Что нужно знать о беспроводной зарядке

Cуть беспроводной зарядки

Если еще недавно беспроводная зарядка была приятным дополнением к прочим (более важным) функциям смартфона, то сегодня это неотъемлемая часть любого флагманского устройства.В основе любой беспроводной зарядки лежит явление электромагнитной индукции: внутри смартфона и базы мы имеем по индукционной катушке, между которыми и создается магнитное поле, под воздействием которого образуется переменный ток, он и подпитывает ваши гаджеты.Что до программной части, протокол Qi, который сегодня является практически синонимом всех беспроводных зарядок, позволяет базе и смартфону обмениваться данными, в том числе, о температуре и статусе заряда аккумулятора. Кроме того, данный стандарт самостоятельно “опознает” устройство, которое надо подзарядить, чтобы выдать допустимую мощность и отслеживает правильное положение катушек передатчика и приемника, после чего процесс подзарядки будет максимально эффективным.

Преимущества беспроводной зарядки мобильных телефонов

Давайте двигаться дальше, чтобы понять преимущества беспроводной зарядки гаджетов, таких как мобильные телефоны, умные часы и так далее. Различные преимущества беспроводной зарядки:

Рентабельность

Хотя первоначальная стоимость установки может показаться вам дорогостоящей, в долгосрочной перспективе беспроводная зарядка всегда экономична. Затраты на техническое обслуживание практически ничтожны, поскольку нет износа кабеля, разъемов и вилок. Кроме того, вы также должны учитывать, что при установке стоимость кабеля также минимизируется, и концевые разъемы больше не требуются.

Безопасность

Поскольку проводов меньше, вероятность возникновения общих электрических опасностей, таких как низкая изоляция, износ кабеля или разрыв кабеля, искры очень мала. Следовательно, можно сказать, что отсутствие открытых кабелей снижает вероятность электрических аварий.

Простая интеграция

Одно из лучших преимуществ технологии беспроводной зарядки заключается в том, что она может быть интегрирована с устройством любой формы и размера. Хотя несколько лет назад это было далеко, благодаря современным достижениям в технологии беспроводной зарядки, приемники беспроводной зарядки доступны даже в размере маленькой монеты.

Это обновление технологии позволило применять беспроводную зарядку в очень небольших электрических приборах, таких как умные часы, слуховые аппараты, мини-динамики (беспроводные), а также в ваших мобильных телефонах.

Занимает меньше пространства

Поскольку кабели почти не требуются, загромождения кабелей отсутствуют. Это, в свою очередь, предоставит вам больше места и электрической гигиены.

Быстрое подключение и отключение

Быстрее подключить и отключить наш мобильный телефон от зарядки, так как вам нужно только поставить / поднять телефон на / от зарядного устройства. Нет необходимости подключать разъемы или вилки.

Несколько устройств могут заряжаться одновременно

У каждого в этом современном мире есть различные гаджеты / устройства, которые требуют ежедневной зарядки. Теперь вопрос в том, как их можно заряжать одновременно с минимальным беспорядком? Беспроводная зарядная станция, которая поддерживает несколько устройств, может заряжать все наши устройства. Подумайте, сколько зарядных устройств и их кабельного беспорядка вы можете избежать. В ближайшем будущем зарядная станция с несколькими устройствами наверняка станет возможной для всех нас.

Устройства могут заряжаться даже в закрытом состоянии

Это позволяет заряжать устройства, которые должны быть в стерильном состоянии или герметичны, не открывая их уплотнение.

Несмотря на многие преимущества беспроводной зарядки для таких интеллектуальных гаджетов, как мобильные телефоны, у нее есть и свои недостатки. Давайте обсудим их подробнее.

