Zawartość

• Łączenie wokół standardu
• Jak działa technologia
• Produkty budowlane
• Transmisja radiowa i przyszłość
• Zakończyć

od dawna współpracuje z branżą mobilną, wchodząc i wychodząc z asortymentu produktów oraz wahając się między funkcjami specyfikacji technicznej i statusem akcesoriów. Obecnie wiele głośnych smartfonów obsługuje ładowanie bezprzewodowe, w tym najnowsze piksele Google, produkty Galaxy S i Note firmy Samsung oraz Huawei Mate 20 Pro.

Po latach bitew o standardy w grze na smartfony pozostał tylko jeden główny gracz - Wireless Power Consortium. Standard Qi (wyraźny ser) Wireless Power Consortium stanowi około 90 procent wszystkich produktów do ładowania bezprzewodowego. Powermat (PMA i AirFuel) i Wireless Power Consortium (Qi) połączyły się w styczniu 2018 r., Kładąc kres zagrożeniom fragmentacji rynku i, miejmy nadzieję, ułatwi producentom wybór standardu w perspektywie długoterminowej.

Łączenie wokół standardu

Po długim okresie niezdecydowania w branży między standardami WPC i AirFuel, w 2017 roku Apple przyjęło technologię Qi dla swojego iPhone'a 8 i iPhone'a X, dodając znaczącą siłę do standardu, który w istocie zmusił branżę do wyboru grupy. Chociaż Samsung - większy globalny producent smartfonów - przyjął ładowanie bezprzewodowe na długo przed Apple, najnowsze produkty zabezpieczają swoje zakłady dzięki obsłudze zarówno Qi, jak i PMA.

W 2018 r. Decyzja Apple okazała się mieć efekt spływu w branży ładowania bezprzewodowego. Powermat dołączył do WPC, powołując się na użycie przez Apple standardu Qi jako decydującego czynnika. Powermat wnosi teraz swoją technologię do WPC, a partnerstwo prawdopodobnie zakończy się produkcją ładowarek o standardach Qi i PMA, takich jak najnowsze elastyczne produkty do bezprzewodowego ładowania.

Powermat opracowuje standardy dla produktów, które wykorzystują własną technologię Qi, i wdrożył aktualizacje oprogramowania dla wielu swoich istniejących produktów w celu obsługi standardu. Na przykład te lokalizacje Powermat w Starbucks działają teraz z telefonami Qi. Podobnie obie linie produktów SmartInductive i AgileInductive obsługują również Qi.

Należy również zauważyć, że Powermat był członkiem założycielem PMA (Power Matters Alliance), który w połączeniu z A4WP produkował AirFuel. Ta grupa wciąż pracuje nad własnymi wersjami ładowania indukcyjnego i rezonansowego. W rzeczywistości niektóre produkty PowerMat nadal obsługują ładowanie indukcyjne AirFuel PMA. Istnieją jednak pytania dotyczące siły grupy, skoro jej największy współpracownik - Powermat - współpracuje z Qi i WPC.

Jak działa technologia

Jeszcze przed przyjęciem Apple i partnerstwem Powermat, standard indukcyjny Wireless Power Consortium miał wybitny profil branżowy, ponieważ zasila szereg smartfonów, akcesoriów i produktów. Standard PMA, który jest teraz składany w AirFuel, pojawił się również w wielu smartfonach, a także zawierał oferty, aby zapewnić stacje ładowania dla firm takich jak Starbucks. Oba te standardy oparte są na technologii ładowania indukcyjnego, która zazwyczaj ma dość krótki zasięg i może być dość wybredna. Rezense, stary standard A4WP, oparty był na technologii rezonansowej, ale ten projekt jeszcze nie pojawił się w żadnych smartfonach.

Cewki z drutu wytwarzają pola magnetyczne, które można wykorzystać do wytworzenia przepływu prądu w oddzielnej, izolowanej cewce. Jest to podstawa technologii transformatorowej oraz ładowarek indukcyjnych i rezonansowych.

Technologie oparte na indukcji i rezonansie dają całkiem odmienne wyniki z punktu widzenia użytkownika końcowego, mimo że opierają się na tej samej zasadzie inżynierskiej, że cewki z drutu mogą być używane do przesyłania mocy przez powietrze.

