Беспроводная зарядка становится все ближе к промышленной среде
Беспроводная зарядка, часто называемая как беспроводная передача мощности (wireless power transfer WPT), широко используется в портативных и носимых бытовых устройствах, таких как смартфоны, приборы фитнесс-групп, электробритвы, электрические зубные щетки и другие.
Тем не менее, беспроводная зарядка имеет отличный потенциал и для применения в промышленности. Промышленное применение включает в себя электрические транспортные средства, беспилотные летательные аппараты, автоматизация производства, портативные терминалы и так далее.
Почему именно беспроводная? Да потому, что промышленное оборудование очень часто работает в суровых условиях, где подвергаются воздействиям пыли, грязи, масла и прочих веществ. При отсутствии разъемов питания, в случае использования беспроводной зарядки, можно не беспокоиться о защищенности разъемов питания от жидкостей, газов, пыли.
Одно из важнейших преимуществ – применение во взрывоопасных средах, так как из-за отсутствия разъемов питания исключается возможность взрыва от искры, которая может возникнуть при подключении или отключении зарядного устройства.
Стандарты мощных беспроводных сетей
Наиболее популярной беспроводной технологией является технология ближнего поля (near-field charging NFC), при использовании которой катушка-передатчик создает магнитное поле, которое передает индуктивную энергию катушке-приемнику. Часть магнитного потока генерируемого катушкой-передатчиком проникает в катушку-приемник, генерируя таким образом передачу энергии. Условно такую работу можно сравнить с работой трансформатора.
Эффективность передачи зависит от потокосцепления ψ и добротности Q. Тесно связанная система обеспечивают максимальную эффективность передачи энергии, но очень чувствительна к рассогласованию катушек и расстоянию между ними.
Существует два конкурирующих стандарта NFC — Wireless Power Consortium (WPC), управляемый Qi (“Chee”), стандарт, имеющий рабочую частоту от 100 до 200 кГц и AirFuel Alliance, ранее известный как Power Matters Alliance (PMA), поддерживающий AirFuel Inductive и работающий на частотах от 100 до 350 кГц. Обе системы имеют КПД свыше 70%.
Многие производители поддерживают оба стандарта. Например, Samsung поддерживает как Qi, так и AirFuel зарядку в своих смартфонах Galaxy S6 и S7.
Беспроводная зарядка быстро развивается и изменяется. Например, Qi прошел несколько существенных изменений, как показано в таблице ниже:
WPC издал несколько итераций своего популярного стандарта Qi, увеличивая выходную мощность и добавив двунаправленные связи (обнаружения посторонних предметов FOD = foreign object detection).
Главным недостатком беспроводной зарядки является слишком долгое время заряда, по сравнению с проводной. Для решения этой проблемы производители стараются увеличивать мощности. WPC v1.2, представленный в 2015 году, может обеспечить выходную мощность в 15 Вт. Это классифицируется как «средняя мощность», по сравнению с предыдущими версиями «малой мощности» по 5 Вт.
Почему выбирают устройства строго по стандартам? Потому, что выбор по стандарту гарантирует, что источник и приемник электрической энергии будут иметь одинаковую мощность и частоту передачи и легко смогут работать вместе, даже если у каждого из них будет разный производитель.
Некоторые производители могут выбрать для собственных конструкций свои, специфические требования. Но запатентованные разработки имеют не только большую гибкость в работе, но и большие риски, так как OEM несет ответственность за все аспекты конструкции передатчик-приемник, включая сертификацию безопасности.
Архитектура беспроводной зарядки
Независимо от выбранного стандарта индуктивная беспроводная система состоит из двух частей – зарядной станции или подушечки, содержащей схемы станции и первичную катушку, и устройства зарядки, которое содержит вторичную катушку и связанные с ней схемы.
Во время работы передатчик находится в режиме низкого энергопотребления (режим «сна») большую часть времени и периодически «просыпается» для проверки наличия приемника.
Если вторичная катушка обнаружена, передатчик запрашивает авторизацию от приемника. После успешной авторизации начинается процесс зарядки. Если вторичная катушка не была обнаружена, передатчик снова переходит в режим «сна».
Вторичная сторона сохраняет полный контроль над процессом передачи энергии используя пакеты связи.
Конструкция катушки
Стандарт WPC требует проектировщика для выбора передающей катушки, которая должна отвечать точной спецификации для требуемого входного напряжения – 5 В, 12 В или 19 В. Катушки А5, например, представляют собой 5 В; 6,3 мкГн катушку с 10 витками провода, круглым поперечным сечением и магнитом внутри (рисунок ниже):
Новые конструкции стремятся к катушкам А11, с очень похожей конструкцией, но без магнита внутри. Решения с несколькими катушками, такими как А6, увеличивает доступную область зарядки, но при этом растет количество расходуемых материалов и стоимость устройства, так как каждой катушке необходим отдельный драйвер.
Катушки передатчиков и приемников, как правило, изготавливают из литцендрата, состоящего из множества изолированных проводов намотанных по определенной схеме, для минимизации скин-эффекта и эффекта близости. Для более мощных устройств катушку устанавливают на листе феррита. Производители передатчиков и приемников часто предоставляют списки рекомендуемых катушек для использования с их продукцией.
Для достижения максимального потокосцепления катушки приемника и передатчика должны иметь одинаковые размеры. Катушка приемника, как правило, гораздо более сложная. Она должна быть очень тонкая и при этом выдерживать вибрации, удары и прочие физические воздействия на устройство. Например, Würth Electronik состоит из пяти слоев:
- Провод литцендрата;
- Клейкая лента;
- Слой PET (polyethylene terephalate) пластика для повышения ударостойкости;
- Ферритовый лист;
- Клеящийся слой для крепления к устройству;
WPT соединение
Приемник (вторичная сторона) контролирует количество мощности, передаваемое передатчиком (первичная сторона). Вторичная сторона обменивается данными с первичной путем изменения нагрузки.
Возможно два варианта. Изменение резистивной нагрузки изменяет амплитуду напряжения передатчика, а емкостное изменение нагрузки приводит к смещению сигнала во времени:
Переключение в емкостной нагрузке (а), эффект смещения амплитуды относительно нулевой точки (b).
Стандарт Qi определяет скорость передачи данных в 2 кб/с с бифазным битным кодированием. Разнообразие коммуникационных пакетов определены для функций, таких как идентификация и аутентификация, обнаружение ошибок, контроль, потребление энергии, конец зарядки и эффективность.
Обнаружение посторонних предметов (FOD)
Любой металлический предмет, например ключ или монета, который находится между первичной и вторичной катушками, поглощает часть электромагнитного поля. Это снижает эффективность передачи энергии, а также предмет может нагреваться и создавать угрозу пожаробезопасности.
Индуктивная система WPC обнаруживает посторонний предмет путем сравнения отданной передатчиком мощности с принятой приемником. Если потеря мощности превышает допустимую, передатчик снижает передаваемую мощность или вовсе прекращает передачу и сообщает об ошибке в систему управления.
Так называемые «родственные металлы», такие как металлические части смартфонов, также могут поглощать энергию при передаче. Следуя из этого можно сделать вывод, что для каждого отдельного случая необходимо производить калибровку до внедрения в производство для того, чтобы определить нормальный уровень потери мощности.
FOD требует спецификацию WPC v1.1 или выше.
WPT конструкция: передатчик
На картинке ниже показана подробная блок-схема секции передатчика WPC v1.2:
Сердцем данной конструкции является bq501210 — цифровой контроллер беспроводной мощности, который может обеспечить до 15 Вт для подходящего приемника.
Контроллер периодически опрашивает окружающие доступные устройства питания, выполняет FOD, контролирует весь обмен данными с приемником, и регулирует передаваемую мощность на основе полученной обратной связи.
Он также управляет обработкой ошибок, связанных с передачей мощности и контролирует индикатор состояния рабочего режима.
bq501210 регулирует передаваемую мощность путем изменения VRAIL (напряжение катушки) при поддержке постоянной частоты 130 кГц. Для достижения этого bq501210 управляет bq500101 двойными NexFET силового каскада с ШИМ выходом Vrail_ШИМ.
Отфильтрованный выход постоянного напряжения пропорционален частоте ШИМ и генерирует VRAIL. ШИМ_А и ШИМ_В затем реализуют схему полного моста, состоящего из двух дополнительных bq500101s.
Полная конфигурация моста обеспечивает максимальную мощность, подводимую к катушке А5 для заданного напряжения питания.
Для 15 Вт передачи, входное напряжение должно быть в пределах от 15 В до 19 В, который может «выдавать» ток до 2 А.
Если система поддерживает High Voltage Dedicated Charging Port (HVDCP) технологию, а входное напряжение в начале меньше 6 В, bq501210 «согласовывает» повышении входного напряжения.
Если приемник поддерживает работу в режиме быстрого заряда, bq501210 может проводить согласования в системе для получения большей мощности для более быстрой зарядки.
