29.10.2020

Андрей Смирнов

Время чтения: ~15 мин.

Как работает беспроводная зарядка для телефона

Как появилась беспроводная зарядка

В 1820 году Андре-Мари Ампер доказалAndré Marie Ampère, что электрический ток создаёт магнитное поле, а в 1831-м Майкл Фарадей открылFaraday discovers electromagnetic induction, August 29, 1831 закон индукции, который стал основой работы современных беспроводных зарядок.

В 1888 году Генрих Герц подтвердилHeinrich Hertz Produces And Detects Radio Waves In 1888 существование электромагнитного поля. Его исследования помогли Николе Тесле впервые передать энергию на расстояние. Это случилосьWorld’s Columbian Exposition in Chicago 1893 в 1893 году на всемирной выставке в Чикаго.

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

Процесс беспроводной зарядки / techarmor.com

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

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

Какие есть стандарты беспроводной зарядки

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

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

Беспроводная зарядка изнутри / belkin.com

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

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

Магнитно-индукционные станции

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

Беспроводная зарядка Samsung: все что нужно знать о выборе + [ТОП5] лучших моделей

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

По принципу магнитной индукции работают беспроводные зарядки Qi и PMA.

Qi

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

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

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

PMA

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

Он в большей мере распространён в США. Там его продвигалиAT&T removed Qi wireless charging in the Lumia 1520 to make room for PMA сотовый оператор AT&T и сеть кофеен Starbucks.

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

Магнитно-резонансные станции

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

Универсальные катушки Qi Wireless и беспроводная зарядка для самостоятельной адаптации смартфона к Qi

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

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

Rezence

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

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

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

AirFuel

Этот тип беспроводной зарядки ещё не вышел в массовое производство. Потенциал его распространения пока неясен, но компания Huawei планируетHuawei puts on a resonant wireless charging AirFuel комплектовать им все свои смартфоны.

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

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

Что нужно знать о мощности беспроводных зарядок

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

Все о быстрой зарядке Samsung – руководство по эксплуатации

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

ZMI WTX10 Wireless Charger на 18 Вт / aliexpress.com

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Что нужно знать, используя беспроводную зарядку

Как установить смартфон на зарядную станцию

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

Смартфон на беспроводной зарядке стандарта Qi / aliexpress.com

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

Как избежать перегрева во время беспроводной зарядки

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

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

Как долго смартфон может находиться на беспроводной зарядке

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

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

Стоит ли покупать беспроводную зарядку сегодня

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

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

Преимущества

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

Недостатки

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

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

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

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

nickgric, 27 мая 2019 — 07:52Если хотите использовать беспроводную зарядку на все 100%, обратите внимание на всё это до её покупки, а не после</td></table>Сегодня в смартфонах используется беспроводная зарядка, которая реализована по принципу электромагнитной индукции. Она предполагает участие двух катушек: первая находится в самой зарядке, подключённой к сети, вторая в устройстве.Telegram-каналсоздателяТрешбоксас инсайдамиразработки На первую катушку подаётся переменный ток высокой частоты, из-за которого на нём образуется электромагнитное поле. Оно передаёт энергию на вторую катушку, она преобразовывается и заряжает аккумулятор вашего устройства. В 2019 альтернативы электромагнитной индукции нет. На базе неё работают все беспроводные зарядки, которые продаются в магазинах электроники. Но не все они подойдут именно вам — вот на что нужно обратить внимание до, во время покупки и даже после покупки.

1. Чехлы

Оригинальные чехлы для iPhone XS Max. Источник: YouTube-канал DetroitBORG Электромагнитная индукция работает на расстоянии до 6–10 мм, и это в лучшем случае. При этом она не совместима с любыми металлическими элементами, поэтому задние панели всех смартфонов с беспроводной зарядкой выполнены из стекла, пластика, керамики. Если вы используете толстый защитный чехол, заряжать смартфон без проводов не выйдет или получится не так эффективно. Если у чехла есть металлические элементы, и они закрывают заднюю панель смартфона, о беспроводной зарядке точно можно забыть. Обычно фирменные чехлы от производителей смартфонов с беспроводной зарядкой совместимы с ней на 100% — например, кожаные и силиконовые кейсы Apple для iPhone. Про использование всех остальных нужно подумать до покупки зарядной станции.

2. Магнитные держатели

Автомобильная зарядка Pitaka MagMount Qi. Источник: equipmentworld.com Даже крохотный металлический элемент, который окажется между зарядной станцией и смартфоном, может стать преградой для электромагнитной индукции. Это может быть даже небольшая пластина, которая используется для магнитного держателя в авто. Такие пластины обычно приклеивают на смартфон, кладут под чехол или лепят прямо на него. После этого о беспроводной зарядке можно забыть: придётся выбирать — или удобная магнитная держалка в автомобиле, или зарядка без запутывающихся кабелей. Исключением станут только особые магнитные держалки со встроенной зарядкой — такие, например, выпускает компания Pitaca. Металлические элементы для них встроены в чехлы этого же производителя так, чтобы не мешать электромагнитной индукции.

3. Стандарты

Зарядка Xiaomi Qi Wireless charger. Источник: Reddit.com Сегодня в сети до сих пор говорят о четырёх стандартах беспроводной зарядки: Qi, PMA, Rezence, AirFuel. При этом последний фактически образовался после объединения компаний, которые занимались вторым и третьим. AirFuel работает по принципу электромагнитного резонанса — это будущее беспроводной зарядки, которое ещё не наступило. Он увеличивает дальность передачи энергии на расстояние до 40–50 мм, но коммерческих устройств с поддержкой стандарта пока нет. Получается, единственный стандарт зарядки, на который нужно смотреть — Qi. Это универсальное решение, которое поддерживают Apple, Samsung, Xiaomi и другие компании. В магазинах всё ещё есть остатки PMA, и их лучше обходить стороной.