На что еще обратить внимание при выборе беспроводного ЗУ

Основным критерием выбора беспроводной зарядки для смартфона является стандарт. Но не только он имеет значение. При покупке следует обратить также на электрические характеристики зарядного устройства. Если напряжение на выходе является стандартизированным и составляет 5 В, то сила тока может варьироваться от сотен миллиампер – до ампера и больше. Учитывая, что сила тока на выходе проводного ЗУ составляет 1-2 А, выбирать нужно модель, у которой ток заряда составит около 1 А. Чем больше значение – тем лучше, так как слабая док-станция будет подзаряжать телефон слишком долго.

Форма тоже может иметь значение: Иногда дизайн ЗУ может попросту не вписываться в интерьер. Наклонные устройства не всегда удобны в плане устойчивости. Наиболее предпочтительными являются прямоугольные и круглые горизонтальные площадки.

Плюсы и минусы беспроводной зарядки для смартфона

Как работает беспроводная зарядка для телефона – мы разобрались, в чем заключаются основные нюансы и тонкости подбора – тоже. Осталось определить, стоит ли покупать такой гаджет, или он себя не оправдает. Для этого нужно ознакомиться с плюсами и минусами, чтобы решить для себя, покупать или нет зарядку Qi.

Плюсы

• Защита для интерфейсного разъема смартфона. В процессе зарядки исключается риск повредить гнездо, случайно дернув за кабель. Разъем подвергается меньшему износу, так как используется реже.
• Возможность зарядить смартфон, не имея ЗУ. Многие заведения в мире, такие как McDonalds или StarBucks, оснащают столики док-станциями Qi. Благодаря этому можно перекусить или попить кофе, одновременно подзаряжая телефон. IKEA также продвигает такие зарядки, встраиваемые в бытовую мебель.
• Всегда заряженный аккумулятор дома. Беспроводная зарядка позволяет вовремя подзаряжать смартфон, просто положив его на площадку док-станции. Если телефон используется редко, а ЗУ Qi всегда под рукой – можно не беспокоиться о том, что батарея сядет в неподходящий момент. Продуманный контроллер прекращает подачу тока на батарею по достижении 100 %, поэтому перезаряда бояться не стоит.
• Безопасность. Как бы не противились скептики индукционных технологий и не заявляли о вреде невидимой «радиации» (откуда только ей взяться в электромагнитной катушке?), беспроводные зарядки безопаснее проводных. Риск получить удар током от кабеля сетевого ЗУ мизерен, но в случае с Qi он еще ниже, так как работают док-станции обычно от 5 вольт. Что же касается индукции – на таких мощностях она абсолютно безвредна для человека. В ходе проведения МРТ организм подвергают воздействию в тысячи раз большего электромагнитного излучения.

Минусы

• Потеря мобильности. Электромагнитное излучение док-станции достаточно слабое и эффективно лишь на малом расстоянии. Чтобы телефон быстро зарядился – нужно положить его ровно на подставку. Пользоваться устройством в процессе зарядки проблематично, если не невозможно.
• Низкая скорость зарядки. Выходная мощность беспроводной зарядки для смартфона редко превышает 1 А. Это значит, что батарея, емкостью 3000 мАч, в идеальных условиях будет заряжаться около 3 часов. А если положить смартфон неровно – время может резко увеличиться.
• Ограниченная совместимость. В общей массе относительно мало смартфонов поддерживают стандарт Qi или PMA. Далеко не для всех существуют совместимые приемники или чехлы, позволяющие заряжать девайс без кабелей.
• Большие размеры катушек. Проблема совместимости устройств в значительной степени обусловлена относительно большими размерами индукционных катушек. Если стремиться сохранить их малую толщину – извлечь большую мощность тока (свыше 1 А) не получится. Увеличение размеров неминуемо приведет к утолщению смартфона. В гонке за каждым миллиметром производители не всегда могут это позволить.