Для реализации FOD, WPC 1.2-совместимый bq500100 измеряет ток с помощью шунта в цепи VRAIL и передает результат в bq510210. Для обеспечения питанием различных элементов схемы используют стабилизатор низкого напряжения (LDO) TLV70450 для 5 В, и понижающий преобразователь TPS54231 для 3,3 В.
WPT конструкция: приемник
Функцией приемника является получение и обработка мощности, выпрямление и регулирование напряжения, а после передача на нагрузку. Ниже показана конструкция приемника на основе bq51025, устройстве, которое обеспечивает однокристальное преобразование энергии, цифровое управление и связь, а также совместимо с WPC v1.1.
Данная разработка может передавать до 10 Вт при работе с bq501210, опираясь на контроллер первичной схемы (рассматривалось ранее). Для 10 Вт применения данная схема использует протокол компании TI для обеспечения двунаправленной связи, которая не поддерживается WPC v1.1.
bq51025 имеет регулируемое выходное напряжение от 4,5 В до 10 В, а также КПД до 84%. Интерфейс I2C позволяет легко подключать данное устройство к маломощным микроконтроллерам.
Если требуется совместимость с несколькими беспроводными стандартными, то bq51222 предлагает 5 Вт выходной мощности и поддержку протоколов соединения WPC v1.2 и AirFuel.
WPT и промышленность 4.0
Промышленные пользователи уже используют беспроводную зарядку в своих планшетах, терминалах, сканерах управления и прочих устройствах, но промышленность 4.0 представляет еще одну огромную возможность.
В высокоавтоматизированных связанных заводах будущего, автономных транспортных средствах, беспилотных летательных аппаратах постепенно заменяют человеческий труд.
Это предоставляет огромнейшие перспективы для беспроводной зарядки, так как автономия включает в себя и процессы заряда батареи.
Это, в свою очередь, требует наличия специальных зарядных подушек и матов, к которым транспортные средства могут подъезжать и восстанавливать заряд батареи без вмешательства человека.
Большинство промышленных систем требуют мощностей гораздо больше, чем 15 Вт. Будут ли более мощные системы поддерживать стандарт Qi или AirFuel и их комбинации покажет будущее. Подходы к проектированию беспроводной зарядки, рассмотренные в этой статье, несомненно, будут играть ключевую роль в развитии промышленных беспроводных зарядных систем.
Источник: http://elenergi.ru/besprovodnaya-zaryadka-stanovitsya-vse-blizhe-k-promyshlennoj-srede.html
bq51013a. Беспроводной приемник питания
Испытание новых чипов bq51013a для беcпроводной передачи энергии от Ti. Сейчас разрабатываю ZigBee сеть. Дошло дело до базовых станции и встал вопрос как заряжать на них аккумуляторы. Заказчик решил, что использовать традиционные методы не круто и не удобно. Сказал реализовать беспроводную зарядку.
Немного гугла и наткнулся на чипы от Ti и их демо-киты. Они чуть ли не единственные кто делает такие чипы. Есть еще программные реализации, но там КПД ниже.
Был приобретен такой кит. Стоит он 199$ и цена ничем не обоснованна. Там рассыпухи и на 50$ не наберется.
Также можно купить устаревшие наборы bqTESLA (приемник и передатчик) за 100$ на MAUSER.
Хотел еще взять и приемник, но в последний момент решил, что захомячить 199$ будет получше.
Передатчик
Он оказался не привычно тяжелым. Начал его рассматривать и нашел причину. Под индуктивностью находиться медная пластина толщиной 3мм. Видим такой вот бутер.Толстый провод смотан в катушку и приклеен к темносерой подложке. Вроде подложка сделана из керамики или чего-то похожего. В центре индуктивности магнит или что-то намагниченное.
Кстати зачем?? Эта индуктивность используется в NFC передатчиках и в розницу стоит 10$ на digikey (название смотреть в апноте на передатчик). Под ней теплопроводящая резина. Далее медная пластина приклеена к земляному полигону. Ну и с верху все накрыто оргстеклом.Вид с низу. Во время передачи энергии, передатчик тихо попискивает как старый модем.
Приемник
В качестве приемника использовал чип bq51013a. Купил за 9$ в розницу.
Схема установки до ужаса похожа на схему NFC TRF7970A. Ti скорей всего использовали этот чип в качестве основы да и технология, скорей всего, пошла от NFC.C помощью пинов EN1 и EN2 можно менять состояния. Но это как правило не требуется. Они необходимы когда есть много источников питания. Их можно оставить висеть в воздухе.
С помощью пина TS-CTRL можно отключить передачу энергии по событию «перегрев» и «заряжено». Если не требуется, то вешаем резистор 10к на общий провод. Резисторами на ILIM и FOD выставляем максимальный ток. Этот приемник умный и запрашивает у передатчика ровно столько сколько нужно. Максимальная нагрузка 1.5А. Естественно доходит не все.
Но КПД может достигнуть 93%, для этого требуется идеально совместить катушки. Фотки приемника.Я выбрал более дешевый вариант индуктивности и меньшей эффективностью. Стоит 4$. По центру у нее тоже магнит.Демонстрация. Приемник потребляет 5V и 20ма = 0.1 Вт. Передатчик 19V и 78ма = 1.48 Вт. В моем случае КПД получилось ~7%.
Но если увеличивать нагрузку на приемнике, то КПД будет повышаться. Сейчас пробую заряжать аккумуляторы и эффективность подскакивает до 50%.
Источник: http://we.easyelectronics.ru/part/bq51013a-besprovodnoy-priemnik-pitaniya.html
Беспроводная зарядка своими руками: инструкция, видео и полезный совет
Приветствуем вас, уважаемые читатели. В сегодняшней статье поговорим об актуальной нынче технологии – беспроводной зарядке для телефонов.
Наверняка вы слышали, как брендовые компании акцентирует на ней внимание, представляя очередное портативное устройство с его поддержкой.
Не желая тратить «кровные», многие остаются со старым мобильником, не переставая мечтая опробовать беспроводную зарядку.
Беспроводная зарядка своими руками – очень простое и достаточно быстрое решение. Читайте инструкцию и смотрите видео. Интересно, да? Тогда давайте по порядку. Но обязательно почитайте совет в конце статьи!
Что-то новое? Нет, давно известное «старое»
Впервые увидев беспроводную зарядку, я подумал, что производители сделали прорыв, открыв какую-то новую технологию. Благо есть Интернет, который поведал мне правду. На самом деле, появления беспроводной передачи энергии стало возможным благодаря открытию закона Андре Мари Ампером, который доказал, что электрический ток производит магнитное поле.
[product_partner img=”http://w-charger.anyshop.pro/images/complit-min.jpg” text=”Универсальная беспроводная зарядка” link=”https://tolkopolezno.ru/pxMPv1?sub_id_1=кнопка1″]
А случилось это, на минуточку, почти 200 лет назад. В последующие годы ряд ученых подтвердили существование электромагнитных волн, а Никола Тесла посвятил годы своей жизни изучению возможности передачи энергии на расстоянии. Посредством электромагнитной индукции физик сумел на расстоянии зажечь лампу накаливания.
Стандарт Qi
Конечно же, беспроводная передача энергии была интересна многим сферам человеческой жизни, но долгое время не выходила за стены лабораторий.
Уже в нынешнем столетии компании, которые занимаются разработкой потребительской электроники (планшеты, смартфоны), стали проявлять инициативы по созданию беспроводных зарядок.
Огромный вклад внес Консорциум беспроводной электромагнитной энергии (Wireless Power Consortium), разработавший стандарт Qi («Ци») для малых токов.
Спецификация стандарта была бесплатна и доступна, поэтому очень скоро стала применяться в портативной технике. Спустя три года Qi обзавелся спецификацией для средних токов.
Есть и другие стандарты, но они сложнее Qi, да и менее распространены. Совсем недавно, в 2015 году, ученые Вашингтонского университета выяснили, что энергия может передаваться посредством сетей Wi–Fi.
Ждем, когда смартфон будет заряжаться, подключившись к роутеру.
Принцип работы беспроводной зарядки по стандарту Qi
Ну, уже из названия устройства становится понятно, что для передачи энергии гаджету не требуется подключения проводов. Принцип работы очень прост.
Зарядное устройство получает встроенную катушку (медную), которая берет на себя роль создателя и передатчика электромагнитного поля уже на катушку-приемник, уложенной в смартфоне (может быть над батареей или задней крышкой).
Электромагнитное излучение возникает в момент, когда мобильный телефон с приемником оказывается в непосредственной близости с передатчиком (обычно около 4 сантиметров). Затем за дело берутся конденсаторы и выпрямитель (маломощный полупроводниковый диод), которые и обеспечивают аккумулятор энергией.
Значит, я смогу сделать беспроводную зарядку своими руками?
