Зарядные устройства стандарта qi. Как работают беспроводные универсальные зарядные устройства Qi

Технологии беспроводной зарядки электронных устройств разрабатываются производителями уже очень давно. Пожалуй, наиболее знакомым популярным вариантом их реального использования можно считать некоторые модели электрических зубных щеток. В этом случае преимуществом такого решения, кроме удобства зарядки, является отсутствие внешних электрических контактов, которые не очень практичны в условиях ванной комнаты. Также стоит обратить внимание на регулярный сценарий работы этого устройства и отсутствие необходимости заряжать щетку в других местах.

Однако на рынке смартфонов пока не наблюдается широкого распространения аналогичных решений, которые с виду очень удобны. Причин тому, на наш взгляд, несколько. Первые две вполне характерны для большинства новых технологий: увеличение стоимости и малое количество доступных «ответных» частей» - самих беспроводных зарядок. Но более важной причиной является существенное изменение сценария зарядки мобильного устройства. При использовании кабеля вы теряете лишь одно - возможность перемещения смартфона на большое расстояние. Причем в большинстве случаев это не очень существенно (кроме того, можно просто использовать длинный кабель). При этом вы можете продолжать пользоваться телефонными разговорами, интернетом, почтой, мультимедиа и всеми остальными приложениями. С беспроводной зарядкой такого позволить себе нельзя. Она в обязательном порядке требует нахождения смартфона на специальной подставке во время зарядки. Хотя, конечно, можно представить себе вариант с громкой связью или гарнитурой.

Получается, что фактически беспроводные зарядные устройства могут быть интересны только в ограниченном числе сценариев - например, в док-станции для зарядки ночью или при навигации в автомобиле. Для частого повседневного или экстренного использования сегодня они являются не очень удобными. Впрочем, тестируемый уже сейчас вариант зарядных устройств в кафе также может оказаться полезным. За последние несколько лет смартфоны получили яркие экраны высокого разрешения с большой диагональю и мощные многоядерные процессоры, однако время активной работы от одного заряда аккумуляторной батареи практически не изменилось. Если бы они были способны гарантированно протянуть более суток, ситуация была бы другой - пользователю достаточно было бы использовать беспроводное зарядное устройство дома, положив на него смартфон на ночь. Также надо отметить, что для таких популярных устройств, как планшеты, использование беспроводной зарядки менее вероятно. В частности, они требуют более высокой мощности блока питания, чем смартфоны, и кроме того, подставка будет иметь слишком большие размеры. (Кстати, надо отметить, что при тестировании мы встретились с тем, что в некоторых сочетаниях для работы требуется определенное фиксированное положение смартфона на подставке.) Использование беспроводной зарядки с гарнитурами или другими аксессуарами тоже маловероятно, причиной отсутствия таких решений будет невозможность использования достаточно крупных приемных катушек в этих устройствах.

В общем случае можно отметить следующие преимущества беспроводного решения:

• отсутствие механического/прямого контакта;
• возможность использования в неблагоприятной среде;
• удобство использования (в некоторых случаях).

Однако есть и минусы:

• меньшая эффективность;
• длительная зарядка;
• увеличение стоимости, веса и размера смартфона;
• невозможность полноценного использования смартфона во время зарядки.

Но надо признать, что в последнее время в этой области намечаются определенные сдвиги. Не у каждого производителя, даже самого крупного, хватит сил на создание действительно универсального решения. Можно считать, что начало стандартизации было положено в 2008 году с созданием . Разработанный ими вариант под названием Qi сегодня является единственным признанным большим числом игроков рынка решением. Всего, по данным консорциума, на момент написания статьи в нем было представлено почти 200 компаний, а на рынке присутствовало более 350 продуктов с поддержкой данного стандарта. Qi можно встретить в продуктах HTC, LG, Motorola, Nokia, Philips, Samsung и других производителей.

Еще одной организацией в данной области является , образованный в 2012 году. Входящий в его состав Qualcomm в настоящий момент предлагает свою реализацию технологии под названием WiPower.

Стоит также упомянуть созданный в 2012-м году , который также ставит перед собой задачу разработки и продвижения индустриального стандарта беспроводной зарядки. Следом за ним, в октябре этого года была организована рабочая группа .

В настоящий момент на рынке можно найти продукты Duracell Powermat , но они мало распространены и не используются производителями смартфонов, поэтому далее в этом материале мы будем рассматривать решения Qi.

С технической точки зрения беспроводное зарядное устройство использует электромагнитное поле для передачи энергии от одного устройства к другому. Если говорить про текущую реализацию Qi, то здесь в разделе малой мощности установлены следующие характеристики: расстояние порядка 5 мм, максимальная мощность 5 Вт. Напомним, что мощность пять ватт соответствует наиболее распространенным проводным зарядным устройствам с интерфейсом USB и током 1 А. Кроме непосредственно катушек, в процессе участвуют специальные контроллеры, которые следят за подачей и приемом энергии, причем управляющим является блок, установленный в мобильном устройстве.