Принцип работы

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

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

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

Преимущества беспроводной зарядки – влияние на аккумулятор

Трудно поверить, что внедрение технологии беспроводной зарядки в смартфоне было продиктовано только желанием производителя добавить ещё один момент в спецификации и возможным повышением цен. Должны быть преимущества, которые могут убедить потенциальных пользователей, а любые проблемы должны быть легко дискредитированы. Мы уже говорили о влиянии на здоровье человека. Это ещё не всё.

Смартфон также имеет своё здоровье, может быть, только с технологической точки зрения, но износ оборудования – это явление, которое имеет место. В этом случае большинство вопросов касаются батареи и срока её службы.

Производители уверяют нас, что электроника, сопровождающая технологию беспроводной зарядки, как и в случае проводной зарядки, гарантирует, что батарея не будет повреждена. Но, во время зарядки смартфон и аккумулятор нагреваются, что может ухудшить его качество и сократить количество доступных циклов зарядки.

Повышение температуры аккумулятора неизбежно зависит от техники зарядки. Источником проблем в случае беспроводной зарядки может быть неправильное выравнивание зарядных катушек зарядного устройства и смартфона. Чем больше неравномерность, тем дольше сохраняется повышенная температура батареи по сравнению с проводной зарядкой. В этом рассуждении есть определенное «но».

Во время проводной зарядки, особенно с помощью быстрого зарядного устройства (а такие всё чаще добавляются в комплекты), смартфон нагревается даже больше, чем при использовании беспроводной зарядки. И, как мы уже упоминали, производители сегодня противодействуют эффектам неточной юстировки смартфона и зарядного устройства. Тем не менее, давайте примем к сведению следующий принцип.

Не используйте смартфон во время зарядки!

Также считается, что потери от нагрева менее значительны, чем последствия интенсивного использования смартфона после начала зарядки. Такое поведение крайне не рекомендуется, потому что батарея нагревается дополнительно. В случае проводной зарядки мы особенно подвержены этой привычке. Во время работы беспроводного зарядного устройства смартфон не должен подвергаться воздействию источников тепла, таких как солнечный свет.

Кроме того, благодаря беспроводной зарядке мы можем выработать привычку заряжать батарею при любой возможности. Тогда легче поддерживать уровень заряда выше 50%, что положительно влияет на срок службы батареи, в отличие от частой разрядки на 85% и более. Это несомненное преимущество, которое может перевесить любую неопределенность в отношении технологий.

Беспроводная зарядка позволяет удобно заряжать аккумулятор.

Ещё одно небольшое преимущество. Проводя беспроводную зарядку, мы реже используем USB-порт на смартфоне. А это значит, что мы меньше подвергаем его износу и возможным повреждениям. Мы также можем представить устройство без разъемов, в котором связь и зарядка происходит только по беспроводной сети.

Недостатки приборов, работающих по методу Qi

Минусов у технологии тоже хватает. Некоторые эксперты считают, что модули, работающие по индукционному методу, являются не более чем маркетинговым ходом, направленным на повышение конечной стоимости оборудования.

Недостатки подставок для подзарядки девайсов:

• Относительно небольшой КПД. Этот показатель едва достигает 80%. Для сравнения — у проводных адаптеров КПД составляет до 98%. Qi-модули восполняют энергию аккумулятора гаджета в 2-3 раза медленнее по сравнению с проводными аналогами.
• Малая мощность. Она указана на нижней панели. Мощность насчитывает 5-10 Ватт. У проводных приборов этот показатель может достигнуть отметки 20 Ватт (самые мощные модели). Увеличить мощность в ближайшем будущем вряд ли получится. Теоретически и технически можно повысить этот показатель до 100 и 200 Ватт. Но тогда адаптеры питания будут наносить вред здоровью человека. Юзеру придется класть девайс с подставкой в защитный бокс. Кроме того, увеличение мощности потребует утяжелить конструкцию до 1,5-3 кг.
• Нагревание гаджета. В инструкции к последним версиям iPhone говорится, что во время подзарядки гаджет может нагреваться.
• Отсутствие заявленной экономии времени. Чтобы подключить провод адаптера, у Вас уходит пара секунд. Действительно, положить устройство на станцию можно за одну секунду. Но Вы потратите вдвое больше времени на восполнение емкости батареи. Таким образом, нет экономии времени. Наоборот, даже можно сказать о его большем расходе из-за низкого КПД.
• Непрактичность конструкции. Даже производитель iPhone предупреждает об этом недостатке. Пользователям понадобится горизонтальная поверхность. Если iPhone съедет с модуля, он не будет получать заряд. Вы придете в комнату и с разочарованием поймете, что все это время iPhone не заряжался. Кроме того, пока смартфон находится на станции, Вы не сможете ответить на звонок или сообщение. Ведь на горизонтальной поверхности неудобно это делать. Проводной адаптер в этом отношении более удобен. Некоторые юзеры предлагают интересное решение этой проблемы — модуль для подзарядки можно снабдить магнитом. Однако это нельзя назвать выходом по одной простой причине — iPhone не терпит постоянного намагничивания. Из-за него могут выйти из строя такие функции, как GPS и оптическая стабилизация камеры.

• Утяжеление смартфона. Катушка имеет довольно большой размер и занимает много места в корпусе девайса. Таким образом, она увеличивает его габариты. Кроме того, смартфоны, поддерживающие функцию подзарядки от подставок, снабжаются стеклянными задними крышками, которые гораздо тяжелее алюминия и пластика. Такое решение связано с тем, что стекло пропускает электрический заряд.
• Плохо развитая инфраструктура. Как говорилось выше, о своей готовности снабдить беспроводными зарядками места большого скопления людей заявила только Великобритания. Вероятно, к ней подключатся другие прогрессивные страны. Но их будет не так уж много. В поездки Вам придется брать с собой станции, которые по размеру гораздо больше проводных адаптеров.
• Qi-модули не несут выгоду бизнесу. Для развития инфраструктуры нужно снабдить подставками для подзарядки гостиницы, кафе, развлекательные центры и прочие общественные заведения. Это несет только убытки. Владельцам зданий придется не только закупать дорогостоящее оборудование, но и оплачивать дополнительные киловатты электроэнергии.
• Высокая стоимость. Функцией бесконтактной зарядки оснащаются iPhone и флагманы его конкурентов: Samsung, LG, ZTE, Lumia и др. Их сложно назвать бюджетными девайсами. Панели для подзарядки без проводов делают их еще дороже. Таким образом, Вам придется переплатить за вышеперечисленные неудобства.

Как итог

Вероятно, все вышеописанные недостатки будут устранены в будущем. Над этим уже трудятся многочисленные разработчики смартфонов. Рынок беспроводных технологий только начинает развиваться. Многие эксперты сходятся во мнении, что за беспроводными  технологиями будущее. И человечество сделало большой шаг в этом направлении. Многие флагманы мобильных телефонов по умолчанию поддерживают функцию восполнения энергии по индукционному методу. В будущем она станет возможной и в бюджетных моделях.

Через несколько десятков лет пользователи техники навсегда избавятся от запутывающихся проводов. Уже сейчас производители выпускают несколько вариантов подставок — горизонтальные и вертикальные, для домашнего использования и автомобиля. Кроме того, они обещают выпустить передатчик размером с хлебницу, который сможет заряжать приборы на расстоянии 10 м.

Как работает беспроводная зарядка

Шаг 1

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

Шаг 2

HFAC затем 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 поток тока через нее.

Шаг 5

Этот ток, протекающий через катушку приемника, затем преобразуется в постоянный ток (DC) с помощью схемы приемника, которая в дальнейшем используется для зарядки аккумулятора устройства.

Недостатки и преимущества

Чтобы определиться окончательно, нужен ли такой девайс, или он не будет востребован, а, может быть, лучше предпочесть обычную проводную зарядку, необходимо рассмотреть все плюсы и минусы такого приобретения. Итак, на что же можно рассчитывать, покупая зарядку без проводов.

