[説明] ワイヤレス充電: 知っておくべきすべてのこと

スマートフォンのほとんどの機能は、最初に主力製品に登場し、その後、より手頃な価格のスマートフォンに徐々に移行するという傾向に従います。 これは、HD スクリーン、指紋スキャナー、ディスプレイ ノッチ、高速充電、IP 定格で発生することがわかりました。 ただし、何らかの理由でミッドレンジおよび予算重視のスマートフォンにまだ採用されていない技術が 1 つあります。それがワイヤレス充電です。 ワイヤレス充電は、ほぼ 10 年前からスマートフォンに存在する機能です。 Samsung の Droid Charge には、Qi ワイヤレス充電をサポートする交換可能な背面が付属していました。

Samsung は Qi ワイヤレス充電を最も早く採用した企業の 1 つであり、最大のライバルである Apple は 2017 年後半に iPhone X でパーティーに参加しました。これらはすべて消費者向け技術ではまだかなり新しいものですが、ワイヤレス充電またはワイヤレス誘導は 1 年以上前から存在していました。磁気の力を利用してワイヤレスでエネルギーを伝達できることを発見したニコラ・テスラのおかげです。 一般に、ワイヤレス充電や磁気誘導のはるかに大きなアプリケーションがありますが、この記事の範囲を念頭に置いて、スマートフォンのテクノロジーに固執します.

ワイヤレス充電はどのように機能しますか?

携帯電話をワイヤレス充電マットまたはパッドに置いたときに魔法のように充電される方法を説明する前に、クラス 10 物理学への記憶の道を少したどって、磁気と電気の基本を理解してみましょう。 まず、交流、またはより一般的に AC と呼ばれるものから始めましょう。 交流では、その名の通り一方向に電流が流れるのではなく、逆方向に交互に流れます。 有名な科学者エルステッドの実験によると、電流は磁場を誘導します。 磁場は電流が流れる方向に依存します。つまり、電流の方向に応じて異なる磁場が存在することになります。

前述したように、交流では電流の向きが頻繁に変わります。 これは、電流の方向が急速に変化すると、AC によって生成される磁場も変化することを意味します。 マイケル・ファラデーが発見したように、この磁場の変化は電気を発生させます。これはまさにワイヤレス充電の背後にある科学です。 これがあなたの理解を超えていると思われる場合は、実際の方法で、実際の生活で起こる方法を見てみましょう.

ワイヤレス充電器の実際の作業

ワイヤレス充電パッドには、上面の後ろにあまり深く埋め込まれていないコイルが埋め込まれています。 ほとんどの場合、ワイヤレス充電器の上面は通常、プラスチック、木材、または何らかの布地でできていることに気付くでしょう。 これは磁場を通しやすくするためです。 スマートフォンの背面に使われている素材も同様です。 ワイヤレス充電をサポートするすべてのスマートフォンは、金属では誘導が起こらないため、ガラスまたはプラスチックの背面のいずれかになります。

とにかく、ワイヤレス充電パッドに戻ると、送信機であるワイヤレス充電器自体に電気を伝導するコイルがあり、スマートフォンの背面には受信機コイルとして機能する同様のコイルがあります. ワイヤレス充電パッドでは、コイルは電源アダプターを介して AC 主電源に接続され、DC に変換されて送信コイルに供給されます。 その後、電流はコイル内で AC に変換され、誘導される磁場があります。 レシーバーコイルを備えたスマートフォンをワイヤレス充電パッドに置くと、トランスミッターコイルが AC をレシーバーコイルに誘導します。 その後、AC は DC に変換され、バッテリーに送られます。 この現象は、共振誘導結合と呼ばれます。

もちろん、ワイヤレス充電器には整流器やフィルターなどの他のコンポーネントもあります。これは、AC から DC への変換やその他の電流制御活動に役立ちます。 前述したように、ここにもいくつかの制約があります。 ワイヤレス充電器と電話の表面の素材、コイルの送信機と受信機の間の距離、両方のコイルのサイズなどは、ワイヤレス充電を可能にする重要な要素です。 これにより、スマートフォンにワイヤレス充電を組み込んだすべてのスマートフォン メーカーが従う規格、Qi 規格の台頭につながりました。