Ниже мы рассмотрим три решения данного стандарта разных производителей с точки зрения удобства работы, скорости зарядки и совместимости.

Nokia

Для обеспечения возможности беспроводной зарядки своих устройств компания Nokia предлагает два аксессуара: Nokia Wireless Charging Plate (DT-900) и Nokia Wireless Charging Pillow by Fatboy (DT-901). Отличаются они только дизайном: первый представляет собой строгое устройство из пластика, а второй - мягкую и гибкую «подушку». Обе модели представлены в нескольких ярких цветах, соответствующих линейке Nokia Lumia. Остальные характеристики совпадают: поддержка стандарта Qi, внешний блок питания 12 В 0,74 А с кабелем длинной 1,8 м.

В тестировании мы использовали DT-900. Корпус подставки выполнен из пластика, в нашем случае - яркого красного цвета. Размеры его относительно невелики - около 120×60×11 мм.

Верхняя матовая поверхность имеет в центре логотип производителя, вокруг которого идет невысокий бортик из резины. Он позволяет удержать смартфон на зарядном устройстве. Отметим, что крупные размеры панели примерно соответствуют смартфону с диагональю экрана 4,5″. Так что современные крупные устройства будут закрывать ее полностью.

Край и нижняя поверхность сделаны глянцевыми. На одном из коротких закругленных торцов находится вход блока питания, а с противоположной стороны - белый индикатор работы зарядки. На дне панели находится резиновая вставка, препятствующая скольжению.

Комплектный кабель имеет красный цвет, однако сам блок питания белый. Обратить внимание стоит на параметры этого блока - он выдает 12 В 0,75 А, что существенно больше, чем выдают стандартные проводные зарядные устройства. В частности штатный AC-16 рассчитан на 5 В 1 А. Видно, что потери мощности существенны.

В список совместимых аппаратов входят модели от Lumia 720 и выше. Однако встроенный приемник из них имеет только Lumia 920, для остальных потребуется приобретать дополнительную заднюю крышку, которая связывается с аппаратом через расположенные сзади корпуса смартфона контакты. В частности, при работе с Lumia 1020 крышка увеличивает вес на 30 г, а толщину - примерно на 2 мм. Пожалуй, такое решение более интересно, чем встроенный модуль у Lumia 920. По крайней мере, до тех пор, пока подобные технологии не будут использоваться повсеместно.

В работе устройство получилось достаточно удобным. Небольшие размеры свободно позволяют разместить его на столе, тумбочке или полке. Встроенный индикатор светится во время зарядки, которая начинается буквально через пару секунд после установки смартфона на подставку. Отметим, что если использовать крупные смартфоны, этот индикатор может быть не очень хорошо видно. Также стоит обратить внимание на нестандартный блок питания и разъем. Другие рассмотренные в этой статье модели можно «трансформировать» в обычные зарядные устройства и использовать с большинством смартфонов, просто отключив кабель Micro-USB от подставки.

Первое тестирование зарядки мы проводили совместно с Nokia Lumia 920. Проверка показала, что беспроводное зарядное устройство способно работать даже с полностью разряженным устройством, что, несомненно, нужно считать плюсом решения. Что же касается времени полного восстановления заряда, то с DT-900 оно оказалось практически таким же, как и со штатным проводным блоком питания - примерно два с половиной часа. Так что скорость зарядки в данном случае можно считать высокой, но главное, что пользователю будет удобно прогнозировать требуемое время, поскольку оно не зависит от используемого варианта.

Проверка совместимости с Samsung Galaxy S4, снабженным фирменной крышкой для беспроводной зарядки, оказалась успешной. Смартфон смог полностью восстановить заряд примерно за 3 часа 10 минут. При этом также есть возможность начала работы с полностью разряженной батареей.

Отметим, что в арсенале Nokia есть необычная модель внешнего аккумулятора с беспроводной зарядкой - Nokia Portable Wireless Charging Plate (DC-50). Стоимость Nokia DT-900 на момент написания статьи составляла около 2600 рублей. Фирменные крышки с приемными модулями предлагались по 1000-2000 рублей в зависимости от модели.

Samsung

Немного другой подход в комплектации выбрала компания Samsung. В состав ее аксессуара S Charger Kit входит подставка для зарядки и новая крышка для смартфона со встроенными цепями зарядки.

В случае использования с Samsung Galaxy S4 она увеличивает вес аппарата на 20 г, а толщину - примерно на 2 мм. Интересно, что на компонентах указаны токи: на вход требуется 5 В 2 А (столько выдает штатный блок от данного смартфона), а на выходе можно получить только 5 В 0,65 А.

