Как работает беспроводная зарядка. Как работает беспроводная зарядка

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

Как работает беспроводная зарядка?

За последние несколько лет беспроводная зарядка стала популярным вариантом для мобильных телефонов, умных часов и другой электроники. Легко понять почему. Вместо того, чтобы возиться с кабелями, вы просто кладете свой телефон на беспроводное зарядное устройство и поднимаете его, когда вам это нужно.

Но, как и многие современные технологии, многим это может показаться волшебством. Давайте все же разберемся как работает беспроводная зарядка?

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.

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 2016 году. Поскольку все крупные производители теперь используют стандарт Qi, на этом мы сосредоточимся.

Еще в XIX веке ученый Майкл Фарадей описал принцип работы электромагнитной индукции, благодаря которой и происходит передача энергии от одного предмета к другому. Он обнаружил, что если через катушку перемещается источник магнитного поля, то в ней появляется ток.

Физика и магнитное поле

Если сильно упростить, то любая беспроводная зарядка основана на эффекте, который мы знаем из уроков физики:

когда по проводу идёт ток, вокруг провода образуется магнитное поле.

Выглядит это примерно так:

Но у магнитного поля есть и обратное свойство: если его точно так же пустить вдоль другого провода, то в этом проводе появится ток:

Получается, что если мы сформируем такое же магнитное поле вокруг провода, то сможем подключить этот провод к батарее, чтобы она заряжалась. Это можно сделать, например, так:

1. Положить рядом два провода
2. Пустить по одному ток
3. Смотреть, как во втором тоже появляется ток

Чем ближе провода друг к другу — тем лучше.

Но чтобы в новом проводе тока хватало для заряда батареи, у нас должно быть достаточно сильное магнитное поле. Самый простой способ получить поле посильнее — скрутить много витков провода по спирали.

Скручиваем провод

Если мы возьмём длинный провод и скрутим его по спирали, то у нас получится катушка, магнитное поле будет сильнее и будет распределяться так:

Если мы пустим по этой спирали ток, а сверху положим такую же спираль, то в ней появится такой же ток, только на 20–25% слабее. Потери связаны с преобразованием магнитного поля в электричество, поэтому обычно на спираль подают ток побольше, чтобы на выходе получить нужные значения.

Для беспроводной зарядки одну такую спираль подключают через преобразователь к розетке, а другую встраивают в телефон. Когда мы положим такой телефон на площадку, под которой будет катушка под напряжением, то спираль телефона уловит это магнитное поле, преобразует его в электричество и будет заряжать батарею.

PMA. Использует тот же принцип, что и Qi, но работает на другой частоте тока в катушке. Его поддерживают меньше телефонов, но есть и такие модели, которые работают с обоими стандартами. Ещё PMA-зарядки встраивает Старбакс в столы у себя в кофейнях.

Быстрая беспроводная зарядка

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

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

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

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

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

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

Чем подключать к розетке

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

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

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

В последние годы беспроводная зарядка смартфонов находит все больше поклонников. На рынке присутствует уже более 500 моделей различных устройств, поддерживающих этот способ.

Безопасна ли беспроводная зарядка?

Магнетизм всегда воспринимается как нечто сродни магии, ведь магнитные поля невозможно увидеть. Чтобы построить эффективную беспроводную систему зарядки, необходимо сконцентрировать магнитное поле вокруг катушки-передатчика.

Данный эффект достигается с помощью специальных материалов — ферритов, которые проводят магнитное поле намного лучше воздуха. Следовательно, магнитному полю проще проходить через феррит, а не искать другие пути распространения. Таким образом, за пределами зарядки магнитное поле практически отсутствует, а сама она вполне безопасна.

Быстро или медленно?

Можно ли зарядить устройство с помощью беспроводной зарядки так же быстро, как через провод? Беспроводная зарядная система мощностью 5 Вт сможет зарядить устройство со скоростью, эквивалентной проводной зарядке, работающей под напряжением в 5В и с силой тока в 1А.

