В наши дни беспроводная зарядка стала довольно распространенной. От столов в кофейнях до приборных панелей автомобилей и даже ковриков для мыши — вы найдете зарядные устройства практически везде. А если у вас есть совместимое устройство, то все, что вам нужно сделать, это поместить его в отмеченное место, и магическим образом начнется зарядка. Я уже давно начал ей пользоваться, и для меня при выборе нового телефона обязательное условие, чтобы в нем была беспроводная зарядка. Правда, как показывает практика, несмотря на ее популяризацию и распространение, многие еще не знакомы с этой технологий. Сейчас попробуем рассказать о ней более подробно.
Зарядка без проводов удобна. Но что это такое и стоит ли эти пользоваться?
Как работает беспроводная зарядка
Как бы удобно это ни было, не все беспроводные зарядные устройства устроены одинаково. И хотя, несомненно, заманчиво избавиться от проводов навсегда, есть некоторые предостережения, связанные с этой технологией.
Беспроводная зарядка основана на довольно простом принципе электромагнитной индукции. В двух словах это представляет из себя пропускание переменного тока через медную катушку, которая создает магнитное поле в непосредственной близости от себя. Если вы поместите другую катушку в зону досягаемости поля, то принимающая катушка будет ”вырабатывать” ток.
В контексте беспроводной зарядки первичная катушка находится внутри зарядного устройства и получает питание от розетки. Вторичная катушка находится внутри вашего смартфона и получает индуцированный ток полностью без проводов.
Именно поэтому устройства с беспроводной зарядкой называются именно беспроводными, хотя формально провода все же есть (от розетки до зарядной станции). Тут есть одно важное ограничение — беспроводная зарядка работает только через стекло или пластик. Алюминиевый корпус экранирует передачу и зарядка без проводов невозможна. Исключением является Google Pixel 5, но там создатели пошли на хитрость. Они вырезали в задней стенке отверстие, в которое вставили катушку, и нанесли на него полимер. Так кажется, что стенка полностью алюминиевая, но это ложное ощущение.
Есть и такие, универсальные способы зарядки аккумулятора.
КАК РАБОТАЕТ БЕСПРОВОДНАЯ ЗАРЯДКА 80 ВАТТ?
Главный стандарт беспроводных зарядных устройств
Qi — главный стандарт беспроводной передачи энергии. Он активно используется всеми производителями мобильных телефонов и зарядных устройств. На данный момент есть три основных показателя мощности зарядок:
1. 5W
2. 7,5W
3. 10W
Для сравнения такую мощность выдают проводные зарядки:
1. Стандартный зарядный блок для iPhone — 5W
2. Зарядный блок для iPad — 10W
3. Quick Charge 3 — 18W
У беспроводных зарядных устройств КПД ниже из-за передачи энергии по воздуху. Тестирования показывают, что телефон принимает из 5W только 4,2W (КПД 85%), при 10W — 9,1W (КПД около 90%).
Что это на фото?
На фотографиях измеритель силы тока и напряжения, который принимает телефон от беспроводной зарядки. Это устройство показывает сколько телефон принимает заряда от беспроводной зарядки.
Быстрая беспроводная зарядка
Почему-то принято называть быстрой беспроводной зарядкой устройства с мощностью выше 5W. Я с этим не согласен, так как уже начинают продавать устройства на 15W, а прототипы выдают уже 20W — 60W (но об этом потом). Поэтому чисто маркетинговая добавка «быстрая» совсем потеряет свой смысл и какие-либо критерии. Я бы называл их просто по максимально выдаваемой мощности (напр. беспроводная зарядка 10W).
Нужно понимать, что есть несколько типов зарядки. Разные модели телефонов поддерживают разные стандарты.
Зарядку 5W поддерживают все телефоны со встроенным модулем зарядки. Также такую мощность можно получить используя приемник беспроводной зарядки (с этой пластиной телефон без беспроводной зарядки можно заряжать на ней).
Зарядку 7,5W сейчас поддерживают модели iPhone (все новее 8 модели).
Зарядку 10W поддерживают флагманы Samsung (от S7 и от Note 5), Huawei Mate 20 Pro.
Если зарядка выдает только 10W, то 7,5W для iPhone она может не выдавать. И наоборот. В случаях неправильного подбора беспроводной зарядки и модели телефона зарядка будет идти с мощностью 5W.
Скручиваем провод
Если мы возьмём длинный провод и скрутим его по спирали, то у нас получится катушка, магнитное поле будет сильнее и будет распределяться так:
Если мы пустим по этой спирали ток, а сверху положим такую же спираль, то в ней появится такой же ток, только на 20–25% слабее. Потери связаны с преобразованием магнитного поля в электричество, поэтому обычно на спираль подают ток побольше, чтобы на выходе получить нужные значения.
