Беспроводные зарядные устройства принцип работы. Беспроводная зарядка как работает? Принцип работы. Смартфон со значком Qi поддерживает беспроводную зарядку

Для того чтобы оснастить любимый смартфон флагманской функцией беспроводной зарядки, потребуется не так много.

Во-первых, база, она же зарядник. Чаще всего выполняется в виде небольшой круглой площадки с выходом для зарядного устройства. Для эксперимента возьмём безымянную модель с приятной синей подсветкой. Работает от блока питания 5 В, 2 А (обычный USB), питается через стандартный microUSB-порт. На выходе устройство даёт ток с параметрами 5 В, 1 А, что достаточно для зарядки большинства девайсов даже в рабочем режиме.

Второй необходимый элемент модернизации - антенна, при помощи которой и происходит зарядка смартфона на расстоянии. Обычно расстояние это минимально, кстати говоря, но удобство использования без проводов для кого-то может оказаться значительным. Например, базу можно встроить в приборную панель автомобиля или положить на комод возле кровати: пришёл, положил, лёг спать. И никаких поисков проводов.

На рынке представлена масса самых разных универсальных антенн для смартфонов. Подойдут они и для другой техники, но здесь нужно подумать над размещением. Антенна (у нас - безымянный китайский экземпляр) представляет собой катушку с платой, спрятанные в бумажном подобии конвертика. Из него выходит провод со штекером microUSB, хотя при желании его можно перепаять на любой другой. Стоит обратить внимание: катушка работает только в одном положении по отношению к заряднику. Поскольку кабель для соединения со смартфоном плоский, может потребоваться вскрытие пакетика и переворот катушки для работы антенны (как в нашем случае). Катушка должна быть направлена открытой стороной в сторону зарядного устройства.

Внимание: на зарядной базе указаны необходимые параметры блока питания (в случае с использованной - 5 В, 2 А). Их нужно обеспечить. При меньшей силе тока зарядка будет происходить очень медленно. Возможно, для адекватной работы потребуется заменить шнур из комплекта зарядного устройства, поскольку не каждый USB-провод может пропустить через себя полноценные 2 А. Как видите,

Развитие технических параметров смартфонов, таких как разрешение экрана, количество ядер процессора требуют и увеличение аккумуляторных батарей для питания телефона в течение хотя бы полного дня. Емкость аккумуляторов увеличить не совсем просто, на сегодня хорошие аккумуляторы имеют емкость больше 4000 мА ч, а большинство – от 2000 до 4000 мА ч. Но при постоянном использовании смартфона этого может не хватить до следующей зарядки.

Отчасти эту проблему может решить беспроводная зарядка для телефона . Развитие таких систем для смартфонов идет уже несколько лет. Эти системы используют не только в области зарядки смартфонов. Например, в быту беспроводную зарядку используют бритвы и зубные щетки. Беспроводное зарядное устройство телефонов может хорошо послужить в общественных местах таких как вокзалы, кафе, офисы. Есть возможность использовать такую зарядку в автомобиле. То есть там, где вы можете подзарядить свой телефон без поиска свободной розетки сетевого напряжения.

Некоторые модели современных смартфонов уже имеют систему беспроводной зарядки аккумулятора. Но такие возможности зарядки имеют ряд ограничений, которые пока сдерживают их развитие.

Принцип работы беспроводной зарядки

В основу работы беспроводной передачи электрической энергии положен принцип электромагнитной индукции .
При подаче переменного тока на проводящую катушку возникает электромагнитное поле в пространстве. Если в это переменное электромагнитное поле поместить проводник (провод), то под воздействием меняющегося магнитного поля в нем возникнет электродвижущая сила. Вот эта электродвижущая сила (ЭДС) и создает во второй катушке (приемнике) электрический ток.

Все это немного сложно, если совсем просто, то благодаря электромагнитной индукции когда поместить рядом две катушки и на одну из них подать переменный электрический ток, то во второй возникнет свой переменный ток. Преобразовав этот переменный ток в постоянное напряжение нужной величины можно зарядить аккумулятор.

Для достижения большей эффективности (КПД) приемник должен располагаться рядом с передатчиком. Иначе большая часть поля расходуется впустую.

Использование резонанса (работа на одной частоте) позволяет немного увеличить расстояние между приемным и передающим модулем.

Передающее устройство нужно подключать к розетке сетевого напряжения, так что совсем избавиться от проводов не получиться.

Связь между катушками осуществляется посредством электромагнитного поля, которое проходит через воздушный зазор, так же может проходить и через пластик, дерево и другие не металлические поверхности.

