О беспроводной зарядке аккумуляторов

Беспроводная зарядка аккумуляторов стала важной частью нашей жизни, охватывая мобильные устройства, бытовую технику и автомобили. Эта статья посвящена технологиям беспроводной зарядки, их принципам работы и применению в различных устройствах. Мы рассмотрим, как эта технология упрощает зарядку, повышает удобство и открывает новые возможности для электроники. Понимание принципов беспроводной зарядки поможет читателям ориентироваться в современных тенденциях и выбирать оптимальные решения для своих нужд.

На чём основана технология и её разновидности

Можно утверждать, что концепция беспроводной зарядки начала развиваться ещё в конце XIX века, когда Никола Тесла продемонстрировал возможность передачи электрической энергии через воздух, создав магнитное поле между двумя катушками. Тем не менее, реальное применение этой технологии стало возможным лишь спустя сто лет.

Эксперты выделяют три основных типа беспроводных зарядок.

• Зарядка с жёсткой связью, основанная на электромагнитной индукции без излучения.
• Устройства с открытым типом, использующие слабосвязанную электромагнитную резонансную зарядку с излучением на расстоянии нескольких сантиметров.
• Несвязанная радиочастотная беспроводная зарядка, позволяющая заряжать устройства на расстоянии нескольких метров.

Жёстко связанная и слабосвязанная технологии зарядки опираются на один и тот же физический принцип — магнитное поле вызывает индукцию тока в замкнутом проводнике.

Для того чтобы катушки работали на одной частоте, можно добавить соответствующую ёмкость. Это позволяет увеличить индукцию тока, повысить эффективность и обеспечить передачу энергии на более значительное расстояние. Увеличение размеров катушек и их количества также способствует увеличению дистанции передачи энергии.

В настоящее время существуют автомобильные зарядные системы, которые обеспечивают передачу электроэнергии на расстоянии до 25 см. В таких системах используются крупные медные катушки с диаметром более 25 см на стороне приёмника.

Например, подобные системы производит компания WiTricity. В проводящую петлю добавляются конденсаторы для повышения объёма захватываемой энергии. Эффективность таких зарядок составляет не менее 92%, и они способны передавать мощность до 11 кВт.

Эксперты в области технологий отмечают, что беспроводная зарядка аккумуляторов становится все более популярной благодаря своей удобству и простоте использования. Эта технология позволяет избавиться от проводов и адаптеров, что особенно актуально в условиях современного ритма жизни. Специалисты подчеркивают, что беспроводная зарядка не только упрощает процесс подзарядки устройств, но и способствует увеличению срока службы аккумуляторов, так как исключает механические повреждения, связанные с подключением и отключением кабелей. Однако, несмотря на все преимущества, эксперты предупреждают о необходимости учитывать эффективность таких систем, так как скорость зарядки может быть ниже по сравнению с традиционными методами. В целом, беспроводная зарядка представляет собой перспективное направление, которое продолжит развиваться и улучшаться в будущем.

https://youtube.com/watch?v=EXtMxcRcO6o

Как это работает

Параметр	Индуктивная зарядка (Qi)	Резонансная зарядка
Принцип работы	Передача энергии через магнитное поле между двумя катушками, находящимися в непосредственной близости.	Передача энергии на расстоянии за счет резонанса между передающей и приемной катушками на одной частоте.
Расстояние зарядки	Несколько миллиметров (контактная или почти контактная).	До нескольких десятков сантиметров (в зависимости от мощности и частоты).
Эффективность	Высокая (до 80-90%) при правильном позиционировании.	Ниже, чем у индуктивной, особенно на больших расстояниях (50-70%).
Позиционирование	Требует точного позиционирования устройства на зарядной площадке.	Менее требовательна к точности позиционирования, возможна зарядка нескольких устройств.
Применение	Смартфоны, умные часы, наушники, зубные щетки.	Зарядка нескольких устройств в помещении, электромобили, медицинские импланты.
Безопасность	В целом безопасна, но может вызывать нагрев при неправильном позиционировании.	В целом безопасна, но требует контроля за уровнем электромагнитного излучения.
Стоимость	Относительно низкая (широко распространена).	Выше, чем у индуктивной (технология находится в развитии).
Стандарты	Qi (Wireless Power Consortium).	AirFuel Alliance (ранее PMA и A4WP).
Преимущества	Простота использования, отсутствие проводов, герметичность устройств.	Зарядка на расстоянии, одновременная зарядка нескольких устройств, отсутствие необходимости в точном позиционировании.
Недостатки	Ограниченное расстояние, необходимость точного позиционирования.	Более низкая эффективность на расстоянии, потенциально более высокое электромагнитное излучение.

