструкцию — как пользоваться беспроводной зарядкой для телефона.

  • Подключите беспроводную зарядку к сети. Вы также можете подключить беспроводную зарядку к компьютеру по USB-кабелю. В результате чего устройство должно заработать, при этом обратите внимание, чтобы горел индикатор заряда.

  • После этого установите мобильный телефон на платформу беспроводной зарядки, если телефон не отреагировал, то есть не стал заряжаться, то скорее всего на вашем телефоне необходимо активировать функцию беспроводной зарядки.

Как вы использовать беспроводное зарядное устройство?

Для современных смартфонов, которые имеют эту встроенную технологию, это довольно просто.

  • Подключите беспроводное зарядное устройство к источнику питания. Как правило, это будет настенная розетка, но некоторые зарядные устройства также позволяют работать от источника питания, если вы находитесь в дороге.
  • Убедитесь, что зарядное устройство находится на ровной поверхности. Таким образом, ваш телефон не соскользнет и не будет поврежден.
  • Затем просто положите свой телефон на верхнюю часть зарядного устройства. Чем ближе к центру, тем эффективнее он будет заряжаться. Как только это будет сделано, ваш телефон или другие устройства начнут заряжаться в течение нескольких секунд.

Если вы хотите использовать свое беспроводное зарядное устройство для более старых устройств, есть доступные приемники Micro USB Qi. Они похожи на крошечные ключи. Просто подключите приемник к порту зарядки вашего устройства и повторите шаги, описанные выше.

Плюсы и минусы беспроводной зарядки

Преимущества технологии:

  • Удобство вне зависимости от условий использования — дома или в общественном месте;
  • Гнездо телефона остается свободным, что повышает его эксплуатационный срок;
  • Компактные размеры и отсутствие вреда для организма человека.

Недостатки:

  • Дороговизна;
  • Если не считать Power Bank, то станция должна быть всегда подключена к источнику питания;
  • КПД на 20-25% ниже, чем у классических проводных зарядок;
  • Радиус действия не превышает 8 см;
  • Зарядка занимает ощутимо больше времени;
  • Пока не каждый смартфон комплектуется индукционным приемником, поэтому перед покупкой беспроводной зарядки нужно убедиться в наличии поддержки этой технологии.

С одной стороны минусов у беспроводной зарядки даже больше, чем плюсов, но удобство пользования перекрывает большинство отрицательных сторон и делает ее очень популярным аксессуаром.

Чем беспроводная зарядка отличается от проводной зарядке?

Есть несколько важных различий между беспроводной и проводной зарядкой. Мы уже упоминали несколько преимуществ, в том числе улучшенную долговечность, возможность зарядки нескольких устройств и очевидный факт, что вам не нужен кабель. Кроме того, они также устраняют риск взлома вашего смартфона, подключившись к общедоступному USB-терминалу в аэропорту или на вокзале.

Тем не менее, есть несколько недостатков, о которых вы также должны знать.

Начнем с того, что беспроводная зарядка менее эффективна, чем проводная зарядка. В зависимости от вашего зарядного устройства зарядка устройства может занимать в два раза больше времени. Более того, беспроводная зарядка не поддерживает функции быстрой зарядки, которые есть во многих устройствах USB Type-C.

Беспроводная зарядка может вызвать перегрев устройства, хотя это происходит редко. Тем не менее, известно, что это вызывает проблемы у некоторых людей.

Наконец, беспроводные зарядные устройства стоят дороже, чем простой шнур для зарядки. Следует признать, что это незначительная проблема. Беспроводное зарядное устройство обойдется вам примерно в в два раза дороже чем хороший кабель.

Может ли беспроводная зарядка повредить аккумулятор?

Верьте или нет, беспроводная зарядка на самом деле лучше для вашей батареи, чем проводная зарядка. Поскольку ток проходит через зарядное устройство и только косвенно достигает вашего телефона, снижается риск повреждения от скачков напряжения или других сбоев.

Хотя мы упоминали, что беспроводные зарядные устройства могут вызвать перегрев вашего устройства, это происходит редко и почти никогда не произойдет на хорошем качественном устройстве. Современные литий-ионные аккумуляторы имеют модуль защитной схемы (PCM), который автоматически отключает ток, если аккумулятор становится слишком горячим. Только дешевые телефоны не будут иметь эту функцию.

Работает ли беспроводная зарядка, если у телефона есть чехол?

Ответ — да, по большей части. Поскольку беспроводная зарядка не зависит от физического контакта, небольшое количество дополнительного разделения, создаваемого большинством телефонных чехлов, не будет иметь значения.

Тем не менее, очень толстый корпус может привести к некоторой потере эффективности. Если вы используете очень толстый чехол для телефона, ваш телефон может заряжаться немного медленнее.

Беспроводные зарядные устройства

Единственный случай, когда вы столкнетесь с серьезной проблемой, — это использование металлического чехла для телефона. Алюминиевые чехлы для телефонов — нишевый продукт, но некоторые люди предпочитают их из-за их чрезвычайной долговечности. К сожалению, небольшое магнитное поле не проникает в алюминиевую оболочку.

Возможна ли беспроводная зарядка на большие расстояния?

Да возможна. Проблема в том, что для зарядки на любом значительном расстоянии около 1 метра требуется чрезвычайно сильное магнитное поле. Это мощное поле может нанести радиационный ущерб людям, домашним животным. Очевидно, это плохая идея для комнаты. Никто еще не нашел решение этой проблемы.

Тем не менее, несколько компаний работают над решением этой проблемы. Например, в 2021 году Apple запатентовала беспроводное зарядное устройство RF. Тем не менее, они еще ничего не сделали с ним. Придется подождать и посмотреть, как развивается технология. Новые эксперименты были сосредоточены на зарядке с помощью оптического света и других альтернативных методов. Но на момент написания этой статьи никто не выпустил беспроводное зарядное устройство дальнего радиуса действия, пригодное для домашнего использования.

Источник: powerbankexpert

Виды беспроводных зарядок

Такие устройства имеют несколько форм-факторов. Современные модели бывают:

  • настольными;
  • автомобильными;
  • в виде подставки;
  • встраиваемыми;
  • павербанки qi.

Настольные предметы — стандартные станции в виде компактных подставок. Они занимают мало места, подходят для зарядки смартфонов.

Второй вид аксессуаров специально создан для применения в автомобиле. Модели могут дополняться кронштейнами, держателями, адаптерами в прикуриватель, другими элементами.

Зарядки-подставки не только «питают» батарею девайса. Такие устройства выполняют функцию подставки. Во время зарядки смартфон или планшет находится под удобным углом, что позволяет пользователю просматривать видео, почту.

Встраиваемые модели имеют специальный дизайн, могут монтироваться в тумбы, столы, шкафы, барные стойки. Портативные устройства этого типа защищены от пыли, влаги.

Для смартфонов

Перед покупкой портативной зарядки необходимо убедиться в том, что смартфон поддерживает такое решение. Беспроводные модели представлены широким ассортиментом, разными ценовыми категориями. Предметы выглядят элегантно, поэтому хорошо вписываются в интерьер комнат, офисов и кабинетов.

Устанавливать аппараты на док-станцию можно в горизонтальном (вертикальном) положении. Пользователь имеет возможность смотреть мультимедийные файлы, входящие уведомления и другую информацию.

Быстрые зарядки для гаджетов Samsung — это настоящее открытие. Устройства отличаются мощностью работы, заряжают смартфоны и планшеты бренда Samsung с разной скоростью. Есть варианты со светодиодной индикацией, которая сигнализирует о подключении смартфона, отображает уровень «жизни» батареи.

Оригинальная беспроводная зарядка Samsung имеет складную конструкцию. Корпус устройства выполнен из пластика. Подходит адаптер для смартфонов серии Galaxy S.

Устройство Mi Wireless Charger — универсальный вариант для товаров xiaomi. В док-станции использован стандарт Qi, ее можно использовать для смартфонов других брендов. Сплав алюминия с анодированием — основа корпуса этой портативной модели.

Производитель утверждает, что зарядка осуществляется даже при расстоянии 4 мм до смартфона. Можно наполнять энергией батареи аппаратов, заключенных в защитные чехлы.

Беспроводные зарядные устройства подходят для новых iPhone, более старых «яблочных» версий. Можно приобрести зарядку для айфона 8 или 8 Plus, модели XS, других аппаратов с NFC-модулем. Для техники Apple подходят док-станции, площадки-таблетки.

Оригинальная беспроводная зарядка — AirPower, но ее нет в продаже. Ходят слухи, что устройство работает нестабильно, перегревается. На официальном сайте Apple нет информации о таком аксессуаре.

Автомобильная беспроводная зарядка

Устройства можно устанавливать в автомобиле, что позволяет заряжать гаджеты во время езды. Разные модели устанавливаются на ветровое стекло, торпеду или воздуховоды печки (кондиционера). Смартфон фиксируется зажимами, а сам адаптер можно использовать в горизонтальном режиме.

Подзарядка гаджета начинается автоматически после его подключения к зарядке. Высококачественные электронные компоненты обеспечат защиту, оптимальную эффективность заряда. Подходят автомобильные модели для девайсов разных брендов.

Внешний аккумулятор с беспроводной зарядкой

Беспроводной внешний аккумулятор станет помощником при поездках, деловых встречах, отдыхе. В таких устройствах может быть 2 USB-выхода, что позволяет подзаряжать 2 гаджета. При использовании внешнего аккумулятора не нужно применять переходники.

Устройства этого типа дополнены встроенной индукционной катушкой, что обеспечивает стабильную подзарядку. Есть модели с дисплеем, встроенной защитой от перегрузок.

Беспроводные внешние аккумуляторы характеризуются увеличенной емкостью, дополнительными возможностями Qi зарядки, небольшими размерами. Устройства свободно помещаются в кармане, дамской сумочке. Минимальный вес позволяет брать внешние аккумуляторы в путешествия, на природу.

Некоторые модели имеют функциональную подставку, выдвигаемую на 2-3 уровня. Если смартфон устанавливается под углом, то можно просматривать фильмы, книги. В таком случае беспроводная зарядка на внешнем аккумуляторе не будет доступной.

Беспроводная зарядка для часов

Смарт-часы необходимо установить на специальную подставку, включить зарядку. Заряжаются наручные аксессуары по индукционной технологии. С использованием компактной выдвижной платформы нагрузки на разъемы «умных» часов будут минимальными, что значительно продлевает их срок службы.

Беспроводные подставки полностью заряжают «умные» часы за короткое время. Точное время зависит от толщины корпуса, модели смарт-часов. На зарядку до 100% уходит 1-2 часа.

Принцип работы беспроводной зарядки

Для решения такой проблемы разработчиками были придуманы беспроводные зарядные устройства, которые освобождают пользователя от зависимости от электрической розетки.