Корпус подставки изготовлен из пластика. Ее размеры составляют около 161×91×12 мм. Для верхней панели использован серый полуглянцевый материал. Ее вогнутая форма помогает удерживать смартфон в нужном положении. В центре виден логотип производителя. Однако если говорить именно про Galaxy S4, то он заметно меньше подставки - пунктирная линия как раз соответствует размерам смартфона.

Основной корпус - белый глянцевый. В центре одного из коротких торцов находится гнездо Micro-USB. В стороне от него, на верхнем ребре, установлен зеленый светодиод, который зажигается в момент установки смартфона на подставку и начала зарядки. Место для индикатора выбрано не очень удачно - удобнее было бы видеть его на противоположной стороне. Впрочем, из-за большого размера подставки это не очень существенно. Бо́льшая часть дна изготовлена из резины, что позволяет подставке крепко держаться на столе.

Время полной зарядки Samsung Galaxy S4 составляет около трех с половиной часов. Проверка работы с использованием блока питания на 1 А показала, что на самом деле требование именно двухамперной модели не оправдано, вполне достаточно будет и менее мощного блока. На продолжительность беспроводной зарядки эта замена влияния не оказывает. Отметим, что и эта конфигурация способна обеспечить восстановление полностью разряженного смартфона.

Напомним, что при использовании комплектного проводного зарядного устройства время восстановления заряда составляет около двух с половиной часов. При этом до 90% скорость зарядки достаточно высокая, но на последнем десятке процентов она снижается.

В отечественных магазинах данный комплект предлагается примерно за 3000 рублей.

PowerQi

Наличие стандарта позволяет выпускать совместимые устройства разным компаниям, а не только производителям смартфонов. В частности, нам удалось найти на тест практически «безымянный» вариант беспроводного зарядного устройства PowerQI T-100.

В комплект поставки входит подставка, блок питания (5 В 1,5 А) с кабелем Micro-USB и специальный блок приемника. Последний элемент обычно индивидуален для каждой модели смартфона, в нашем случае это была антенна и управляющий блок для Samsung Galaxy S4. По стоимости на зарубежных торговых площадках примерные ориентиры составляют $35 за зарядное устройство с блоком питания и $10 за блок приемника.

Подставка изготовлена из белого глянцевого пластика и имеет размеры 150×80×10 мм. Плоская верхняя часть имеет немного скошенные края и на ней отсутствуют какие-либо прорезиненные элементы, так что смартфон удерживается на месте не очень хорошо. На панели серой краской нанесено название компании и модели, а также логотип стандарта беспроводной зарядки. Опирается подставка на четыре резиновые ножки.

Светодиод горит зеленым при наличии внешнего питания, а при установке смартфона для зарядки меняет цвет на голубой. Также отметим подачу звукового сигнала в этот момент, что позволяет быть уверенным в опознании аппарата и начале зарядки.

Блок приемника представляет собой плоскую антенну и небольшую плату с контроллером производства Texas Instruments. Предполагается его установка под штатную крышку смартфона с подключением к присутствующим на корпусе контактным площадкам.

Отметим, что на приемнике указан выходной ток - 600 мА. Для смартфонов, которые не имеют такой возможности, существуют варианты в виде чехлов с подключением через штатный Micro-USB. Интересно, что данная антенна по размеру кажется немного меньшей, чем в штатном аксессуаре Samsung; это может привести к необходимости более точного позиционирования смартфона на передатчике. В нашем тестировании такая ситуация возникла с зарядным устройством Nokia из-за его компактных размеров.

Время зарядки смартфона с фирменной крышкой на подставке PowerQi составляет примерно 3 часа 30 минут, так что с точки зрения передатчиков данные модели получились одинаковыми. Остальные комбинации приемника и передатчика дают аналогичные результаты, в том числе сохраняется возможность восстановления заряда смартфона с полностью разряженной батареей.

Заключение

Интерес к технологиям беспроводной зарядки аккумуляторов смартфонов сегодня проявляют многие компании. Однако никаких революций здесь ожидать не стоит. Игроков на рынке много, договориться между собой у них получается с трудом, кроме того накладывается знакомая проблема «курицы и яйца́». Так что сегодня считать наличие встроенного или опционального модуля беспроводной зарядки обязательным для топовых устройств, пожалуй, не стоит.

В этой статье мы рассмотрели несколько вариантов решений, разработанных согласно стандарту Qi. Они показали хорошую совместимость и оказались в целом вполне работоспособны. Некоторое опасение вызывает только относительно низкая возможная мощность в данной модификации Qi, не позволяющая обеспечить быстрое восстановление заряда современных устройств с батареями высокой емкости. Впрочем, если рассматривать данные решения в качестве ночного зарядного устройства, их будет вполне достаточно для большинства смартфонов. Что же касается активных сценариев работы, например навигации в автомобиле, то здесь вполне возможна ситуация, когда беспроводная док-станция не сможет обеспечить восстановления заряда аккумулятора при одновременной работе ресурсоемких приложений, а будет выступать только в роли дополнительного источника питания, снижая скорость разряда штатной батареи.

