Стандарт бездротової зарядки qi. Бездротова зарядка смартфонів на прикладі рішень стандарту qi

Qi - це китайське слово для «потоку енергії» (по-англійськи вимовляється як «чи») і універсальний стандарт для бездротової зарядки пристроїв, що працюють від акумуляторних батарей, таких як плеєри, мобільні телефони та фотоапарати.

Передача потужності відбувається за рахунок електромагнітної індукції. При цьому приймач отримує енергії не через традиційний кабель, а безконтактним способом, завдяки використанню електромагнітних полів. Принцип дуже простий: передавач Qi, який є базовою станцією, направляє необхідну енергію на приймач.

опис технології

Стандарт бездротової зарядки Qi заснований на магнітної індукції між плоскими котушками передавального і приймаючої апарату. Первинна і вторинна обмотки утворюють дві частини бессердечнікового резонансного трансформатора. Схема зарядного пристрою екранована на нижній поверхні первинної і верхньої - вторинної котушки. Це, а також близьке розташування гарантують прийнятну ефективність передачі енергії. Крім того, це мінімізує вплив магнітного поля на користувачів.

Як правило, базова станція має плоску поверхню, на якій можна розмістити одне або кілька мобільних пристроїв. Це гарантує, що вертикальна відстань між первинною і вторинною обмоткою досить маленьке. Крім того, існує два способи вирівнювання обмоток по горизонталі.

У першому випадку користувач самостійно встановлює вторинну обмотку навпаки первинної на поверхні інтерфейсу за допомогою підказок мобільного пристрою.

Другий спосіб, званий вільним позиціонуванням, не вимагає активної участі людини. В одній з реалізацій для цього створюється кілька первинних обмоток. Інший варіант використовує механічні засоби для переміщення первинної котушки під вторинну.

елементи конструкції

Передавач потужністю складається з двох основних функціональних блоків, а саме - блоку перетворення потужності і блоку зв`язку і управління. Елементом першого, генеруючим магнітне поле, є первинна котушка. Другий змінює передачі потужності до рівня, який запитується приймачем. Крім того, базова станція може містити більше одного передавача для обслуговування декількох мобільних пристроїв, так як одна первинна обмотка в один і той же час взаємодіє тільки з однією вторинною. І, нарешті, системний блок надає електроенергію і контролює роботу кількох передавачів.

У гаджеті знаходиться блок прийому енергії, що представляє собою вторинну обмотку, і блок зв`язку і управління. Останній регулює передану потужність до рівня, прийнятного для підсистеми, підключеної до виходу живлення приймача. Прикладом такої підсистеми може служити акумуляторна батарея.

етапи комунікації

Після активації блоку зв`язку і управління передавача він посилає сигнал приймачу, щоб отримати відповідь, що підтверджує присутність Q-сумісного пристрою.

Відео: Бездротова зарядка для мобільника !!

Отримавши запит, приймач переходить в фазу вибору. Якщо пропоноване напруга досить велике, то починається етап пингования.

При отриманні відповіді від передавача мобільний пристрій відправляє пакет сили сигналу і переходить у фазу ідентифікації та конфігурації або відправляє пакет завершення передачі енергії і залишається в фазі пингования.

Потім надсилається ідентифікаційний пакет і пакети управління. Приймач переходить в фазу зарядки. При цьому він контролює передачу енергії шляхом передачі керуючих пакетів базової станції, які містять інформацію про коригування струму первинної обмотки, про отриманої енергії, про статус зарядки, про завершення передачі.

Що таке точка бездротової зарядки?

Qi-зарядка універсальна тому, що забезпечує сумісність мобільних телефонів і адаптерів харчування різних виробників. Єдина умова полягає в тому, що обидві частини - передавач і приймач - повинні відповідати стандарту Qi.

Таким чином, будь-який бездротове зарядний пристрій Qi підійде до будь-якого мобільного приймача Qi, незалежно від марки і моделі. Безліч стільникових телефонів різних виробників, включаючи Samsung, Nokia, LG, Sony, HTC і Motorola, вже відповідають стандарту Qi і, отже, можуть бути підключені до будь-якій зарядної станції, що відповідає його вимогам. Кількість сумісних гаджетів продовжує зростати, оскільки технологія бездротової передачі енергії підтримується все великим числом компаній. Завдяки цьому можна заряджати електроніку, що працює від акумуляторних батарей, за допомогою єдиного джерела живлення.

Як це працює?