Да, для этого даже не нужно особых познаний в электрике. Тем более что уже до нас энтузиасты провели подобные эксперименты, выложив подробные инструкции и схемы для сборки беспроводной зарядки своими руками.
Если все нужные компоненты окажутся под руками, то создание простейшей беспроводной зарядки не займет и часа. Однако рекомендуем для начала потренироваться на старых «кнопочниках, а не бежать «изобретать» зарядку для новенького iPhone.
Например, вы можете собрать такую штуку для своей Nokia, у которой отвалилось гнездо зарядки, реанимировав ее таким образом. Итак, приступим.
Инструкция: как сделать беспроводную зарядку для телефона своими руками
Весь процесс можно поделить на две части: изготовление передатчика и приемника. Первый компонент получится отдельным устройством, а второй будет установлен в телефон.
Схема беспроводной зарядки очень проста, состоит из двух катушек (передатчик и приемник), а также транзистора и резистора.
Устройство передатчика:
- Для начала берем оправу, диаметр которой должен быть 7-10 сантиметров, но можно и другой – на ваше усмотрение.
- Теперь потребуется медная проволока диаметром 0,5 мм. Ее-то мы и наматываем на оправу. Необходимо сделать 20 витков, затем сделать отвод и скрутить еще 20 витков в обратную сторону.
- Понадобится транзистор. Использовать можно любой, хоть полярный, хоть биполярный – особой разницы нет. Если есть прямой проводимости, то придется изменить полярность. Транзистор подключается к концу катушки и отводу.
- Скрепляем получившуюся конструкцию скотчем или другим типом изоляции.
Дабы все выглядело «солидно», можно использовать коробки из под DVD или CD-диска. Некоторые умельцы даже заморачиваются, вырезая, так скажем, корпуса из дерева.
- Для обеспечения питания можно использовать стандартный адаптер питания напряжением на 5 Вольт, который подключается к контуру.
- Все, устройство, которое будет передавать электричество, готово.
Теперь переходим к изготовлению приемника:
- Если изготовление передатчика занимает считанные минуты, то с приемником придется попотеть. Для начала придется сделать катушку, но уже плоскую. Понадобится медная проволока, но диаметром поменьше – 0.3-0.4 мм. Потребуется сделать 25 витков. Для удобства советую воспользоваться какой-нибудь подкладкой, например куском пластика.
Постепенно витки укрепляем при помощи суперклея, чтобы конструкция не развалилась – придется мотать заново. По окончании работы необходимо аккуратно оторвать приемник от пластмассы, на которой его сматывали.
- Теперь подключаем наш приемник к аккумулятору через высокочастотный кремниевый диод, например SS14. Катушка должна оказаться на верхней части батареи, ближе к крышке.
Для стабилизации напряжения следует использовать конденсатор.
- Подключать приемник можно либо к разъему зарядки, либо напрямую к батарее. Последний вариант отлично подойдет пользователям, у которых «умер» порт подзарядки.
- Все, закрываем заднюю крышку, чтобы не сдвинуть катушку.
Для многих пользователей, я думаю, лишним не будет видео о том, как сделать своими руками беспроводную зарядку. Поэтому, вот, держите:
На этом беспроводное зарядное устройство, сделанное своими руками, готово. Для начала использования достаточно положить телефон на передатчик. К сегодняшнему дню в Сети скопился уже ни один десяток инструкций по сборке беспроводных зарядок.
Принцип примерно одинаков, но энтузиасты продолжают совершенствовать это устройство, внося что-то свое.
Правда, новичкам лучше потренироваться для начала на самом простом варианте, представленном в инструкции, чтобы не пришлось нести телефон в ремонт.
Подойдет для любого устройства
Самый главный плюс беспроводной зарядки, сделанной своими руками – возможность изготовить практически для любого устройства: смартфона, обычного телефона, фотоаппарата, радиоприемника и так далее. Принцип питания всех этих гаджетов похож, поэтому и зарядка происходит по одному сценарию.
[p[product_partner img=”http://w-charger.anyshop.pro/images/complit-min.jpg” text=”Универсальная беспроводная зарядка” link=”https://tolkopolezno.ru/pxMPv1?sub_id_1=кнопка3″]p>
Правда, настоятельно не рекомендую пытаться изготовить беспроводную зарядку своими руками для дорогих смартфонов.
Во-первых, придется разбирать корпус, чтобы подключить катушку приемника, так как современные модели часто выполнены неразборными (не получится просто снять крышку).
Во-вторых, рискуете, перепутав что-либо, испортить устройство, особенно это касается новичков. В-третьих, большинство современных смартфонов поддерживает беспроводную зарядку с завода или обеспечивается другими производителями.
Минусы беспроводной зарядки, сделанной своими руками
оно вам надо?
Плавно мы подошли к очень важному моменту – минусам самодельных беспроводных зарядок. Да, возможность сделать без лишних затрат интересное и полезное устройство – здорово, но не будем забывать о рисках, на которые вы идете.
- Ошибки во время изготовления в лучшем случае приведут к тому, что беспроводная зарядка работать не будет, в худшем – работать не будет телефон.
- Не рассчитывайте на то, что смартфон будет быстро заряжаться. Даже заводские беспроводные зарядки все еще отстают от обычных ЗУ по скорости зарядки, что уж говорить о сделанных своими руками.
- Не думаю, что у каждого дома лежит моток проволоки, диод и пару транзисторов. Вам придется все это купить, потратив сумму, сопоставимую с той, что требуется для покупки готового, пусть и китайского, устройства.
Что можно добавить? Беспроводная зарядка своими руками – скорее способ наглядно посмотреть на принцип работы электромагнитного поля.
Чтобы собрать действительно стоящее и красивое устройство, потребуется потратить немало времени, да и средств. Выгоднее заказать готовый комплект, не тратя время на обмотку контура.
Конечно, если вы любитель создавать что-нибудь необычное своими руками, то обязательно займитесь разработкой «своего» беспроводного зарядного устройства.
Очень полезный совет! Готовые решения за копейки
Источник: https://SmartBobr.ru/dlyasmartfonov/besprovodnaya-zaryadka-svoimi-rukami/
Стандарты беспроводной зарядки
Пока разрабатываются новые стандарты USB для лучшей зарядки и быстрой передачи данных, я хотел бы рассказать вам о технологии, которая должна помочь нам избавиться от проводов как класса.
Как вы уже могли догадаться, речь пойдет о стандартах беспроводных зарядок для смартфонов и прочих гаджетов. Мы выясним, чем они отличаются друг от друга, и, самое главное, как они при этом работают.
Давайте разбираться!
На всякий случай начнем с азов. Беспроводная зарядка, как следует из названия, это способ передачи энергии без использования каких-либо контактных поверхностей. Т.е. подразумевается не только отсутствие проводов, но и каких-либо коннекторов или пинов.
На сегодняшний день беспроводные зарядки не так популярны, как хотелось бы.
Производители не слишком охотно встраивают подобную технологию в свои устройства, а массового появления зарядных станций в местах общественного пользования тоже пока не наблюдается.
Одной из проблем, как, в общем, и в большинстве отраслей электроники, является отсутствие единства стандартов. И именно о них и пойдет речь.
Qi
На данный момент самым распространенным стандартом беспроводной зарядки является Qi. Он разработан консорциумом беспроводной электромагнитной энергии (Wireless Power Consortium, WPC). Именно стандарт Qi поддерживают многие производители смартфонов и планшетов, среди которых есть такие монстры как Asus, Motorola, HTC, Huawei, LG, Nokia, Samsung, Blackberry, Sony и другие.
Передача мощности происходит от передатчика к пластине внутри устройства. Для успешной зарядки пластина должна лежать (находиться в параллельной плоскости) с передатчиком, а расстояние между ними не должно превышать 4 см.
Сам процесс зарядки происходит за счет электромагнитной индукции.
Ток, проходя по первичной катушке в передатчике, создает колебания электромагнитного поля, которое в свою очередь создает ток во вторичной катушке, находящейся в пластине устройства-получателя.
Основным отличием от конкурентов, которые также используют принцип электромагнитной индукции, является частота работы. В случае с Qi она составляет 100-205 кГц.
PMA
Другой стандарт, также использующий принцип электромагнитной индукции, называется PMA. Внедрен компанией Powermat в 2012 году. Он не может похвастаться такой широкой поддержкой производителей устройств, как Qi, но свои козыри в рукаве все же есть. Дело в том, что зарядка состоит из двух частей, и PMA решила сделать упор на трансмиттер, а не на ресивер.
Недавно было объявлено о том, что популярная сеть кофеен Starbucks внедрит беспроводные зарядки стандарта PMA во все свои заведения на территории США до конца 2015 года. Подробнее об этом вы может узнать в одной из статей на нашем сайте. Как известно, всякие хипстеры любят стекаться Starbucks’ы, так что таким образом PMA может набирать популярность.