Для беспроводной зарядки одну такую спираль подключают через преобразователь к розетке, а другую встраивают в телефон. Когда мы положим такой телефон на площадку, под которой будет катушка под напряжением, то спираль телефона уловит это магнитное поле, преобразует его в электричество и будет заряжать батарею.
Но не всё так просто
Чтобы беспроводная зарядка работала эффективно, катушки зарядки и телефона должны быть как можно ближе друг к другу. Идеально, если их центры совпадут — тогда потери будут минимальные. Но мы часто видим, как телефоны просто кладут на любое место площадки, а зарядка всё равно идёт как нужно.
Чтобы это было возможно, производители делают несколько катушек на площадке. Например, можно расположить несколько катушек рядом друг с другом, а сверху в промежутки положить ещё несколько. Тогда телефон почти всегда будет лежать над одной из катушек и будет заряжаться.
Чтобы зарядка понимала, какую катушку нужно использовать, она по очереди даёт ток на каждую и таким образом определяет, к какой катушке телефон лежит ближе всего.
Ещё зарядки отличаются по мощности — например, есть зарядки на 5, 10 и 20 ватт. Чтобы зарядка понимала, на какую мощность рассчитан ваш телефон и вообще подходил ли эта зарядка к телефону, она с помощью того же магнитного поля обменивается с телефоном данными. Если всё в порядке — заряд идёт, если нет — то всё отключается или зарядка идёт на минимальной мощности.
Реверсивная зарядка
Реверсивная зарядка – это технология, позволяющая использовать смартфон в качестве пауэрбанка для других устройств, поддерживающих ее. В таком режиме принимающая катушка переключается в режим передатчика, генерирующего электромагнитное излучение. На нее подается напряжение с аккумулятора, и смартфоном можно зарядить другой девайс.
Из современных устройств реверсивную зарядку поддерживает Huawei Mate 20 Pro, Samsung Galaxy S10. Мощность передачи энергии в таком режиме невелика, порядка пары-тройки ватт. Этого хватит, чтобы «привести в чувство» разрядившийся смартфон друга, продлить его жизнь на несколько часов, но не более того. Главным же предназначением этой функции является подзарядка аксессуаров, вроде смарт-часов и наушников.
Как узнать, поддерживает ли телефон беспроводную зарядку
Узнать, поддерживает ли телефон эту технологию, можно в его описании на сайте производителя. Также список Qi-совместимых аппаратов представлен на официальном сайте WPC. На практике проверить поддержку можно, положив аппарат на зарядную площадку.
Как правило, не поддерживают беспроводную зарядку смартфоны, оснащенные металлической задней панелью. Металл препятствует свободному прохождению электромагнитных волн, поэтому если ваш смартфон металлический – можно даже не проверять, Qi или PMA у него нет. Для беспрепятственной реализации технологии используются панели из пластика или стекла.
— Можно ли для смартфона покупать любую беспроводную зарядку или нужна определенная?
Еще несколько лет назад на рынке существовало несколько несовместимых между собой стандартов беспроводных зарядок. Самым популярным из них был Qi (читается как «Чи» или «Ци»), но встречались и другие, например, PMA.
Но так как принципиальной разницы между Qi и PMA не было, плюс, Apple выбрала Qi в качестве стандарта для iPhone, PMA проиграл битву. Сегодня практически во всех устройствах используется стандарт Qi, поэтому, если ваш смартфон более-менее современный, подойдет любая зарядка этого стандарта.
— Нужно ли выключать беспроводную зарядку из розетки, когда она не заряжает смартфон?
В этом нет никакой необходимости. Беспроводная зарядка работает в режиме ожидания, когда нет никакой нагрузки. Естественно, электричество при этом практически не потребляется и зарядка не нагревается.
Периодически такая зарядка посылает тестовые импульсы в ожидании ответа от смартфона и пока он ей не ответит, устройство не включится.
Беспроводная зарядка – как работает индукция
Беспроводная зарядка восполняет энергию в устройстве без необходимости подключать к нему кабель, работая на определенном расстоянии. Это происходит за счёт процесса, называемого электромагнитной индукцией.
Для тех, кто не любил открывать учебники физики, я добавил дозу теории.