4. Производитель

Станция Native Union Drop Wireless Charger. Источник: 9to5Mac.com AliExpress завален беспроводными зарядками стандарта Qi самых разных производителей. Большинство из них — китайские однодневки, которые не следят за качеством своих устройств. Они стоят недорого, но вы покупаете их на свои страх и риск. Во время передачи энергии через магнитную индукцию выделяется достаточно тепла, чтобы привести в негодность внутренние компоненты некачественной зарядной станции. Дальнейшие последствия находятся в пределах от её поломки до пожара. Лучше всего использовать беспроводные зарядки проверенных брендов, которые на слуху: Spigen, Anker, Momax, Samsung, Belkin, Mophie, Nillkin, Baseus, Native Union, Xiaomi (ZMI). Хорошую модель получится купить в пределах 2–10 тыс. руб.

5. Выходная мощность

Зарядка ZMI WTX10 Wireless Charger. Источник: aliexpress.com Для начала нужно разобраться, с какой мощностью электромагнитной индукции может работать ваш смартфон. Эту информацию обычно можно найти где-то в глубине технических характеристик. Её не крутят маркетологи — им достаточно указать поддержку Qi. Например, iPhone 8, 8 Plus и X могут принять не больше 7,5 Вт (после обновления на iOS 12); iPhone XS, XR и XS Max, а также Galaxy S10 — 10 Вт. Самую мощную беспроводную зарядку поддерживает Xiaomi Mi 9 — целых 20 Вт. Это рекорд. Xiaomi Mi Wireless Charger может выдать до 10 Вт, такая же история с Baseus Simple Wireless Charger. ZMI WTX10 Wireless Charger раскачивается до 18 Вт, а вот Mophie Wireless Charging Base больше 7,5 Вт не поддерживает.

6. Входная мощность

Станция Baseus Simple Wireless Charger. Источник: yugatech.com Чтобы беспроводная зарядка выдавала максимальную выходную мощность, вместе с ней нужно использовать блок питания, который соответствует её входной мощности. Это важно, так как многие станции поставляются без блоков питания. Например, для работы Baseus Simple Wireless Charger нужен блок питания, который поддерживает напряжение 5В и силу тока 2А — мощность 10 Вт. Для неё подойдёт блок питания от iPad на 12 Вт: он работает с напряжением 5,2В и силой тока 2,4А. При этом нужно понимать, что эффективность работы беспроводной зарядки ещё зависит от коэффициента полезного действия (КПД). В зависимости от окружающих условий, он обычно достигает 70–90% — остальная энергия уйдёт в то же тепло.

7. Форм-фактор

Двойная зарядка Baseus Dual Wireless Charger. Источник: amazon.it Беспроводные зарядки для дома и офиса обычно двух типов: «таблетки» и док-станции. Первые зачастую разбрасывают в самых разных удобных для этого местах: на прикроватной тумбочке, в прихожей и гостиной. Вторые ставят на стол возле компьютера. «Таблетки» обычно дешевле. Но у них есть один существенный минус — смартфон может съехать со станции, если на него будут приходить обновления с вибрацией. При этом зарядка неожиданно прекратится, и это точно станет не самой приятной неожиданностью. После провала AirPower также активно развиваются универсальные зарядные станции для нескольких устройств вроде Baseus Dual Wireless Charger. С помощью такой можно одновременно заряжать сразу два смартфона, но понадобится это далеко не всем.

8. Материалы

Станция Mophie Wireless Charging Base. Источник: mophie.com Недорогие беспроводные зарядки делают из дешёвого глянцевого пластика. Во-первых, он быстро затирается в процессе постоянного взаимодействия со смартфоном. Во-вторых, именно с него устройства чаще всего съезжают. Хорошие беспроводные зарядки вроде Mophie Wireless Charging Base делают из матового пластика с резиновыми элементами. С таких станций смартфон не съезжает, они почти не царапаются и неплохо выглядят в любом интерьере. Есть беспроводные зарядки премиального класса, в конструкции которых могут использовать тканевое покрытие и кожу. Например, Native Union Drop Wireless Charger реально неплохо выглядит, вот только техническими характеристиками похвастаться не может.

9. Площадка

Схема Samsung EP-N5100. Источник: slashgear.com Чтобы зарядка началась, смартфон нужно положить в центр станции или на специально отведённое для этого место. Большинство зарядок используют одну катушку, и устройство должно лежать прямо на ней чуть ли не миллиметр в миллиметр. От этого досадного недоразумения можно частично избавиться с помощью станций с несколькими катушками для электромагнитной индукции. Яркий пример — беспроводная станция Samsung EP-N5100 с двумя катушками. Использовать не одну, а сразу несколько катушек при разработке AirPower хотела также Apple. Тем не менее, для идеальной работы зарядной станции она планировала использовать больше десяти штук и не смогла справиться с их охлаждением.

10. Охлаждение

Зарядка с кулером Samsung EP-N5100. Источник: fruugo.co.ukTelegram-каналсоздателяТрешбоксас инсайдамиразработкиПоследнее изменение: 13 августа 2019 — 16:24

Что такое беспроводная зарядка

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

Стандарт беспроводной зарядки Qi

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

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

Принцип работы беспроводной зарядки телефона

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

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

Что такое обратная беспроводная зарядка

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

Как пользоваться беспроводной зарядкой

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

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.
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.

Какие телефоны поддерживают беспроводную зарядку

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

Смартфоны Apple iPhone: