Содержание
Поддержка беспроводной зарядки аккумулятора, то есть без подключения USB-кабелем к источнику питания, имеется сейчас практически в любом флагманском смартфоне. В то же время производители не спешат внедрять эту технологию в модели среднего и бюджетного сегментов, вследствие чего многим пользователям она до сих пор кажется чем-то диковинным. В этой статье мы расскажем о том, как работает беспроводная зарядка в современных гаджетах, какие у неё преимущества и недостатки, какие дополнительные возможности она предоставляет, и в целом попытаемся понять, нужна ли она каждому пользователю, или же это всё-таки приятное, но не обязательное дополнение к функциональности мобильного устройства.
Немного истории
Исследования в области беспроводной передачи электроэнергии начались ещё в 19 веке. В 1893 году Никола Тесла продемонстрировал беспроводное освещение люминесцентными лампами. Годом позже он без проводов зажёг фосфорную лампу посредством резонансной взаимоиндукции. Это и был очень далёкий прообраз современных беспроводных зарядок.
Та технология, которой мы пользуемся сейчас, основана на электромагнитной индукции и была представлена в 2009 году. Разработанный консорциумом стандарт получил название Qi, а первым в мире устройством с его поддержкой стал коммуникатор Palm Pre, который дебютировал в том же 2009 году. Кроме стандартного метода зарядки через порт Micro-USB он мог заряжаться без проводов от фирменной док-станции TouchStone, которую нужно было приобретать отдельно. При этом нужно было заменить штатную заднюю крышку коммуникатора на ту, что шла в комплекте с док-станцией. В беспроводном режиме аккумулятор ёмкостью 1150 мАч заряжался 4 часа.
Как это работает
Существует несколько методов передачи электроэнергии без проводов, но для зарядки гаджетов используется электромагнитная индукция. В основе технологии лежит принцип простейшего трансформатора. Суть сводится к тому, что есть две катушки — одна выступает в роли передатчика и встроена в зарядную станцию, другая находится под задней крышкой смартфона или любого другого мобильного гаджета, являясь приёмником. Через катушку-передатчик пропускается ток, который возбуждает магнитное поле. Магнитное поле воздействует на катушку-приёмник, в результате чего генерируется переменный электрический ток, который преобразуется в постоянный, необходимый для зарядки аккумулятора. Для повышения производительности беспроводной зарядки применяют эффект резонанса, когда приёмник и передатчик работают на одной частоте.
Для функционирования беспроводной зарядки также обязателен канал связи гаджета со станцией. Он необходим для того, чтобы заряжаемое устройство могло обмениваться с базой информацией об уровне заряда, температуре батареи, допустимой мощности и прочих параметрах. Как только смартфон помещён на поверхность «зарядки», он тут же определяется, происходит согласование условий передачи энергии и начинается зарядка. При достижении 100% уровня заряда аккумулятора контроллер приёмника посылает сигнал о необходимости завершить процесс.
«Золотой стандарт» Qi
Qi — самый распространённый стандарт, который встречается во всех смартфонах, поддерживающих беспроводную зарядку, и большинстве смарт-часах. Разработкой и продвижением занимается Консорциум беспроводной электромагнитной энергии (Wireless Power Consortium, WPC). Заявленная дальность передачи энергии — до 4 см, но на практике она редко превышает 1 см.
Мощность имеющихся сейчас в продаже Qi-станций чаще всего варьируется в пределах 5–10 Вт, но встречаются модели, способные выдавать 15–27 Вт. Такие беспроводные источники питания потребуются владельцам, например, Samsung Galaxy S20 Ultra или Huawei P40 Pro. Эти модели могут заряжаться и от менее мощных панелей, просто скорость восполнения запаса энергии будет ниже. Однако 27 Вт — тоже не предел. Уже сейчас на рынке существуют смартфоны, рассчитанные на 40-ваттные зарядные Qi-модули (к примеру, Huawei P40 Pro+).
Непрерывный обмен данными между заряжаемым устройством и станцией осуществляется за счёт фазовой модуляции магнитного поля со скоростью 2 Кбит/с. С использованием этого канала происходит проверка совместимости стандартов, выбор режима зарядки и её прекращение.
Есть ли альтернатива Qi?
Существуют и другие стандарты, такие как PMA или Air Fuel, но они не получили широкого распространения. PMA в своё время проиграл конкурентную борьбу Qi, на который был технически очень похож, за исключением рабочих частот. Тем не менее, смартфоны Samsung до сих пор поддерживают обе технологии, и спрос на PMA ещё есть в США — там площадки для зарядки по этому стандарту можно встретить во многих кафе.