Пока что стандарт ведет борьбу исключительно на территории США. В частности, как инструмент здоровой и не очень конкуренции, его используют операторы местной связи. Так AT&T продвигает именно PMA, выпиливая беспроводные зарядки остальных стандартов в своих операторских устройствах.
Хотя PMA использует аналогичный стандарту Qi физический принцип зарядки, электромагнитную индукцию, отличия все же есть. Как уже говорилось, заключаются они в частоте работы, которая для PMA составляет 277-357 кГц.
На данный момент PMA довольно сильно проигрывает Qi в популярности, а мобильные устройства, в которые предустановлен данный стандарт, можно пересчитать по пальцам. Но все же силы, стоящие за продвижением PMA довольно велики, так что окончательно списывать со счетов его рановато.
Rezence (A4WP)
Стандарт, созданный A4WP (Alliance for Wireless Power), использует технологию Rezence. Она еще менее популярна, чем PMA, но стоит упоминания хотя бы потому, что использует другую технологию передачи энергии.
Создатели позиционируют технологию как “следующий шаг”, ведь с ее помощью можно заряжать устройства на гораздо большем расстоянии, чем в случае с электромагнитной индукцией, а также такие предметы как книги или другие элементы обихода не станут преградой. Также от одной станции могут заряжаться сразу несколько устройств, создавая, так называемую, зону умной зарядки вокруг дока.
Сам принцип базируется на эффекте магнитного резонанса. Именно это позволяет существенно расширить область зарядки от одного дока, а также заряжать сразу несколько устройств.
Передаваемая мощность может достигать 50 Ватт, чего может быть вполне достаточно для ноутбука. При этом сам “коврик”, в отличие от Qi или PMA не нужно вмонтировать в столы, если, например, вы хотите внедрить такие станции в своем кафе.
Достаточно закрепить их под столами, это не станет преградой для Rezence.
Несмотря на всю крутость технологии, Rezence пока не может похвастаться большими успехами.
Технологию поддерживают такие монстры как Qualcomm, LG, Intel, HTC и другие, но пока что до коммерческих образцов дело не дошло.
Однако не так давно A4WP подписали соглашение о сотрудничестве с PMA, так что вполне возможно, что Rezence или же ее следующая инкарнация сможет стать вторым поколением беспроводных зарядок.
Вывод
Лично мне использование беспроводной зарядки позволило бы почти полностью отказаться от кабелей при использовании смартфона, ведь пользуюсь я ими сейчас исключительно для подзарядки аккумулятора. Функцию же передачи данных взяли на себя облачные сервисы, Pushbullet, Airdrop и их аналоги.
На данный момент до массового внедрения любому из стандартов еще довольно далеко. Хотя сейчас Qi установлен в большинстве устройств, поддерживающих беспроводную зарядку, смысл в ней зачастую нивелируется отсутствием распространенной сети “ковриков” и их высокой стоимостью. Т.е.
по сути, зарядкой можно пользоваться только на домашнем/рабочем коврике, который по определению лежит в одном месте. Или же придется таскать этот “коврик” с собой, но ведь его все равно придется втыкать в розетку проводом, так что вся прелесть беспроводной зарядки пропадает.
Потенциально отказ от проводов, в том числе и тех, которые не только передают информацию, но и энергию для аккумуляторов, не так и далеко. Отрасль развивается, стандарты появляются и совершенствуются, так что когда-то мы все же должны прийти к миру без проводов. В конце концов, сам Илон Маск пообещал развивать это направление, а он не любит бросать слова на ветер.
Источник: https://keddr.com/2014/08/standartyi-besprovodnoy-zaryadki/
На зарядку становись
Недавно инженеры американской лаборатории Disney Research представили новую технологию беспроводной передачи электроэнергии устройствам, расположенным в пределах одной комнаты. Это интересное решение, хотя и не лишенное изъянов.
Оно вписывается в представления фантастов о технологиях будущего, позволяющих автоматически заряжать любые портативные устройства, едва войдя в помещение.
Но до выхода на рынок технологии Disney еще далеко: мы пока не умеем делать такие устройства безопасными для здоровья людей.
О беспроводной передаче энергии еще в XIX веке грезили Андре Ампер, Джеймс Максвелл, Майкл Фарадей, Генрих Герц и, конечно же, Никола Тесла. Изобретатели полагали, что это будет очень удобно: никаких проводов в комнатах, никаких розеток и контактных щитков; освещение можно будет размещать где захочется и перемещать в любой момент куда захочется.
В 1893-1894 годах Тесла даже показал свое устройство для беспроводных передачи и приема электричества — катушки Тесла. С их помощью изобретатель смог без проводов зажечь люминесцентную лампу (что было довольно просто, поскольку ее люминофор чувствителен к электромагнитному излучению) и лампу накаливания (что сложнее, потому что в ней люминофора нет).
Оружие ближнего боя
Катушки Тесла работали по принципу электромагнитной индукции. С ней все просто. Есть одна проволочная катушка и вторая. На первую подается напряжение, которое тут же приводит к возникновению электромагнитного поля. Если вторая катушка находится внутри этого электромагнитного поля, в ней под его воздействием возникает электродвижущая сила, которая преобразуется в электрический ток.
Мы давно привыкли и не замечаем этого, но надежная беспроводная передача электричества используется практически везде. Речь идет о трансформаторах, на вход которых подаются 220 вольт переменного тока, а на выходе получается меньшее или большее количество вольт. Трансформатор состоит из двух катушек — обмоток. Выходное напряжение зависит от количества витков проволоки в принимающей катушке.
Трансформаторы сегодня повсюду: в телевизорах, зарядных устройствах смартфонов, энергосберегающих лампах. Они служат первым звеном в блоках питания многих устройств. Именно электромагнитная индукция лежит в основе изысканий инженеров, придумывающих новые устройства беспроводной зарядки для всего.
Основных причин для ее использования две: потенциально высокая эффективность передачи электроэнергии на ближнем расстоянии и слабая зависимость от внешних факторов.
Например, для передачи электроэнергии на большие расстояния планируется использовать микроволны или лазеры, но и те другие не терпят преград — между передатчиком и приемником должна быть прямая видимость.
Беспроводные зарядные станции тоже давно уже созданы, и многие из нас ими пользуются. Например, такие зарядки установлены в подставки для электрических зубных щеток. Или вот еще пример: утром вы заходите в метро и прикладываете к турникету картонный билет или карту «Тройка».
Такой билет содержит в себе металлическую катушку (ее видно на просвет) и маленький чип, управляющий отправкой и записью информации. В турникете же установлена передающая катушка. Когда билет попадает в ее электромагнитное поле, в принимающей катушке возникает ток, достаточный для питания микрочипа.
А дальше происходит молниеносный обмен данными: катушка на турникете модулирует магнитное поле, микрочип билета воспринимает модуляции и позволяет считать свою информацию или записать новую.
Беспроводных зарядных станций сегодня существует огромное множество. Это и обычные коврики, подключенные к розетке, на которые достаточно просто положить свой смартфон.
Это и устройства стандарта Qi (читается «Ци»), которые могут не просто заряжать устройства, а управлять их зарядкой, передавая и принимая служебные данные, включая идентификатор (чтобы адресно управлять зарядкой устройств) и команды на начало и прекращение зарядки. Домашние умельцы даже делают беспроводные зарядки своими руками, причем этот процесс довольно прост.
Но какими бы замечательными ни были подобные устройства, они имеют один серьезный недостаток: индукционные зарядные станции не могут передавать энергию на большое расстояние; максимальная дальность их действия не превышает диаметра передающей катушки.
Понятно, что если постараться и скрутить передающую катушку диаметром 300 метров, то можно будет передавать электричество на такое же расстояние.
Но это будет очень дорого, неэффективно (на дальней границе электромагнитного поля индуцируемого тока едва будет хватать на работу устройства, а про зарядку его аккумулятора можно будет забыть) и опасно для здоровья.
Когда Тесла изобретал свои катушки, о влиянии электромагнитного излучения на живые организмы еще ничего не было известно. Считалось, что раз это излучение невидимо и неощутимо, то и вреда от него нет. И поэтому разрабатывались смелые проекты по обеспечению беспроводным электричеством целых городов.
Только позднее выяснилось, что длительное воздействие повышенного электромагнитного поля на человека может вызывать чувство усталости, тошноту и головную боль, а значительное превышение электромагнитных норм — приводить к повреждению центральной нервной системы и сбоям в работе сердечно-сосудистой системы.
Поскольку нас и без всяких беспроводных зарядных станций постоянно окружает электромагнитное излучение (сотовые станции, Wi-Fi, телерадиовещание, спутниковое вещание, Bluetooth и даже микроволновые печи), во многих странах приняты и действуют стандарты, устанавливающие допустимые его уровни.
Например, уровень излучения сотовых станций в России ограничен десятью микроваттами на квадратный сантиметр.