В любом случае технологию Qi можно считать уже достаточно зрелой и пригодной для использования не только энтузиастами, но и обычными пользователями, которые находят данный сценарий полезным для себя. Причем совсем не обязательно использовать оригинальные аксессуары - предлагаемые на интернет-площадках по относительно невысокой стоимости решения менее известных компаний тоже могут подойти.

Имеют возможность беспроводной зарядки: флагманская модель заряжается по воздуху «из коробки», а для Lumia 820 необходимо приобрести сменный корпус с возможностью беспроводной зарядки.

Миру уже были показаны устройства с беспроводной зарядкой, например зарядное устройство Touchstone для Palm Pre, Powermat для iPhone, индукционнные зарядки от Energizer. Но в отличие от этих зарядок, созданных по собственным спецификациям, а значит несовместимых с другими устройствами, мы используем стандарт Qi - единственный глобально принятый интерфейс беспроводной зарядки устройств, созданный консорциумом Wireless Power Consortium, состоящим из более чем 100 различных компаний.

Стандарт Qi создан для передачи энергии различным устройствам с помощью магнитной индукции. Технически это очень похоже на решение, которое используется для зарядки электрических зубных щеток.

Как это работает?

Простыми словами, базовая станция состоит из индукционной катушки, которая создает электромагнитное поле при поступлении переменного тока. В устройстве, которое необходимо заряжать, находится похожая катушка, способная улавливать это поле, конвертируя полученную энергию в постоянный ток, использующийся для зарядки аккумулятора.

Если рассматривать процесс более детально, то в беспроводной зарядке передатчик (transmitter ) состоит из преобразователя тока (ac-dc power converter ), задающих устройств (drivers ), передающей катушки (transmit coil ), потенциального и токового считывания (voltage and current sensing ) и контроллера (controller ). Приёмник (receiver ) содержит получающую катушку (receive coil ), выпрямитель (rectification ), регулятор напряжения (voltage conditioning ) и контроллер (controller ).

Энергия передаётся от передатчика к приёмнику через взаимосвязанное магнитное поле, возникающее при течении переменного тока по катушке передатчика. Если катушка приёмника находится в непосредственной близости, значительная часть силовых линий передатчика пройдёт через катушку приёмника, создав переменный ток в приёмнике, который затем уже преобразовывается в постоянное напряжение.

Посмотреть интерактивную презентацию с детальным описанием технологии можно на сайте WPC .

• Зарядное устройство может состоять из нескольких передающих катушек, активирующихся в зависимости от положения на нём устройства, которое необходимо зарядить.
• Стандарт Qi поддерживает протокол передачи данных между зарядными и заряжаемыми устройствами на скорости 2 кбит/с. Сейчас по этому протоколу от заряжаемого устройства передаётся информация о необходимом уровне электроэнергии для полной зарядки, а также сообщения о том, что устройство зарядилось.

Энергоэффективность

Энергоэффективность беспроводных зарядных устройств Qi составляет примерно 80%. Стоит понимать, что энергетической эффективности в 100% добиться просто невозможно, у стандартных проводных зарядных устройств этот показатель составляет от 75% до 95% в лучшем случае.

Безопасность

Что касается безопасности беспроводных зарядных устройств, мы можем заявить, что используем неионизирующие частоты, не оказывающие вредного физиологического воздействия. Стандарт Qi 1.1 включает в себя обнаружение посторонних объектов в поле действия зарядного устройства, обеспечивая дополнительную безопасность использования; зарядка возможна только с Qi-совместимыми устройствами. Также наши зарядные устройства и смартфоны имеют встроенные предохранительные механизмы, основанные на термоконтроле.

Будущее беспроводных зарядок

После публикации маломощной (пять ватт) спецификации Qi в августе 2009 года, в 2011 году Wireless Power Consortium начал работу над расширением спецификации до средней мощности, позволяя увеличить мощность до 120 ватт. Несмотря на то, что для зарядки телефонов хватает первой спецификации, новый стандарт Qi сможет обеспечить не только зарядку смартфонов, но и, например, требующих большей мощности планшетов.

Благодаря Wireless Power Consortium экосистема беспроводных зарядных устройств развивается очень быстрыми темпами. Так, мы заключили договоры с Virgin Atlantic и The Coffee Bean & Tea Leaf, где в скором времени все столы будут оборудованы встроенными зарядными устройствами: телефон будет заряжаться просто лёжа на столе, пока вы пьёте свой кофе. В России мы тоже ведём переговоры о сотрудничестве с различными бизнесами, чтобы как можно скорее внедрить такие же столы с беспроводными зарядными устройствами в их заведениях.

