[Объяснение] Беспроводная зарядка: все, что вам нужно знать

Большинство функций смартфонов следуют тенденции появления сначала на флагманах, а затем постепенно распространяются на более доступные телефоны. Мы видели, как это происходит с HD-экранами, сканерами отпечатков пальцев, вырезами на дисплее, быстрой зарядкой и рейтингами IP. Тем не менее, есть одна технология, которая по какой-то причине еще не используется в смартфонах среднего и бюджетного класса, и это беспроводная зарядка. Беспроводная зарядка — это функция, которая существует на смартфонах уже почти десять лет. Droid Charge от Samsung поставляется со сменной задней панелью, поддерживающей беспроводную зарядку Qi.

Samsung был одним из первых, кто внедрил беспроводную зарядку Qi, а главный соперник Apple присоединился к вечеринке поздно в 2017 году с iPhone X. Хотя все это все еще довольно ново для потребительских технологий, беспроводная зарядка или беспроводная индукция существуют уже более года. века, благодаря Николе Тесле, который открыл, что энергия может передаваться по беспроводной сети с помощью магнетизма. Несмотря на то, что в целом беспроводная зарядка или магнитная индукция имеют гораздо более широкое применение, мы собираемся придерживаться технологии в смартфонах, учитывая рамки этой статьи.

Как работает беспроводная зарядка?

Прежде чем мы перейдем к тому, как ваш телефон волшебным образом заряжается, когда вы кладете его на коврик или коврик для беспроводной зарядки, давайте совершим короткую поездку по переулку памяти к физике класса 10 и попробуем понять основы магнетизма и электричества. Давайте сначала начнем с переменного тока или того, что чаще называют переменным током. Как следует из названия, в переменном токе ток течет не в одном направлении, а попеременно течет в двух противоположных направлениях. Согласно опыту известного ученого Эрстеда, электрический ток индуцирует магнитное поле. Магнитное поле зависит от направления, в котором течет ток, а это означает, что будут разные магнитные поля в зависимости от направления тока.

Как мы обсуждали ранее, в переменном токе направление тока часто меняется. Это означает, что магнитное поле, создаваемое переменным током, также изменяется при быстром изменении направления тока. Это изменение магнитного поля производит электричество, как было обнаружено Майклом Фарадеем, и это именно та наука, которая лежит в основе беспроводной зарядки. Если вы думаете, что это выше вашего понимания, давайте посмотрим на это с практической точки зрения, как это происходит в реальной жизни.

Практическая работа беспроводного зарядного устройства

В вашей беспроводной зарядной панели есть катушка, расположенная не слишком глубоко за верхней поверхностью. Вы понимаете, что большую часть времени верхняя поверхность беспроводного зарядного устройства обычно сделана из пластика, дерева или какой-либо ткани. Это делается для того, чтобы магнитное поле легко проходило. То же самое и с материалом, используемым на задней панели смартфона. Каждый смартфон, поддерживающий беспроводную зарядку, будет иметь стеклянную или пластиковую заднюю панель, поскольку металл не допускает индукции.

Во всяком случае, возвращаясь к беспроводной зарядной панели, есть катушка, которая проводит электричество на самом беспроводном зарядном устройстве, которое является передатчиком, и аналогичная катушка присутствует на задней панели смартфона, которая действует как приемная катушка. На беспроводной зарядной площадке катушка подключается к сети переменного тока через адаптер питания, который преобразует ее в постоянный ток и подает на катушку передатчика. Затем ток преобразуется обратно в переменный ток в катушке, и возникает магнитное поле, которое индуцируется. Когда смартфон с катушкой приемника помещается на беспроводную зарядную площадку, катушка передатчика наводит переменный ток в катушку приемника. Затем переменный ток преобразуется обратно в постоянный и подается на аккумулятор. Это явление называется резонансной индуктивной связью.

Конечно, в беспроводном зарядном устройстве есть и другие компоненты, такие как выпрямители, фильтры и т. д. Это помогает в преобразовании переменного тока в постоянный и других действиях по управлению током. Здесь тоже есть некоторые ограничения, как мы обсуждали ранее. Материал на поверхности беспроводного зарядного устройства и телефона, расстояние между передатчиком и приемником катушки, размер обеих катушек и т. д. являются факторами, которые важны для обеспечения беспроводной зарядки. Это привело к появлению стандарта, которому следуют все производители смартфонов, внедривших беспроводную зарядку в свои смартфоны, — стандарт Qi.