Развитие технологий индукционной передачи электричества и стандартов, ограничивающих мощность электромагнитного излучения, подтолкнуло ученых к попыткам разработать дальнобойные, но безопасные для людей и животных зарядные устройства. В поисках компромисса инженеры использовали резонансную электродинамическую индукцию.
В этом случае передающая катушка настроена на формирование электромагнитного поля с определенной частотой, и принимающая катушка устроена несколько сложнее: она уже не является просто мотком проволоки, а снабжена набором конденсаторов.
Их количество и емкость позволяет «настроить» катушку на эффективный прием электромагнитного излучения передатчика.
Такая настройка передатчика и приемника на одну частоту называется резонансной. Ее преимущество в том, что «переброска» электроэнергии происходит импульсами, причем на пике импульса передается наибольшая мощность.
По сравнению с обычными индуктивными зарядными станциями резонансные позволяют эффективнее передавать энергию. Кроме того, использование резонансной электродинамической индукции позволяет увеличить расстояние передачи энергии.
Дело в том, что область распространения электромагнитного поля делится на три зоны: ближнюю, переходную и дальнюю (в переходной и дальней зонах электромагнитное излучение затухает и теряет свои полезные для беспроводной передачи энергии свойства).
Ближняя зона — это и есть тот небольшой участок возле антенны, на котором, если там разместить принимающую катушку, можно получить электромагнитную индукцию.
В резонансной электродинамической индукции появляется возможность управлять границами ближней зоны катушки. Ее радиус можно вычислить, если разделить длину электромагнитной волны на число π, умноженное на два.
Скажем, передающая катушка генерирует электромагнитное излучение с частотой 100 килогерц. Длина волны на этой частоте составит три тысячи метров. Подставив это значение в формулу, мы узнаем, что радиус ближней зоны для передатчика составит чуть больше 477 метров.
Казалось бы, проблема решена: создаем относительно компактную передающую катушку, генерируем на ней электромагнитное поле с частотой, скажем десять килогерц (чтобы длина волны увеличилась в десять раз) и получаем передачу электроэнергии на дальность до 4,8 километров.
Но передача большой мощности таким образом губительно скажется на живых организмах.
И здесь вновь вступают в силу стандарты частотности и мощности электромагнитного излучения (каждая страна определяет их по-разному в зависимости от своих представлений о вреде длительного воздействия электромагнитных волн).
По правилам большинства стран, для длинных волн как излучения, имеющего протяженную ближнюю зону, передаваемая мощность ограничивается несколькими милливаттами. Современным устройствам такой мощности не хватит ни на что.
Однако сегодня сразу несколько исследовательских и частных организаций занимаются разработкой новых систем беспроводной передачи электричества, которые, если их удастся довести до стадии серийного производства, смогут существенно изменить наш быт.
Они будут соответствовать местным стандартам безопасности электромагнитного излучения и при этом эффективно заряжать пользовательские устройства на относительно больших дистанциях.
Дальнобойная артиллерия
Так, в июне 2015 года исследователи из Вашингтонского университета предложили использовать для беспроводной зарядки устройств обычные Wi-Fi-роутеры. Для эксперимента ученые взяли обычный роутер, построенный на чипе Atheros AR9580. Алгоритм работы чипа был несколько модифицирован.
Если современные роутеры ведут вещание, только если об этом просит подключаемое устройство, то модифицированный роутер передавал сигнал постоянно. Если к нему не было подключено ни одно устройство, роутер передавал шум, модулированное излучение, не несущее информации.
В результате исследователям удалось обеспечить электричеством температурный датчик и камеру на расстоянии до восьми метров. Камера делала снимок разрешением 174 на 144 пикселя один раз в 35 минут.
Предложенную технологию исследователи назвали PoWiFi (Power over Wi-Fi, энергия через Wi-Fi). Впрочем, роутеры плохо подходят для обеспечения энергией крупных устройств, требующих серьезного энергоснабжения. Мощность передачи типичного роутера без каких-либо усилителей составляет около ста милливатт.
Для сравнения, современные смартфоны комплектуются зарядными устройствами мощностью 40–50 и более ватт. Поэтому большинство исследователей рассматривают возможность не использования уже существующих в квартирах источников электромагнитного излучения, создания новых, более мощных и «интеллектуальных».
Другая американская компания, Energous, еще в конце 2015 года пообещала в течение ближайших пары-тройки лет выпустить на рынок WattUp — компактную беспроводную зарядную станцию для любых устройств. Причем всего по 300 долларов за штуку. Эта станция работает по принципу резонансной электродинамической индукции и способна заряжать устройства в пределах одной комнаты.
Технические подробности устройства компания не раскрывает, ссылаясь на коммерческую тайну, но общее описание приводит. Одна станция сможет с одинаковой эффективностью заряжать до 12 устройств одновременно.
Все время зарядки между ней и устройствами будет поддерживаться обмен данными для определения остаточного заряда, расстояния, на котором расположено устройство, и режима зарядки.
В зависимости от полученных данных о ходе зарядки станция будет сбалансировано распределять передаваемую мощность между всеми подключенными потребителями.
В Energous утверждают, что если при 12 подключенных устройствах в зоне действия WattUp появится еще одно, станция его запомнит и разрешит ему встать на зарядку, как только один из подключенных потребителей «насытится». Управлять распределением передаваемой мощности предполагается, вероятно, с помощью изменения частоты передачи.
Для каждого устройства в момент подключения будет устанавливаться своя частота зарядки. При этом будет ли компания поставлять вместе со станцией приемную часть для устройств или они должны обладать собственной, совершенно не понятно.
Между тем в феврале текущего года инженеры Disney Research представили технологию беспроводной передачи энергии, позволяющую передавать до 1,9 киловатта энергии в пределах одной комнаты без вреда для живых организмов. Новую технологию инженеры назвали квазистатическим резонансом в полости (quasistatic cavity resonance, QSCR).
Разработчики построили комнату объемом 54 кубических метра, в пол, потолок и стены которой вставили алюминиевые панели. В центре установили медный столб диаметром 7,2 сантиметра с разрывом высотой 2,5 сантиметра посередине. Верхняя и нижняя части столба в месте разрыва соединены друг с другом 15 конденсаторами общей емкостью 7,3 пикофарада.
При подаче напряжения на столб вокруг него образовывались стоячие электромагнитные волны с частотой 1,32 мегагерца.
В ходе эксперимента исследователи с помощью специального генератора подавали на алюминиевые пластины в комнате резонансный ток с частотой 1,32 мегагерца.
Подача напряжения на алюминиевые панели в стенах, потолке и полу также приводила к образованию стоячих электромагнитных волн, которые, взаимодействуя с волнами от медного столба, образовывали в пределах комнаты однородное электромагнитное поле.
Это поле уже могли преобразовывать в электричество обычные приемные катушки на смартфонах, радиоуправляемых машинках или светодиодных лампочках. Всего в одной комнате могут заряжаться до 320 устройств. Правда, по своей конструкции сама комната похожа на клетку Фарадея, то есть внутри нее сотовый телефон, скорее всего, ловить не будет.
Впрочем, исследователи из Disney при этом продвинулись дальше своих коллег из корейского института KAIST. Те в 2014 году представили зарядную станцию DCRS (Dipole Coil Resonant System, резонирующая система с дипольными катушками).
Если в обычных системах беспроводной передачи электричества методом резонансной индукции используются, грубо говоря, мотки проволоки, то в новой системе исследователи поместили внутри передающей и принимающей катушек ферритовый сердечник. В результате стала возможна эффективная передача энергии на расстояние до пяти метров.
Размеры передающей катушки составляют три метра в длину, десять сантиметров в глубину и 20 сантиметров в высоту.
Во время экспериментов катушка излучала с частотой 20 килогерц. Максимальная выходная мощность на дальности трех метров составила 1,4 киловатта и 209 ватт — на расстоянии пяти метров. Правда, эффективность устройства беспроводной передачи электричества составила всего 40 процентов.
Грубо говоря, для передачи ста ватт энергии другому устройства сама система должна потребить мощность в 250 ватт. Для сравнения, у беспроводных зарядных станций стандарта Qi (дальность передачи — четыре сантиметра) эффективность составляет до 85–90 процентов, что уже близко к 96-98 процентам обычных проводных зарядок смартфонов.
Разработка Disney Research, по утверждению инженеров, имеет эффективность в 40–95 процентов в зависимости от местоположения устройства.
Источник: https://nplus1.ru/material/2017/03/02/power
Беспроводные зарядки Qi
Беспроводные зарядные устройства Qi — это будущее, свободное от клубков спутанных проводов! Всё просто: кладём или устанавливаем (в зависимости от модели аккумулятора) смартфон на специальной подставке и с удовольствием наблюдаем, как уставшее устройство стремительно набирается сил.
Стандарт Qi («Ци» в русской транскрипции), по которому создаются устройства, означает «поток энегрии», термин взят из восточной философии. Беспроводная зарядка Qi — устройство, передающее энергию индукционно на расстояние до 4 см.