Jeśli interesujesz się nauką, ładowanie indukcyjne wykorzystuje ciasno sprzężone cewki o częstotliwości nieco „rezonansowej” dla wysokiej wydajności przenoszenia, co skutkuje wydajnym wykorzystaniem energii, ale kosztem wysokiej czułości na niewspółosiowość cewki. Dlatego urządzenia Qi i PMA często używają magnesów do ustawiania urządzeń w linii z podkładką odbiorczą i są ograniczone do bardzo krótkich odległości ładowania, zwykle zaledwie 45 mm.

Jedyne rzeczywiste różnice między Qi i PMA to częstotliwości transmisji i protokoły połączeń używane do komunikacji z urządzeniami i sterowania zarządzaniem energią. Ładowanie rezonansowe jest nieco inne, zwykle działa na większej odległości kilku cali, dostrajając częstotliwość oscylacji, aby dokładnie dopasować odbiornik i nadajnik. Pozwala to na większą odległość transferu, zanim moc spadnie, ale z mniej optymalnym transferem mocy niż technologia indukcyjna. Jedną z innych dużych zalet konstrukcji rezonansowej jest to, że moc może być przekazywana do wielu urządzeń niezależnie od ich orientacji w polu magnetycznym, a także może zasilać wiele urządzeń z jednej cewki nadajnika.

Qi ma teraz również konstrukcję rezonansową w specyfikacji 1.2 dla dłuższego przenoszenia mocy do 2,8 cm, ale ze względu na zapewnienie zgodności z istniejącymi częstotliwościami transmisji Qi, współczynnikiem Q i ograniczeniami cieplnymi, nie jest tak skuteczny w przesyłaniu mocy na duże odległości jak system zaprojektowany specjalnie do tego celu.

Podstawowy standard Qi obsługuje do 15 W. Właśnie z tego korzysta większość smartfonów na rynku, choć nie zawsze maksymalizuje moc wyjściową. Qi ma również rozszerzony standard „Proste ładowanie prostego akumulatora”, przeznaczony do użytku z wyższą mocą przeznaczoną dla urządzeń wymagających od 35 do 60 W.

Produkty budowlane

Do tej pory główni gracze mobilni pracowali nad dostarczeniem obwodów produktów obsługujących co najmniej jeden z różnych standardów. Na przykład flagowe produkty Samsunga i LG obsługują zarówno indukcyjne standardy Qi, jak i PWA. Jednak niektóre urządzenia, takie jak Huawei P20 Pro, obsługują tylko Qi.

Inne firmy znacznie posunęły się do podejścia wielomodowego, wspierając rezonans oprócz obu standardów indukcyjnych. Na przykład NuCurrent obsługuje Qi, PMA i A4WP i ogłosił pierwszą na świecie 10-watową indukcyjną i rezonansową antenę ładującą. Jednak w przyszłości producenci mogą wrócić do obsługi tylko Qi, tak jak zrobiło to Apple. Bezpieczny, wiedząc, że niektórzy z największych producentów obecnie dążą do tego standardu.

Chociaż niektórzy producenci OEM obsługują Qi i PMA, możemy teraz zobaczyć, że oba zostały udoskonalone w jeden uniwersalny standard, który upraszcza rozwój produktu.

Pierwsza generacja akcesoriów była w zasadzie ograniczona do stacji ładowania w Twoim domu, ale od tego czasu rynek ładowania bezprzewodowego rozszerzył się na wiele nowych segmentów produktów. Motoryzacja jest jednym z rozwijających się sektorów, a wielu producentów, takich jak Audi i Mercedes, już ogłosiło możliwość bezprzewodowego ładowania w swoich pojazdach. Wireless Power Consortium jest szczególnie zainteresowane wbudowaniem swojej technologii w przestrzenie publiczne i firmy, i przewiduje przyszłe urządzenia z mniejszymi akumulatorami, ale z wystarczającą liczbą punktów ładowania, aby łatwo je uzupełnić.