Логика работы беспроводной зарядки для телефона:

• Сетевое напряжение преобразуется в высокочастотный переменный ток (АС).
• Переменный ток (АС) подается на передающую катушку с помощью электронной схемы передатчика. Этот ток индицирует электромагнитное поле в передатчике.
• Если в пределах заданного расстояния находится приемная катушка, то на нее начинает действовать переменный магнитный поток.
• Магнитный поток генерирует переменный ток в приемнике.
• Ток, протекающий в катушке приемника, преобразуется в постоянное напряжение (DC) с помощью электронной схемы. Этим постоянным напряжением и идет подзарядка аккумулятора.

При применении электромагнитной индукции в зарядном устройстве нужно точно располагать катушки приемника и передатчика друг относительно друга . Даже есть рисунок на предающем устройстве, как правильно располагать смартфон. Скорость зарядки будет меньше, чем при использовании проводной зарядки. В одно время может заряжаться только одно устройство.

При использовании резонансной зарядки параметры меняются . Как выше написано, принцип резонанса предполагает настройку передающего контура и приемного на одну частоту. Но есть несколько отличий от метода использования только электромагнитной индукции.

Большая свобода в пространстве: теперь не нужно точно позиционировать телефон на передающем модуле.

Появляется возможность зарядки нескольких устройств. Это возможно при использовании нескольких катушек со своими частотами.

Увеличивается скорость зарядки.

Развитие

Развитием беспроводной зарядки занимаются в мире две большие группы Wireless Power Consortium и AirFuel Alliance (объединение A4WP и PMA), есть еще несколько групп малоизвестных в мире, стремящихся продвигать свои собственные более уникальные технологии.

На сегодня основным стал стандарт, разработанный консорциумом Wireless Power Consortium (WPC). Этот стандарт носит название Qi (на русском произносится как “ци”).

Многие производители смартфонов поддерживают этот стандарт. Так что покупая передатчик Qi нужно что бы и приемник в телефоне так же его поддерживал, а сам передающий модуль может быть и сторонней фирмы.

Стандарт Qi обеспечивает зарядку мощностью до 5 Вт и силой тока 1 или 2 А, при напряжении 5 В. Такие же параметры имеют и проводные зарядки с интерфейсом USB.

Qi так же позволяет приемнику и передатчику обмениваться информацией по своему протоколу. Передатчик запрашивает приемный модуль о поддерживаемых стандартах, уровне зарядки, что позволяет регулировать силу заряда и отключение передающего устройства, если аккумулятор полностью зарядится. Последняя версия Qi имеет КПД около 80% и допускает расстояние между приемником и передатчиком до 45 мм.

На сайте Wireless Power Consortium указано, что сертификацию Qi получили около 1080 устройств.

А вот AirFuel продвигает свой стандарт РМА . Он меньше распространен, но некоторые производители мобильной техники поддерживают и его. А в отдельных устройствах есть поддержка сразу двух стандартов и РМА, и Qi.

Различиями между стандартами Qi и РМА являются частота передачи и протокол соединения.

Вредность и безопасность

Техника беспроводной передачи методом электромагнитной индукции использует ближнее электромагнитное поле на расстояниях около одной шестой длины волны. Энергия ближнего поля сама по себе не является излучающей. Сила электромагнитного поля быстро падает с увеличением расстояния от источника больше 5 см.

Так что существующие беспроводные зарядки для телефонов можно считать безвредными и безопасными для человека.

Достоинства и недостатки

Главные преимущества, которые можно увидеть в конструкции и методе передачи энергии:

1. Отсутствие проводов, подключаемых к мобильнику. Не расшатывается разъем USB на телефоне, никто случайно не зацепит. Хотя сам передатчик подключается к розетке проводом.
2. Возможность использовать несколько передатчиков в здании и переходя из комнаты в комнату не нужно носить с собой зарядку. Можно просто перейдя в другую комнату положить смартфон на передатчик и зарядка продолжится.

К недостаткам можно отнести:

1. Большее время зарядки, чем от штатного блока питания.
2. Большая стоимость самого устройства беспроводной зарядки по сравнению с обычным зарядным.

Беспроводная зарядка для телефона своими руками

Если нужное устройство не поддерживает стандарт беспроводной зарядки, то можно сделать такую зарядку и своими руками.

Самый простой способ сделать беспроводную зарядку – это купить передатчик и для телефона приобрести специальный чехол или насадку, которые имеют приемный модуль. Такой приемник подключается к смартфону через обычный зарядный разъем.

Беспроводные зарядные устройства для мобильных телефонов в видеообзоре:

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?

Прогресс не стоит на месте. Область высоких технологий одна из самых быстроразвивающихся - чуть ли не каждый день появляются новости о новых разработках, технологиях, которые упростят нам жизнь. Беспроводная зарядка, набравшая популярность в последнее время, одна из них. О ней мы сегодня и поговорим.