Оно адаптируется под потребности смартфона в энергии и прекращает свою работу, когда будет полностью заряжен. Технология безопасна для человека и влияет на организм не более, чем сигнал Wi-Fi. Также устройство сбережёт смартфон.
Особенно это касается разъёмов, которые портятся со временем, что может вас подвести в самый неподходящий момент.
Для нашей линейки беспроводных зарядок Qi мы выбрали три самые популярные и любимые пользователями во всём мире модели, украсьте их логотипом своей компании, любой другой фирменной символикой — удобный, современный, полезный и стильный промо подарок готов!
Команда наших креативных дизайнеров всегда готова помочь с разработкой или корректировкой вашего макета. Они отлично работают с такими программами как Adobe Illustrator, Photoshop, CorelDRAW. Мы сделали этот сервис абсолютно бесплатным для того, чтобы результатом нашей совместной работы всегда оставался качественный продукт.
Если вы хотите сделать макет самостоятельно, то можете скачать готовую подложку:
| QI0121 | QI0122 | QI0123 | QI0120 |
Ниже представлена наша стандартная палитра. Беспроводные зарядки Qi данных цветов мы всегда храним на складе в большом количестве.
| Беспроводное зарядное устройство QI0121Беспроводное зарядное устройство QI0122Беспроводное зарядное устройство QI0123Беспроводное зарядное устройство QI0120 |
Наличие цветов на складе уточняйте, пожалуйста, у наших менеджеров.
Пластиковая беспроводная зарядка Qi под нанесение логотипа
Модель QI0120
|
Новое |
|
Новое слово в мире зарядных устройств, беспроводной аккумулятор Qi очень быстро стал популярным среди пользователей во всём мире. Возможна как обычная проводная зарядка, так и беспроводная для всех устройств, поддерживающих технологию Qi (см.
характеристики вашего гаджета), а также предусмотрена возможность одновременной зарядки нескольких устройств. Увеличенная ёмкость аккумулятора позволяет зарядить телефон до 3 раз, что очень выручит в долгой поездке.
Срок изготовления: 2-4 дня.
Бесплатная доставка: по Москве (в пределах МКАД) при заказе от 5000 ₽; до терминалов ТК в областных центрах России при заказе от 10000 ₽.
Нашли дешевле?
Новое слово в мире зарядных устройств, беспроводной аккумулятор Qi очень быстро стал популярным среди пользователей во всём мире. Возможна как обычная проводная зарядка, так и беспроводная для всех устройств, поддерживающих технологию Qi (см.
характеристики вашего гаджета), а также предусмотрена возможность одновременной зарядки нескольких устройств. Увеличенная ёмкость аккумулятора позволяет зарядить телефон до 3 раз, что очень выручит в долгой поездке.
Срок изготовления: 3-5 дней.
Бесплатная доставка: по Санкт-Петербургу (в пределах КАД) при заказе от 5000 ₽.
Нашли дешевле?
Металлическая беспроводная зарядка Qi с логотипом «Тарелочка»
Модель QI0121
|
Новое |
|
Зарядка смартфона без распутывания проводов и поиска розеток теперь реальна! Эта модель беспроводной зарядки Qi выглядит стильно и лаконично, она невероятно проста в использовании. Устройство подходит для смартфонов, поддерживающих стандарт передачи энергии Qi.
Устройство можно подключить к USB-порту, розетке или обычной зарядке.
Чтобы запустить процесс зарядки смартфона, зарядную станцию нужно подключить к питанию.
Срок изготовления: 2–4 рабочих дня.
Бесплатная доставка: по Москве (в пределах МКАД) при заказе от 5000 ₽; до терминалов ТК в областных центрах России при заказе от 10000 ₽.
Нашли дешевле?
Зарядка смартфона без распутывания проводов и поиска розеток теперь реальна! Эта модель беспроводной зарядки Qi выглядит стильно и лаконично, она невероятно проста в использовании. Устройство подходит для смартфонов, поддерживающих стандарт передачи энергии Qi.
Устройство можно подключить к USB-порту, розетке или обычной зарядке.
Чтобы запустить процесс зарядки смартфона, зарядную станцию нужно подключить к питанию.
Срок изготовления: 3–5 рабочих дней.
Бесплатная доставка: по Санкт-Петербургу (в пределах КАД) при заказе от 5000 ₽.
Нашли дешевле?
Пластиковая беспроводная зарядка Qi с логотипом «Тарелочка»
Модель QI0122
|
Новое |
|
Зарядка выполнена из прочного качественного пластика; нанесение полноцветных изображений и надписей, а также мерцание подсветки притягивают взгляды! Порадуйте клиентов и партнёров полезным и красивым рекламным подарком. Устройство подходит для смартфонов, поддерживающих стандарт передачи энергии Qi.
Устройство можно подключить к USB-порту, розетке или обычной зарядке.
Чтобы запустить процесс зарядки смартфона, зарядную станцию нужно подключить к питанию.
Срок изготовления: 2–4 рабочих дня.
Бесплатная доставка: по Москве (в пределах МКАД) при заказе от 5000 ₽; до терминалов ТК в областных центрах России при заказе от 10000 ₽.
Нашли дешевле?
Зарядка выполнена из прочного качественного пластика; нанесение полноцветных изображений и надписей, а также мерцание подсветки притягивают взгляды! Порадуйте клиентов и партнёров полезным и красивым рекламным подарком. Устройство подходит для смартфонов, поддерживающих стандарт передачи энергии Qi.
Устройство можно подключить к USB-порту, розетке или обычной зарядке.
Чтобы запустить процесс зарядки смартфона, зарядную станцию нужно подключить к питанию.
Срок изготовления: 3–5 рабочих дней.
Бесплатная доставка: по Санкт-Петербургу (в пределах КАД) при заказе от 5000 ₽.
Нашли дешевле?
Металлическая беспроводная док-станция с логотипом
Модель QI0123
|
Новое |
|
Док-станцию можно подключить к USB-порту, розетке или обычной зарядке. Это делается один раз, и потом больше не придётся каждый раз возиться с проводами. Установка смартфон на такую зарядку занимает секунду.
Очень удобна в использовании в качестве подставки, чтобы, например, с комфортом читать или смотреть видео. Такая зарядка подойдёт для любого смартфона Apple с разъёмом Lightning.
Устройство можно подключить к USB-порту, розетке или обычной зарядке.
Чтобы запустить процесс зарядки смартфона, зарядную станцию нужно подключить к питанию.
Срок изготовления: 2–4 рабочих дня.
Бесплатная доставка: по Москве (в пределах МКАД) при заказе от 5000 ₽; до терминалов ТК в областных центрах России при заказе от 10000 ₽.
Нашли дешевле?
Док-станцию можно подключить к USB-порту, розетке или обычной зарядке. Это делается один раз, и потом больше не придётся каждый раз возиться с проводами. Установка смартфон на такую зарядку занимает секунду.
Очень удобна в использовании в качестве подставки, чтобы, например, с комфортом читать или смотреть видео. Такая зарядка подойдёт для любого смартфона Apple с разъёмом Lightning.
Устройство можно подключить к USB-порту, розетке или обычной зарядке.
Чтобы запустить процесс зарядки смартфона, зарядную станцию нужно подключить к питанию.
Срок изготовления: 3–5 рабочих дней.
Бесплатная доставка: по Санкт-Петербургу (в пределах КАД) при заказе от 5000 ₽.
Нашли дешевле?
Мы бережно относимся к своему делу! Каждый заказ мы продумываем до мелочей, ведь это позволяет нам избежать проблем на протяжении всего нашего сотрудничества и радовать вас итогом нашей работы.
Заказать
Наши специалисты всегда рады помочь вам и предоставить квалифицированную консультацию по любым вопросам касательно продуктов и услуг нашей компании.
Изготовление от 10 шт. Разработка макета профессиональным дизайнером в подарок! Бесплатная доставка по РФ. Трендовые модели. Полноцветное нанесение, гравировка.
Источник: http://rubraslet.ru/qi-chargers.html
Введение в беспроводную передачу электрической энергии
Основы беспроводной зарядки
Беспроводная передача электрической энергии (WPT) дает нам шанс избавиться от тирании кабелей питания. В настоящее время эта технология проникает во все виды устройств и систем. Давайте взглянем на нее!
Беспроводной путь
Большинство современных жилых домов и коммерческих зданий питаются от сетей переменного тока. Электростанции генерируют электричество переменного тока, которое доставляется в дома и офисы с помощью высоковольтных линий электропередачи и понижающих трансформаторов.
Электричество поступает в распределительный щит, а затем электропроводка доставляет электричество к оборудованию и устройствам, которые мы используем каждый день: светильники, кухонная техника, зарядные устройства и так далее.