Ładowanie bezprzewodowe również rozgałęzia się od podstaw, aby stać się jeszcze bardziej przydatne dla konsumentów. Technologie mają wbudowane protokoły komunikacyjne, aby zapewnić prawidłowy transfer mocy między urządzeniami, i jest to wykorzystywane do komunikacji z innymi systemami. Na przykład można go używać z rozwiązaniami inteligentnego domu, takimi jak sterowanie oświetleniem lub temperaturą, lub przesyłanie informacji o ulubionej stacji radiowej, a nawet optymalnej pozycji siedzenia do komputera pokładowego samochodu.

Zalecana ładowarka bezprzewodowa:

Transmisja radiowa i przyszłość

Chociaż konsorcjum Wireless Power Consortium jest obecnie największą grupą z szeroką gamą produktów na rynku, wiele mniejszych firm wprowadza również inne całkiem nowe pomysły. Wielu z nich współpracuje teraz z AirFuel, aby zapewnić bezprzewodowe ładowanie na znacznie większych odległościach niż wcześniej.

Przez całą drogę powrotną na targach CES 2016 wykorzystaliśmy różne urządzenia Humavox wyposażone w sprzęt do ładowania bezprzewodowego. W przeciwieństwie do konstrukcji opartych na indukcji lub rezonansie, technologia ta opiera się na transmisji fal radiowych w bliskim polu. Humavox przygląda się podobnie krótkim zasięgom jak istniejące standardy bezprzewodowe, ale zamiast dużych metalowych cewek, technologia firmy wykorzystuje mały układ scalony do obsługi przenoszenia i konwersji mocy, umożliwiając pewne dyskretne implementacje. Humavox oferuje platformę przeznaczoną do bezprzewodowego ładowania słuchawek.

Energous to kolejna firma z technologią opartą na falach radiowych, ale w przeciwieństwie do Humavox, reklamuje znacznie dłuższy zasięg od swojego standardu, dochodząc nawet do 15 stóp. W zeszłym roku firma ogłosiła dość drogi hub nadajnika, który jest w stanie dostarczyć 5,5 wata mocy do urządzeń pięć stóp od piasty, około 3,5 wata mocy na 10 stóp i jeden wat na 15 stóp. Dodatkowy zasięg jest naprawdę zaletą technologii Energous, ale z bliska jest nadal stosunkowo konkurencyjny w stosunku do istniejących ładowarek.

Na początku 2018 r. Energous otrzymał pierwszy certyfikat FCC dotyczący bezprzewodowego ładowania z dużej odległości za technologię ładowania średniego zasięgu. Zostało to złożone w ramach części 18, która dotyczy urządzeń przemysłowych, naukowych i medycznych, a nie w ramach częściej używanej sekcji elektroniki użytkowej klasy B w części 15. Na CES 2018 firma zaprezentowała swoją pierwszą współpracę produktową, produkowaną bezprzewodowo ładowaną inteligentną bieliznę przez Myant o nazwie SKIIN. Nadal jednak czekamy na produkty z głównego nurtu.

Jeśli to nie był wystarczający wybór, okazuje się, że można również użyć ultradźwięków do przesyłania mocy między urządzeniami. UBeam jest jednym z takich standardów opartym na transmisji o niższej częstotliwości i oferuje ładowanie wielu urządzeń o zasięgu do 4 metrów przy mocy 1,5 W. Niestety jego moc wyjściowa i marnotrawstwo ciepła nie pasują do innych pomysłów na rynku, a technologia wymaga pola widzenia między urządzeniami, aby skutecznie przesyłać energię.

Zakończyć

Oczywiście jest tutaj wiele obiecujących technologii, ale wciąż pozostaje jedno wielkie pytanie dotyczące technologii bezprzewodowej: dlaczego konsumenci powinni wybierać ją zamiast wygodnego nocnego kabla USB z obsługą szybkiego ładowania? Szczerze mówiąc, trudno jest odpowiedzieć, ale prawdopodobnie będzie wymagana łatwość obsługi i wszechobecna obsługa gadżetów i stacje ładowania.

Mimo że istnieje już od wielu lat, bezprzewodowe ładowanie wciąż nie stało się niezwykle ważną technologią na rynku gadżetów. Jednak teraz, gdy rynek zaczyna gromadzić się wokół Wireless Power Consortium i Qi, zaczynamy odczuwać znaczącą adopcję produktów i konsumentów.