Помимо основного зарядного устройства -

В наши дни человек без смартфона - человек, оторванный от жизни. Трудно представить, что несколько лет назад мобильник использовался только для связи. Сейчас этот маленький помощник даёт нам как доступ к интернету и множеству приложений, так и будит нас по утрам. Список благ, предоставляемых смартфоном, можно продолжать бесконечно. Неудивительно, что для современных телефонов изобрели большое количество гаджетов. Один из них - беспроводное зарядное устройство, о котором мы и хотели бы подробнее поговорить.

Как определить, поддерживает ли телефон беспроводную зарядку?

Из названия понятно, что это гаджет, позволяющий заряжать смартфон без использования проводов. Представляет собой небольшую подставку, подключённую к сети. Внутри располагается индукционная катушка, которая создаёт вокруг себя небольшое магнитное поле. Если в радиусе этого поля будет находиться смартфон, то он будет получать электричество в прямом смысле слова по воздуху. Но есть один нюанс - в смартфоне должна быть также встроена индукционная катушка. Она будет служить своего рода приёмником энергии от зарядного устройства.

Целью создания этого устройства было избавление современных смартфонов от разъёмов зарядника, а также позволить всем устройствам в доме заряжаться от одной платформы . Задумка удалась, но почему тогда мы не видим этой технологии в каждом доме и сами ею не пользуемся? Ответ прост - несмотря на все плюсы, это чудо-устройство имеет и минусы.

Плюсы и минусы беспроводного зарядного устройства

Плюсов у беспроводной зарядки достаточно, но все они имеют свой краеугольный камень.

Отсутствие проводов

Без сомнений, это большой плюс. Провода всегда были слабым местом в зарядках. При частых перегибах провод легко повреждался и путался. Частая подзарядка расшатывала USB-порт в телефоне, и рано или поздно требовался ремонт. Но есть и обратная сторона медали. Отказ от проводов снизил КПД (коэффициент полезного действия) с 90% до 60–75%. Проще говоря, при использовании беспроводной зарядки ваш смартфон будет заряжаться дольше примерно в 2–3 раза.

Дальность использования

Казалось бы, нет проводов - нет ограничений, а заряжать телефон можно просто находясь в квартире. Но нет - радиус использования беспроводного зарядного устройства очень скромный (3–5 см) и телефон придётся класть на подставку. Ещё одним весомым недостатком будет невозможность использования смартфона во время зарядки .

Цена

Стоимость зарядного устройства достаточно вариативна, но она всегда будет дороже привычной нам зарядки.

Стандарты

Хотелось бы рассказать о стандартах, благодаря которым использование технологии передачи электричества по воздуху стало возможным.

Qi («Ци», в честь термина восточной философии) разработан WPC (Wireless Power Consortium - Консорциум беспроводной электромагнитной энергии). Он является самым распространённым и поддерживается такими гигантами мобильной индустрии, как Asus, Motorola, HTC, Huawei, LG, Nokia, Samsung, Blackberry, Sony и другими. Ознакомиться подробней со стандартом и списком поддерживаемых устройств можно на их официальном сайте.

Стандарт PMA также использует принцип электромагнитной индукции, но не может похвастаться столь большим списком производителей, поддерживающих их технологию, как у Qi. Разработан он компанией Powermat, которая в данный момент пытается бороться с нездоровой конкуренцией со стороны Qi.

Этот стандарт использует технологию Rezence, которая кардинально отличается от PMA и Qi. Странно то, что самый непопулярный стандарт имеет множество плюсов, в сравнении со своими конкурентами. К плюсам относится:

• возможность зарядки через помехи (если положить книгу между смартфоном и зарядником, ничего не изменится);
• одна платформа может обеспечить энергией несколько устройств;
• работа в непосредственной близости с металлическими предметами и т. д.

Ознакомиться с полным списком смартфонов, которые могут использовать беспроводную зарядку прямо из коробки, можно на официальном сайте https://www.wirelesspowerconsortium.com. Хотелось бы отметить, что большая часть фирм-производителей позаботились о том, чтобы их продукт поддерживал использование этой технологии.

Как быть, если вашего смартфона нет в списках поддерживаемых устройств, а пользоваться беспроводной зарядкой вам необходимо? Если у вас встал такой вопрос, то, вероятнее всего, вы счастливый пользователь продукции Apple. Пока в iPhone не предусмотрена возможность приёма электромагнитных сигналов. Однако есть альтернатива - приобретение вспомогательного аксессуара, который будет это делать за ваш телефон . Помещается он под стандартный чехол и не причиняет никакого дискомфорта.

Вредна ли беспроводная зарядка для здоровья

Как и любая новая технология, беспроводное зарядное устройство вызывает множество вопросов. Один из самых острых - наносит ли оно вред здоровью. Сразу развеем этот надуманный миф. Оно нанесёт вам не больше вреда, чем электронная бритва, работающая по той же технологии. Это же утверждают и сами разработчики стандарта WPC.

Qi - это китайское слово для «потока энергии» (по-английски произносится как «чи») и универсальный стандарт для от аккумуляторных батарей, таких как плееры, сотовые телефоны и фотоаппараты.