Несколько слов о теории беспроводной зарядки
Говоря просто, и зарядное устройство, и оборудование, которое мы хотим заряжать, должны иметь индукционную катушку. Внутри базовой станции есть спиральный шнур. Это электромагнитная катушка, также известная как передающая катушка, через которую протекает переменный ток. Приёмная катушка находится под корпусом смартфона (или другого устройства, поддерживающего беспроводную зарядку). На определенном расстоянии их соединение создаёт единое электромагнитное поле, через которое происходит передача энергии. Таким образом, процесс полностью беспроводной.
Оборудование, которое передает энергию, то есть в нашем случае индукционное зарядное устройство, всегда должно быть подключено к источнику питания. Другими словами, оно должно сначала потреблять энергию, чтобы затем передать её, например, на смартфон.
Также нужно помнить о точном размещении смартфона на базовой станции. Чтобы катушки были как можно ближе друг к другу. В противном случае ток, протекающий к питаемому устройству, уменьшится. Поэтому стоит выбрать индукционное зарядное устройство, оснащенное управляющим диодом LED, который информирует о правильном позиционировании устройства на базе и начале процесса зарядки.
Что такое Qi
Qi – это основной унифицированный стандарт беспроводной зарядки, разработанный консорциумом Wireless Power Consortium. Вы встретите его в большинстве устройств, поддерживающих индуктивную зарядку. Он разработан для обеспечения совместимости с зарядным устройством для смартфона, даже если оба устройства принадлежат разным производителям.
Однако, для точности следует отметить, что на рынке есть и другие варианты, такие как PMA. Имейте в виду, что это не очень распространенные решения, и они с самого начала сильно отстают от ведущего стандарта Qi.
Хорошо, достаточно теории! Пора понять, как это выглядит на практике?
Скорость беспроводной зарядки
Как правило, индукционная зарядка происходит медленнее, чем традиционная. Это связано с тем, что энергия, передаваемая через генерируемое электромагнитное поле, может теряться.
Скорость зарядки здесь зависит, среди прочего, от расстояния между устройствами и других внешних факторов. Часть энергии теряется, поскольку она превращается в тепло из-за нагрева зарядной станции. Уменьшение фактической мощности зарядки является естественным. Значение, указанное в спецификации, является значением для идеальных условий. В реальном выражении это будет около 80-90%. Также следует отметить, что исправно работающее зарядное устройство не опускается ниже 80% заявленной производителем мощности, но и не дойдет до максимума.
Возвращаясь к скорости, если мы добавим к этому тот факт, что топовые модели смартфонов имеют обширные функции сверхбыстрой зарядки по кабелю, ответ в этом отношении очевиден. Это правда, что производители индукционных зарядных устройств предлагают всё новые и новые решения, увеличивающие мощность зарядки и гарантирующие стабильные соединения. Однако, вам все равно придётся считаться с тем фактом, что такая зарядка может быть немного медленнее.
Почему зарядка греется
Любое электрическое устройство имеет КПД, не равный 100%. Особенно если ток передается не прямо по проводу (сопротивление которого невелико), а без проводов, в виде электромагнитных волн. В процессе работы часть энергии теряется, поглощается предметами, переходя в тепло. Это и приводит к нагреву зарядного устройства и телефона. Данный принцип положен в основу индукционных плит, но в нашем случае это негативный побочный эффект.
Аномальный нагрев может свидетельствовать о нескольких проблемах. Первая – некачественное ЗУ, построенное на плохих компонентах, имеющих склонность к перегреву. Такое характерно для некоторых дешевых площадок, стоимостью около $10. Вторая причина перегрева – неправильное позиционирование устройства. Если положение катушек не совпадает, теряется больше энергии, что и выражается нагревом.
Наконец, к перегреву могут приводить предметы, находящиеся в поле действия катушки. Это могут быть как посторонние вещи, так и детали чехлов (рамки, вставки, напыление), содержащие металл, блестящие наклейки, и т.д. Если они поглощают или отражают электромагнитное излучение, как чехол из металла, происходят тепловые потери энергии.
Влияние на продолжительность жизни аккумулятора
Сама по себе беспроводная передача энергии не оказывает негативного воздействия на аккумулятор. При нормальной эксплуатации литиевая ячейка имеет ресурс порядка 300-1000 циклов заряда/разряда. Повышенные температуры, высокий ток разряда и заряда, способны сократить его. Но у индуктивной зарядки передаваемая мощность обычно составляет до 10 Вт, тогда как проводная быстрая зарядка может выдать и 18, и 20, и даже 30 Вт, в зависимости от технологии. То есть, заряжая смартфон меньшим током, индукционная площадка воздействует на него незначительно.
