Jak działa ładowanie bezprzewodowe?

17 lutego 2021

W ciągu ostatnich kilku lat ładowanie bezprzewodowe stało się popularną opcją dla telefonów komórkowych i innej elektroniki. Łatwo zrozumieć, dlaczego. Zamiast męczyć się z kablami, wystarczy umieścić telefon na ładowarce i podnieść go, gdy jest potrzebny.

Ale podobnie jak wiele nowoczesnych technologii, dla wielu ludzi może to wydawać się magią. Nie martw się. Zaraz wyjaśnimy, jak działa ładowanie bezprzewodowe.

Co to jest ładowanie bezprzewodowe?

Większość nowoczesnych systemów ładowania bezprzewodowego wykorzystuje metodę zwaną przenoszeniem mocy indukcyjnej. Zasadniczo wykorzystuje to cewki elektryczne w jednym urządzeniu do generowania prądu w innym urządzeniu.

Chociaż technologia ta może wydawać się innowacją ery informacyjnej, jej początki sięgają epoki przemysłowej. W 1894 r. Para francuskich naukowców opracowała system zasilania indukcyjnego do zasilania samochodu elektrycznego. Jednak wraz z popularnością silników spalinowych szybko zapomniano o technologii.

Począwszy od lat 70-tych XX wieku zaczął przyciągać na nowo uwagę. Różni naukowcy zaproponowali nowe, innowacyjne zastosowania do przenoszenia mocy indukcyjnej i wprowadzono na rynek różne produkty. Było na przykład kilka prób stworzenia pojazdów z napędem indukcyjnym, ale wypadły one na uboczu, nie wywierając żadnego realnego wpływu na rynek.

Następnie, na początku lat 90-tych, ładowarka indukcyjna w końcu dokonała przełomu. Ale nie był używany do telefonów. Był używany do elektrycznych szczoteczek do zębów Oral-B! Od tego czasu kilka firm nawiązało współpracę w celu opracowania standardu, a konsorcjum Wireless Power Consortium (WPC) powstało w 2008 r. W 2010 r. Zdefiniowali standard Qi, który jest używany w większości ładowarek do telefonów komórkowych.

W ciągu następnych kilku lat firmy telekomunikacyjne zaczęły wspierać standard. Pierwszą była Nokia z wydaniem telefonu Nokia 920 w 2012 roku. W 2014 roku pojawił się Samsung, a Apple w końcu wskoczyło na pokład w 2016 roku. Ponieważ wszyscy główni producenci używają teraz standardu Qi, na tym będziemy się głównie koncentrować. .

Jak działa ładowanie bezprzewodowe?

Ładowanie bezprzewodowe działa poprzez przepuszczanie prądu przez cewkę magnetyczną wykonaną z miedzi. Zamiast być prądem stałym, prąd oscyluje, co oznacza, że ​​zmienia kierunek niezwykle szybko. Tworzy to małe, zlokalizowane pole magnetyczne, które stale zmienia polaryzację. Im silniejszy prąd i szybsze oscylacje, tym silniejsze będzie pole magnetyczne.

Tymczasem w urządzeniu odbiorczym znajduje się podobna cewka. Kiedy zbliża się dostatecznie blisko ładowarki, pole magnetyczne wytwarza – lub „indukuje – prąd elektryczny wewnątrz cewki. Ten prąd jest przesyłany przez mały prostownik, co zapewnia, że ​​spełnia on wymagania akumulatora. Stamtąd biegnie do akumulatora, tak jak standardowa ładowarka wtyczkowa.

Większe cewki lub wiele cewek mogą dodatkowo zwiększyć moc, umożliwiając bezprzewodowe ładowanie nawet bardzo mocnych akumulatorów. W ładowarkach do smartfonów cewki mają zaledwie kilka cali średnicy. Nie wytwarza to bardzo mocnego prądu, ale wystarczy naładować smartfon.

Obecnie podejmowane są próby wykorzystania mocy indukcyjnej do ładowania większych akumulatorów. Na przykład WiTricity obecnie wprowadza na rynek ładowarkę samochodową z wieloma 10-calowymi cewkami. Pozwala to na ekstremalne poziomy sprawności, ponad 90 procent, przy wystarczająco silnym prądzie do ładowania pojazdów elektrycznych.