Передача мощности происходит за счет При этом приемник получает энергию не через традиционный кабель, а бесконтактным способом, благодаря использованию электромагнитных полей. Принцип очень прост: передатчик Qi, являющийся базовой станцией, направляет необходимую энергию на приемник.

Описание технологии

Стандарт беспроводной зарядки Qi основан на магнитной индукции между плоскими катушками передающего и принимающего аппарата. Первичная и вторичная обмотки образуют две части бессердечникового Схема зарядного устройства экранирована на нижней поверхности первичной и верхней - вторичной катушки. Это, а также близкое расположение гарантируют приемлемую эффективность передачи энергии. Кроме того, это минимизирует воздействие магнитного поля на пользователей.

Как правило, базовая станция имеет плоскую поверхность, на которой можно разместить одно или несколько мобильных устройств. Это гарантирует, что вертикальное расстояние между первичной и вторичной обмоткой достаточно маленькое. Кроме того, существует два способа выравнивания обмоток по горизонтали.

В первом случае пользователь самостоятельно устанавливает вторичную обмотку напротив первичной на поверхности интерфейса с помощью подсказок мобильного устройства.

Второй способ, называемый свободным позиционированием, не требует активного участия человека. В одной из реализаций для этого создается несколько первичных обмоток. Другой вариант использует механические средства для перемещения первичной катушки под вторичную.

Элементы конструкции

Передатчик мощности состоит из двух основных функциональных блоков, а именно - блока преобразования мощности и блока связи и управления. Элементом первого, генерирующим магнитное поле, является первичная катушка. Второй изменяет передаваемую мощность до уровня, запрашиваемого приемником. Кроме того, базовая станция может содержать больше одного передатчика для обслуживания нескольких мобильных устройств, так как одна первичная обмотка в одно и то же время взаимодействует только с одной вторичной. И, наконец, системный блок предоставляет электроэнергию и контролирует работу нескольких передатчиков.

В гаджете находится блок приема энергии, представляющий собой вторичную обмотку, и блок связи и управления. Последний регулирует передаваемую мощность до уровня, приемлемого для подсистемы, подключенной к выходу питания приемника. Примером такой подсистемы может служить аккумуляторная батарея.

Этапы коммуникации

После активации блока связи и управления передатчика он посылает сигнал приемнику, чтобы получить ответ, подтверждающий присутствие Q-совместимого устройства.

Получив запрос, приемник переходит в фазу выбора. Если предлагаемое напряжение достаточно велико, то начинается этап пингования.

При получении ответа от передатчика мобильное устройство отправляет пакет силы сигнала и переходит в фазу идентификации и конфигурации либо отправляет пакет завершения передачи энергии и остается в фазе пингования.

Затем посылается идентификационный пакет и пакеты управления. Приемник переходит в фазу зарядки. При этом он контролирует передачу энергии путем передачи управляющих пакетов базовой станции, которые содержат информацию о корректировке тока первичной обмотки, о полученной энергии, о статусе зарядки, о завершении передачи.

Что такое точка беспроводной зарядки?

Qi-зарядка универсальная потому, что обеспечивает совместимость мобильных телефонов и различных производителей. Единственное условие состоит в том, что обе части - передатчик и приемник - должны соответствовать стандарту Qi.

Таким образом, любое беспроводное зарядное устройство Qi подойдет к любому мобильному приемнику Qi, независимо от марки и модели. Множество сотовых телефонов разных производителей, включая Samsung, Nokia, LG, Sony, HTC и Motorola, уже соответствуют стандарту Qi и, следовательно, могут быть подключены к какой угодно зарядной станции, отвечающей его требованиям. Количество совместимых гаджетов продолжает расти, поскольку технология беспроводной передачи энергии поддерживается все большим числом компаний. Благодаря этому можно заряжать электронику, работающую от аккумуляторных батарей, с помощью единственного источника питания.

Как это работает?

Мобильное зарядное устройство не является новейшим изобретением. В электрических зубных щетках индуктивное питание применялось на протяжении многих лет. В процессе используется резонансная индуктивная связь передатчика базовой станции и приемника мобильного телефона. Первичная катушка постоянно посылает тестовый сигнал отправителю для проверки изменения емкости или резонанса, указывающего на присутствие совместимого телефона. Передатчик модулирует заряд и проверяет, поддерживается ли стандарт беспроводной зарядки Qi.

После того как совместимость и потребность в энергии учтены, начинается процесс индукционной передачи энергии. При этом контакт между приемником и передатчиком сохраняется. Как только аккумулятор полностью зарядится, они перейдут в режим ожидания. Зарядка универсальная активируется и передает энергию только в том случае, если подключаемый гаджет находится на ней.

Катушки, передающие и получающие энергию, специально экранированы для того, чтобы снизить электромагнитное излучение.