Стандарт беспроводной зарядки Qi

Qi — это стандарт беспроводной зарядки, разработанный консорциумом Wireless Power Consortium, который можно использовать для сопряжения любого устройства с беспроводной зарядкой. Производители, использующие стандарт Qi, должны пройти соответствующую сертификацию, чтобы их устройства были совместимы с Qi, будь то смартфоны или беспроводные зарядные устройства. Используя стандарт Qi, устройства можно заряжать без проводов на расстоянии до 4 см между катушками передатчика и приемника.

Поскольку эти катушки дополнительно встроены в другие слои, расстояние между смартфоном и беспроводной зарядной панелью сократилось до миллиметров. По сути, поверхность вашего телефона должна касаться поверхности беспроводной зарядной панели, чтобы зарядка состоялась.

Почему беспроводная зарядка такая медленная?

В основном это вызывает споры о том, что беспроводная зарядка все еще не является полностью беспроводной из-за того, что само беспроводное зарядное устройство всегда должно быть подключено, и ваш телефон должен полностью лежать на беспроводном зарядном устройстве, чтобы он работал. Добавьте к этому чрезвычайно медленную скорость зарядки около 5-10 Вт на большинстве распространенных смартфонов. Низкие скорости связаны с тем, что индукция работает лучше, когда размер катушек больше и количество витков в катушке больше. Оба эти ограничения невозможно реализовать на смартфоне из-за его небольшого размера. Кроме того, беспроводная зарядка связана с большими потерями энергии в виде тепла, что снова снижает скорость зарядки.

Настоящие и будущие разработки в области беспроводной зарядки

Такие бренды, как Xiaomi, Huawei и даже OnePlus с новым, по слухам, OnePlus 8 Pro, работают над индивидуальными решениями для беспроводной зарядки, которые могут достигать 40 Вт, поддерживаемых новым Mi 10 Pro. Предполагается, что OnePlus 8 Pro будет поддерживать беспроводную зарядку мощностью 30 Вт. Звучит многообещающе, но было бы интересно посмотреть, какова скорость внедрения, поскольку эти быстрые беспроводные зарядные устройства с поддержкой выходной мощности 30-40 Вт не так легко доступны, а если и будут, то они будут очень дорогими.

Будущее беспроводной зарядки, если представить его в наиболее идеальном и удобном виде, будет состоять в том, чтобы полностью избавиться от проводной зарядной площадки и увеличить расстояние между зарядным устройством и телефоном. Существуют также альтернативы этому, такие как блок питания с беспроводной зарядкой или чехлы с беспроводной зарядкой для некоторых смартфонов, но в конце концов даже у этих гаджетов закончится заряд, и их нужно будет подключить. Может быть, вы можете просто положить свой телефон в вашем кармане в один прекрасный день, и он может заряжаться без проводов? Кто знает!

Что хорошо, так это то, что помимо смартфонов все больше потребительских гаджетов, таких как наушники и носимые устройства, используют беспроводную зарядку, а с появлением обратной беспроводной зарядки на смартфонах вы можете заряжать эти небольшие гаджеты на ходу, что действительно удобно. Кроме того, такие бренды, как Realme, включили беспроводную зарядку в Realme Buds Air, которые, вероятно, являются одной из самых доступных пар беспроводных наушников с поддержкой беспроводной зарядки. Это, безусловно, шаг в правильном направлении.

Действительно беспроводное будущее?

Однако это возвращает нас к первоначальному вопросу. Почему беспроводная зарядка еще не появилась в более доступных смартфонах? В то время как такие функции, как сканер отпечатков пальцев или быстрая зарядка, действительно решали проблему и были существенным прорывом, беспроводная зарядка, несмотря на то, что она существовала так долго, никогда не считалась обязательной и, следовательно, является простой функцией для брендов, на которой можно сэкономить. деньги, и никто не жалуется на это. По слухам, Apple движется к полностью беспортовому iPhone, будущее действительно полностью беспроводное, но технология, позволяющая реализовать это прямо сейчас, еще не созрела.