Qiワイヤレス充電規格

Qi は、ワイヤレス パワー コンソーシアムによって開発されたワイヤレス充電規格であり、あらゆるデバイスをワイヤレス充電に接続するために使用できます。 Qi規格を組み込んでいるメーカーは、スマートフォンであれワイヤレス充電器であれ、自社のデバイスがQi互換であるために関連する認証を取得する必要があります。 Qi 規格を使用して、送信機と受信機のコイル間の距離が最大 4cm のデバイスをワイヤレスで充電できます。

これらのコイルは他のレイヤーの背後にさらに埋め込まれているため、スマートフォンとワイヤレス充電パッドの間の距離は数ミリに短縮されました。 基本的に、充電を行うには、携帯電話の表面がワイヤレス充電パッドの表面に触れている必要があります。

ワイヤレス充電が遅いのはなぜですか?

これは基本的に、ワイヤレス充電器自体を常に接続する必要があり、ワイヤレス充電器が機能するために電話をワイヤレス充電器に完全に載せる必要があるため、ワイヤレス充電はまだ完全にワイヤレスではないという議論を引き起こします. それに加えて、ほとんどの一般的なスマートフォンの充電速度は約 5 ～ 10W と非常に遅いです。 速度が遅いのは、コイルのサイズが大きく、コイルの巻き数が多いほど誘導がうまく機能するためです。 フットプリントが小さいため、これらの制約の両方をスマートフォンで実現することはできません。 また、ワイヤレス充電は熱の形で多くの電力損失を伴い、充電速度が低下します。

ワイヤレス充電の現在と将来の発展

Xiaomi、Huawei、さらには噂の新しい OnePlus 8 Pro を搭載した OnePlus などのブランドは、新しい Mi 10 Pro でサポートされている最大 40W のカスタム ワイヤレス充電ソリューションに取り組んでいます。 OnePlus 8 Proには、30Wのワイヤレス充電がサポートされる予定です. 確かに有望に聞こえますが、30〜40Wの出力をサポートするこれらの高速ワイヤレス充電器は簡単に入手できず、もし入手できたとしても非常に高価になるため、採用率がどのようになるかを見るのは興味深いでしょう.

ワイヤレス充電の未来は、最も理想的で便利な方法で描写された場合、有線充電パッドを完全に取り除き、充電器と電話の間の距離を広げることです. ワイヤレス充電パワーバンクや一部のスマートフォン用のワイヤレス充電ケースなど、これに代わるものもありますが、結局のところ、これらのガジェットでさえジュースを使い果たし、プラグに差し込む必要があります.いつかあなたのポケットに携帯電話があり、ワイヤレスで充電できますか? 知るか！

ただし、良い点は、スマートフォン以外に、イヤホンやウェアラブルなどの消費者向けガジェットがワイヤレス充電を採用していることです。スマートフォンでのリバースワイヤレス充電の出現により、外出先でこれらの小さなガジェットを充電できるため、非常に便利です. また、Realme などのブランドはワイヤレス充電を Realme Buds Air に組み込んでいます。これはおそらく、ワイヤレス充電をサポートする最も手頃な価格のワイヤレスイヤホンの 1 つです。 それは確かに正しい方向への一歩です。

本当にワイヤレスの未来？

しかし、これは最初の質問に戻ります。 より手頃な価格のスマートフォンにワイヤレス充電がまだ導入されていないのはなぜですか? 指紋スキャナーや急速充電などの機能は本当に問題を解決し、本質的なブレークスルーでしたが、ワイヤレス充電は、長い間存在していたにもかかわらず、絶対に必要なものとは見なされていなかったため、ブランドが節約して節約するのは簡単な機能です。お金、そして誰もそれについて本当に不平を言っていません。 Apple が完全にポートのない iPhone に向かっていると噂されているため、未来は確かに完全にワイヤレスですが、現時点でそれを実現するための技術はまだ成熟していません.