Все компоненты стандартизованы. Любое устройство, рассчитанное на стандартные ток и напряжение, будет работать от любой розетки по всей стране. Хотя стандарты разных стран и различаются между собой, в конкретной электрической системе любое устройство будет работать при условии соблюдения стандартов данной системы.
Тут кабель, там кабель… Большинство наших электрических устройств обладает кабелем питания от сети переменного тока.
Технология беспроводной передачи электроэнергии
Беспроводная передача электрической энергии (WPT) позволяет подавать питание через воздушный зазор без необходимости использования электрических проводов.
Беспроводная передача электроэнергии может обеспечить питание от источника переменного тока для совместимых аккумуляторов или устройств без физических разъемов и проводов.
Беспроводная передача электрической энергии может обеспечить заряд мобильных телефонов и планшетных компьютеров, беспилотных летательных аппаратов, автомобилей и прочего транспортного оборудования. Она может даже сделать возможной беспроводную передачу в космосе электроэнергии, полученной от солнечных панелей.
Беспроводная передача электрической энергии начала свое быстрое развитие в области бытовой электроники, заменяя проводные зарядные устройства. На выставке CES 2017 будет показано множество устройств, использующих беспроводную передачу электроэнергии.
Однако концепция передачи электрической энергии бес проводов возникла примерно в 1890-х годах. Никола Тесла в своей лаборатории в Колорадо Спрингс мог без проводов зажечь электрическую лампочку, используя электродинамическую индукцию (используемой в резонансном трансформаторе).
Изображение из патента Теслы на «устройство для передачи электрической энергии», 1907 год
Были зажжены три лампочки, размещенные на расстоянии 60 футов (18 метров) от источника питания, и демонстрация была задокументирована.
У Теслы были большие планы, он надеялся, что его башня Ворденклиф, расположенная на Лонг-Айленд, будет без проводов передавать электрическую энергию через Атлантический океан.
Этого никогда не произошло из-за различных проблем, в том числе, и с финансированием и сроками.
Беспроводная передача электрической энергии использует поля, создаваемые заряженными частицами, для переноса энергии через воздушный зазор между передатчиками и приемниками. Воздушный зазор закорачивается с помощью преобразования электрической энергии в форму, которая может передаваться по воздуху.
Электрическая энергия преобразуется в переменное поле, передается по воздуху, и затем с помощью приемника преобразуется в пригодный для использования электрический ток.
В зависимости от мощности и расстояния, электрическая энергия может эффективно передаваться через электрическое поле, магнитное поле или электромагнитные волны, такие как радиоволны, СВЧ излучение или даже свет.
В следующей таблице перечислены различные технологии беспроводной передачи электрической энергии, а также формы передачи энергии.
Технологии беспроводной передачи электрической энергии (WPT)ТехнологияПереносчик электрической энергииЧто позволяет передавать электрическую энергию| Индуктивная связь | Магнитные поля | Витки провода |
| Резонансная индуктивная связь | Магнитные поля | Колебательные контуры |
| Емкостная связь | Электрические поля | Пары проводящих пластин |
| Магнитодинамическая связь | Магнитные поля | Вращение постоянных магнитов |
| СВЧ излучение | Волны СВЧ | Фазированные ряды параболических антенн |
| Оптическое излучение | Видимый свет / инфракрасное излучение / ультрафиолетовое излучение | Лазеры, фотоэлементы |
Qi зарядка, открытый стандарт для беспроводной зарядки
В то время как некоторые из компаний, обещающих беспроводную передачу электрической энергии, всё еще работают над своими продуктами, уже существует стандарт Qi (произносится как «ци») зарядки, и уже доступны использующие его устройства. Консорциум беспроводной электромагнитной энергии (Wireless Power Consortium, WPC), созданный в 2008 году, разработал стандарт Qi для зарядки аккумуляторов. Данный стандарт поддерживает и индуктивные, и резонансные технологии зарядки.
При индуктивной зарядке электрическая энергия передается между катушками индуктивности в передатчике и приемнике, расположенными на близком расстоянии.
Индуктивные системы требуют, чтобы катушки индуктивности находились в непосредственной близости и были выровнены друг с другом; обычно устройства находятся в непосредственном контакте с зарядной панелью.
Резонансная зарядка не требует тщательного выравнивания, а зарядные устройства могут обнаружить и зарядить устройство на расстоянии до 45 мм; таким образом, резонансные зарядные устройства могут быть встроены в мебель или установлены между полками.
Логотип Qi, показанный на беспроводной зарядной панели Qimini
Наличие логотипа Qi означает, что устройство зарегистрировано и сертифицировано Консорциумом беспроводной электромагнитной энергии WPC.
В начале Qi зарядка обладала небольшой мощностью, около 5 Вт. Первые смартфоны, использующие Qi зарядку, появились в 2011 году. В 2015 году мощность Qi зарядки увеличилась до 15 Вт, что позволяет осуществлять быструю зарядку устройств.
Следующий рисунок от Texas Instruments показывает, что охватывает стандарт Qi.
Обзор технологий беспроводной передачи электрической энергии и их охват стандартом Qi
Совместимость с Qi гарантировано могут обеспечить только те устройства, которые перечислены в регистрационной базе данных Qi. В настоящее время там содержится более 700 продуктов.
Важно понимать, что продукты с логотипом Qi были проверены и сертифицированы; и магнитные поля, используемые этими устройствами, не вызовут проблем для таких чувствительных устройств, как мобильные телефоны или электронные паспорта.
Зарегистрированные устройства будут гарантировано работать с зарегистрированными зарядными устройствами.
Физика беспроводной передачи электрической энергии
Беспроводная передача электрической энергии для бытовых устройств является новой технологией, но принципы, лежащие в ее основе, известны давно.
Там, где участвуют электричество и магнетизм, по-прежнему руководствуются уравнениями Максвелла, и передатчики посылают энергию на приемники так же, как и в других формах беспроводной связи.
Однако, беспроводная передача электроэнергии отличается от них основной целью, которая заключается в передаче самой энергии, а не закодированной в ней информации.
Структурная схема передатчика и приемника беспроводной передачи электрической энергии
Электромагнитные поля, участвующие в беспроводной передаче электрической энергии, могут быть достаточно сильными, и поэтому необходимо принимать во внимание безопасность человека. Воздействие электромагнитного излучения может вызвать проблемы, а также существует возможность того, что поля, создаваемые передатчиками электрической энергии, могут помешать работе носимых или имплантированных медицинских устройств.
Передатчики и приемники встраиваются в устройства беспроводной передачи электрической энергии так же, как и аккумуляторы, которые будут ими заряжаться. Реальные схемы преобразования будут зависеть от используемой технологии.
Кроме самой передачи электроэнергии, WPT система должна обеспечить связь между передатчиком и приемником. Это гарантирует, что приемник сможет уведомить зарядное устройство о том, что аккумулятор полностью заряжен.
Связь также позволяет передатчику обнаружить и идентифицировать приемник, чтобы подстроить значение мощности, передаваемой на нагрузку, а также контролировать, например, температуру аккумулятора.
В беспроводной передаче электрической энергии имеет значение выбор концепции либо ближнего, либо дальнего поля. Технологии передачи, количество энергии, которое может быть передано, и требования к расстоянию влияют на то, будет ли система использовать излучение ближнего поля или излучение дальнего поля.
Точки, для которых расстояние от антенны значительно меньше одной длины волны, находятся в ближней зоне. Энергия в ближней зоне неизлучающая, и колебания магнитного и электрического полей не зависят друг от друга. Емкостная (электрическая) и индуктивная (магнитная) связи могут использоваться для передачи энергии к приемнику, расположенному в ближнем поле передатчика.
Точки, для которых расстояние от антенны больше примерно двух длин волны, находятся в дальней зоне (между ближней и дальней зонами существует переходная область).
Энергия в дальней зоне передается в виде обычного электромагнитного излучения. Перенос энергии в дальней зоне также называют лучом энергии.
Примерами передачи в дальней зоне являются системы, которые используют для передачи энергии на большие расстояния мощные лазеры или СВЧ излучение.
Где работает беспроводная передача электрической энергии (WPT)
Все технологии WPT в настоящее время находятся на стадии активных исследований, большая часть сосредоточена на максимизации эффективности передачи энергии и иследованию технологий для магнитной резонансной связи. Кроме того, самыми амбициозными являются идеи оснащения WPT системой помещений, в которых человек будет находиться, а носимые им устройства будут заряжаться автоматически.
В глобальном плане, электрические автобусы становятся нормой; планируется ввести беспроводную зарядку для культовых двухэтажных автобусов в Лондоне так же, как и у автобусных систем в Южной Корее, в штате Юта США и в Германии.
Используя WiTricity, изобретенную учеными MIT, электромобили можно заряжать без проводов, а эти автомобили могут без проводов заряжать ваши мобильные телефоны! (Разумеется, используя Qi зарядку.) Эта беспроводная технология более удобна, а также она может заряжать автомобили быстрее, чем подключаемая зарядка.