Преимущества:

• возможность заряжать смартфон, не нося с собой везде адаптер и кабель. Сейчас многие общественные заведения, работающие в сфере общепита, развлечений и т. п. , оснащают столики и другую мебель беспроводными зарядными панелями стандарта Qi. Чтобы смартфон посетителя мог подзарядиться, пока последний будет занят своими делами. Всемирно известная компания IKEA внедряет беспроводные зарядки для сотовых в бытовую мебель;
• редкое использование разъема приводит к меньшему его износу, так как это один из наиболее часто выходящих из строя параметров мобильного устройства;
• зарядка аккумулятора в любой момент и своевременное отключение подачи тока при достижении заряда 100%. Перезаряд, таким образом, исключен;
• несмотря на твердую позицию сторонников «невидимой радиации», все слухи о ней не имеют научного обоснования (в электромагнитной катушке радиации просто не может быть). Это позволяет заявить, что зарядка без проводов куда более безопасна, чем проводная. Единственная опасность — получить удар током от кабеля проводного зарядника, да и тот весьма мал, а у зарядки без кабеля и вовсе отсутствует.

К слову, индукция такой мощности не может нанести вреда человеку. Например, в процессе МРТ на организм воздействует электромагнитное излучение в тысячи раз больше.

Недостатки:

• невысокая мощность и, соответственно, медленная зарядка. При идеальных условиях заряд батареи емкостью 3000 мАч будет осуществляться порядка 3 часов. А неровное расположение смартфона может сильно увеличить время его зарядки;
• малая мобильность — телефон нужно класть на подставку ровно, а иначе ввиду слабого электромагнитного излучения процесс заряда будет неэффективным или даже совсем прервется;
• не всегда удачная совместимость. Смартфон должен поддерживать именно тот стандарт, с которым работает зарядка. Поэтому наличие зарядки, не имеющей проводов в общественном месте, еще не означает, что она подойдет к конкретному телефону.
• необходимость в увеличении индукционной катушки в целях получения тока большей мощности, приводит к утолщению смартфона, что далеко не всегда целесообразно.

Другие модели Samsung

Анализируя, какие телефоны «Самсунг» поддерживают беспроводную зарядку, нельзя не вспомнить и про Samsung Эта модель также одновременно поддерживает оба стандарта — и Qi, и PMA. Привлекательная изогнутая форма корпуса и удобный экран позволяют владельцам мгновенно получить доступ к сообщениям и другим важным данным, а встроенный адаптор нисколько не ухудшает пользование устройством. Если сам гаджет можно приобрести приблизительно за 300 долларов, стоимость устройства Pad для зарядки составит около 40 $.

Энергия перемещается от одной катушки к другой, чтобы включить свет. Лишь в последнее время проявляется больше интереса к совершенствованию способа питания наших устройств. Некоторые технологии более перспективны, чем другие, и некоторые из них ближе к рынку, но все они стремятся решить многовековую проблему продления срока службы батареи.

Прямо сейчас у вас есть два основных консорциума, сражающихся за стандартную форму магнитной индукционной беспроводной зарядки. Они больше работают с устройствами для зарядки смартфонов и устройств с более низким энергопотреблением. Оба консорциума прилагают все усилия, чтобы обеспечить беспроводную зарядку нормы. И оба фокусируются в первую очередь на виде зарядки, который требует, чтобы вы поместили свое устройство на поверхность.

Также относится к данной категории устройств. Этот смартфон с инновационным изогнутым экраном предлагает очень сильную графическую производительность на ярком дисплее. Его размер экрана значительно больше, чем у других устройств, поэтому расход заряда батареи, соответственно, происходит быстрее. В этой модели возможность беспроводной зарядки не интегрирована непосредственно в заднюю часть телефона, но в продаже имеется специальная крышка Samsung с поддержкой Qi, которая заменяет стандартную заднюю часть устройства. Это комплектующее стоит примерно 25 долларов и доступно в двух цветовых вариантах: угольно-черном и снежно-белом.

