Как работает беспроводная зарядка

Беспроводная зарядка — это технология, с которой можно заряжать телефон без использования проводов. Вместо традиционного подключения через USB-кабель гаджет заряжается, когда его кладут на специальную зарядную подставку.

В статье мы рассказываем про устройство и принципы работы этой технологии, а также говорим про ее преимущества, недостатки и будущее развитие.

Принцип работы беспроводной зарядки

Чтобы понять, как работает беспроводная зарядка для телефона, нужно представить, как передается энергия без проводов. Основа этой технологии — принцип электромагнитной индукции. В зарядном устройстве находится передатчик, который создает магнитное поле. Когда телефон с поддержкой беспроводной зарядки кладут на такую подставку, встроенная катушка для беспроводной зарядки в устройстве улавливает это магнитное поле и преобразует его в электричество, которое заряжает аккумулятор телефона.

Этот процесс происходит автоматически — телефон кладут на станцию, и он начнет заряжаться. Такой принцип работы беспроводной зарядки избавляет от необходимости подключать кабель напрямую к устройству.

В большинстве случаев беспроводная зарядка не идет в комплекте с телефонами или другими гаджетами, их нужно приобретать отдельно.

Из чего состоит беспроводная зарядка

В основе работы беспроводной зарядки лежит создание магнитного поля, с помощью которого передается энергия от зарядной станции к гаджету.

Устройство беспроводной зарядки включает в себя два ключевых элемента:

• Зарядная станция — это передатчик, который содержит катушку, создающую магнитное поле. Когда телефон лежит на этой станции, начинается процесс передачи энергии.
• Катушка для беспроводной зарядки — внутри устройства расположена приемная катушка, которая взаимодействует с магнитным полем и преобразует его в электрическую энергию для зарядки аккумулятора.

Как работает магнитная зарядка: когда телефон кладут на зарядную станцию, через катушку передатчика проходит электрический ток, создавая магнитное поле. Это поле улавливается катушкой внутри устройства, которая генерирует электрический ток, заряжающий аккумулятор. Поэтому чтобы включить такую зарядку, нужно поднести совместимый телефон и положить на нее.

КПД (коэффициент полезного действия) беспроводной зарядки зависит от нескольких факторов: расстояние между катушками, расположение смартфона и эффективность преобразования энергии.

Стандарты беспроводной зарядки

Стандарты беспроводной зарядки — это технические протоколы, которые определяют, как устройства передают и принимают энергию. Стандарты нужны для того, чтобы разные устройства могли использовать одну и ту же технологию зарядки, то есть это вопрос совместимости между гаджетами разных производителей и зарядными устройствами.

Есть 5 стандартов беспроводной зарядки:

1. Qi стандарт. Самый популярный и широко используемый. Qi технология работает на основе электромагнитной индукции, где энергия передается на расстоянии от 2 до 4 мм. В некоторых случаях допустимо расстояние до 10 мм, но при этом эффективность зарядки может снижаться. Такой стандарт поддерживается большинством современных смартфонов, например, так работает беспроводная зарядка для iPhone и Андроид. 
2. PMA. Это конкурент Qi, который также использует электромагнитную индукцию. PMA был популярен в США, но из-за несовместимости с такими гигантами как Apple и Samsung, и последующим слиянием с другим стандартом, AirFuel Alliance, он постепенно утратил популярность.
3. MagSafe. Это разработка Apple для устройств iPhone, смарт-часов и наушников. Особенность этого стандарта в том, что зарядная шайба содержит кольцо магнитов вокруг катушки, что упрощает точное совмещение с катушкой в устройстве. Это повышает скорость и эффективность зарядки, делая процесс более стабильным. Мощность зарядки MagSafe может достигать 15 Вт, но фактическая скорость зарядки зависит от используемого адаптера питания и состояния системы.
4. A4WP, он еще называется Rezence. Работает на основе магниторезонанса, поэтому станция заряжает гаджеты на расстоянии до 5 см. Несмотря на интересную технологию, такой стандарт не получил широкой поддержки среди производителей.
5. AirFuel Alliance. Он возник после слияния A4WP и PMA. Здесь используется технология магнитного резонанса, с ней можно заряжать гаджеты на расстоянии до 5 см. AirFuel Alliance работает как с индуктивной, так и с магниторезонансной технологией для зарядки устройств. Она редко встречается, потому что гаджеты с таким стандартом становятся дорогими, пока что она на стадии внедрения.

Основная причина успеха Qi стандарта — это поддержка ведущими производителями смартфонов, такими как Apple, Samsung и Huawei. Поэтому большинство зарядных устройств, доступных на рынке, совместимы с Qi. По этой же причине они универсальны и подходят для разных смартфонов.

Совместимость и выбор зарядного устройства

Когда возникает вопрос, как пользоваться беспроводной зарядкой, важно сначала понять, поддерживает ли ваше устройство эту функцию. Большинство новых смартфонов идут уже с встроенными катушками для беспроводной зарядки и поддерживают Qi стандарт. Это значит, что для таких устройств достаточно иметь совместимую зарядную станцию, чтобы начать зарядку.

Все модели начиная с iPhone 8 поддерживают Qi стандарт. У смартфонов на Android надо смотреть обозначение на крышке корпусе или настройки. Можно вбить в поиске «Беспроводная зарядка» или Wireless Charge. Если по этим словам ничего не найдено, то беспроводной зарядки нет.

Для тех, чьи гаджеты не поддерживают беспроводную зарядку, существуют адаптеры и чехлы с функцией беспроводной зарядки, которые могут сделать телефон совместимым с беспроводными станциями. Это удобно, если у вас более старая модель телефона, но вы хотите пользоваться преимуществами беспроводной зарядки.