Зарядний пристрій не є новітнім винаходом. В електричних зубних щітках індуктивне харчування застосовувалося впродовж багатьох років. В процесі бездротової передачі енергії використовується резонансна індуктивний зв`язок передавача базової станції і приймача мобільного телефону. Первинна котушка постійно посилає тестовий сигнал відправнику для перевірки зміни ємності або резонансу, що вказує на присутність сумісного телефону. Передавач модулює заряд і перевіряє, чи підтримується стандарт бездротової зарядки Qi.

Після того як сумісність і потреба в енергії враховані, починається процес індукційного передачі енергії. При цьому контакт між приймачем і передавачем зберігається. Як тільки акумулятор повністю зарядиться, вони перейдуть в режим очікування. Зарядка універсальна активується і передає енергію тільки в тому випадку, якщо підключається гаджет знаходиться на ній.

Котушки, передають та отримують енергію, спеціально екрановані для того, щоб знизити електромагнітне випромінювання.

Основні риси технології

• Метод безконтактної передачі потужності від базової станції до мобільного пристрою, яке засноване на магнітної індукції ближнього поля, що виникає між котушками.
• Передача близько 5 Вт потужності з використанням відповідної вторинної котушки (має типовий зовнішній розмір близько 40 мм).
• Робота на частотах від 100 до 205 кГц.
• Підтримка двох методів розміщення на поверхні базової станції:

• направляється позиціонування, коли користувачеві допомагають правильно позиціонувати мобільний пристрій в місці, яке забезпечує харчування через одну або кілька фіксованих точок;
• вільне розміщення на поверхні зарядної станції.

Одне за всіх

Наскільки зручно було б мати одне Qi-зарядний пристрій для всіх телефонів, плеєрів, фотоапаратів без безлічі плутаються кабелів?

Поки незліченну кількість нових смартфонів охоплює світ, тривалість роботи акумуляторної батареї стає все коротшим. А кожен виробник і навіть кожен гаджет у своєму розпорядженні власний зарядним пристроєм. І з кожною покупкою їх число збільшується. В кінцевому підсумку користувач втрачається в купі найрізноманітніших адаптерів харчування. Завдяки Q-технології вони стають непотрібними, а сплутані клубки кабелів зникають, і це далеко не всі переваги даної технології.

Подібно до того, як Wi-Fi став світовим стандартом для бездротових інтернет-з`єднань, а Bluetooth позбавив від необхідності тримати телефон в руці, так і Qi стає світовим стандартом індуктивної зарядки гаджетів на акумуляторах.

Чи шкідливо електромагнітне випромінювання?

Думки експертів розділилися. З одного боку, багато вчених підтверджують, що невелика кількість електромагнітного випромінювання бездротової зарядки шкоди не приносить. Інші кажуть про велику небезпеку, якій піддається організм людини.

Так скільки електромагнітної енергії випромінюється системою Qi? Дуже мало. Принцип Qi застосовувався в електричних зубних щітках багато років, не впливаючи на здоров`я людей. Схема зарядного пристрою така, що через невелику зони його дії електромагнітне випромінювання вкрай обмежена. Воно існує тільки в безпосередній близькості від бездротової передавальної станції і тільки тоді, коли гаджет знаходиться на ній. Електромагнітне випромінювання знижується ще більше за рахунок додаткового екранування в передавальної і приймаючої котушках.

Консорціум бездротового харчування

Wireless Power Consortium (WPC) був заснований 17 грудня 2008 Тоді ж була затверджена єдина програма розвитку даної технології.

Стандарт бездротової зарядки Qi забезпечує її універсальність для всіх Qi-сумісних електронних гаджетів. Це означає, що кожен пристрій, сумісний з ним, можна заряджати на будь-який Qi-сумісної станції. У WPS входить 250 членів, включаючи лідерів ринку Samsung, Nokia, LG, Panasonic, HTC, Sony, Microsoft і Motorola, що робить його найбільшим об`єднанням виробників, що підтримують бездротові типи зарядних пристроїв.

За словами голови WPC Менно Трефферса, в зв`язку зі збільшенням числа продуктів, що використовують Qi, важливо бути впевненим в тому, що всі мобільні зарядний пристрій коректно працює з усіма підтримуваними Qi-гаджетами. Цьому сприяє постійно оновлювана база даних, створена Testronic, яка дозволяє легко визначити, чи буде новий продукт сумісний з раніше сертифікованою продукцією. Стандарт бездротової зарядки Qi став однією з найбільш важливих технічних розробок для користувачів телефонів і планшетів, які зараз щодня застосовуються в роботі і побуті.