Принцип работы

Беспроводные зарядки работают на принципе электромагнитной индукции. Простыми словами можно объяснить так: в аккумуляторе и в зарядном устройстве есть катушки. В батарее она работает как приемник, а в зарядке – как передатчик.

Когда зарядку подключают к сети, в ее катушке образуется переменный ток, который с помощью схемы передатчика превращается в электромагнитное поле.

Если к беспроводной зарядке поднести смартфон с батарей, в которой находится приемная катушка, то на последнюю начинает воздействовать переменный магнитный поток.

Поток впоследствии создает переменный ток, который, проходя через катушку приемника, превращается в постоянное напряжение посредством электронной схемы. Вот от этого напряжения аккумулятор и заряжается.

История развития

Развитием и усовершенствованием беспроводных систем занимаются крупные корпорации Wireless Power Consortium и AirFuel Alliance. Основным стандартом беспроводных модулей стал Qi. Он поддерживается многими производителями современных смартфонов. Потому при покупке передатчика, следует учитывать, чтобы телефон тоже поддерживал этот стандарт, хотя сам модуль может быть произведен и другой фирмой.

Есть еще один стандарт, именуемый PMA. Он не так распространен, но поддерживается некоторыми производителями телефонов. Существуют и такие смартфоны, которые компилируются с обоими стандартами.

Принцип работы беспроводной зарядки в разрезе: катушка из меди, чип, кабель.

Преимущества и недостатки

Беспроводные зарядные устройства на основе электромагнитной индукции применяют ближние электромагнитные излучения. Энергия такого поля теряет силу излучения с увеличением отдаленности от источника более, чем на 5 см.

Потому, современные беспроводные зарядные устройства можно считать безвредными для здоровья человека.

Основными преимуществами можно выделить следующие особенности:

  • отсутствие проводов;
  • возможность размещения нескольких модулей в разных комнатах, чтобы не носить с собой зарядку.

Среди недостатков выделяют:

  • от передатчика смартфон заряжается дальше, чем от проводного устройства;
  • беспроводная зарядка стоит дороже, чем проводная.

По субъективному мнению, недостатки настолько несущественны, что причин не покупать беспроводную зарядку просто нет.

Как работает беспроводная зарядка: принципы, стандарты, устройства. Беспроводные зарядки для телефонов: мифы и реальность

Бесконтактное зарядное устройство – это мечта для каждого обладателя смартфона. Современные телефоны регулярно нуждаются в зарядке. Постоянно приходиться подключать их с помощью провода к адаптеру. Однако сейчас можно выбрать беспроводную зарядку и забыть обо всех сложностях. Беспроводная зарядка для телефона это уже не мечта, а обычное устройство, которое используют миллионы пользователей.

Многие десятилетия люди мечтают о возможности передачи энергии на расстояние. Это часто можно встретить в фантастических романах 20 века. И вот свершилось. В пользовании появились зарядные устройства, которые заряжают аккумуляторы потребителей на расстоянии. Правда расстояния еще очень малы, всего несколько сантиметров, но это уже уверенный шаг вперед. И не теоретический, а практический.
На данный момент самое широкое распространение получили беспроводные бесконтактные зарядные устройства для смартфонов (БЗУ). Достаточно положить смартфон на зарядное устройство и он начнет заряжаться. Никаких проводов от беспроводной зарядки до смартфона не надо. Все работает на законе взаимоиндукции. Зазвонил телефон, спокойно берешь его в руки не боясь запутаться в проводах, не боясь повредить контакты разъема, а так же не привязан строго к рабочему месту.
Так, что в настоящий момент беспроводные зарядное устройство уже не является мифом. Это адаптеры, которые может приобрести каждый желающий. Расположить зарядку можно на столике у кровати дома или же в автомобиле на приборной панели.
Но стоит отметить, что далеко не все телефоны и смартфоны, выпускаемые различными производителями, способны заряжаться от беспроводных зарядок. Телефоны поддерживающие беспроводную зарядку стали появляться совсем недавно. А какие телефоны поддерживают беспроводную зарядку можно узнать у менеджера салона сотовой связи. Но если ваш телефон не поддерживает эту функцию, то как модернизировать ваш телефон или смартфон для данных видов зарядок я опишу ниже.

Принцип работы

В принцип работы беспроводного зарядного устройства заложены законы, открытые учеными Теслой и Фарадеем. Это так называемые явления индукции и взаимоиндукции. Вспомните школьную физику. Если по проводнику течет ток, то вокруг проводника возникает магнитное поле. Если в магнитное поле внести другой проводник, то в нем индуцируется ЭДС (ЭлектроДвижущая Сила).

На этом принципе работают все трансформаторы. Если на первичную обмотку трансформатора подать переменный ток, то на вторичной обмотке образуется ток, величина которого будет зависеть от числа витков во вторичной обмотке. На этом же принципе и работает беспроводная зарядка. И я постараюсь объяснить, как работает беспроводная зарядка для телефона. Источником электромагнитного излучения становится индукционная катушка, которая находится в зарядном устройстве (выполняет роль первичной обмотки трансформатора). Выглядит как подставка, зарядный стакан или что то аналогичное. Подключается к электросети напрямую или через адаптер. Заряжаемое устройство тоже имеет свою катушку (аналогично вторичной обмотке трансформатора). Если обе катушки расположены на достаточно близком расстоянии друг от друга, то во второй катушке индуцируется переменный ток, далее он выпрямляется в постоянный и через контроллер заряда заряжает аккумулятор гаджета.

Любая бесконтактная зарядка для телефона или другого устройства работает по этому принципу, будь то в доме или автомобиле. Чаще всего мы встречаем устройства стандарта QI.

Стандарты беспроводных зарядных устройств

Qi
Самым распространенным стандартом беспроводной зарядки является Qi. Этот стандарт был разработан консорциумом беспроводной электромагнитной энергии (Wireless Power Consortium, сокращенно WPC), и поддерживается многими производителями такими, как Samsung, Nokia, LG и другими. Стандарт Qi читается как Ци, что на китайском языке созвучно в переводе со словом «жизнь».


Принцип работы основан на законе взаимоиндукции, как описано выше. Частота работы БЗУ 100-205 кГц. КПД 75-80%.
PMA
Другой популярный стандарт называется PMA. В его принцип так же заложен закон электромагнитной индукции, Этот стандарт разработан компанией Powermat в 2012 году. Он не такой популярный, как Qi, но и у него есть свои преимущества.

Основные усилия компания направила на разработку более качественного передатчика электромагнитного поля. Да и частота работы зарядного устройства 277-357 кГц.
В основном этот стандарт распространен в США. Но все же стандарт PMA довольно сильно проигрывает Qi.
Rezence (A4WP)
Принцип работы стандарта Rezence основан на законе магнитного резонанса. Это позволяет увеличить передаваемую мощность до 50 Вт, что вполне хватает для зарядки более мощных устройств, и даже нескольких устройств одновременно. А так же можно и увеличивать расстояние от зарядки до заряжаемого гаджета.

Но пока этот стандарт больше теоретический и не получает широкую поддержку.

Где применяются беспроводные зарядки

С момента изобретения беспроводной зарядки, она сразу стала внедряться всевозможными производителями для зарядки аккумуляторов различных устройств.
Одними из первых беспроводные зарядки внедрили производители зубных щеток. Дело в том, что зубные щетки имеют прямое соприкосновение с водой. Тут то как раз и пригодилось изобретение БЗУ. Ведь в этих устройствах нет голых контактов. Зубная щетка и зарядное устройство имеют хорошую герметизацию.


Корпорация Apple тоже не отстает от прогресса. Они внедрили беспроводную зарядку для своих часов Apple Watch.



Но самую большую популярность получили беспроводные зарядки для смартфонов. Какое удобство. Просто положите смартфон на зарядное устройство и процесс зарядки пошел. Никаких проводов. Большую долю смартфонов с такими зарядками выпустил Samsung. Nokia то же выпустили смартфоны с такими зарядками. В 2017 году Apple выпустила смартфон iPhone 8 iPhone X, которые тоже могут заряжаться от БЗУ.
Нередко подобные устройства устанавливаются в общественных местах. В кафе и ресторанах люди привыкли работать с помощью смартфонов, общаться или же развлекаться. Интернет забирает достаточно много энергии батареи.

Чтобы привлечь посетителей и чтобы гости просидели как можно дольше в этих заведениях, владельцы предлагают бесплатный Wi-Fi, но и конечно же, бесконтактные зарядки для смартфонов, которые вмонтированы прямо в столики заведения.

Так же многими производителями выпускается беспроводная автомобильная зарядка для телефона. Принцип беспроводной зарядки очень простой. провод от этой зарядки вставляется в гнездо прикуривателя, сама зарядка устанавливается в удобное место с учетом, что телефон во время движения не упадет с нее.

Преимущества беспроводных зарядок

Есть масса преимуществ в том, чтобы телефон мог заряжаться именно бесконтактным способом. В первую очередь решается основная проблема, а именно переходники. Теперь будет одна универсальная панель сразу для всех аппаратов. Провода не будут изнашиваться и гнезда на мобильнике не станут слишком быстро ломаться. Для заряжающегося айфона это также особенно важно, ведь его ремонт стоит дорого.
Когда выбираем определенный адаптер, нельзя не думать о плюсах бесконтактного:

  • Удобство. Использовать можно в любом месте.
  • Допустима зарядка нескольких телефонов сразу.
  • С течением времени устройств, которые поддерживают данную функцию становиться все больше.
  • Электроэнергии тратиться минимум, хотя КПД этой зарядки и составляет около 80%.
  • Самсунг и некоторые другие компании планируют сразу с телефоном предлагать подобный адаптер.
  • Долговечность. Зарядка способна прослужить много лет.

Производители

Вопросами создания и разработки бесконтактных зарядок для телефонов занялись многие компании. Каждая из них ориентирована на определенные особенности и готова удовлетворить конкретные пожелания пользователей. В первую очередь надо рассмотреть зарядки от производителей смартфонов, в которых включена функция беспроводной зарядки.


Как своими руками усовершенствовать смартфон

Как я писал выше, не все смартфоны могут работать с бесконтактными зарядками. Внутри этих смартфонов нет приемной части. Но это не приговор. На сегодняшний день на рынке кроме беспроводных зарядных устройств есть еще в продаже и отдельные приемные устройства.

Выглядят они, как лист картона размером со спичечный коробок. Внутри этой пластинки размещена приемная катушка. Приемная часть бывает двух типов. Первый вариант – приемная часть размещается под крышкой аккумуляторного отсека смартфона и подключается прямо к аккумулятору.