Беспроводная зарядка электромобиля, встроенная в парковочное место
Уже была продемонстрирована экспериментальная система для беспроводного питания дронов.
И, как уже упоминалось ранее, текущие исследования и разработки сосредоточены на перспективе удовлетворении некоторых энергетических потребностей Земли путем использования беспроводной передачи энергии и солнечных панелей, расположенных в космосе.
WPT работает везде!
Заключение
В то время как мечта Теслы о беспроводной передаче энергии любому потребителю еще далека от реализации, множество устройств и систем используют ту или иную форму беспроводной передачи электроэнергии прямо сейчас. От зубных щеток до мобильных телефонов, от личных автомобилей до общественного транспорта, существует множество применений беспроводной передачи электрической энергии.
Оригинал статьи:
- Marie Christiano. Introduction to Wireless Power Transfer
Источник: https://radioprog.ru/post/152
IDT: IDTP9020 / IDTP9030 — беспроводное решение передачи энергии на расстояние
IDTP9030 – первый в мире однокристальный передатчик для систем беспроводной передачи энергии и IDTP9020 – однокристальный приёмник с очень высокой выходной мощностью.
Многорежимный передатчик с высокой степенью интеграции позволяет уменьшить размеры печатной платы на 80% и снизить затраты на комплектующие (BOM) на 50% по сравнению с существующими конкурирующими решениями.
Оба устройства совместимы с Qi-стандартом, разработанным Консорциумом по беспроводной передачи энергии (WPC), и способны к «многоязычной» (многорежимной) работе.
При этом они поддерживают как Qi-стандарт, так и сторонние стандарты в качестве дополнительной функции, обладают повышенной надежностью и увеличенной выходной мощностью.
По техническим и функциональным характеристикам передатчик IDTP9030 может заменить десяток дискретных компонентов, являясь при этом простым, недорогим и высокоэффективным решением. Значение передаваемой мощности энергии между передатчиком IDTP9030 и приёмником IDTP9020 достигает 5 Вт при использовании Qi-стандарта и свыше 7.
5 Вт при использовании собственного стандарта компании IDT. Благодаря таким значениям изделия хорошо подходят для построения мощных мобильных устройств.
Использование тандема IDTP9030 и IDTP9020 позволяет создавать самые эффективные в отрасли беспроводные системы передачи энергии, снижая при этом стоимость самой энергии и уменьшая время её передачи.
| Внутренняя архитектура передатчика/приемника IDTP9030/IDTP9020 |
| Отличительные особенности: | |
| Передатчик IDTP9030 | Приемник IDTP9020 |
|
|
Область применения:
- Базовые станции беспроводных зарядных устройств
- Портативные устройства с функцией беспроводного заряда аккумуляторной батареи
Запросить образцы, средства разработки или техническую поддержку
Документация на передатчик IDTP9030 (англ.)
Документация на приемник IDTP9020 (англ.)
- Рубрика: IDT
Источник: http://www.ebvnews.ru/technical/idt/4398.html
Зарядись на расстоянии: беспроводная зарядка новых iPhone произведет революцию на рынке электроники
На этой неделе стало известно, что в Apple начали работать над дистанционным беспроводным зарядным устройством. В отличие от современных подобных технологий, она не потребует контакта с док-станцией. По мнению обозревателей Gazeta, «яблочное» устройство может перевернуть рынок беспроводных технологий питания.
В настоящее время беспроводные зарядки на самом-то деле таковыми не являются. Они не освобождают пользователя от проводов, а лишь меняют способ зарядки устройства. Если в обычной ситуации смартфон «привязан к кабелю, то в случае с беспроводными зарядками требуется его обязательное нахождение на специальной станции.
Несмотря на то что сейчас есть большое количество способов передачи электричества без проводов, самым распространенным остается использование электромагнитной индукции.
Уже в конце XX века в бытовой технике применялись индукционные катушки для зарядки электрических зубных щеток и бритв, но из-за отсутствия единого стандарта этот способ не имел большого распространения.
Развитием этой технологии стало появление в 2008 году стандарта Qi, разработанного организацией Wireless Power Consortium.
Название стандарта происходит от китайского слова Qi («ци» — пробуждение внутренней энергии к действию).
Qi работает на базе давно известного принципа электромагнитной индукции, за счет которой возможна передача энергии от базы приемнику посредством магнитного поля. База находится в самом устройстве зарядки, а приемник в смартфоне.
Кроме этого, стандарт позволяет передавать данные о заряде устройства, чтобы автоматически прекращать зарядку. При этом не стоит путать NFC и Qi.
Наличие поддержки передачи данных на малом расстоянии (NFC) вовсе не говорит о том, что устройство можно заряжать без проводов.
Подключенная к электросети зарядная станция создает переменное магнитное поле, и устройство с соответствующей индукционной катушкой будет получать энергию от поля, индуцируемого зарядной станцией поля, и тем самым возможна передача энергии на небольшое расстояние. Стандарт Qi предусматривает два варианта: низкой мощности — от 0 до 5 Вт для носимой электроники и смартфонов, а также средней мощности — до 120 Вт, который предназначен для зарядки планшетов.
Но, как было сказано ранее, Qi лишь условно можно назвать беспроводным способом зарядки, так как он имеет малый радиус действия, а устройство всегда должно находиться на площадке, которая подключена к сети с помощью провода. Это является одновременно и плюсом, и минусом.
Из-за необходимости держать смартфон на площадке, устройство во время зарядки перестает быть мобильным, и, чтобы не прекращался процесс зарядки, все манипуляции с ним придется производить, не снимая со станции. Но при этом отпадает необходимость постоянно подключать и отключать кабель для зарядки.
Благодаря высокой эффективности Qi (КПД составляет около 80%), которая не сильно уступает проводной зарядке, этот стандарт остается одним из самых популярных среди всех способов беспроводной зарядки. Кроме этого, электромагнитное поле, создаваемое катушкой, абсолютно безвредно.
Среди технологических компаний идет негласное и постоянное соревнование в области внедрения самых современных технологий. И способы зарядки устройств — один из пунктов в этой «гонке вооружений».
Известно, что после выхода Samsung Galaxy S6 Edge+ и Galaxy Note5, которые получили возможность зарядки без проводов, южнокорейская компания поспешила поиронизировать над тем, что iPhone этой функции лишены.
Но «яблочный» гигант не привык идти по стопам конкурентов. Именно этим было мотивировано желание Apple создать собственную технологию зарядки, которая станет по-настоящему беспроводной – устройства смогут заряжаться на значительном расстоянии от источника.
Все нынешние аналоги на рынке требуют наличия передатчика поблизости, а проблемой у них является уменьшение уровня подзарядки по мере удаления передатчика от устройства.
Так как работа над технологией Apple все еще продолжается, новый функционал, вероятно, минует iPhone 7 и появится в следующих поколениях устройств.
У Apple есть многочисленные патенты, описывающие различные методы беспроводной зарядки устройств. Так, еще в 2010-м в одной из патентных заявок калифорнийской компании описывалось использование iMac в качестве зарядника для смартфона, действующего на значительном расстоянии. Подразумевалось применение технологии под названием «магнитный резонанс ближнего поля».
Другой патент Apple описывает метод изготовления алюминиевых корпусов гаджетов, пропускающих радиоволны – это позволит минимизировать воздействие металла на волны, заряжающие устройство.
При этом официально в компании скептически отзываются о текущих технологиях беспроводной зарядки – мол, если устройство все равно «привязано» проводом к розетке, дополнительное удобство такой системы по сравнению с традиционной кабельной зарядкой сомнительно.
Над беспроводной передачей энергии работают и российские ученые. Специалисты лаборатории метаматериалов Университета ИТМО и НИИ «Гириконд» разработали систему беспроводной передачи энергии при помощи керамических диэлектриков. Без использования проводов им удалось передать 1 Вт мощности и зажечь светодиодную лампочку на расстоянии 20–30 см.
Как бы то ни было, у исследователей весьма оптимистичный взгляд на будущее беспроводной зарядки гаджетов.
Согласно исследованию Market Intelligence & Consulting Institute, объем рынка устройств с беспроводной зарядкой батарей в 2014 году достиг $15,8 млрд, и это лишь малая часть всего мирового рынка смартфонов, который составляет $250 млрд. Но в ближайшие пять лет ситуация кардинальным образом должна измениться.
Сектор потребительской электроники до 2019 года составит 95% продаж беспроводных зарядных устройств, при этом доля промышленного сектора, включая автомобильную отрасль, будет расти даже быстрее, чем в медицинской и оборонной отраслях, несмотря на малую долю в сравнении с потребительской электроникой.
Источник: https://www.macdigger.ru/news/post/besprovodnaya-zaryadka-novyx-iphone-obeshhaet-revolyuciyu-na-rynke-portativnoj-elektroniki
Загрузка...