Zalety ładowania bezprzewodowego

Co więc sprawia, że ​​ładowanie bezprzewodowe jest lepsze niż tradycyjne ładowanie przewodowe? Istnieje kilka wymiernych korzyści.

  • Najwyraźniej nie są potrzebne kable. Oznacza to brak plątania się i brak konieczności stosowania oddzielnych kabli do ładowania wszystkich urządzeń elektronicznych.
  • Poprawiona trwałość. Ponieważ nie ma ciągłych podłączanych i odłączanych przewodów, port ładowania urządzenia nie ulega zużyciu. Ładowanie bezprzewodowe zmniejsza również ryzyko uszkodzenia w wyniku zaczepienia lub kopnięcia przewodu ładującego.Ładowarki bezprzewodowe są zawsze włączone. Jeśli zostawisz podłączoną ładowarkę Qi, możesz mniej więcej zapomnieć, że ma nawet wtyczkę. Jeśli kiedykolwiek zapomniałeś podłączyć kabel ładujący telefonu do portu USB, z pewnością docenisz tę zaletę.W niektórych urządzeniach może to wyeliminować potrzebę stosowania odsłoniętych połączeń. Chociaż na rynku nie ma wielu urządzeń, które obsługują tylko ładowanie bezprzewodowe. Niemniej jednak możliwość posiadania telefonu bez portu ładowania jest obiecująca.Co to jest dwukierunkowe ładowanie bezprzewodowe?

    Dwukierunkowe ładowanie bezprzewodowe, czasami nazywane ładowaniem dwustronnym, umożliwia jednemu urządzeniu ładowanie drugiego urządzenia. Działa podobnie do ładowania przelotowego dla banku mocy.

    Jeśli brzmi to trochę niejasno, wyjaśnijmy to na przykładzie. Załóżmy, że masz tylko jedną ładowarkę bezprzewodową, ale musisz naładować swój smartfon, a także zestaw bezprzewodowych słuchawek dousznych. Możesz położyć telefon na ładowarce i ustawić słuchawki douszne na telefonie, a oba będą się ładować.

    Najnowsze telefony Samsung obsługują to od kilku miesięcy, dzięki funkcji o nazwie „Wireless PowerShare. Następna generacja iPhone’ów będzie również obsługiwać dwukierunkowe ładowanie bezprzewodowe.

    Jak właściwie używasz ładowarki bezprzewodowej?

    W przypadku nowoczesnych smartfonów z wbudowaną tą technologią jest to dość proste.

    • Podłącz bezprzewodową ładowarkę do źródła zasilania. Zwykle będzie to gniazdko ścienne, ale niektóre ładowarki umożliwiają również pracę z banku mocy, gdy jesteś w drodze.
    • Upewnij się, że ładowarka stoi na równej powierzchni. W ten sposób Twój telefon nie zsunie się i nie ulegnie uszkodzeniu.Następnie po prostu umieść telefon na ładowarce. Im bliżej centrum, tym wydajniej się ładuje. Gdy to zrobisz, Twój telefon lub inne urządzenia zaczną się ładować w ciągu zaledwie kilku sekund.Jeśli chcesz użyć ładowarki bezprzewodowej do starszego urządzenia, dostępne są odbiorniki Micro USB Qi. Wyglądają jak małe klucze sprzętowe. Po prostu podłącz odbiornik do portu ładowania urządzenia i powtórz powyższe kroki.

      Jak wypada ładowanie bezprzewodowe w porównaniu z ładowaniem kablami?

      Istnieje kilka ważnych różnic między ładowaniem bezprzewodowym i przewodowym. Wspomnieliśmy już o kilku zaletach, w tym o zwiększonej trwałości, możliwości ładowania wielu urządzeń oraz oczywistym fakcie, że nie potrzebujesz kabla. Ponadto eliminują również ryzyko włamania po podłączeniu do publicznego terminalu USB na lotnisku lub stacji kolejowej.

      Jest jednak kilka wad, o których powinieneś również pamiętać.