Интересные факты

Вот несколько интересных фактов о беспроводной зарядке аккумуляторов:

1. Технология резонансной индукции: Беспроводная зарядка основана на принципе электромагнитной индукции. В зарядном устройстве и в устройстве, которое заряжается, находятся катушки, которые создают магнитное поле. Это позволяет передавать энергию без прямого контакта, что делает процесс более удобным и безопасным.

2. Стандарты Qi: Наиболее распространённым стандартом для беспроводной зарядки является Qi, разработанный организацией Wireless Power Consortium. Устройства, поддерживающие этот стандарт, могут заряжаться на одной зарядной станции, независимо от производителя, что способствует унификации и удобству использования.

3. Эффективность и скорость: Хотя беспроводная зарядка удобна, она обычно менее эффективна, чем проводная. Потери энергии при беспроводной передаче могут достигать 20-30%. Однако технологии постоянно развиваются, и новые решения, такие как зарядка на расстоянии и улучшенные методы охлаждения, обещают повысить эффективность и скорость зарядки в будущем.

https://youtube.com/watch?v=BLkotEubXPs

Конструкция

Беспроводная зарядка функционирует благодаря магнитному полю, которое охватывает как передающую, так и приёмную катушки. В этом случае отсутствует прямой электрический контакт, что предотвращает износ оборудования даже после множества циклов зарядки. Существует несколько стандартов беспроводной зарядки аккумуляторов, о которых мы расскажем ниже.

Конструкция беспроводной зарядки обычно представляет собой плоскую платформу, в которой расположена передающая катушка. Эти устройства отличаются компактными размерами и легко вписываются в любой интерьер. Зарядная база подключается к источнику питания, а вторая катушка находится внутри устройства, которое принимает заряд. Если речь идет о смартфоне, то такая катушка может быть встроенной или приобретаться отдельно, в последнем случае она займет один из портов устройства.

Ключевым аспектом является экранирование катушек, чтобы процесс передачи энергии не вызывал помех в работе электронных компонентов.

Основные компоненты беспроводной системы зарядки аккумулятора:

• Беспроводной передатчик. Обычно он получает питание от адаптера AC/DC или USB-порта. Передатчик включает катушку из медного провода, создающую электромагнитное поле. Существуют модели с несколькими катушками, которые управляются отдельными транзисторными мостами, что позволяет передавать большую мощность на приёмник.
• Коммутируемый транзисторный мост, состоящий из 2─4 полевых транзисторов. Для установки резонансной частоты в системе используется конденсатор.
• Беспроводной приёмник. Он включает схему выпрямления на основе полевых транзисторов, а также фильтрацию поступающей энергии с помощью выходных конденсаторов. Из приёмника питание подается на аккумулятор через импульсный регулятор или линейный каскад. Приёмник может отправлять команды передатчику для изменения зарядного тока или напряжения, а также сигнализировать о завершении зарядки.
• Аккумулятор. Он находится внутри мобильного устройства и заряжается от приёмника.

Выбор катушки для беспроводной зарядки зависит от используемого стандарта. Если в передатчике катушка располагается свободно, то в приёмнике для её размещения и связанной электроники остаётся всего несколько миллиметров. Также предусмотрено экранирование для предотвращения электромагнитных помех внутри устройства.

Еще одним важным моментом является то, что производители передатчика и приёмного устройства должны предусмотреть пластиковые стенки, через которые будет происходить передача энергии. Для нормальной передачи толщина этих стенок не должна превышать 2 мм. Кроме того, добавляется схема обнаружения посторонних объектов, которая отключает зарядку при необходимости.

Параметры, влияющие на процесс

В основе беспроводной зарядки аккумулятора лежит индуктивная передача электроэнергии, позволяющая передавать мощность тока из одной цепи в другую. Проводов при этом не требуется, а вся система представляет собой двухкомпонентный трансформатор. Первичная обмотка сделана в базе, а вторичная в устройстве, где находится аккумулятор. Они имеют форму катушек для увеличения магнитного поля в этих цепях.