Второй вариант – приемная часть подключается к входному разъему и прикрывается чехлом смартфона.

Да, есть еще один вариант. Выпускаются чехлы смартфона с встроенной приемной частью.

Как выбрать

Специалисты советуют прежде чем решать, какую бесконтактную зарядку для телефона выбрать, определиться, поддерживает ли гаджет данную технологию. Компания Apple специально категорически против подобной практики, ведь они ориентированы на использование оригинальных бесконтактных адаптеров. Однако Samsung и многие другие производители не нуждаются в столь тщательном отборе. Многие гаджеты допускают современное зарядное устройство для телефона разных производителей.

Обзор беспроводных зарядных устройств видео обязательно посмотрите

Есть несколько технологий передачи электричества по воздуху, в том числе с помощью лазера, звуковой волны и прочих интересных способов. Но коммерческой из них пока можно назвать лишь одну — использование электромагнитной индукции, посредством которой передавать энергию пытались еще Фарадей и Тесла. Самый распространенный на сегодня стандарт индуктивной зарядки уже лет семь разрабатывается организацией Wireless Power Consortium. Стандарт этот называется китайским словом Qi — произносится как «chee» по-английски или как «ци» в русской традиции перевода. Его официально поддерживают практически все производители мобильников, начиная с телефонов Samsung, Sony, Lumia, заканчивая маленькими компаниями, чьи названия никому ни о чем не говорят. Зарядными станциями, соответствующими этому стандарту, в течение года обещают оборудовать некоторые американские аэропорты, британские «Макдоналдсы» и «Старбаксы», и это, как становится понятно, только начало списка . К нему же можно отнести новую икеевскую мебель и лампы со встроенными зарядными панелями — их начнут продавать в Европе в этом месяце. Даже Apple, которая, как всегда, стоит немного в стороне и официально Qi не поддерживает, в своих часах, похоже, все-таки придерживается принципов WPC.

Как это работает

Беспроводная зарядка по технологии WPC предполагает наличие в телефоне и зарядном устройстве индукционных катушек: одна выступает в роли приемника, другая — в роли передатчика электричества. Когда зарядку подключают к электросети, в ней возникает напряжение, а вокруг ее катушки-передатчика — магнитное поле. Когда в это поле попадает телефон, электромагнитные волны в его катушке-приемнике преобразуются в электричество — батарея телефона начинает заряжается. Стандарт Qi подразумевает, что для полноценной передачи энергии расстояние между устройствами не должно превышать 3–5 сантиметров. То есть они должны практически касаться друг друга. Поэтому большинство нынешних индукционных зарядок представляют собой небольшие панели, на которые необходимо класть телефон. При этом их КПД составляет около 75–80% — чуть меньше, чем у проводных зарядок.

В чем плюсы и минусы

Если говорить о рядовом пользователе, у индуктивной зарядки есть только одно существенное преимущество. Она освобождает от необходимости подсоединять кабель к телефону (плееру, камере, часам и прочим небольшим устройствам). И хотя ее называют беспроводной, собственно от провода она не освобождает, поскольку он нужен для подключения зарядной панели к розетке. У этих панелей есть и другие недостатки: они немного дороже и в среднем заряжают в полтора-два раза медленнее.

Опасна ли беспроводная зарядка

Это, наверное, самый популярный вопрос, который задают Wireless Power Consortium, и производители мобильных, разумеется, отвечают, что это безопасно. В этом же пытаются всех убедить производители электробритв и зубных электрощеток — для их подзарядки тот же индукционный принцип уже применятся давно. Но стоит иметь в виду, что электромагнитные волны, благодаря которым передают энергию беспроводные панели, относятся к спектру так называемого неионизирующего (и оттого безопасного в отличие, скажем, от рентгеновского) излучения. Электромагнитные волны того же спектра служат для передачи сигнала радиостанций, сотовых вышек, вайфай-роутеров. Например, сигнал мобильного телефона передается постоянно и на куда большие расстояния, но для работы его приемника достаточно небольшой мощности (в пределах 1–2 ватт). Максимальная мощность беспроводных панелей стандарта Qi существенно выше — 5 ватт. Но они (пока) работают на крайне малых расстояниях, к тому же автоматически отключаются (а значит — прекращают излучать волны), если устройство зарядилось.

В любом случае убедительных доказательств того, что беспроводная зарядка стандарта Qi (как и сигнал сотовой связи) может угрожать здоровью, никто еще не представил. Впрочем, Wireless Power Consortium работает и над более мощными беспроводными чарджерами (до 120 ватт), способными заряжать ноутбуки. Но с этими устройствами пока осторожничают, и никто их, кажется, не выпускает.

Какие устройства поддерживают беспроводную зарядку Qi

Узнать об этом можно в поиске на сайте WPC . При этом стоит помнить, что для осуществления беспроводной зарядки вам потребуется две вещи: приемник и передатчик энергии. Одни телефоны (и носимые устройства) уже имеют встроенные зарядные модули, они же приемники; к ним остается только подобрать беспроводную панель, она же передатчик. Другие телефоны — все айфоны, к примеру, — эту технологию пока не поддерживают. К ним, помимо панели, придется купить еще и специальный чехол или насадку с зарядным модулем, который подключается к смартфону через привычный разъем для зарядки.

Примеры беспроводных зарядок

Samsung Wireless Charging Pad


PowerBot


Бестселлер и, судя по отзывам, лучшая беспроводная панель на «Амазоне». Совместим с приемниками стандарта Qi. К нему прилагается micro-USB-провод (значит, его можно подключить к ноутбуку или портативному аккумулятору). Довольно надежная и недорогая модель.


Самое, наверно, захватывающее обещание последних лет — передатчик размером с хлебницу, который позволяет заряжать телефоны, умные часы и браслеты, пульты или геймпады на расстоянии до 10 метров. Это уже в большей степени беспроводная технология, освобождающая от возни с зарядным устройством. Не важно, лежит ли телефон на столе или в кармане: как только он разрядится и окажется в радиусе действия передатчика, тот начнет его заряжать. Впрочем, заряжаемое устройство должно быть снабжено специальным приемником Cota. Начать поставки этих приемников производителям устройств разработчики обещают в конце года.

iQi Wireless Charging Receiver


Напоследок пример того, как обстоят дела с беспроводной зарядкой телефонов Apple. Поскольку айфоны технологию пока не поддерживают, на помощь приходят костыли в виде чехлов, насадок и прочих аксессуаров. Например, чехлы Duracell за 120 долларов, которые сама Apple рекомендует в своем магазине . Но самое удивительное приспособление того же назначения — карта-приемник iQi, которую подключают через разъем Lightning и прячут под обычным чехлом телефона. Проект, успешно собравший средства на краудфандинговой платформе Indiegogo , сейчас можно найти на «Амазоне» (хотя все же лучше, наверное, попробовать дождаться седьмого или восьмого айфона: у того или другого, по слухам, будет свой встроенный приемник для беспроводной зарядки).

На сегодняшний день нам уже тяжело представить свою жизнь без мобильных гаджетов. Это привело к тому, что около домашних розеток скапливается огромное количество проводов, среди которых бывает не так просто найти необходимую «зарядку». В этом случае проблему поможет решить беспроводное зарядное устройство. Принцип его работы очень прост — достаточно поместить гаджет на специальную панель, чтобы он зарядился. В основе аксессуара лежит принцип работы индукционной катушки. Такая технология носит название Qi. Она 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 не обязательно носить с собой повсюду для всех девайсов, которыми мы пользуемся.

Беспроводные зарядные устройства для гаджетов с поддержкой технологии Qi

Стандарт беспроводного питания называется Qi. По-русски слово произносится как «Ци». Такое имя стандарт носит в честь термина восточной философии. 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 . 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 и 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, перпендикулярно виткам катушки, возникает магнитное поле. 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 и телефонов. Следует отметить, что для планшета и смартфона необходима различная сила тока. Беспроводное зарядное устройство для телефона создаёт силу тока в 1 ампер, а для планшетного компьютера — 2 ампера. При выборе аксессуара обязательно обращайте внимание на такие характеристики.

Энергоэффективность стандарта Qi

Современное беспроводное зарядное устройство состоит из двух компонентов. Один из них встроен непосредственно в гаджет, который поддерживает Qi и называется ресивером беспроводной зарядки. По сути, он является приёмником, который проводит электрический ток к аккумулятору. Второй компонент называют трансмиттером. Если подразумевается покупка беспроводной «зарядки», речь идёт именно о трансмиттере. Они бывают самых разных форм и размеров. В основном распространены круглые и прямоугольные передатчики.

Чтобы лучше понять, как работает беспроводная зарядка, следует учесть, что магнитное поле способно передавать не только электрический ток, но и данные о байтах и битах, что учли разработчики стандарта Qi. Взаимодействие между катушками будет возникать только в тот момент, когда гаджет со встроенным трансмиттером будет находиться поблизости от передатчика.

Если аксессуар для зарядки гаджета будет функционировать в фоновом режиме, то импульс, посылаемый каждые 0,4 секунды передатчиком, не будет изменять напряжение в катушке, встроенной в трансмиттер. Можно сделать вывод, что современный аксессуар умеет распознавать, в каком режиме функционировать. Как только поблизости на расстоянии нескольких сантиметров окажется смартфон, напряжение в индукционной катушке резко снизится, и устройство перейдёт в режим активной работы. Как только аккумулятор смартфона будет заряжен, соответствующий сигнал переведёт зарядное устройство в фоновый режим. Можно сделать вывод, что современные беспроводные аксессуары для пополнения ёмкости батареи являются энергоэффективными.

Безопасна ли технология Qi?

Некоторые пользователи ошибочно полагают, что функция беспроводной зарядки Qi может нанести вред здоровью. Дело в том, что магнитное излучение не является ионизирующим. По своему влиянию на организм оно похоже на сигнал мобильной связи, радиосигнал. При этом сигнал мобильной сети, который поступает с вышки, является более сильным и имеет непрерывный характер, в то время, как электромагнитное излучение пропадает сразу после зарядки батареи смартфона.

Мощность беспроводных зарядных устройств составляет 5 ватт. Её недостаточно, чтобы оказать воздействие на человеческий организм. О негативном воздействии можно говорить лишь в том случае, когда мощность таких девайсов будет равняться 120 ваттам. Но подобные модели не выпускаются в промышленных масштабах. Этим объясняется отсутствие беспроводных зарядных устройств для ноутбуков. Важно знать, что технология беспроводного заряда аккумулятора давно используется во многих моделях электробритв и электрических зубных щёток, что в очередной раз доказывает её безопасность.

Какие смартфоны поддерживают функцию беспроводной зарядки?