Приемник для беспроводной зарядки

В настоящее время наиболее распространенная форма беспроводной зарядки — это поверхность, на которую вы можете разместить свой телефон на зарядке. Это также означает, что вам не нужно будет сражаться за место рядом с розеткой, если есть зарядные зоны на каждой столешнице и столе в кафе или ресторане. Вы все еще привязаны к поверхности и должны быть стационарными. А для телефонов, у которых нет встроенного в них приемника, вам придется получить случай, который работает с технологией.

Еще одно интересное приложение — создать какой-то контейнер, который будет заряжать все внутри него. Но в то время как чаша может быть более эстетически приятной, мы снова оказываемся привязанными. Но зарядные устройства в форме чаши или ведра служили бы цели, если бы они были расположены у входа в ваш дом. Представьте, что вы идете в свой дом и просто сбрасываете все свои устройства в чаше или ковше, вместо того, чтобы заряжать их по отдельности.

Если поинтересоваться, какие телефоны поддерживают беспроводную зарядку в целом, можно заметить, что данная технология затрагивает преимущественно гаджеты с высокими аппаратными мощностями, для которых особенно важна возможность их быстро зарядить.

Исходя из этого, совершенно неудивительно, что также оснащен описываемой технологией. Этот гаджет отличается высокой многозадачностью, быстрой и качественной камерой и высокой яркостью экрана, имеющего размер 5,7 дюйма. Для того чтобы осуществлять его беспроводную зарядку, понадобится специальный чехол. Он доступен примерно за 30 долларов и представлен в двух цветовых гаммах.

Вместе с тем «Самсунг» не является единственным производителем, массово использующим данную технологию. Какие телефоны других марок поддерживают беспроводную зарядку? Рассмотрим ниже.

Как работает быстрая зарядка?

Зарядка аккумулятора смартфона делится на две фазы. Когда уровень заряда батареи очень низкий, постоянный зарядный ток обеспечивается до тех пор, пока напряжение не достигнет приблизительно 4,2 В. Затем зарядка переключается в режим стабилизированного напряжения и ток постепенно уменьшается, пока элемент полностью не зарядится. Этот тип зарядки называется CCCV, то есть сначала током с постоянным значением (CC — постоянный ток), а затем с постоянным значением напряжения (CV — постоянное напряжение) с током самоубывающего значения. Быстрая зарядка относится к режиму CC, потому что именно тогда большая часть энергии закачивается туда. Это также объясняет почему зарядка последних 10 % батареи может занять больше времени, чем первые несколько десятков процентов. 

Ток зарядки и разрядки каждой батареи может быть отмечен символом xC, где «x» — это числовое значение, указывающее соотношение между емкостью батареи и временем ее зарядки или разрядки. 

Например, ток 1C взятый от 100 А/ч батареи означает, что мы заряжаем 100 А, если мы заряжаем батарею с током 2C, это будет означать, что этот ток будет 200 А. 

То есть более высокие коэффициенты C ускоряют время зарядки. Как будто они прокачивают больше энергии к батарее на ранней стадии, но за счет общего количества доступных циклов, прежде чем уменьшить максимальную емкость батареи. 

Это уменьшение вызвано износом электродов, которое происходит со временем. Типичное значение C для зарядных устройств для смартфонов составляет от 0,5 до 0,7, поскольку оно обеспечивает хороший баланс между скоростью зарядки и жизнеспособностью. Более высокие значения могут сократить общий предел зарядки, но большинство производителей рекомендуют C ниже 1. Однако технология Qnovo Adaptive Charging допускает скорость до 1,5С, в то же время не менее 800 циклов перед использованием батареи. Обычные литий-ионные аккумуляторы работают в течение 1000 циклов, но только если они подвергаются стандартной зарядке.