Основные черты технологии

• Метод бесконтактной передачи мощности от базовой станции к мобильному устройству, которое основано на магнитной индукции ближнего поля, возникающей между катушками.
• Передача около 5 Вт мощности с использованием соответствующей вторичной катушки (имеющей типичный внешний размер около 40 мм).
• Работа на частотах от 100 до 205 кГц.
• Поддержка двух методов размещения на поверхности базовой станции:
  • направляемое позиционирование, когда пользователю помогают правильно позиционировать мобильное устройство в месте, обеспечивающем питание через одну или несколько фиксированных точек;
  • произвольное размещение на поверхности зарядной станции.
• Простой который позволяет телефону или планшету руководить процессом.
• Значительная гибкость конструкции для интеграции системы в мобильное устройство.
• Низкий уровень потребления энергии в режиме ожидания (в зависимости от реализации).

Одно за всех

Насколько удобно было бы иметь одно Qi-зарядное устройство для всех телефонов, плееров, фотоаппаратов без множества путающихся кабелей?

Пока бесчисленное количество новых смартфонов охватывает мир, продолжительность работы аккумуляторной батареи становится все короче. А каждый производитель и даже каждый гаджет располагают собственным зарядным устройством. И с каждой покупкой их число увеличивается. В конечном итоге пользователь теряется в куче разнообразнейших адаптеров питания. Благодаря Q-технологии они становятся ненужными, а спутанные клубки кабелей исчезают, и это далеко не все преимущества данной технологии.

Подобно тому, как Wi-Fi стал мировым стандартом для беспроводных интернет-соединений, а Bluetooth избавил от необходимости держать телефон в руке, так и Qi становится мировым стандартом индуктивной зарядки гаджетов на аккумуляторах.

Вредно ли электромагнитное излучение?

Мнения экспертов разделились. С одной стороны, многие ученые подтверждают, что небольшое количество электромагнитного излучения беспроводной зарядки вреда не приносит. Другие говорят о большой опасности, которой подвергается организм человека.

Так сколько электромагнитной энергии излучается системой Qi? Очень мало. Принцип Qi применялся в электрических зубных щетках многие годы, не оказывая влияния на здоровье людей. Схема зарядного устройства такова, что из-за небольшой зоны его действия электромагнитное излучение крайне ограничено. Оно существует только в непосредственной близости от беспроводной передающей станции и только тогда, когда гаджет находится на ней. Электромагнитное излучение снижается еще больше за счет дополнительного экранирования в передающей и принимающей катушках.

Консорциум беспроводного питания

Wireless Power Consortium (WPC) был основан 17 декабря 2008 г. Тогда же была утверждена единая программа развития данной технологии.

Стандарт беспроводной зарядки Qi обеспечивает ее универсальность для всех Qi-совместимых электронных гаджетов. Это означает, что каждое устройство, совместимое с ним, можно заряжать на любой Qi-совместимой станции. В WPS входит 250 членов, включая лидеров рынка Samsung, Nokia, LG, Panasonic, HTC, Sony, Microsoft и Motorola, что делает его крупнейшим объединением производителей, поддерживающих беспроводные типы зарядных устройств.

По словам председателя WPC Менно Трефферса, в связи с увеличением числа продуктов, использующих Qi, важно быть уверенным в том, что каждое мобильное зарядное устройство корректно работает со всеми поддерживаемыми Qi-гаджетами. Этому способствует постоянно обновляемая база данных, созданная Testronic, которая позволяет легко определить, будет ли новый продукт совместим с ранее сертифицированной продукцией. Стандарт беспроводной зарядки Qi стал одной из наиболее важных технических разработок для пользователей телефонов и планшетов, которые сейчас ежедневно применяются в работе и быту.

Пару месяцев назад я стал обладателем весьма интересного смартфона - TCL Idol X S950 (он же Alcatel One Touch 6040D). На сегодня имеющий одно из лучших соотношение цена/качество. Все характеристики перечислять не буду - Google их знает. Остановлюсь лишь на 5" - FullHD(Sharp) - 140.4 x 67.5 x 6.99 - 120 гр.

И все бы было хорошо, но вот заряжать его приходилось все так-же, по старинке, каждодневным изнашиванием маленького microUSB разъема.
Провода уже давно надоели, а к стандартизации беспроводных ЗУ производители все никак не доходили. А здесь в пользовании появился Nexus 7, с возможностью беспроводной зарядки, и оказалось, что наконец-то и стандартизация подоспела. Вот и было принято решение проапгрейдить свой смартфон такой удобной функцией, как беспроводная зарядка.

Поскольку телефон имеет толщину всего 7мм - было сомнение, войдет ли приемник QI-стандарта внутрь аппарата.
По этому для начала взял универсальный ресивер, благо наши восточные соседи достаточно быстро отреагировали на растущий спрос и выпустили такой. Он рассчитан на безразборную установку в любой смартфон со съемной задней крышкой. Сделан он вполне грамотно, но у подопытного задняя крышка несъемная и при подключении к телефону все это выглядит так:

В принципе - не плохо, ничего не торчит. Но есть два но:
1) чтобы подключить шнур - нужно вытащить зарядку, а прошивка, которая мне нравится (MIUI) еще не стабильна, т.е. придется это делать частенько;
2) я не ношу чехлов, т.е. нужно было бы закреплять ресивер на задней крышке, но с возможностью снятия при необходимости.