В первую очередь мы хотим отметить, что далеко не все гаджеты на сегодняшний день поддерживают функцию беспроводного заряда. Компания Apple намеренно поставляет на рынок продукцию, которая несовместима с Qi. В таком случае мы рекомендуем приобрести специальный чехол со встроенной индукционной катушкой.

Флагманские устройства в основном всегда поддерживают технологию Qi. К ним относятся такие популярные модели смартфонов, как Samsung Galaxy S6, Sony Xperia Z4v, Samsung Galaxy S6 Active, Google Nexus 6, Motorola Droid Turbo, Nokia Lumia 930, Samsung Galaxy S6 Edge. Уже сейчас десятки моделей самых разных производителей можно заряжать с помощью беспроводного аксессуара, что обеспечивает максимальное удобство использования для юзеров.

Можно ли изготовить беспроводную зарядку собственноручно?

Беспроводные зарядные устройства имеют достаточно высокую стоимость, учитывая, что они представляют собой обычную индукционную катушку. Возникает вопрос: «Как сделать модуль своими руками?». В принципе, если вы обладаете знаниями основ физики и специальным оборудованием для измерения силы и мощности электрического тока, это не будет большой проблемой. Фанаты радиоэлектроники способны собрать и не такие простые устройства, но обычным пользователям мы не рекомендуем проводить подобные эксперименты.

На сайте aliexpress.com можно найти отдельно приёмники беспроводных устройств для некоторых моделей смартфонов, среди которых линейка , Google Nexus. Его достаточно просто установить в телефон. Под крышкой у девайса находятся два контакта, которые предусматривают положительный и отрицательный полюс. Достаточно купить и подключить ресивер, после чего можно провести тест беспроводной зарядки. Такой выход оптимален, если у вас каким-то образом появилось беспроводное зарядное устройство, например, вам преподнесли подарок, а ваша модель гаджета ещё не поддерживает функцию Qi.

Беспроводная технология заряда аккумулятора набирает всё большую популярность в современном мире. В будущем во многих общественных местах можно будет восполнить ёмкость аккумулятора. Ожидается, что беспроводными зарядными устройствами будут оснащены стадионы, парки, рестораны, кинотеатры, фастфуды. При покупке смартфонов мы рекомендуем обращать занимание на поддержку функции Qi, которая присутствует во всех флагманских моделях 2015 года.

Фантасты предполагали, что в начале XXI века человечество будет легко покидать пределы атмосферы, а в повседневной жизни пользоваться летающими автомобилями. Их расчёты были вполне справедливы, ведь впервые поднявшись в 1903 году на самолёте, человек уже 12 апреля 1961 года совершил первый в мире полёт в космическое пространство. Но жизнь распорядилась иначе, и человечество пошло по пути развития персональной электроники, вещи, которую не угадал ни один «фантазёр».

Незаменимые устройства

За короткое время телефоны превратились в совершенно футуристические и незаменимые устройства, помогающие человеку во всех аспектах жизни, с которым он не расстаётся даже во сне.

Но одна вещь всегда делала из идиллической картины нового дивного мира жёсткую сатиру и пародию на него — это, конечно, аккумулятор. Если в эпоху мобильных телефонов кое-как удавалось сохранить жизнь устройства на протяжении недели, то сегодня смартфону еле удаётся сохранить работоспособность в течение дня. И эти скромные показатели достигаются только благодаря перерывам в использовании смартфона.

Реальный срок работы телефона сегодня не превышает 3-4 часа. Первоначально производители пошли по наиболее логичному пути увеличению ёмкости батарей, но он оказался тупиковым, потому что покупатели не хотели телефоны-кирпичи, которые похожи на рации героев войны, а хотели невесомые тонкие устройства героев «Звёздного пути».

Тогда производители пошли по другому пути: раз мы не можем увеличить срок службы батареи, подумали они, давайте сделаем зарядку настолько эффектной, что человек будет рад лишний раз зарядить телефон.

Рождение беспроводной зарядки

Так родились технологии Quick Charge и беспроводная зарядка. И, если первая технология не давала принципиально нового опыта, то вторая хоть внешне, наконец, стала тем прорывом, о котором так долго все мечтали. Ведь зарядка телефона, просто положив его на стол, приближала нас к будущему.

Давайте посмотрим, в чём суть данной технологии. И узнаем про её минусы, потому как плюсы очевидны.

Первый телефон с беспроводной зарядкой появился в далёком 2009 году. Им стал легендарный Palm Pre (телефон, претендовавший на роль телефона будущего, но в итоге похоронивший Palm). C этого времени технология значительно поменялась, но принципы индукционной зарядки, знакомые пользователям электрических зубных щёток уже 27 лет назад, никуда не делись.

Это по-прежнему две индукционные катушки, подключённые к источнику питания, в которых 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. Важно учитывать тот факт, что две индукционные катушки ни в коем случае не должны соприкасаться между собой. Это элементарный принцип лежит в основе работы всех устройств.

Стандарты беспроводной электромагнитной энергии

Основные принципы работы беспроводных устройств были стандартизированы Консорциумом беспроводной электромагнитной энергии (Wireless Power Consortium). В результате возник стандарт беспроводной связи Qi (на русском он читается как Ци или Чи, в Японии говорят Ки или Кэ). Название это взято неслучайно, так как в восточной философии выражает идею пространственно-временной и витально-энергетической субстанции, которая лежит в основе устройства Вселенной. Что как нельзя лучше описывает сущность этого явления. Большинство производителей (Samsung, LG, Google, Motorola, Microsoft, HTC и Nokia) следуют этим стандартам, поэтому пользователи могут заряжать свои телефоны в разных точках мира.

Наряду с этим Консорциумом существует также альянс Power Matters Alliance (PMA), основанный в 2012 году компаниями Procter & Gamble и Powermat Technologies. Этот альянс противостоит стандарту Qi. И он также пользуется поддержкой крупных компаний, среди которых Samsung, Sony, HTC, LG, Asus, Qualcomm, ZTE и AT&T. И да, вам не показалось, некоторые производители хотят усидеть на двух стульях сразу.

Различий у конкурентов немного. Оба используют индуктивную зарядку, но длина волны Qi находится в диапазоне 100-205kHz, а у РМА в 277-357kHz. Сам метод зарядки абсолютно идентичен (слияние с Alliance for Wireless Power, которая продвигала технологию Rezence, основанную на магнитном резонансе, смысл которой противоположен зарядке с помощью магнитной индукции, используемой конкурентами серьёзных дивидендов пока не принёс), единственным осязаемым преимуществом РМА является поддержка кофеен Starbucks.

На сегодня PMA — это образец “выдвижной стратегии”, когда компания устанавливает беспроводные зарядки своего стандарта с целью создания потребительского спроса де-факто.

Стандарты 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 несовершенства технологии (для приёма такого количества энергии потребуется громоздкая индукционная катушка, которая сопоставима с толщиной смартфона).

С помощью Qi на 120 ватт можно выполнить зарядку ноутбука. Qi на 5 ватт используют для пополнения ёмкости аккумулятора планшетных компьютеров и телефонов. Следует отметить, что для планшета и смартфона необходима различная сила тока, которая коррелируется с общим принципам проводной зарядки.

Отсюда мы узнаем, что и опасения по поводу вреда для здоровья от беспроводной зарядки абсолютно необоснованные. Дело в том, что магнитное излучение не является ионизирующим по своему влиянию на организм, оно похоже на сигнал Wi-Fi. Тем более зарядка на мощности 5 ватт является безопасной для человека в любом виде.

На сегодня, конечно, зарядка телефона является условно беспроводной, так как требует специальной площадки для зарядки. Во многом это портит впечатление от такого способа, но, к счастью, производители знают про это. И в 2015 году известная мебельная фирма IKEA в рамках выставки Mobile World Congress (MWC) представила мебель, в которую встроен модуль беспроводной зарядки.

Минусы беспроводной технологии

Весьма благоприятную картину портят различные изъяны беспроводной технологии, во многом обусловленные незрелостью технологии. Первым и главным пунктом значится, конечно, радиус действия. Телефон намертво привязан к зарядной площадке. Если вы захотите прочитать присланное вам сообщение или ответить на звонок, то зарядка немедленно прервётся. Что удлинит и так долгую зарядку.

И здесь мы переходим ко второму пункту: беспроводная зарядка — это долгий процесс. На 30% медленнее проводной. А также выяснилось, что использование этого типа зарядки значительно быстрее «убивает» аккумулятор телефона.

Безусловно, за беспроводной зарядкой, будущее, но некоторые (компания Apple в частности) считают, что это будущее ещё не наступило, а беспроводная зарядка является всего лишь модной игрушкой.

Передача энергии беспроводным путем – давно не утопическая панацея, не научная фантастика и не байки киберпанка. Правда, это направление в головах ученых, изобретателей и инженеров развивалось почти сто лет – отцом его по праву можно считать гениального Николу Тесла (вот его бы взять и перенести в наше время, а?!) – но и на том спасибо. Беспроводная зарядка для телефона, как любят говорить старшие, «это вещь!»

А правда: многие модели смартфонов можно подзарядить, просто присоединив соответствующий модуль. Для тех, кого реально задолбало распутывать шнуры зарядных устройств (в которых часто запутываются еще и пальцы в придачу) ежедневно, беспроводная зарядка предлагает обоснованную и эффективную альтернативу.

для телефона – что мы знаем об этом зарядном устройстве?

Когда слышишь термин «беспроводная зарядка», то по мнению вполне резонно приходит возможность подзарядки телефона на любом расстоянии от зарядного устройства. Нет, люди добрые, не путайте себя, потому что это совсем не вай-фай и его производные, хотя звучит нечто похоже. Это заблуждение, которое является необходимым злом – то есть, обеспечивает нас простой терминологией для более легкого понимания технологии. На самом же деле «беспроводная зарядка для телефона» это ни что иное как «магнитно-индукционная зарядка».

Как следует из названия, оснащены мощной электромагнитной катушкой, которая, собственно, генерирует поле. В тот момент, когда Вы кладете телефон на поверхность зарядного устройства, катушка активируется, и устройство начинает заряжаться благодаря утилизации магнитного поля, сгенерированного катушкой.

Это не одно и то же, что и в случае с магнитным зарядным кабелем, которыми оснащают некоторые модели Mac. Такие кабели используют магниты для присоединения к портам, но из точки А в точку В ток поступает благодаря обычной проводимости, а не магнитной индукции.

Как быстро будет заряжаться телефон?

Скорость подзарядки целиком и полностью зависит от силы тока и напряжения. Умножьте эти два значения, и получите эффективную мощность в ваттах, которая, собственно, передается из зарядного устройства на телефон. 12-вольтовое зарядное устройство, которое генерирует 500 мА номинального тока, будет выдавать максимальную мощность подзарядки в 6 Вт номинальной мощности.