Через передающую катушку проходит ток, генерирующий магнитное поле. Она создаёт напряжение в катушке приёмника, которая потом используется в зарядном устройстве аккумулятора или другой схеме.

Эффективность подобной индуктивной системы зависит от нескольких факторов.

• Расстояние между катушками. Этот фактор оказывает существенное влияние на эффективность передачи энергии. При удалении катушек друг от друга индукция быстро уменьшается. На практике уровень эффективности при передаче энергии около 90% достигается в том случае, когда отношение расстояния между катушками к их диаметру составляет менее 0,1. При большем расстоянии эффективность передачи быстро падает.
• Форма индуктора. При изменении формы катушек существенно изменяется уровень магнитного потока.
• Сопротивление катушек. Это приводит к потерям электроэнергии в виде тепла.

Поскольку существуют такие ограничения на индуктивную передачу энергии, многие производители делают беспроводные ЗУ с чёткой фиксацией на них заряжаемых устройств. Например, это характерно для электрических зубных щёток, автомобильных зарядок для телефонов и т. п.

 

https://youtube.com/watch?v=7oJKODbi4II

Экранирование

Экранирование необходимо в ситуациях, когда беспроводная индуктивная зарядка аккумулятора не должна создавать помех для соседних электронных устройств.

Существует несколько способов реализации экранирования. Наиболее распространённым является его размещение вокруг передающего устройства, где находится первичная обмотка. Это позволяет предотвратить передачу энергии в ненужных направлениях. В некоторых случаях экранирование устанавливают над вторичной обмоткой, то есть над приёмником энергии.

Это особенно важно, когда магнитное поле может негативно повлиять на близлежащие компоненты, такие как аккумуляторные батареи. Магнитное поле может вызывать нагрев, что может привести к повреждению литий-ионных или никель-металлогидридных аккумуляторов, которые чувствительны к повышенной температуре.

Кроме того, рассеянное магнитное поле может создавать вихревые токи в металлических устройствах, что приводит к их нагреву и другим нежелательным эффектам.

Методы экранирования

Существует 2 основных способа экранирования для защиты от магнитного поля при беспроводной зарядке.

Отклонение магнитного потока

В этом случае величина проницаемости внешней среды принимается за определённую точку отсчёта ─ m. Экран выполняется из материала с проницаемостью, значительно превышающей m. В результате он будет концентрировать магнитный поток в направлении с наименьшим сопротивлением (наибольшей проницаемостью). Благодаря этому, обеспечивается управление направлением магнитного потока.

Чтобы обеспечить необходимую защиту, материал экрана должен иметь высокую проницаемость и достаточную толщину.

Для правильного захвата магнитного потока и направления его в нужную сторону экран также должен быть правильно расположен. В качестве материала обычно используется сплав с высоким уровнем проницаемости.

Например, это может быть никель─железный сплав, имеющий в своём составе небольшой процент хрома, меди, молибдена. Этот материал обеспечивают проницаемость на уровне 80000─100000.

 

Генерация противоположного потока

В качестве защитного экранирования может использоваться генерация равного по силе противоположного магнитного потока, который подавляет тот, что генерируется передатчиком.

 

Сферы применения

Сфера применения беспроводных зарядных устройств весьма обширна.

• Электроника. Это включает в себя смартфоны, планшеты, портативные медиаплееры, видеокамеры, ноутбуки, ультрабуки и другие мобильные гаджеты.
• Разнообразные аксессуары. К ним относятся гарнитуры, беспроводные мыши, клавиатуры и динамики. Например, Bluetooth-гарнитура с защитой от влаги может быть реализована только с использованием беспроводного метода зарядки.
• Зарядные терминалы общего доступа. Эти устройства позволяют людям в общественных местах подключаться к электросети для подзарядки своих гаджетов. При необходимости можно легко установить платные зарядные станции в аэропортах, гостиницах, кафе, ресторанах и других общественных местах.
• Интеграция беспроводных зарядных устройств в элементы интерьера. Это может быть мебель, отделочные элементы и так далее.
• Автомобили. В данном случае также доступна беспроводная зарядка для смартфонов, часов, планшетов и других портативных устройств, что позволяет избавиться от проводов, подключаемых к прикуривателю.
• Аккумуляторы электромобилей. На сегодняшний день представлены некоторые опытные образцы, однако массовое производство пока не начато из-за отсутствия общепринятого стандарта.
• Прочие устройства с аккумуляторами. Это могут быть портативные электроинструменты, пульты дистанционного управления для телевизоров, слуховые аппараты, дозаторы мыла и беспроводные пылесосы. В области медицины это может быть высокотехнологичное оборудование, например, кардиостимуляторы.