Как работает технология?

Прежде чем говорить о плюсах и минусах, давайте разберемся, как работает беспроводное зарядное устройство для телефона.

Беспроводная зарядка (или как ее еще называют QI) работает благодаря принципу электромагнитной индукции. Приемник (смартфон, планшет, ноутбук) и передатчик (зарядное устройство или панель) должны иметь индукционные катушки. Не вдаваясь в подробности, если подать ток на катушку, мы получим электромагнитное поле. Так вот, если в это поле поместить какой-либо проводник, то мы получим электродвижущую силу. А уже она создаст конечное звено - электрический ток, позволив зарядить аккумулятор. То есть приемник и передатчик связываются посредством электромагнитного поля, которое может проходить через различные материалы (пластик, дерево и т.д.)

Кому-то такое объяснение может показаться излишне техническим и сложным. По сути, для обычного пользователя вдаваться в технические нюансы необязательно. Ему достаточно знать как поместить свое устройство (беспроводную зарядку уже поддерживают смартфоны, планшеты, зубные щетки, электрические бритвы, и даже некоторая мебель) на специализированную панель для зарядки и снять его оттуда при достижении необходимого уровня заряда. Как видите, все довольно просто.

Преимущества и недостатки

К преимуществам можно отнести:

1. Нет необходимости постоянно использовать провода, которые иногда доставляют дискомфорт, запутываясь, цепляясь, теряясь в самый неподходящий момент. К тому же в случае зарядки посредством QI разъём USB прослужит вам гораздо большее время.
2. Для многих будет плюсом возможность зарядки телефона от нескольких передатчиков. Такая потребность может возникнуть, например, при переходе в другую комнату или другое место в комнате. Беспроводная зарядка избавляет от необходимости носить за собой зарядное устройство.

Главные недостатки:

1. QI понадобиться больше времени, чтобы полностью зарядить ваш гаджет, чем стандартной зарядке.
2. И все же в беспроводной зарядке будет присутствовать один провод, который соединит панель с розеткой.
3. Не будем забывать о стоимости. На сегодняшний день цена беспроводной зарядки превышает цену традиционной зарядки, соответственно не каждый может себе позволить ее купить.
4. Магнитные катушки в смартфоне занимают определенное место, что увеличивает габариты устройства и уменьшает возможность встраивания в смартфон более мощного железа. В последнее время данный недостаток не столь существенен, так как магнитные катушки становятся все меньше и меньше.

Опасна ли беспроводная зарядка для здоровья?

Действующие и потенциальные пользователи современного вида зарядки задают вопрос - может ли использование беспроводного устройства отразиться на их здоровье и здоровье окружающих? Давайте разберёмся, имеют ли под собой основания эти опасения. Если кратко, то нет.

Беспроводное зарядное устройство использует электромагнитное поле на расстоянии чуть менее 20% длины волны, что не так много, а излучение не является ионизирующим. Как известно, неионизирующее излучение абсолютно безопасно, в отличие от того же рентгеновского. Действие зарядки на человека можно сравнить с действием на человека WI-FI роутера или сотового телефона, которые не приносят существенного вреда своим излучением. К примеру смартфон передает сигнал на большие расстояния, мощность смартфона порядка 1-2 ватт. Да, это ниже чем мощность QI, которая составляет порядка 5 ватт. Но эта разница в мощности передатчиков нивелируется крайне маленьким радиусом действия беспроводной зарядки, на котором невозможно нанести вред человеку. Как видите беспокоиться не о чем.

Какие устройства поддерживают технологию беспроводной зарядки?

Для того, чтобы подзарядить смартфон или планшет, одного QI зарядника(панели) не достаточно - необходима поддержка функции в самом смартфоне(планшете). На сегодняшний день далеко не все смартфоны имеют на борту поддержку беспроводного заряда. Но похвастать ею уже сейчас могут большинство флагманских моделей. В будущем планируется добавить поддержку QI в более бюджетные гаджеты, когда технология пойдет в массы.

Список моделей, поддерживающий беспроводную зарядку QI:

• Samsung Galaxy: S6 / Edge / Plus; S7 /S7 Edge/Note 5/7; S8 /S8 Plus;
• Motorola: Droid Bionic; Droid 3; Droid 4; Droid Mini; Droid X;
• Panasonic: P-02E, P-06D;
• LG: Revolution; Spectrum; Spectrum 2; Optimus 2; Lucid 1; Lucid 2; LG G2; Optimus G Pro; Optimus Pro; Optimus IT; L-05E; LG G3;
• Google: Nexus 4/5/6/7;
• HTC: Thunderbolt; Incredible 2; Rezound 8X;
• Sony: Xperia Z;
• ZTE V975: Geek;
• Blackberry: 9700.