Емкость аккумулятора телефона измеряется в мАч (миллиампер-часах), и поэтому, с другой стороны, среднестатистический зарядное устройство покажет, сколько единиц напряжения и под каким амперажом оно доставит через постоянный ток.

Обычные проволочные зарядные устройства доставляют 1 А номинального тока при 5 В напряжения. Это означает, что аккумулятор на 3000 мАч заряжается примерно за 3,5 часа. Большинство беспроводных зарядных устройств тоже следуют этому нормативу (5 В напряжения), но снижают ампераж (самый высокий показатель ≈ 0,65 А). Естественно, что из-за этого и сама батарея на 3000 мАч будет заряжаться дольше (у разных производителей будет разное время, но в среднем рассчитывайте на дополнительные 40 мин).

Еще устройства используют индукционную зарядку?

Беспроводная зарядка, в этом смысле, как мы ее понимаем сегодня, не является инновацией, которая своим появлением должна благодарна смартфонам. Вот, например, в электрических зубных щетках технологию беспроводной зарядки используют уже достаточно давно. Чтобы избежать замыкания, порты подзарядки подобных устройств, которым грозит контакт с водой, надежно защищены под толстым корпусом. Таким образом, индуктивный – единственный вид подзарядки, который возможен для таких устройств.

Вопросы безопасности

Однажды поднялся шум из-за того, что несколько пользователей стали жертвами мошенников: они заряжали свои телефоны через USB-кабели, а злоумышленники воспользовались этим подключением для доступа к устройству.

За границей довольно распространена практика, когда посетителям ресторанов или кафе предлагают подзарядить свои смартфоны через беспроводные зарядные устройства, поэтому вполне логично, что многие люди задаются вопросом: может ли то же самое произойти при использовании беспроводной зарядки?

Нет, не может. Проблема с проводными зарядными устройствами была в том, что они использовали USB (то есть, все 5 контактов), и это позволяло некоторым зарядным устройствам подключаться к смартфону и, грубо говоря, взаимодействовать с ним почти как компьютер.

В случае беспроводной зарядки, в катушке индуктивности только одна цель: активировать магнит так, чтобы телефон смог «подпитаться».

Конечно, все изменится, если производители смартфонов примут решение разрешить телефонам использовать беспроводные зарядные устройства как точки обмена данными. Но пока такого не видно даже в ближайшем будущем, поэтому угрозы целостности данных нет никакой.

Пользуетесь ли вы или старыми-добрыми привычными проволочными? Хотели бы попробовать беспроводную зарядку? Вообще, что думаете об этой технологии?

Рекомендуем также

Что такое беспроводная зарядка. Как это работает в мобильном телефоне. Шаг за шагом

Каким бы ни был прогресс мобильного телефона, беспроводная зарядка — это будущее. В разделе «Беспроводная зарядка» пошагово объясняется, как это работает в мобильном телефоне.

Беспроводная зарядка предлагает нам безопасный, удобный и эффективный способ включения, а также зарядки нашего электрооборудования/гаджетов в небольших масштабах (например, дома) и в более крупных масштабах (например, в мастерских и на промышленном уровне). Многие из наших бытовых гаджетов основаны на нем, и мы используем эту технологию десятилетиями.

Рис. 1 – Катушка для беспроводной зарядки

Термин «беспроводная зарядка» уже устарел. Тем не менее, только несколько сотовых телефонов поставляются с этим предварительно оборудованным. И это тоже с большими затратами. Здесь мы попытаемся понять концепцию, стоящую за этим. Позже мы также выясним, как подготовить наши обычные сотовые телефоны к беспроводной зарядке. Но обо всем по порядку. Давайте разберемся в его основной концепции:

Принцип беспроводной зарядки

Рис.2 – Электромагнитная индукция

Функции беспроводной зарядки основаны на принципе электромагнитной индукции. Это означает, что он использует электромагнитные поля для передачи энергии от передающего устройства к принимающему устройству.

Энергия, полученная приемником, в дальнейшем используется для зарядки аккумулятора устройства. Это похоже на то, как работает трансформатор. Чтобы лучше понять весь процесс зарядки, давайте разделим его на несколько этапов.

Как работает беспроводная зарядка — шаг за шагом

Рис.3 – Как работает беспроводная зарядка

Шаг 1

Подаваемая мощность (напряжение) сначала преобразуется в HFAC (высокочастотный переменный ток).

Шаг 2

Затем HFAC подается на катушку передатчика через схему передатчика. HFAC, протекающий через катушку, создает магнитное поле в катушке передатчика.

Шаг 3

Магнитное поле катушки передатчика проходит через катушку приемника заряжаемого устройства.

Шаг 4

Это переменное магнитное поле в приемной катушке создает ток через нее.

Шаг 5

Этот ток, протекающий через катушку приемника, затем преобразуется в постоянный ток (DC) схемой приемника, который в дальнейшем используется для зарядки аккумулятора устройства.

История беспроводной зарядки

Рис. 4 – История беспроводной зарядки

Надеюсь, теперь у вас есть общее представление о работе беспроводной зарядки. В нашем следующем посте мы попытаемся понять:

 Преимущества беспроводной зарядки 
 Недостатки беспроводной зарядки 

Объяснение беспроводной зарядки: работа и стандарты

Технология беспроводной зарядки происходит от технологии беспроводной передачи энергии, которую можно разделить на низкую -мощная беспроводная зарядка и мощная беспроводная зарядка.Беспроводная зарядка с низким энергопотреблением часто использует электромагнитную индукцию, например метод Qi для зарядки мобильных телефонов. Беспроводная зарядка высокой мощности часто использует резонанс (этот метод используется для зарядки большинства электромобилей) от оборудования источника питания (зарядного устройства) для передачи энергии на устройство, которое использует электричество.

Каталог

Ⅰ История

В 1890 году физик и инженер-электрик Никола Тесла уже провел эксперимент по беспроводной передаче энергии. Его именем названа и международная система магнитной индукции.Метод беспроводной передачи энергии Теслы использует землю в качестве внутреннего проводника и ионосферу Земли в качестве внешнего проводника. При усилении передатчика в режиме колебаний радиальной электромагнитной волны между землей и ионосферой устанавливается низкочастотный резонанс около 8 Гц, а затем для передачи энергии используются поверхностные электромагнитные волны, окружающие землю. Однако из-за нехватки финансовых ресурсов смелое видение Теслы так и не было реализовано, хотя более поздние поколения полностью подтвердили реализуемость этой схемы в теории.

7 июня 2007 года исследовательская группа Массачусетского технологического института опубликовала результаты исследования на сайте американского журнала «Science». Исследовательская группа применила резонанс к передаче электромагнитных волн и успешно «поймала» электромагнитные волны. В качестве электромагнитных резонаторов они использовали медные катушки. Одна катушка была прикреплена к стороне передачи энергии, а другая принимала энергию. После того, как передатчик посылает электромагнитную волну определенной частоты, она распространяется через электромагнитное поле к приемнику, и электроэнергия передается по беспроводной сети.Эта технология, которую они назвали «беспроводным питанием», была проверена много раз и успешно питала 60-ваттную лампочку на расстоянии двух метров. Максимальное расстояние передачи этой технологии может достигать всего 2,7 метра, но исследователи считают, что источник питания уже может заряжать аккумулятор в этом диапазоне. И только нужно установить блок питания, вы можете запитать электроприборы во всем доме.

Беспроводная зарядка мобильного телефона

В феврале 2014 года производитель компьютеров Dell присоединился к лагерю A4WP.В то время соответствующие руководители лагеря заявили, что модернизируют технологию для поддержки беспроводной зарядки ультрабуков от производителей компьютеров, таких как Dell. Большинство традиционных ноутбуков на рынке имеют блоки питания мощностью более 50 Вт, но ультрабуки используют процессоры Intel с низким энергопотреблением и станут первыми ноутбуками, использующими беспроводную зарядку. До этого технология беспроводной зарядки всегда была связана только с «маленькими» мобильными устройствами, такими как смартфоны и небольшие планшеты.Тем не менее, A4WP («Альянс беспроводной зарядки»), один из трех основных лагерей беспроводной зарядки, недавно объявил, что его технические стандарты были повышены, а поддерживаемая мощность зарядки увеличилась до 50 Вт, что означает, что мощные устройства, такие как ноутбуки и планшеты также могут осуществлять беспроводную зарядку.

В 2020 году большинство флагманских смартфонов уже поддерживают беспроводную зарядку.

Ⅱ Основной принцип

1. Электромагнитная индукция

Переменный ток определенной частоты в первичной обмотке генерирует определенный ток во вторичной обмотке за счет электромагнитной индукции, тем самым передавая энергию от передающего конца к принимающему.В настоящее время наиболее распространенным решением для зарядки является электромагнитная индукция. На самом деле решение электромагнитной индукции не имеет слишком много загадок с точки зрения технической реализации. Китайская компания BYD подала заявку на бесконтактное индукционное зарядное устройство еще в декабре 2005 года. В патенте используется технология электромагнитной индукции.

Принципы технологии беспроводной зарядки

2. Резонанс магнитного поля

Он состоит из устройства передачи энергии и устройства приема энергии.Когда два устройства настроены на одну и ту же частоту или резонируют на определенной частоте, они могут обмениваться энергией друг с другом. Это технология, которая в настоящее время находится в стадии изучения. Исследовательская группа под руководством Марина Солячича, профессора физики Технологического института (MIT), использовала эту технологию, чтобы зажечь 60-ваттную лампочку на расстоянии двух метров, и назвала ее WiTricity. Диаметр катушки, используемой в этом эксперименте, достигает 50 см, что пока не может быть коммерциализировано. Если размер катушки уменьшить, то и принимаемая мощность, естественно, уменьшится.

3. Радиоволны

Это относительно зрелая технология, похожая на раннее использование минеральных радиоприемников. Он в основном состоит из микроволнового передающего устройства и микроволнового приемного устройства. Он может улавливать энергию радиоволн, отраженных от стены, и поддерживать стабильное напряжение постоянного тока при подстройке нагрузки. Для этого метода требуется только передатчик, установленный на настенной розетке, и приемник «москитного типа», который можно установить на любой низковольтный продукт.

Ⅲ Основные технические стандарты

Существует пять основных стандартов беспроводной зарядки: стандарт Qi, стандарт Power Matters Alliance (PMA), стандарт Alliance for Wireless Power (A4WP), технология iNPOFi и технология Wi-Po.