Преимущества и недостатки

Устройства для заряда аккумуляторных батарей без проводов, как и другие системы, имеют плюсы и минусы.

Преимущества

• Удобство. Не требуется подключение, а лишь их размещение гаджета в зоне зарядки.
• Уменьшается или отсутствует износ розеток, вилок, коннекторов и разъёмов, поскольку отсутствует физическое соединение.
• Конструкция может работать в сильнозагрязнённых местах.
• Существует хорошие перспективы для использования в медицинской сфере. В некоторых случаях требуется заряд медицинской аппаратуры, а проводные соединения недопустимы, поскольку могут быть переносчиком бактерий.

Недостатки

• Система дополнительно усложняется, поскольку процесс передачи энергии здесь более сложный, чем по проводам.
• Стоимость выше, чем у традиционных проводных зарядок.
• Эффективность используемой энергии ниже. Это объясняется резистивными потерями на катушке, случайными соединениями и т. п. Эффективность используемой электроэнергии в случае беспроводного заряда находится на уровне 85─90%.

 

Стандарты

Существуют уже разработанные стандарты для беспроводной зарядки, а также несколько находятся на стадии создания. Давайте подробнее рассмотрим самые распространенные из них.

Qi

Этот стандарт появился первым и сейчас занимает доминирующее положение. Его приняли крупные производители смартфонов и большинство беспроводных зарядных устройств (ЗУ), применяемых в бытовой технике, используют требования этого стандарта.

Стандарт Qi позволяет использовать одно зарядное устройство для зарядки гаджетов, выпущенных различными производителями. При его отсутствии каждый производитель мобильных устройств разрабатывал бы свои ЗУ, как это уже было во времена появление на рынке сотовых телефонов.

Название Qi идёт от философии, принятой в некоторых азиатских странах, и означает «жизненную энергию». То есть, беспроводная зарядка рассматривается как неосязаемый энергетический поток. В Азии, вообще, любят подобные высокопарные названия.

В соответствии с Qi беспроводная зарядка представляет собой индуктивную систему для передачи энергии с частотой 110─205 кГц для малой мощности и 80─300 килогерц для средней мощности. ЗУ малой мощности выдают от 0 до 5, а средней ─ до 120 ватт. С помощью устройств первой группы можно заряжать аудиоплееры, наушники Bluetooth, смартфоны и так далее.

Стандарт предусматривает передачу электроэнергии на расстояние до 4 см. Размещение заряжаемого устройства может быть управляемым и свободным. В первом случае для гаджета предусмотрено место (кредл), в которое он строго устанавливается. При свободном размещении можно просто положить его на поверхность ЗУ.

Одной из проблем беспроводной зарядки является попадание постороннего металлического предмета в область магнитного поля. Это вызовет протекание токов в нём и последующий разогрев предмета. В домашних условиях это представляет довольно большую опасность. С целью предотвращения этого стандарт Qi предписывает наличие в зарядном устройстве функции обнаружения подобных объектов и отключения процесса зарядки.

 

Процесс обмена информацией

Протокол передачи данных Qi обеспечивает эффективный обмен информацией между зарядной станцией и устройством, которое подлежит зарядке. Он включает стандарт для передачи данных о состоянии заряда, что позволяет зарядной станции корректировать уровень выходного сигнала.

Обнаружение устройства осуществляется путем определения резонанса катушки или изменения ёмкости. После успешного обнаружения зарядная станция проверяет совместимость устройства с протоколом Qi, отправляя 8-битную строку данных. Устройство, принимающее сигнал, должно ответить и установить необходимый уровень сигнала. Затем зарядная станция отправляет цифровые пинги для получения информации о позиционировании. После получения и проверки этой информации начинается процесс зарядки.

Протокол передачи данных Qi обеспечивает корректное взаимодействие всех совместимых устройств с зарядной станцией.

В таблице ниже представлены стандарты передаваемых данных по протоколу Qi.