Что касается AirFuel, то он зародился в результате слияния PMA и A4WP и был поддержан более чем 250 компаниями, причём преимущественно теми же, которые входят в консорциум WPC (Qi). Однако сама технология AirFuel существенно отличается от Qi.
Во-первых, она использует принцип включения катушек на резонансной частоте. За счёт этого расстояние между передатчиком и приёмником энергии возрастает до 5 мм. Платой за такую «дальнобойность» служит более низкий по сравнению с Qi КПД — 45% против 65%. Здесь важно отметить, что резонансный принцип работы возможен и при использовании Qi, но популярностью он пока не пользуется.
Во-вторых, обмен данными между заряжаемым девайсом и зарядным устройством происходит через Bluetooth-соединение. Весьма спорное решение, так как перед каждой зарядкой пользователь должен будет убедиться, что Bluetooth-адаптер на его гаджете включён. Правда, таких пользователей пока очень мало, поскольку AirFuel на сегодняшний день встречается лишь в единичных моделях мобильной электроники. Составит ли он в будущем конкуренцию Qi или повторит судьбу PMA, покажет время.
Реверсивная беспроводная зарядка
Реверсивная беспроводная зарядка — это когда смартфон может выступать источником энергии для другого смартфона, смарт-часов, наушников и т.п. Появилась совсем недавно — в 2018 году, первым аппаратом с этой функцией стал Huawei Mate 20 Pro. Затем эстафету подхватила Samsung.
Первые смартфоны в режиме реверсивной зарядки отдавали мощность в пределах всего 2,5–4,5 Вт, однако сейчас этот показатель существенно вырос. К примеру, Huawei P40 Pro+ может выступать в роли 27-ваттного передатчика. Количество моделей с реверсивной беспроводной зарядкой также растёт.
Преимущества беспроводной зарядки
Главный плюс беспроводной зарядки — это, конечно же, отсутствие проводов. Точнее, провод идёт только от зарядного устройства к розетке, а USB-порт смартфона остаётся свободен.
Если вдруг срочно понадобится снять телефон с зарядки (ответить на звонок, прочитать сообщение в мессенджере), то не придётся лишний раз отключать, а потом снова подключать кабель. Это не только избавляет пользователя от лишних телодвижений, но и препятствует износу USB-порта. А если беспроводное зарядное устройство выполнено в форме подставки, то можно с комфортом продолжать пользоваться аппаратом, пока тот заряжается.
Недостатки беспроводной зарядки
Несмотря на возросшие в последняя время скорости передачи энергии без проводов, такой способ чаще всего оказывается медленнее традиционной проводной зарядки.
Зарядные станции теоретически могут являться источниками помех для находящейся вблизи электроники. Могут появляться шумы при прослушивании музыки или может начать рябить дисплей. К счастью, такое случается редко и преимущественно при использовании дешёвых некачественных зарядных устройств.
Нагрев — ещё один побочный эффект удобной технологии, опасный как для станции, так и для аккумулятора заряжаемого девайса. Производители решают эту проблему разными способами. Чтобы избежать превышения температурной нормы, мощные базы оснащают вентиляторами, внедряют в них системы защиты на случай достижения температурой критического порога. Но следить за нагревом всё же не будет лишним, особенно в случае с безымянными китайскими поделками, которые вряд ли проходят какую-либо сертификацию.
Использование индукционной зарядки может быть затруднено, если телефон облачён в толстый чехол или на чехле присутствуют металлические предметы.
Вредна ли беспроводная зарядка для здоровья
Эта тема беспокоит многих, кто сталкивается с технологией передачи электричества по воздуху. Однако излучение от беспроводных зарядок настолько мало, что не способно нанести какой-либо вред организму. Что касается тех, кто использует кардиостимуляторы, то им действительно нельзя находиться вблизи действия электромагнитных полей. Но и тут беспроводные зарядные станции не могут представлять угрозы, ведь дальность их действия не превышает пяти сантиметров. Кроме того, вовсе необязательно ставить работающий девайс рядом с собой.
Выводы
Первые беспроводные зарядки сильно уступали традиционной проводной технологии, и в смартфоны их внедряли скорее не для какой-то практической цели, а с намерением показать, что та или иная модель круче других. Но прошло совсем немного времени, и многие пользователи уже не могут представить себе, каково это втыкать кабель в USB-разъём. А дальше будет больше — ходят слухи, что в ближайших поколениях флагманские смартфоны избавятся от USB-порта, а соответственно, и от проводного зарядного устройства в комплекте.