По-этому решил проверить сам процесс зарядки, а потом вскрыть телефон - и вживить ресивер внутрь. Проверил - заряжает, пора идти дальше.

Измерил реальную толщину самого ресивера: в основной части - 0,8 мм, в районе компонентов есть максимальное утолщение в 1,26 мм. Это навело на грустные мысли (при толщине телефона в 7 мм), но решение уже принято, и отступать некуда.

Вскрываем телефон. (Здесь даже те, кто уже умеет это делать левой рукой с закрытыми глазами - имейте ввиду, что пластмасса достаточно мягкая, а ушки крепления очень тонкие, по этому вскрывайте очень аккуратно. У меня получилось.)
Как он выглядит внутри, я не раз видел на фото и видео, выложенных в сети. Вскрытие подтвердило, что ничего там с момента съемок не изменилось, соответственно встал лишь один вопрос - куда проще подпаять ресивер? Сначала думал к разъему microUSB, но на плюсовом контакте достаточно большой полигон, судя по всему в нижнем слое, и подпаяться туда оказалось не очень удобно. Тогда прозвонил контактные площадки и нашел нужные мне контакты, выведенные на ТП.
Смотрите фото, отметил плюсовой и минусовой контакты:

Дальше отпаял от ресивера разъем и подпаял его проводники к ТП телефона (подводящие провода в ресивере - плоские, что в данном случае весьма кстати). Паял без отключения батареи, что НЕ ПРАВИЛЬНО!!! Если будете повторять - обязательно разберите верхнюю часть и отключите батарею.

… но мне не хотелось этого делать, плюс решил проверить прямость рук и надежность используемой в телефоне схемотехники. Вобщем - все прошло нормально. Подпаял, сделал переворот ресивера и вуаля:

Пару слов, почему именно так. Все дело в том, что интуитивно пытаешься поставить телефон по центру зарядной станции, соответственно антенна ресивера тоже желательно, чтоб находилась максимально в центре. При подпаивании в том месте - ресивер просто идеально лег после переворота. И вторая причина - это те 1,26 мм, о которых я упоминал. В торце батареи (там, где ее электроника) есть небольшое утолщение, а сама батарея чуть тоньше, да и электроника телефона вровень с батареей. Утолщение это находится как-раз там, где желательно расположить антенну. Вот и получилось, что идеально положить мягкую часть антенны на утолщение, а 1,26 мм при этом окажутся над электроникой, что вполне приемлемо.

Ну а дальше - сборка и проверка. Вот и MIUI рапортует о том, что заряжается:

Кроме ресивера, который был встроен в телефон, необходима зарядная станция стандарта QI. Их много разных, как дешевых китайских, так и дорогих брендовых (сделанных в том же Китае). Я остановился на такой (она со встроенным аккумулятором на 10А):

Хотя ВАХ для указания данных 10000мА явно китайскими приборами снималась. По факту емкость отличается в меньшую сторону. Но на пару полных зарядок хватает, и на том спасибо, как говорится.

В общем и целом - я доволен. Заряжается дольше, чем от шнурка (ресивер ограничен током в 500мА), но на зарядку телефон как правило ложится на ночь, так что не критично вообще. По окончании процесса зарядки - оба девайса отключаются друг от друга.
С другой стороны, если поставить станцию на рабочем месте - то можно телефон брать со станции и класть на нее, соответственно расход энергии в рабочее время может стремиться к 0, если работа не на выездах. А если выездная - то подобную станцию, только 12В, можно подключить в авто. А поговорив, отправлять телефон не в карман, а на подставку.

Все работает, внешний вид не нарушен. Место, с утолщением 1,26мм чувствуется, но поскольку под ним экран, а дальше силуминовая рама - на экран влияния не оказывает. Ну а там посмотрим…

Собственно вскрытия можно избежать тем, кто носит телефон в НЕ жестком чехле. Места между чехлом и задней крышкой вполне должно хватить для наружной установки ресивера. Кроме всего, наружная установка ресивера снижает нагрев внутри аппарата, что более благоприятно для жизненного цикла батареи. Но внутренняя - эстетически гораздо приятней.

В общем и целом - не так страшна и дорога адаптация практически любого смартфона к миру беспроводных зарядных технологий.

P.S. все что делаете - делаете на свой страх и риск, если не уверены в своих силах - лучше не начинайте. Неграмотное вскрытие аппарата влечет за собой возможное снятие с гарантии, любые следы пайки внутри аппарата - на 100% лишают вас гарантийного обслуживания.