Скорость передачи данных, кбит/сек	2
Битовое кодирование	двухфазное
Байтовое кодирование	стартовый бит, 8-битные данные, бит четности, замыкающий бит
Структура пакета	Преамбула (>= 11 бит); Заголовок (1 байт); Сообщение (от 1 до 27 байт) (Одно полное сообщение на пакет, полезная нагрузка для контроля); Контрольная сумма (1 байт).

Группа Wireless Power Consortium (WPC)

Для разработки стандарта беспроводной технологии зарядки аккумуляторов была создана отраслевая группа, которая получила название Wireless Power Consortium. Своё первое совещание этот консорциум провёл в конце 2008 года в Гонконге.

Уже в августе 2009 года представители WPC представили спецификацию Qi с низким энергопотреблением. Примерно через месяц первое устройство прошло сертификацию. Первый коммерческий продукт со встроенным приёмником Qi для беспроводной зарядки был анонсирован весной 2011 года.

Несмотря на свою молодость, стандарт Qi уже был обновлён. Ниже можно посмотреть некоторые детали двух его версий.

• Версия 1.0. Определена мощность передающего устройства, а также различные конструкции передатчиков.
• Версия 1.1. Расширен список спецификаций передатчиков до 12 штук. Было добавлено требование наличия функции по обнаружению посторонних объектов в магнитном поле. Добавили возможность питания зарядного устройства от интерфейса USB.

Проблемы стандарта Qi

Хотя Qi является практически единственным стандартом для беспроводной зарядки, используемым во многих современных смартфонах и автомобилях, у него есть свои недостатки. В дополнение к проблеме с попаданием металлических предметов в магнитное поле, существуют также электромагнитные помехи и влияние этого поля на близлежащие объекты.

Множество пользователей беспроводных зарядных устройств также подчеркивают необходимость точного выравнивания принимающего и передающего устройств. Они сталкивались с ситуацией, когда аккумулятор не заряжался из-за недостаточно точного размещения гаджета на зарядной базе.

A4WP

Этот стандарт был разработан позже Qi. Он основан на резонансном методе передачи энергии и использует для работы более высокие частоты. Это 2,4 ГГц для передачи управляющих сигналов и 6,78 МГц для передачи энергии. Кроме того, он позволяет одновременно заряжать несколько аккумуляторов (устройств с аккумуляторами).

Существуют и другие менее распространённые стандарты беспроводной передачи энергии. По мере развития этого направления должен быть принят единый стандарт и унифицированный интерфейс и методики для зарядки различных аккумуляторов. Благодаря этому производители смогут выпускать беспроводные ЗУ по единому стандарту. Только так эта технология сможет широко распространиться на рынке.

В качестве ещё одного направления развития специалисты называют увеличение эффективности беспроводного заряда. В настоящее время она ниже, чем у проводных зарядок. Одним из направлений совершенствования поможет стать уменьшение тока и его полное отключение в конце процесса заряда для снижения общего энергопотребления и увеличение эффективности.

 

Конкуренция между стандартами

На протяжении нескольких лет существовали три конкурирующие организации, каждая из которых предлагала свои стандарты для технологии беспроводной зарядки.

• Альянс беспроводной энергии (A4WP).
• Альянс Power Matters (PMA).
• Консорциум беспроводной энергии (WPC).

В WPC, который разработал стандарт Qi, входят такие крупные компании, как Apple, Verizon, Google и еще около 300 участников, среди которых множество известных производителей электроники.

PMA, с их спецификацией Powermat, добились значительных успехов в внедрении беспроводной зарядки в аэропортах и кафе. Например, в 2014 году стартовал выпуск беспроводных зарядных устройств для сети Starbucks. Представители Starbucks тогда сообщили о планах установить зарядные станции, соответствующие стандарту Powermat, в 8000 своих кафе по всей территории США.

В условиях конкуренции стандартов поддержка мобильных устройств оказалась затрудненной, и для большинства из них требовались специальные адаптивные чехлы для беспроводной зарядки.

В 2015 году A4WP и PMA объединились, создав консорциум AirFuel Alliance, в который вошло более ста различных компаний, включая Qualcomm, Duracell, Samsung и Dell.