Последние разработки в области бесконтактной зарядки могут это делать еще быстрее: на телефон можно подавать до 15 Вт. Это значительно сокращает время зарядки, беспроводная быстрая зарядка становится все более популярной.

Чтобы телефон не исчез в неизвестном направлении, вам нужно быть внимательнее. А чтобы ваш гаджет был заряжен, понадобится зарядное устройство. И есть смысл сразу позаботиться о беспроводной зарядке.

Как пользоваться беспроводной зарядкой

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

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

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

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

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

Если телефон не поддерживает?

Но что делать, если у вас более старые версии смартфонов, а так хочется воспользоваться современной функцией и отказаться от проводов? Для этого необходимо приобрести универсальный адаптер и беспроводное зарядное устройство. Также на рынке представлены специальные чехлы, которые способны усовершенствовать устройство, и дать ему возможность заряжаться без использования проводов.

Самый простой способ — купить универсальную катушку, которая устанавливается под чехол или корпус телефона. Правда, есть один минус — катушка подключается к micro-USB-порту, а значит, он все время будет занят, и зарядить его с помощью провода уже не получится.

Базу беспроводной зарядки можно приобрести по цене от 300 рублей, но стоит обращать внимание на мощность (от нее зависит время заряда). Приобретать станцию со слишком большой мощностью не стоит, вам вполне хватит и 10 Вт.

Если ваш аппарат не оснащён технологией для беспроводной зарядки, вы можете купить специальный чехол со встроенным модулем-приёмником. Имейте в виду, такие чехлы имеют совместимость с определёнными моделями телефонов, они вовсе не универсальны.

Польза и вред беспроводной зарядки

Если только вы не безумный учёный, вы согласитесь с тем, что в доме не нужны лишние провода. Любое современное жильё и без того порой напоминает клубок с видом изнутри — провода на стенах, на полу и чуть ли не на потолке. Беспроводная зарядка увеличит ваши шансы не запутаться в шнурах.

Просто необходимой становится такая зарядка для офисной работы, когда вам приходится постоянно находиться на горячей линии.

Отдельной строкой идёт зарядка телефона в авто. На ходу искать разъём непросто и даже опасно — можете уехать не туда, куда планировали изначально. Беспроводная зарядка в салоне машины — это как минимум не лишнее устройство.

Мифы о вреде такой зарядки так и остались мифами, их можно услышать в основном от людей с бегающим взглядом и в шапочках из фольги.

Реальные недостатки беспроводных зарядок в том, что этот процесс сильно нагревает телефон. А нагрев, в свою очередь, плохо сказывается на телефонном аккумуляторе. Скорость зарядки также может вызвать неудовольствие, проводная зарядка справится быстрее (речь о 1,5-3 часах в среднем для зарядки со шнуром).

На что обращать внимание при выборе беспроводной зарядки?

Если вы решились на покупку, стоит тщательно обдумать, какую беспроводную зарядку выбрать для iphone или смартфона.

При покупке беспроводной зарядки нужно сразу определиться со стандартом. Есть упомянутый стандарт Qi (более распространён), и есть стандарт PMA. Эти форматы почти одинаковы, с небольшой лишь разницей в силе переменного тока. Некоторые телефоны поддерживают оба этих стандарта, но в большинстве случаев нужно определиться лишь с одним. В характеристиках телефона обязательно указывается этот момент.

Стоит обратить внимание на время зарядки. У беспроводных устройств такое время немаленькое по определению. Но если телефон заряжается более четырёх часов, есть смысл поискать более шуструю зарядку.

Обратите внимание на особенности некоторых моделей. При желании можно отыскать зарядку с просторным ковриком, на котором одновременно поместятся сразу несколько заряжаемых гаджетов. Можно отыскать зарядные устройства с двумя рабочими платформами вместо привычной одной.

Стоит, наконец, обратить внимание на известность бренда. Samsung, Xiaomi, Nillkin и Belkin оснащают свои беспроводные устройства защитой от перегрева, скачков напряжения и короткого замыкания. Да, фирменная вещь будет стоить дороже, около 1500 рублей. Но скупой, как известно, нередко платит дважды.