Теперь расскажем, что учитывать при выборе беспроводного зарядного устройства:

1. Мощность зарядки. Она может быть от 5 до 50 Вт. Модели со сверхбыстрой зарядкой идут на 30–50 Вт, они не уступают проводным. Остальные заряжают гаджеты в 2–3 раза дольше, чем проводные.
2. Совместимость с вашим устройством. Убедитесь, что зарядное устройство поддерживает Qi стандарт или любой другой стандарт, который используется вашим телефоном.
3. Форма и размер зарядной станции. Для удобства можно выбрать зарядные станции в виде подставок, ковриков или даже встроенных в мебель решений.

Как пользоваться беспроводной зарядкой

Рассказываем, что нужно:

1. Подключите СЗУ (сетевое зарядное устройство) к розетке. 
2. Разместите гаджет на зарядной станции экраном вверх. Убедитесь, что катушки зарядной станции и устройства совмещены для эффективной передачи энергии. Если телефон поддерживает технологию MagSafe, встроенные магниты помогут автоматически правильно выровнять устройство.
3. Ожидайте начала зарядки. При правильном совмещении катушек зарядка начнется автоматически. Вы можете увидеть обозначение беспроводной зарядки на экране смартфона. Убедитесь, что телефон лежит ровно, чтобы процесс зарядки не прерывался.
4. Снимите телефон с зарядки, когда она закончилась.

Большинство телефонов можно заряжать по беспроводной зарядке, даже если они находятся в чехле. Это не помешает, если он сделан из силикона или пластика, а его толщина не превышает 3–5 мм. Толстый чехол может снизить КПД станции, и зарядка может не начаться. Еще помешать работе могут металлические чехлы, так как этот материал преграждает путь электромагнитному полю.

Безопасность беспроводной зарядки

Современная беспроводная зарядка считается безопасной. Qi стандарт предусматривает встроенные защиты от перегрева, короткого замыкания и перегрузок. Это означает, что при использовании сертифицированного зарядного устройства вашему телефону ничего не угрожает.

Перегрев может возникать при использовании некачественных зарядных станций или при блокировке тепловыделения, например, если на зарядной станции находятся посторонние металлические предметы.

Современные станции идут со встроенными датчиками для регулировки температуры. Поэтому они автоматически останавливают зарядку при перегреве.

Новейшие технологии и будущее беспроводной зарядки

В сфере беспроводной зарядки постоянно появляются новые разработки, которые делают технологию более гибкой и удобной для пользователей. Одно из ключевых направлений — дистанционная зарядка, позволяющая заряжать устройства на расстоянии, без необходимости физического контакта с зарядной станцией. Технологии, такие как магниторезонанс, могут уже сегодня обеспечивать зарядку на расстоянии до нескольких сантиметров, а в будущем это расстояние может увеличиться до нескольких метров, что полностью избавит пользователей от необходимости класть устройства на зарядные станции.

Еще одним перспективным направлением считаются решения для машин. Сейчас в автомобилях уже можно увидеть встроенные зарядные станции в подлокотниках или на приборной панели. Поэтому в машине можно заряжать телефон в дороге, не отвлекаясь на провода. В будущем такие станции станут еще более мощными и универсальными, позволяя одновременно заряжать несколько устройств.

Также активно развиваются интеграции зарядок в мебель и общественные места. Некоторые компании уже предлагают столы, стулья и кухонные поверхности с встроенными зарядными станциями.

Что касается перспектив, то система беспроводной зарядки продолжит становиться более мощной и эффективной. Сегодня многие устройства поддерживают быструю зарядку мощностью до 50 Вт, а в будущем этот показатель может увеличиться. Кроме того, появятся более интеллектуальные системы управления зарядкой, которые смогут автоматически оптимизировать процесс для каждого устройства, предотвращая перегрев и перегрузки.

В ближайшие годы также можно ожидать появления новых стандартов и функций, которые позволят использовать беспроводную зарядку с более широкой совместимостью между устройствами и зарядными станциями.

Преимущества и недостатки беспроводной зарядки

Преимущества:

• Удобство использования. Не нужно каждый раз подключать кабель — достаточно положить гаджет на зарядную станцию.
• Уменьшение износа разъемов и проводов. Поскольку зарядка происходит без кабеля, уменьшается вероятность повреждения зарядного порта устройства или самого кабеля.
• Универсальность. Зарядные станции с поддержкой Qi стандарта совместимы с разными гаджетами: смартфонами, наушниками, смарт-часами.
• Возможность зарядки в дороге. Современные автомобили часто оснащены встроенными беспроводными станциями, что упрощает процесс зарядки в дороге.
• Эстетика. Беспроводные зарядки можно интегрировать в мебель, поэтому можно избавиться от кучи проводов и визуального шума.

Недостатки:

• Медленная скорость зарядки. Станции с мощностью 5–15 Вт работают в 2–3 раза медленнее, чем проводная зарядка.
• Перегрев. Гаджеты могут нагреваться, если используется сомнительная китайская зарядка из перехода, а не из магазина.
• Смартфоном неудобно пользоваться во время зарядки. Гаджет нужно правильно расположить на станции, чтобы зарядка началась и шла эффективно. В противном случае КПД будет ниже.
• Не все устройства поддерживают беспроводную зарядку. Старые модели телефонов или других гаджетов идут без встроенных катушек, но в этом случае можно использовать адаптер или чехолы с беспроводной зарядкой.