Альянс AirFuel сосредоточился на двух технологиях беспроводной зарядки: радиочастотной и электромагнитном резонансе. Представители альянса утверждают, что обе технологии имеют право на существование, однако электромагнитный резонанс считается более перспективным для создания широкой инфраструктуры беспроводной зарядки. Основные направления работы включают аэропорты, отели, кафе и рестораны.

Совсем недавно AirFuel представили проект беспроводной зарядки на станции метро аэропорта Taoyuan. В этом месте зарядные устройства Resonant были установлены на станциях и в поездах. Бренд Order Furniture разработал свою линию мебели с поддержкой технологии Resonant. Стоит отметить, что большинство из упомянутых проектов являются лишь пилотными инициативами. Вероятно, технология будет применена в более масштабных проектах, и это произойдет в ближайшем будущем.

Какие устройства предлагают производители

Серийные поставки беспроводных зарядок стартовали где-то в 2015 году, а в 2016 их было выпущено немногим более 200 миллионов устройств. Практически все основаны на индукционном способе передачи энергии. Компания Apple приняла стандарт Qi для своих устройств позже многих крупных производителей смартфонов, включая Samsung. Первым коммерческим смартфоном, который имел встроенную беспроводную зарядку на базе стандарта Qi, стал Nokia 920, вышедший в сентябре 2012 года.

Duracell Powermat, являясь частью AirFuel Alliance, имеет более полутора тысяч беспроводных зарядок на территории США, а также более тысячи точек в европейских отелях, аэропортах и кафе, где они сотрудничают с Powermat PowerKiss.

В продуктовой линейке компании Dell появились ноутбуки Latitude с системой беспроводной зарядки WiTricity, производимой по технологии, разработанной в Массачусетском технологическом институте. Устройство обеспечивает мощность зарядки до 30 кВт. В результате аккумулятор ноутбука заряжается примерно с такой же скоростью, как и через обычный адаптер.

Основным направлением WiTricity являются автомобили и в основном они реализуют беспроводные зарядки именно в этой сфере. Одной из первых эта технология была реализована на седанах Mercedes-Benz S550e. Уже в 2017 году более 50 моделей автомобилей различных марок имели своих салонах систему беспроводной зарядки на базе стандарта Qi. Эффективность этих устройств составляла около 93%.

Примерно два года назад Apple приобрели новозеландскую компанию PowerByProxi, специалисты которой занимались разработкой слабосвязанной технологии резонансной зарядки на основе Qi. Фирму PowerByProxi основал предприниматель Фади Мишрики и стал выпускать зарядные устройства в виде чаши с возможностью одновременной установки нескольких устройств.

Впоследствии PowerByProxi занялись продажами подобных систем для строительства, оборонной сферы, телекоммуникаций, сельского хозяйства. Одним из продуктов этой компании стала беспроводная система управления ветряными турбинами. Специалисты PowerByProxi отличились тем, что сделали миниатюрный вариант беспроводной зарядки, занимающий примерно 10% от аккумуляторного элемента стандарта AA.

Именно эта разработка компании и заинтересовала Apple. Они планируют использовать эту технологию не только в смартфонах, но также в пультах дистанционного управления, компьютерной периферии и так далее. Если сначала хранение технологии происходило в основном среди телефонов, то теперь ей оснащаются самые разные устройства от миниатюрных электронных гаджетов, до складских роботов. Это позволяет избавить эти устройства для периодической вынужденной установки на зарядку аккумулятора.

Некоторые компании пошли дальше и разработали зарядные устройства с радиусом действия в несколько метров. Например, компании Ossia и Energous создали беспроводные зарядки, которые передают мощность от 2 ватт на расстоянии около 4,5 м. Однако мощность быстро уменьшается с увеличением расстояния. Хотя вполне может быть получен результат, при котором энергия будет передаваться на расстоянии до 9─10 м. ЗУ, подобные Ossia, могут использоваться в офисах, где их помощью сотрудники могут подзаряжать свои мобильные устройства.

В беспроводных ЗУ Energous WattUp и Ossia Cota используется принцип, подобный беспроводным маршрутизаторам. Устройство посылает радиочастотные сигналы (RF), которые принимают заряжаемые мобильные устройства. Радиочастотная антенна выполняется в виде платы PCB. В состав устройства также входит ASIC и соответствующее программное обеспечение. Чип управления мультиантеной имеет размер 4 на 4 мм. Благодаря этому передатчик легко встраивается в различные элементы интерьера в помещении (стол, стул, телевизор, отделочный материал) или автомобиль.