Сокращение срока службы батареи возможно из-за изменения сценария эксплуатации. Используя провод, мы обычно ставим аппарат на зарядку и ждем, пока не будет 100%. С беспроводной зарядкой чаще случаются кратковременные сеансы подзарядки: положил, полчаса подержал, взял. И так – несколько раз в день, особенно при эксплуатации телефона в авто. В итоге аккумулятор нагружается больше, часто чередуя сессии зарядки и разрядки, его ресурс исчерпывается скорее.
Как работает беспроводная зарядка
Конечно, нужно понимать, что беспроводная зарядка – не совсем беспроводная: само устройство всё же подключается к сети. А вот уже со смартфоном оно работает в формате беспроводного.
Как вы уже поняли, данное устройство действует по принципу индуктивной зарядки: когда приёмная магнитная пластина на мобильном устройстве соприкасается с передатчиком (или, по крайней мере, находится в пределах указанного диапазона в 4 сантиметра), магнитное поле генерирует электрический ток внутри устройства. Затем этот ток преобразуется в прямой ток (DC), который, в свою очередь, заряжает встроенную батарею.
Как быстро работает беспроводная зарядка
Стоит отметить, что беспроводной способ подзарядки аккумулятора всё же сильно уступает по скорости проводному. Если брать среднее значение, то, по сравнению с использованием кабелей, беспроводная зарядка занимает на 30–80% больше времени для полной подзарядки.
Какой смартфон можно зарядить без проводов
Сегодня на рынке представлено более 500 моделей устройств с поддержкой беспроводной зарядки.
- Последние модели Apple уже несколько лет имеют эту функцию – с 2017 года, когда появился iPhone 8.
- Samsung и Nokia также интегрировали её несколько лет назад, в 2016-м.
- У Xiaomi первым гаджетом с модулем Qi был Mi Mix 2S, после него уже вышли Mi Mix 3 и Mi 9, которые тоже умеют заряжаться без проводов.
- У Huawei первопроходцем в беспроводном заряде стал Mate 20 Pro – кстати, он также может использовать реверсивную зарядку, чтобы поделиться энергией с аналогичными смартфонами.
Как узнать, поддерживает ли телефон беспроводную зарядку
Самый простой способ узнать, поддерживает ли телефон функцию беспроводной зарядки, посмотреть на цену смартфона: если это бюджетная модель, скорее всего, она заряжается только стандартным методом – через USB-кабель. А вот если у вас в руках современный флагман, скорее всего, эти телефоны можно заряжать без провода.
Чтобы точно выяснить, поддерживает ли конкретная модель стандарт Qi, перейдите на официальный сайт его разработчиков. Во вкладке Products вы увидите список всех зарегистрированных моделей с беспроводной зарядкой. Причём там есть не только телефоны, но и другие устройства, например, часы.
Можно ли добавить в смартфон беспроводную зарядку самостоятельно
Если вы не нашли свой гаджет в списке моделей с поддержкой Qi, но очень хотите заряжать его без проводов, то можете приобрести чехол со встроенным приёмником или же отдельный модуль Qi – и то, и другое можно приобрести рублей за 600–1000.
Более бюджетное решение тоже есть, и это – покупка Qi-ресивера: если заказывать из Китая, он обойдётся вам в 200–300 рублей. Это устройство представляет собой небольшую катушку индуктивности, и есть два типа таких катушек: первые надо подключить напрямую к аккумулятору, а вторые – к зарядному порту. Популярнее, конечно, второй тип: эти ресиверы можно аккуратно спрятать под чехлом и установить без разборки смартфона.
Недостатки беспроводной зарядки
- Стоимость: в зависимости от размера поверхности зарядки можно заряжать два и более устройств одновременно, но такие зарядные устройства стоят дороже.
- Зарядка может осуществляться дистанционно, но всё же необходимо находиться рядом с зарядкой – не относить устройство дальше, чем на 4 сантиметра.
- Времени дистанционная зарядка занимает больше, чем контактный метод.
В настоящее время максимальная мощность беспроводной зарядки составляет 15 Вт, а в большинстве случаев и вовсе всего 5 Вт, поэтому такие устройства предназначены исключительно для смартфонов, камер и умных часов. Wireless Power Consortium, однако, работает над улучшением технологии Qi, чтобы с её помощью можно было заряжать устройства с более ёмкими батареями, например, компьютеры или электромобили.
Хотя такая технология уже и существует, она всё же находится в фазе испытаний. Разработана она была компанией WiTricity и работает на основе технологии магнитного резонанса. Это означает, что происходит то же, что и при зарядке Qi, но на большем расстоянии.
- От бюджетных до дорогих: 10+ лучших смартфонов этого года
- Для смартфона, планшета или ноутбука: выбираем оптимальный повербанк
- Подключаем телефон к телевизору: простая инструкция