Компания Apple до сих пор игнорирует зарядку без проводов и нам остается только гадать, будет ли IT гигант включать эту функцию в новых моделях Айфон и Айпад. Возможно, в ближайшее время мы увидим беспроводную зарядку в собственной реализации компании из Купертино. Ну а пока поклонники яблочной продукции могут воспользоваться, поступившими в продажу чехлами с интегрированным QI зарядным устройством, которое подключается к Iphone с помощью кабеля lightning.

Upd. После выхода на рынок iPhone 8, iPhone 8 Plus и iPhone 8 X, Apple внедрила в свои новинки функцию беспроводной зарядки. Этому как раз способствуют стеклянные задники смартфонов. "Яблочники" для своих девайсов использует открытый стандарт QI.

Перспективы на будущее

Каковы перспективы зарядки без проводов? Завоюют ли рынок данная технология? Давайте порассуждаем.

Уже сегодня массовому потребителю доступны зарядки от 10-15$, такие, как PowerBot, имеющая неплохую репутацию благодаря своей надежности и соотношению цена-качество.

Есть и значительно более дорогие решения, такие как Cota, стоимость которой находится в районе 100$. Главным преимуществом Cota является небольшой размер(можно сравнить с хлебницей) и большой радиус действия. Впрочем, стоит учитывать, что зарядить Cota можно не любое устройство, а только, снабженное специальным приемником Cotta, да и не каждый человек может позволить себе купить столь дорогое устройство.

Наверное не нужно быть экспертом чтобы увидеть большой потенциал беспроводного заряда гаджетов, ведь это действительно удобно: не нужно тягать провода, пытаться попасть в разъем USB (не всегда удается попасть той стороной).

Но, признаем, у технологии еще есть некоторые недостатки. Проблемой является весьма ограниченный радиус действия. В проводимых исследованиях удалось расширить этот радиус до 10 метров, но на подобных расстояниях производители не могут гарантировать абсолютную безопасность.

Компания Intel недавно объявила о работе над встраиванием магнитного устройства в ноутбук, откуда оно будет делиться своим зарядом с близлежащими устройствами, поддерживающими стандарт QI. С каждым годом на рынке появляется все больше устройств с функцией беспроводной зарядки. Учитывая что за разработку технологии взялись такие гиганты индустрии как Apple и Intel, можно с уверенностью утверждать, что у нее большое будущее.

Технология беспроводной зарядки появилась несколько лет назад, но до настоящего момента она не находила широкого применения на рынке смартфонов. Lumia 920 и 820 стали первыми смартфонами Nokia, в которых реализована возможность беспроводной зарядки.

Всё, что вам нужно сделать, — положить свой телефон на платформу DT-900, подставку DT-910, подушку Fatboy или динамик JBL PowerUp — и телефон немедленно начнет заряжаться.

Как осуществляется беспроводная зарядка?

Беспроводная подзарядка — это метод передачи электрической энергии через воздух на заряжаемое устройство. Устройство будет заряжаться без непосредственного подключения его к сети. Процесс зарядки потребовал сложного технического решения. На схеме ниже показан основной принцип индуктивной передачи электричества.

Катушка передатчика L1 располагается снизу, а катушка приёмника L2 сверху. L1 находится в зарядном устройстве, L2 — в смартфоне. Переменный ток в катушки L1 образует магнитное поле, которое вызывает появление напряжения в катушке L2. Это напряжение используется для зарядки аккумулятора устройства.

В устройствах с беспроводной зарядкой Nokia применяется технология стандарта Qi (читается [чи]), разработанная и используемая более чем в сотне компаний по всему миру. Это всемирно признанный стандарт, поэтому ваше устройство можно будет подзаряжаться с ним в любой точке земного шара.

Nokia уже заключила соглашения с Coffee Bean, Tea Leaf и Virgin Atlantic — эти компании будут предоставлять своим клиентам возможность заряжать смартфоны Lumia 920 и 820 с помощью беспроводных устройств.

Каждое зарядное устройство Nokia имеет свои особенности.

DT-900 — стандартная, но привлекательная платформа. Во время подзарядки на подставке DT-910 телефон можно использоваться для видеозвонков или работы с приложениями. Подушка Fatboy подойдет тем, кто любит необычные вещи. Динамики JBL PowerUp будут воспроизводить музыку, пока заряжается телефон.

Nokia постаралась сделать процесс беспроводной зарядки удобнее, чем у конкурентов. Активная площадь зарядного устройства увеличена до 80 %, чтобы пользователь просто смог положить телефон на платформу, не тратя лишнее время на его правильное размещение.

Все эти зарядные устройства вы сможете приобрести в магазинах, которые будут торговать смартфонами Lumia 920 и 820.