1. Qi

Qi является первой в мире организацией по стандартизации, продвигающей технологию беспроводной зарядки. Консорциум Wireless Power Consortium (WPC) запустил стандарт «беспроводной зарядки», обладающий двумя основными характеристиками: удобством и универсальностью. Прежде всего, продукты разных брендов можно заряжать с помощью беспроводных зарядных устройств Qi, если они имеют логотип Qi. Во-вторых, он преодолевает техническое узкое место беспроводной зарядки «университета». В ближайшем будущем мобильные телефоны, фотоаппараты, компьютеры и другие продукты можно будет заряжать с помощью беспроводных зарядных устройств стандарта Qi, что даст возможность широкомасштабного применения беспроводной зарядки.

Основные принципы беспроводной зарядки мобильных устройств

Основная технология беспроводной зарядки на рынке в основном использует три метода, а именно электромагнитную индукцию, радиоволны и резонанс. Qi использует наиболее распространенную технологию электромагнитной индукции.

2. Альянс Power Matters

Стандарт Power Matters Alliance был инициирован Duracell Powermat, совместным предприятием Procter & Gamble и Powermat, компании, занимающейся технологиями беспроводной зарядки, и обладает относительно выдающейся комплексной силой.Кроме того, Powermat также является одним из поддерживающих членов стандарта Alliance for Wireless Power (A4WP).

Три компании, AT&T, Google и Starbucks, присоединились к альянсу PMA (сокращение от Power Matters Alliance). Альянс PMA стремится создать стандарты беспроводного питания для мобильных телефонов и электронных устройств, которые соответствуют стандартам ассоциации IEEE и занимают лидирующие позиции в области беспроводной зарядки.

3. A4WP

A4WP — это аббревиатура стандарта Alliance for Wireless Power, созданного альянсом беспроводной зарядки, созданным совместно Qualcomm, южнокорейской Samsung и вышеупомянутой компанией Powermat.В альянс также входят такие участники, как Ever Win Industries, Gill Industries, Peiker Acustic и SK Telecom. Цель состоит в том, чтобы установить технические стандарты и механизмы отраслевого диалога для оборудования для беспроводной зарядки электронных продуктов, включая портативные электронные продукты и электромобили.

4. Технология iNPOFi

Беспроводная зарядка iNPOFi («невидимое силовое поле») — это новая технология беспроводной зарядки. В продуктах серии беспроводной зарядки используется интеллектуальная технология беспроводной зарядки с передачей электроэнергии, которая характеризуется отсутствием излучения, высокой эффективностью преобразования мощности и слабым тепловым эффектом.

По сравнению с другими существующими технологиями беспроводной зарядки, интеллектуальная безрадиационная технология iNPOFi не имеет излучения, использует импульсный режим электрического поля и не производит никакого излучения. Результаты испытаний Китайской лаборатории Taier показывают, что значение увеличения радиации практически равно нулю. Что касается высокой эффективности, лаборатория Tire также определила, что эффективность передачи заряда продуктов этой технологии достигает 90% и более, что полностью меняет низкую эффективность традиционной беспроводной зарядки, которая составляет до 70%.

Стоит отметить, что для производителей интеллектуальных устройств inpofi использует очень маленький чип в качестве ядра для достижения ультрамикродизайна, всего 1/4 размера пятидесятицентовой монеты, который можно легко интегрировать в любое устройство. . Его также можно интегрировать в различные формы носимых устройств. Это недостижимо для продуктов, основанных на традиционных электромагнитных принципах.

Являясь стандартом беспроводной зарядки нового поколения, технология iNPOFi эффективна, экологична, удобна и экономична.Зарядное оборудование, использующее эту технологию, состоит из двух частей: устройства передачи энергии и устройства приема энергии. Размер и толщина передающего устройства такие же, как у обычных мобильных телефонов. Приемное устройство встроено в защитный чехол мобильного телефона, а мобильный телефон закрыт защитным чехлом и помещен на передающее устройство для зарядки. Во время процесса зарядки телефон не нужно подключать к какому-либо кабелю. Сопутствующие испытания показали, что электромагнитное излучение в процессе зарядки было равно нулю, а эффективность преобразования энергии достигла 94.7%, что было близко к проводной зарядке. Зарядное устройство поддерживает низковольтный источник питания и совместимо с обычным источником питания USB.

5. Технология Wi-Po

Технология Wi-Po, технология беспроводной зарядки магнитного резонанса Wi-Po, использует высокочастотный генератор переменного магнитного поля с постоянной амплитудой для создания резонансного магнитного поля 6,78 МГц для увеличения расстояния передачи .

Технология реализует управление связью через Bluetooth 4.0, который безопасен и надежен и может поддерживать синхронную связь «один ко многим». Он также имеет функции защиты от перегрева, перенапряжения, перегрузки по току и обнаружения посторонних предметов. Поскольку носителем, используемым в этой технологии, является космическое магнитное поле, энергия не будет излучаться, как электромагнитные волны, поэтому она не вызовет радиационного поражения человеческого тела.

Беспроводная магнитно-резонансная зарядка Wi-Po может применяться в различных сценариях, таких как мобильные телефоны, компьютеры, умные носимые устройства, умные дома, медицинское оборудование и электромобили.

Как работает беспроводная зарядка?

Беспроводная зарядка — это технология передачи электромагнитной энергии по воздуху для зарядки устройства без каких-либо соединительных проводов. В 1890 году Никола Тесла первым пришел к выводу, что энергия может передаваться между двумя объектами по беспроводной связи через электромагнитное поле. Он экспериментировал с передачей мощности с помощью индуктивной связи, которая является одной из технологий, используемых сегодня.

В настоящее время используются два основных подхода к беспроводной зарядке.

Индуктивная связь

Зарядка на основе Индуктивная связь работает по принципу электромагнитной индукции. Принцип электромагнитной индукции гласит, что когда проводник помещается в изменяющееся магнитное поле или движущийся проводник помещается в стационарное магнитное поле, в проводнике индуцируется ток из-за магнитного потока, создаваемого магнитным полем.


В этом случае есть две индукционные катушки, одна в базовой станции (катушка передатчика) или базе зарядного устройства, а вторая в телефоне/мобильном устройстве (катушка приемника).Когда ток проходит через катушку передатчика в основании, он создает переменное магнитное поле, которое в конечном итоге индуцирует ток в катушке приемника. Катушка приемника подключена к цепи зарядки аккумулятора телефона/устройства, которая заряжает аккумулятор.

Эта технология обычно обеспечивает очень высокий КПД, иногда даже более 80% всей мощности передается на приемную катушку. Однако катушки должны располагаться очень близко друг к другу, обычно на расстоянии менее 7 мм.Кроме того, катушки должны быть идеально выровнены, так как это может привести к значительному снижению эффективности. Благодаря этому только устройство можно заряжать за один раз при использовании чистой индукционной технологии. Хотя вы можете использовать несколько катушек, что может решить проблему выравнивания, но это все же лучше всего работает только для зарядки одного устройства.

Магнитно-резонансная связь

Резонансная индуктивная связь или электродинамическая индукция представляет собой беспроводную передачу электрической энергии между двумя магнитно связанными катушками, которые являются частью резонансного контура, настроенного на резонанс на определенной частоте.Резонанс — это явление, при котором материал естественным образом колеблется с определенной частотой, подобно камертонам.


В электрических цепях мы можем создать резонансный контур, используя катушку индуктивности и конденсатор. Это называется LC-контуром или контуром резервуара. Схема может действовать как электрический резонатор, электрический аналог камертона, накапливая энергию, колеблющуюся на резонансной частоте схемы. В случае беспроводной зарядки две LC-цепи настроены на резонирование в разных устройствах; катушка передатчика в одном устройстве передает электроэнергию через промежуточное пространство на резонансную катушку приемника в другом устройстве, которое резонирует на той же частоте.

Резонансный перенос осуществляется путем возбуждения катушки передатчика/базовой станции током, заставляющей ее колебаться на своей резонансной частоте. Как только он начинает резонировать, любая энергия, помещенная в катушку, колеблется внутри цепи, а затем медленно затухает. Теперь, если к ней приблизить вторую катушку с той же резонансной частотой, вторая катушка также начнет резонировать и улавливать любую энергию, которая была введена в первую катушку, прежде чем она будет потеряна. Затем эта энергия используется для зарядки аккумулятора в цепи приемника.

Зарядка на основе резонансных технологий, как правило, имеет более низкий КПД, однако имеет ряд преимуществ по сравнению с индуктивной связью, таких как более широкий диапазон заряда и возможность одновременной зарядки нескольких устройств.

все Компания RF создала Центр беспроводной зарядки, посвященный новостям, продуктам, официальным документам и видео об этой технологии. Нажмите здесь, чтобы посетить Центр беспроводной зарядки.

Управление питанием — беспроводная зарядка

Беспроводная зарядка аккумулятора или беспроводная индуктивная зарядка — это метод передачи электроэнергии от зарядного устройства к устройству без необходимости физического проводного соединения.Беспроводная зарядка основана на принципе магнитного резонанса или индуктивной передачи мощности (IPT). Это процесс передачи электрического тока между двумя объектами с помощью катушек для создания электромагнитного поля или передачи энергии от одного объекта к другому. Энергия передается от источника к приемнику, где она обычно используется для зарядки аккумулятора устройства.

Сетевое напряжение преобразуется в высокочастотный переменный ток, который передается на катушку передатчика по схеме передатчика. Переменный ток индуцирует изменяющееся во времени магнитное поле в катушке передатчика. Ток, протекающий внутри катушки передатчика, индуцирует магнитное поле, которое распространяется на катушку приемника. Магнитное поле генерирует ток в приемной катушке устройства.Ток, протекающий внутри катушки приемника, преобразуется цепью приемника в постоянный ток, который затем можно использовать для зарядки аккумулятора. Процесс потока энергии, передаваемого между излучающей и принимающей катушками, также называется магнитной или резонансной связью и достигается за счет того, что обе катушки резонируют на одной частоте.

Благодаря этому процессу мощность безопасно передается через воздушный зазор.А также любой неметаллический предмет, который может находиться между катушками. Например, дерево, пластик или гранит. Это делает беспроводную/индуктивную зарядку идеальной для использования со многими портативными устройствами, такими как мобильные телефоны и другие беспроводные приложения.


Вернуться на главную страницу управления питанием

Что это такое и как это работает?

Беспроводная зарядка — это процесс подзарядки электронных устройств с батарейным питанием без непосредственного подключения их к источнику питания с помощью проводов и кабелей.Этот процесс дает пользователям свободу заряжать свой телефон на ходу без необходимости подключения к розетке. Это означает, что смартфоны и другие устройства с поддержкой беспроводной зарядки можно заряжать, просто положив их, например, на журнальный столик, или даже более сложные машины, такие как электромобили, можно заряжать, просто припарковав их в гараже или на дороге с поддержкой беспроводной зарядки. Он устраняет все проблемы безопасности, связанные с зарядкой от шнура, и открывает перед пользователями новую свободу.