      Po pierwsze, ładowanie bezprzewodowe jest mniej wydajne niż ładowanie przewodowe. W zależności od ładowarki ładowanie urządzenia może potrwać nawet dwa razy dłużej. Co więcej, ładowanie bezprzewodowe nie obsługuje funkcji szybkiego ładowania, które są dostępne w wielu urządzeniach USB typu C.

      Ładowanie bezprzewodowe może spowodować przegrzanie urządzenia, chociaż zdarza się to rzadko. Mimo to wiadomo, że niektórym ludziom powoduje problemy.

      Wreszcie ładowarki bezprzewodowe kosztują więcej niż zwykły przewód do ładowania. Trzeba przyznać, że jest to drobiazg. Szukasz około 20 USD za bezprzewodową ładowarkę, a dobry kabel kosztuje około 10 USD. Nic wielkiego, ale warto o tym pamiętać.

      Czy ładowanie bezprzewodowe jest szkodliwe dla baterii?

      Wierz lub nie, ale ładowanie bezprzewodowe jest lepsze dla baterii niż ładowanie przewodowe. Ponieważ prąd przepływa przez ładowarkę i tylko pośrednio dociera do telefonu, zmniejsza się ryzyko uszkodzenia przez przepięcia lub inne usterki.

      Chociaż wspomnieliśmy, że ładowarki bezprzewodowe mogą spowodować przegrzanie urządzenia, jest to rzadkie i prawie nigdy się nie zdarzy na dobrze zaprojektowanym urządzeniu. Nowoczesne akumulatory litowo-jonowe mają moduł obwodu zabezpieczającego (PCM), który automatycznie odcina prąd, jeśli bateria zbytnio się nagrzeje. Tylko tanie telefony nie będą miały tej funkcji.

      Czy ładowanie bezprzewodowe działa, jeśli telefon ma etui?

      W większości przypadków odpowiedź brzmi tak. Ponieważ ładowanie bezprzewodowe nie opiera się na kontakcie fizycznym, niewielka dodatkowa separacja tworzona przez większość etui na telefony nie ma znaczenia.

      To powiedziawszy, bardzo gruba obudowa może spowodować pewną utratę wydajności. Jeśli używasz „taktycznego lub „wojskowego etui na telefon, telefon może ładować się nieco wolniej.

      Jedyny przypadek, w którym możesz napotkać poważny problem, to metalowa obudowa telefonu. Aluminiowe etui na telefony to produkt niszowy, ale niektórzy wolą je ze względu na ich wyjątkową trwałość. Niestety małe pole magnetyczne nie przenika przez aluminiową powłokę. Jeśli jesteś żonaty z aluminiową obudową telefonu, po prostu użyj kabla do ładowania.

      Czy możliwe jest ładowanie bezprzewodowe na duże odległości?

      Możliwe jest nie tylko bezprzewodowe ładowanie na duże odległości, ale już zostało to zrobione. Problem polega na tym, że ładowanie na dowolną znaczną odległość (większą niż kilka stóp) wymaga niezwykle silnego pola magnetycznego. Pole tak potężne może powodować uszkodzenia radiacyjne ludzi, zwierząt i innych żywych stworzeń. Oczywiście to zły pomysł w twoim salonie. Nikt jeszcze nie wymyślił rozwiązania tego problemu.

      To powiedziawszy, kilka firm pracowało nad rozwiązaniem tego problemu. Na przykład w 2018 roku Apple opatentował bezprzewodową ładowarkę RF. Jednak tak naprawdę jeszcze nic z tym nie zrobili. Będziemy musieli poczekać i zobaczyć, jak rozwinie się technologia. Nowsze eksperymenty skupiały się na ładowaniu światłem optycznym i innymi alternatywnymi metodami. Ale w czasie, gdy to piszę, nikt nie wypuścił bezprzewodowej ładowarki dalekiego zasięgu, która jest praktyczna do użytku domowego.

      Napisane przez Radu

      Zaktualizowano 21 kwietnia 2020 r

We use cookies to provide you with the best possible experience. By continuing, we will assume that you agree to our cookie policy