Передатчик в зарядном устройстве Cota автоматически обнаруживает устройства, поддерживающие беспроводной заряд, и включает датчик температуры для предотвращения перегрева. Разработчики в качестве основного преимущества своей модели перед Qi называют передачу энергии на значительно большее расстояние. К тому же здесь не требуется размещать гаджет на какой-то специальной площадке.

Кроме этого, представители компании Ossia говорят, что ЗУ Cota может передавать энергию через стены, как и обычный маршрутизатор Wi-Fi. Важно также отметить и то, что один передатчик без проблем заряжает смартфоны, умные часы, планшеты и прочее гаджеты.

Постепенно идея передачи мощности в несколько ватт на расстоянии в несколько метров подхватывается инвесторами. Например, компании Energous, участнику AirFuel, удалось в 2014 году привлечь инвестиций на 25 млн долларов.

Их беспроводное ЗУ WattUp базируется на спецификациях беспроводной связи Bluetooth. Модель ориентирована на зарядку небольших мобильных устройств типа смарт-часов.

Она не предназначено для зарядки аккумуляторов ноутбуков или планшетов, имеющих большую ёмкость.

Energous WattUp может заряжать до 24 устройств. Причём включение или отключение зарядки этих устройств может осуществляться программно. Максимальный уровень мощности в 4 Вт может одновременно передаваться только на четыре устройства. Если количество заряжаемых гаджетов увеличивается, то передача энергии на каждый из них снижается.

Широкому распространению этой технологии мешает отсутствие возможности заряжать устройства, поддерживающие стандарт Qi.

 

На что обратить внимание при выборе

Сегодня такие устройства доступны как в составе различных гаджетов, так и в отдельной продаже. Стоит ли задумываться о покупке и использовании подобного устройства? Прежде всего, следует отметить, что если вы приобретаете передатчик отдельно, он займет USB-порт вашего телефона. Многие производители смартфонов сегодня интегрируют передатчики в некоторые свои модели, однако это не является распространенной практикой. Если вы уже приняли решение о покупке, обратите внимание на следующие аспекты при выборе.

• Стандарт передающего и принимающего устройства. При покупке зарядного устройства стандарта Qi, убедитесь, что приемник в вашем телефоне также поддерживает этот стандарт. Большинство моделей с беспроводной зарядкой от Apple и Samsung соответствуют стандарту Qi.
• Мощность. Последние спецификации стандарта Qi позволяют передающим устройствам обеспечивать мощность до 15 Вт. В то же время, большинство современных смартфонов способны принимать до 7,5 Вт.
• Бренд. На рынке представлено множество известных брендов, производящих подобные зарядные устройства, и конкуренция между ними довольно высока. Поэтому имеет смысл выбирать продукцию известных компаний, цена на которую остается на разумном уровне.
• Конструкция. Большинство беспроводных зарядных устройств имеют форму тонкой круглой пластины диаметром около 12-14 см. Вряд ли можно придумать что-то лучше. Я рекомендую выбирать модели, которые обеспечивают надежную фиксацию устройства во время зарядки.
• Эстетические качества и дизайн. Выбор в этом сегменте довольно широк, но чаще всего встречаются модели в белом и черном цветах.

Заключение

Беспроводная зарядка аккумуляторов пока находится на начальной стадии своего развития. В настоящее время обозначались два стандарта, Qi и Powermat, на базе которых появляются новые устройства. ЗУ на основе Qi позволяют быстро заряжать гаджет, но требуют размещения его рядом с базой. Модели с поддержкой Powermat обеспечивают заряд в радиусе нескольких метров, но делают это медленнее.

Беспроводное ЗУ может работать совместно с Bluetooth и NFC (Near Field Communication), что позволяет производителям предлагать нестандартные решения. К примеру, можно сделать так, чтобы смартфоны заряжали друг друга после согласования роли передатчика и приёмника энергии.

Скорее всего, в ближайшее время мы увидим немало новых моделей беспроводных зарядных устройств на основе двух распространённых стандартов.

Будущее беспроводной зарядки

Беспроводная зарядка аккумуляторов представляет собой одну из самых перспективных технологий в области энергетики и мобильных устройств. В последние годы она активно развивается, и будущее этой технологии обещает множество интересных решений и улучшений.