Беспроводная зарядка восходит к концу 1800-х годов, когда Никола Тесла разработал катушку Тесла, которая должна была помочь передавать энергию по беспроводной сети, хотя в то время эксперимент не достиг цели, он вызвал интерес в этой области и у многих людей. начал работать над идеей. В 2006 году Массачусетский технологический институт начал тестирование использования резонансной связи для передачи большого количества энергии, и это проложило путь для некоторых из существующих сегодня замечательных технологий беспроводной зарядки. Вы можете проверить этот эксперимент, чтобы построить катушку Mini Tesla для беспроводной передачи энергии.

 

Как работает беспроводная передача энергии

Беспроводная зарядка иногда упоминается как индуктивная зарядка , поскольку она основана на принципе электромагнитной индукции. Как и в системе беспроводной связи, беспроводная зарядка достигается за счет действия беспроводного передатчика и приемника энергии. Передатчик беспроводной зарядки, обычно называемый зарядной станцией, подключается к розетке и передает энергию, подаваемую через розетку, на приемник, который всегда подключен к заряжаемому устройству и размещается в непосредственной близости от беспроводной зарядной станции.

Ниже приведена блок-схема, описывающая компоненты системы беспроводной зарядки и процесс зарядки :

 

Как упоминалось ранее, беспроводная зарядка использует принцип магнитной индукции, используемый в электрических трансформаторах, генераторах и двигателях, так что прохождение электрического тока через катушку вызывает изменение магнитного поля вокруг этой катушки, которое индуцирует ток в другой связанной катушке. . Это принцип передачи электрической энергии между первичной и вторичной катушкой в ​​электрическом трансформаторе, даже если они кажутся электрически изолированными.В беспроводной зарядке каждый из компонентов (передатчик и приемник), составляющих систему, имеет катушку. Катушку передатчика можно сравнить с первичной катушкой, а катушку приемника можно сравнить со вторичной катушкой силового трансформатора. Когда зарядная станция подключена к источнику питания переменного тока, подаваемая мощность преобразуется в постоянный ток системой выпрямления, после чего вступает в действие система коммутации. Причина переключения заключается в том, чтобы иметь возможность генерировать изменяющийся магнитный поток, необходимый для наведения зарядов в приемной катушке.

Катушка приемника собирает поступающую мощность и передает ее в схему приемника, которая преобразует поступающую мощность в постоянный ток, а затем использует полученную мощность для зарядки аккумулятора.

Как установлено выше, передача энергии происходит, когда магнитный поток, созданный путем создания переменного магнитного поля в катушке передатчика, преобразуется в электрический ток в катушке приемника. Количество генерируемого электрического тока зависит от количества потока, генерируемого передатчиком, и от того, какую часть этого потока смогла уловить приемная катушка.Величина потока, который улавливает приемник, зависит от «коэффициента связи», который определяется размером, расстоянием и положением катушки приемника относительно катушки передатчика. Это означает, что более высокий коэффициент связи приведет к более высокой передаче энергии. Чтобы увеличить вероятность более высокого коэффициента связи, некоторые беспроводные зарядные станции разработаны с несколькими передающими катушками , как показано на изображении ниже.

 

Стандарты беспроводной зарядки Стандарты беспроводной зарядки

относятся к набору правил, регулирующих проектирование и разработку беспроводных устройств.В настоящее время существует два разных отраслевых стандарта беспроводной зарядки, продвигаемых разными организациями.

1. Резенс Стандарт

2. Стандарт КИ

Стандарт Rezence основан на резонансной индуктивной зарядке, при которой зарядка происходит, когда катушки передатчика и приемника находятся в резонансе. С помощью этого стандарта устройства могут достигать большего расстояния между передатчиком и приемником для зарядки. Этот стандарт продвигает Alliance for Wireless Power (A4WP).

Стандарт QI , с другой стороны, обеспечивает беспроводную передачу энергии за счет жесткой связи между катушками, и, в отличие от стандарта Rezence , передающая и приемная катушки всегда рассчитаны на работу на немного разных частотах, поскольку считается, что передается больше энергии. используя эту настройку. Стандарт QI продвигается консорциумом беспроводной связи, в который входят такие участники, как Apple Inc, Qualcomm, HTC и многие другие.

Вы можете выбрать стандарт беспроводной связи, который лучше всего подходит для вашего приложения, учитывая компромисс между электромагнитными помехами, эффективностью и свободой согласования между двумя стандартами.Тем не менее, некоторые беспроводные зарядные станции предназначены для поддержки обоих стандартов, что обеспечивает высокую совместимость устройств.

 

Простая конструкция комплекта беспроводного зарядного устройства

Перед созданием системы беспроводной зарядки необходимо принять во внимание следующее.

1. Стандарт: При оснащении устройства возможностью беспроводной зарядки первое, что нужно сделать, — это выбрать стандарт беспроводной связи, который подходит для устройства и вариантов его использования.Некоторые системы зарядки основаны на нескольких стандартах.

2. Выбор катушки: Следующим шагом является выбор правильного типа катушки и геометрии катушки в соответствии с вариантом использования. Поставщики предоставляют эти катушки стандартных калибров, поэтому выбор подходящего должен основываться на рекомендациях, приведенных в техническом описании используемой микросхемы передатчика беспроводной зарядки.

3. Корпус: При проектировании беспроводных систем важно, чтобы корпус устройств не был металлическим и имел относительно плоскую поверхность для достижения более высокого коэффициента связи между передатчиком и приемником.Металл эффективно предотвращает попадание передаваемой энергии на приемник, а пластиковый корпус должен быть ультратонким.

 

Конструкция преобразователя

Система беспроводной зарядки состоит из передатчика и приемника, как указано выше. Ниже представлена ​​схема , показывающая конструкцию преобразователя .

 

Передатчик состоит из трех основных компонентов; источник питания , катушка передатчика и схема переключения .Источником питания обычно является постоянный ток от выпрямленного переменного тока. После выпрямления схема переключения используется для генерации переменного сигнала, используемого при создании изменяющегося магнитного поля, чтобы вызвать передачу тока от передатчика к приемнику через катушку передатчика.

 

Конструкция приемника

Конструкция приемника аналогична конструкции передатчика, за исключением того, что действие происходит в обратном порядке. Приемник состоит из катушки приемника, резонансной цепи, выпрямителя и микросхемы зарядного устройства, которая использует выход схемы выпрямителя для зарядки подключенной батареи.Пример схемы приемника показан на изображении ниже с выделенными функциональными частями. Этот пример основан на зарядной ИС LTC4120.

 

Приложения

Беспроводная зарядка в настоящее время используется во многих приложениях, включая:

  1. Смартфоны и носимые устройства
  2. Ноутбуки и планшеты
  3. Электроинструменты и сервисные роботы, такие как пылесосы
  4. Мультикоптеры и электрические игрушки
  5. Медицинские приборы
  6. Автомобильная зарядка

В дополнение к причудливым причинам, по которым вам следует использовать беспроводную зарядку, таким как отсутствие необходимости в подключении устройства и отсутствие проблем с совместимостью вилок, беспроводная зарядка обеспечивает безопасность от опасностей, связанных с прямым подключением к сети.Кроме того, он надежен в более суровых условиях, таких как бурение и добыча полезных ископаемых, и обеспечивает бесперебойную зарядку на ходу. Наконец, беспроводная зарядка устраняет спутывание и другой беспорядок, создаваемый проводами. Мы только что поцарапали лицо беспроводной зарядки несколькими новыми приложениями, каждый дизайн продукта, разрабатываемый с учетом будущего, должен стремиться включать беспроводную зарядку, поскольку это, безусловно, один из способов, которым мы будем заряжать устройства с батарейным питанием в ближайшем будущем.

Как выглядит будущее технологии беспроводной зарядки?

Автор: Хришикеш Кадам, разработчик исследовательского контента Global Market Insights (GMI)

Мир быстро становится беспроводным.В течение нескольких десятилетий телефоны и интернет стали беспроводными, а теперь беспроводной стала и зарядка. Несмотря на то, что беспроводная зарядка все еще находится на ранней стадии, ожидается, что в ближайшие несколько лет технология будет значительно развиваться.

В настоящее время эта технология нашла применение в широком спектре практических приложений, от смартфонов и ноутбуков до носимых устройств, кухонной техники и даже электромобилей. Сегодня используется несколько технологий беспроводной зарядки, и все они направлены на отсечение кабелей.

Автомобильная промышленность, здравоохранение и обрабатывающая промышленность все чаще используют эту технологию, поскольку беспроводная зарядка обещает повышенную мобильность и достижения, которые могут позволить устройствам Интернета вещей (IoT) получать питание на расстоянии.

Объем мирового рынка беспроводной зарядки к 2026 году оценивается в более чем 30 миллиардов долларов. Это обеспечивает максимальное удобство для пользователей и безопасную зарядку в опасных условиях, где электрическая искра может привести к взрыву.

Как это работает?

Беспроводная зарядка основана на принципе магнитного резонанса (MR) или индуктивной передачи энергии (IPT). Энергия передается от зарядного устройства посредством электромагнитной индукции к приемнику, расположенному на задней панели устройства. Зарядное устройство генерирует переменное электромагнитное поле с помощью индукционной катушки, которую приемная катушка преобразует обратно в электричество. Ниже описаны несколько способов беспроводной зарядки.

  • Радиозарядка: Этот метод обычно предпочтительнее для питания устройств с небольшими батареями и очень низким энергопотреблением, таких как смартфоны, беспроводные мыши, беспроводные клавиатуры, медицинские устройства, смарт-часы, музыкальные плееры и многие другие.Приемник в устройстве настроен на ту же частоту, что и передатчик, что позволяет заряжать устройство с помощью радиоволн.
  • Индуктивная зарядка: Этот метод широко используется для зарядки устройств среднего размера, включая смартфоны, планшеты, музыкальные плееры и кухонную технику. При индуктивной зарядке устройство необходимо поместить на беспроводную или проводящую зарядную площадку, которая затем подключается к электрической розетке.
  • Резонансная зарядка: Резонансные беспроводные зарядные устройства используются для устройств, потребляющих значительное количество энергии, таких как компьютеры, электромобили, пылесосы или роботы.При резонансной зарядке медная катушка в устройстве настроена на ту же электромагнитную частоту, что и катушка в источнике питания.  

Необходимость управления температурным режимом при беспроводной зарядке  

Беспроводная зарядка бесспорно быстрее, проще и удобнее. Однако устройства могут подвергаться резким колебаниям температуры во время беспроводной зарядки, что приводит к снижению производительности и сокращению срока службы батареи. Большинство разработчиков рассматривают тепловые свойства как второстепенное соображение при проектировании.Из-за высокого спроса на беспроводную зарядку производители устройств, как правило, упускают из виду, казалось бы, незначительные соображения, чтобы быстрее вывести свою продукцию на рынок.