Одним из ключевых направлений развития беспроводной зарядки является увеличение её эффективности. Современные технологии, такие как индукционная и резонансная зарядка, уже позволяют достигать значительных результатов, однако исследователи продолжают работать над повышением коэффициента полезного действия. Это позволит сократить время зарядки и уменьшить потери энергии, что особенно важно для мобильных устройств, где каждая минута на счету.

Кроме того, в будущем можно ожидать появления новых стандартов беспроводной зарядки, которые будут совместимы с большим количеством устройств. На данный момент существует несколько стандартов, таких как Qi, PMA и A4WP, однако их несовместимость может создавать неудобства для пользователей. Разработка универсальных стандартов позволит упростить процесс зарядки и сделать его более доступным для широкой аудитории.

Также стоит отметить, что беспроводная зарядка может выйти за рамки мобильных устройств. В будущем мы можем увидеть интеграцию этой технологии в различные сферы, такие как автомобили, бытовая техника и даже мебель. Например, уже сейчас разрабатываются решения, позволяющие заряжать электромобили без необходимости подключения к зарядной станции, что значительно упростит процесс зарядки и сделает его более удобным.

Не менее важным аспектом является безопасность беспроводной зарядки. С увеличением популярности этой технологии возрастает и необходимость в разработке надежных систем защиты от перегрева, короткого замыкания и других потенциальных угроз. Будущее беспроводной зарядки будет связано с созданием умных систем, которые смогут автоматически регулировать процесс зарядки в зависимости от состояния устройства и окружающей среды.

Наконец, стоит упомянуть о возможностях интеграции беспроводной зарядки с другими технологиями, такими как интернет вещей (IoT) и умные дома. Это позволит создавать экосистемы, где устройства будут автоматически заряжаться в зависимости от их использования и потребностей пользователя, что значительно упростит повседневную жизнь.

Таким образом, будущее беспроводной зарядки аккумуляторов выглядит многообещающим. С развитием технологий, улучшением стандартов и повышением уровня безопасности, беспроводная зарядка станет неотъемлемой частью нашей жизни, обеспечивая удобство и эффективность в использовании мобильных устройств и других гаджетов.

Вопрос-ответ

Почему беспроводная зарядка убивает аккумулятор?

Возвращаясь к беспроводной зарядке, энергия, которая не доходит до вашего устройства, преобразуется в тепло. Как мы уже отмечали, постоянное воздействие тепла приводит к деградации аккумулятора вашего устройства.

Можно ли заряжать аккумулятор с помощью беспроводного зарядного устройства?

Катушка провода внутри зарядного устройства использует электричество от сети, создавая небольшое безвредное магнитное поле. Аналогичная, но меньшего размера катушка встроена в заднюю часть телефона. Когда вы кладёте телефон на зарядное устройство, магнитное поле «индуцирует» электрический ток в катушке телефона. Этот ток и заряжает аккумулятор.

Можно ли испортить аккумулятор беспроводной зарядкой?

Поэтому возникает основное опасение — не вредит ли это аккумулятору смартфона? Ответ: нет, не сильнее, чем проводная зарядка, поскольку контроллер зарядки постоянно мониторит температуру аккумулятора. При приближении ее уровня к критическому значению процесс зарядки приостанавливается.

Советы

СОВЕТ №1

Выбирайте зарядное устройство с поддержкой стандарта Qi, так как это наиболее распространенный и совместимый стандарт для беспроводной зарядки. Убедитесь, что ваше устройство также поддерживает этот стандарт, чтобы избежать проблем с совместимостью.

СОВЕТ №2

Перед использованием беспроводной зарядки снимите с устройства все чехлы и аксессуары, которые могут препятствовать эффективной передаче энергии. Это поможет ускорить процесс зарядки и предотвратит перегрев устройства.

СОВЕТ №3

Обратите внимание на мощность зарядного устройства. Для быстрой зарядки выбирайте модели с выходной мощностью не менее 10 Вт. Это позволит значительно сократить время, необходимое для полной зарядки аккумулятора.

СОВЕТ №4

Регулярно проверяйте состояние вашего беспроводного зарядного устройства и кабелей. Изношенные или поврежденные компоненты могут снизить эффективность зарядки и даже привести к поломке устройства. Заменяйте их при необходимости.