Значительные усовершенствования были достигнуты в батареях для электромобилей, которые позволяют им обеспечивать большую мощность и требуют менее частых подзарядок. Тем не менее, возможность разработать эффективную систему охлаждения остается одной из самых больших проблем для обеспечения безопасности батареи и оптимальной эффективности. Электромобили используют большие батареи для хранения энергии.

Чем больше размер батареи, тем выше скорость протекания тока и тепловыделения.Ниже приведены наиболее часто используемые методы управления температурным режимом батареи.

  • Материалы с фазовым переходом (PCM): Материалы с фазовым переходом поглощают тепло, переходя из твердого состояния в жидкое. При незначительном изменении температуры эти материалы могут поглощать большое количество тепла. Однако изменение объема, происходящее в процессе, ограничивает их применение.
  • Ребро Охлаждение: Охлаждающие ребра увеличивают поверхность, что увеличивает скорость теплопередачи.Эти ребра обычно обладают высокой теплопроводностью и могут эффективно обеспечивать охлаждение. Однако они добавляют системе дополнительный вес.
  • Воздушное охлаждение: Воздушное охлаждение использует принцип конвекции воздуха для поглощения тепла от аккумуляторной батареи. Воздух, бегущий по поверхности, уносит тепло, рассеиваемое системой. Метод прост и удобен, но менее эффективен по сравнению с жидкостным охлаждением.
  • Жидкостное охлаждение: Жидкие хладагенты обладают большей теплоемкостью и теплопроводностью по сравнению с воздухом, благодаря чему система работает более эффективно.Кроме того, системы жидкостного охлаждения компактны и, как правило, обеспечивают наилучшую производительность для поддержания требуемой температуры.

Стандартные технологии беспроводной зарядки

Wireless Power Consortium (WPC) и Power Matters Alliance (PMA) — две наиболее распространенные технологии беспроводной зарядки на рынке. И WPC, и PMA являются схожими технологиями и работают по одному и тому же принципу, но отличаются частотой операций и используемыми протоколами подключения.

Стандарт зарядки WPC — это организация с открытым членством, которая поддерживает различные стандарты беспроводной зарядки, включая стандарт Qi, наиболее распространенный стандарт, используемый сегодня. Гиганты смартфонов, включая Apple, Samsung, Nokia и HTC, внедрили стандарт в свои технологии.

Устройства, заряжаемые по стандарту Qi, требуют физического подключения к источнику. В настоящее время технология обеспечивает беспроводную передачу мощности до 5 Вт с рабочей частотой 100-200 кГц на расстояние до 5 мм.Текущие разработки позволят технологии передавать до 15 Вт, а затем и до 120 Вт на гораздо большие расстояния.

Технология PMA работает по тому же принципу электромагнитной индукции, но работает на частоте, вдвое превышающей частоту, используемую стандартом Qi. На ранних стадиях технология позволяла передавать мощность 3,5 Вт и 6,5 Вт, которая недавно была расширена до 50 Вт. Стандарты WPC и PMA работают с технологиями индуктивной и резонансной беспроводной зарядки.

Беспроводная зарядка электромобилей (WEVC)

Будущее городской мобильности — электрическая, автономная, подключенная и беспроводная.В связи с тем, что парки электрических и гибридных транспортных средств выходят на улицы крупных городов по всему миру, отрасль работает над следующим важным шагом в области электрической мобильности — беспроводной зарядкой электромобилей. В последние годы развитие беспроводных систем зарядки для транспортных средств набрало значительный импульс. Интеграция технологии в электромобили и стратегическая установка зарядных площадок в городах, а также в домах владельцев могут в некоторой степени устранить необходимость подключать автомобили для зарядки.

В январе этого года министр транспорта Великобритании объявил о планах инвестировать 3,4 миллиона фунтов стерлингов в испытания беспроводной зарядки электрических такси в Ноттингеме. После этого объявления страна готова увидеть революцию в области электромобильности. Беспроводная зарядка такси послужит эффективной альтернативой розеткам и точкам зарядки. Эта технология может даже позволить одновременно заряжать несколько такси, что позволит водителям заряжать их проще и удобнее. Это также могло бы уменьшить беспорядок на улицах.

В связи с растущим воздействием транспортных средств, работающих на топливе, на окружающую среду парки электрических такси на перегруженных городских улицах имеют решающее значение для сокращения выбросов транспорта и очистки воздуха. Поскольку все больше людей выбирают электрическую мобильность, новая технология также может быть широко распространена для общественного пользования. Это, в свою очередь, поможет повседневным водителям электромобилей более удобно заряжать электромобили в пути. Однако время, затрачиваемое на беспроводную зарядку, может снизить потенциальный доход водителя такси, и эта проблема известна и над ней ведется работа.

Ожидается, что будущие тенденции в беспроводной зарядке будут основаны на динамической зарядке электромобилей (DEVC), которая позволяет транспортным средствам заряжаться во время движения. Эта технология может значительно увеличить запас хода электромобилей, поскольку аккумулятор электромобиля можно заряжать во время движения по дорогам и автомагистралям. Кроме того, DEVC устраняет необходимость в больших накопителях энергии, делая автомобили более легкими и компактными.

Зарядка имплантируемых медицинских устройств

Беспроводная зарядка медицинских устройств может вывести применение этих устройств на совершенно новый уровень, открывая путь к светлому и многообещающему будущему для сектора здравоохранения.Промышленность постоянно экспериментирует с технологией, изучая область применения технологии в умных носимых устройствах и других медицинских устройствах. Это может упростить процесс стерилизации и зарядки различных ручных, переносных и переносных медицинских изделий.

Многочисленные кардиологические устройства, такие как кардиостимуляторы, используют имплантированные аккумуляторные блоки, в то время как другие, такие как вспомогательные кардионасосы, используют провода для питания устройства. В 2018 году группа исследователей из Массачусетского технологического института (MIT) разработала систему под названием In Vivo Networking (IVN), которая позволяет медицинским устройствам, имплантированным внутрь тела, работать, получая питание от радиоволн извне.

Функциональность имплантируемых устройств ограничена количеством подаваемой на них энергии. Система IVN представляет собой эволюцию технологии беспроводной зарядки, называемой связью среднего поля. Различные исследователи и ученые экспериментировали с технологией передачи энергии и данных с помощью радиоволн на медицинские устройства. Однако до сих пор все приложения требовали внешнего приемника для передачи энергии на имплантированное устройство.

Испытательное устройство, созданное командой Массачусетского технологического института, имеет размер рисового зерна.Однако команда предположила, что его можно сделать еще более компактным. Это прокладывает путь для разработки более мощных имплантируемых устройств и микроскопических встроенных датчиков. Врачи, вероятно, могли бы имплантировать такое оборудование пациентам для контроля уровня сахара в крови и других важных биохимических параметров.

Будущие тенденции

Беспроводная зарядка обещает расширить радиус действия и повысить мобильность пользователей устройств IoT. Первое поколение беспроводных зарядных устройств допускало расстояние всего в несколько сантиметров между устройством и зарядным устройством.Для новых зарядных устройств расстояние увеличилось примерно до 10 сантиметров. Поскольку технология продолжает быстро развиваться, вскоре можно будет передавать энергию по воздуху на расстояние в несколько метров.

Деловой и коммерческий сектор также продолжает внедрять новые и инновационные приложения для беспроводных зарядных устройств. Ресторанные столы, которые заряжают смартфоны и другие интеллектуальные устройства, офисная мебель со встроенными возможностями зарядки и кухонные стойки, которые питают кофемашину и другие бытовые приборы по беспроводной сети, — вот некоторые из потенциальных применений этой технологии.

Физика беспроводной зарядки

Что, если бы вы могли заряжать свой телефон (или устройство), не беспокоясь о зарядном кабеле? Ну, ты можешь. В этом и заключается идея беспроводной зарядки. Короче говоря, вы кладете свое устройство на какую-то подкладку, а затем телефон получает питание без провода (при условии, что телефон также поддерживает беспроводную зарядку). Вот откуда они взяли термин «беспроводная зарядка» — вы знаете… потому что проводов нет.

Магниты и провода

Начнем с очень простой демонстрации.Здесь у меня есть катушка провода, подключенная к гальванометру. Я мог бы написать целый пост только о гальванометре, но сейчас я просто скажу, что он измеряет электрический ток. Внутри красной катушки я держу очень сильный магнит.

Если я просто держу магнит внутри катушки, ничего не происходит. Однако, если я перемещаю магнит внутрь или наружу катушки, я получаю ток.

Это все об изменении магнитного потока. Да, точно так же, как «конденсатор потока», хотя это не настоящая вещь.Вы можете иметь поток для всех видов вещей. Мой любимый поток для использования в качестве примера — поток дождя. Это просто скорость, с которой падающий дождь попадает на какую-то область, скажем, на лист бумаги.

Вы можете изменить три вещи, которые также изменят этот «поток дождя». Во-первых, вы можете изменить продолжительность дождя. Если дождь пойдет быстрее, конечно, больше воды попадет на бумагу (обратите внимание — настоящие капли дождя имеют другую форму). Во-вторых, вы можете изменить угол между бумагой и дождем.В-третьих, вы можете изменить область бумаги. Это поток дождя.

То же самое мы можем сделать с магнитным полем. Угадайте, как мы это называем? Да, это называется магнитным потоком. Этот магнитный поток зависит от силы магнитного поля, угла между полем и площадью и размера области.

Вот часть физики. Когда вы меняете магнитный поток, вы создаете электрическое поле внутри провода. Затем это электрическое поле создает электрический ток, и электрические токи могут заряжать ваш телефон.Помните, ИЗМЕНЕНИЕ в потоке — важная часть. На самом деле, вы можете просто использовать вращающийся магнит и катушку с проволокой и производить столько электричества, сколько захотите. На самом деле, это именно то, что происходит с бензиновым генератором. О, это также то, как атомная электростанция производит электричество (ядерные реакции просто превращают воду в пар, а пар вращает турбину).

Магнитный поток без магнитов

В беспроводных зарядных устройствах нет магнитов. Если вы поместите провод с током над магнитным компасом, вы увидите, что эти токи также создают магнитные поля.

Если вы замените движущийся магнит проводом с переменным током, все готово. Изменение электрического тока в одном проводе создает изменяющееся магнитное поле. Затем это изменяющееся магнитное поле индуцирует электрический ток в другом контуре. Кроме того, чем больше у вас петель (в обеих витках проводов), тем больше эффект. Вот самый простой вариант беспроводной зарядки.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.