Как заряжает беспроводное зарядное устройство
Беспроводная зарядка. Как она работает на практике
У меня свой магазин разных беспроводных зарядных устройств. За год работы в этой области я успел разобраться в характеристиках работы устройств, различиях, проблемных областях зарядок и прочитать очень много статей, в которых пишут не разобравшись в тематике.
В этой и следующих статьях хочу рассказать, на какой стадии развития находятся беспроводные зарядные устройства. Напишу про технические характеристики и измерения. После прочтения статей вы сможете понять, что сейчас представляют беспроводные зарядки, чем они отличаются и как они развиваются. Про саму технологию беспроводной передачи заряда уже написано несколько статей, поэтому повторяться не буду.
Это не рекламные описания и статьи, цель которых продать нужную модель. Я хочу рассказать о текущем положении дел, чтобы каждый смог понять различия между ними. Также напишу о новых разработках и кейсах, как развивают технологию.
Главный стандарт беспроводных зарядных устройств
Qi — главный стандарт беспроводной передачи энергии. Он активно используется всеми производителями мобильных телефонов и зарядных устройств. На данный момент есть три основных показателя мощности зарядок:
Для сравнения такую мощность выдают проводные зарядки:
1. Стандартный зарядный блок для iPhone — 5W
2. Зарядный блок для iPad — 10W
3. Quick Charge 3 — 18W
У беспроводных зарядных устройств КПД ниже из-за передачи энергии по воздуху. Тестирования показывают, что телефон принимает из 5W только 4,2W (КПД 85%), при 10W — 9,1W (КПД около 90%).
Быстрая беспроводная зарядка
Почему-то принято называть быстрой беспроводной зарядкой устройства с мощностью выше 5W. Я с этим не согласен, так как уже начинают продавать устройства на 15W, а прототипы выдают уже 20W — 60W (но об этом потом). Поэтому чисто маркетинговая добавка «быстрая» совсем потеряет свой смысл и какие-либо критерии. Я бы называл их просто по максимально выдаваемой мощности (напр. беспроводная зарядка 10W).
Нужно понимать, что есть несколько типов зарядки. Разные модели телефонов поддерживают разные стандарты.
Зарядку 5W поддерживают все телефоны со встроенным модулем зарядки. Также такую мощность можно получить используя приемник беспроводной зарядки (с этой пластиной телефон без беспроводной зарядки можно заряжать на ней).
Зарядку 7,5W сейчас поддерживают модели iPhone (все новее 8 модели).
Зарядку 10W поддерживают флагманы Samsung (от S7 и от Note 5), Huawei Mate 20 Pro.
Если зарядка выдает только 10W, то 7,5W для iPhone она может не выдавать. И наоборот. В случаях неправильного подбора беспроводной зарядки и модели телефона зарядка будет идти с мощностью 5W.
Чем подключать к розетке
Беспроводное зарядное устройство должно быть подключено к розетке. Для каждого типа нужно использовать мощные зарядные блоки. Минимальная требуемая мощность — это 10W (5V/2A). Использовать что-то с меньшим выходом можно, но это будет мучением, а не удобным пользованием.
Для зарядки на повышенной мощности 7,5W и 10W нужно использовать зарядные блоки с функциями Quick Charge 3 и аналоги. Это необходимость, без которой беспроводная зарядка просто не сможет выдавать повышенную мощность.
В следующих статьях расскажу про нагрев зарядок, разные виды/функционалы и про новые разработки, которые будут воплощать в жизнь в течение 1-2 лет.
Заряжаем смартфон без проводов: как работают беспроводные зарядные устройства
Как работает беспроводная зарядка Qi: поток энергии по воздуху
Беспроводную зарядку Qi поддерживают флагманские смартфоны многих производителей: Apple, Asus, HTC, Motorola, Nokia, Samsung. Как правило, все совместимые зарядные устройства помечаются официальной маркировкой стандарта.
Официальный логотип стандарта Qi
Зарядка AirPower от Apple может одновременно подпитывать три устройства
Преимущества беспроводной зарядки
Бонусы, которые дает беспроводная зарядка, лежат на поверхности. Во-первых, как и любое беспроводное устройство, она позволяет убрать из дома пару-тройку лишних кабелей, которые занимали розетки или разъемы ПК. Впрочем, останется провод, которым беспроводное зарядное устройство подключается к сети, но его обычно легко спрятать. Существуют также переносные пауэрбанки с технологией Qi.
Зарядное устройство Nillkin Hermit может использоваться еще и как внешний USB-хаб
В-третьих, использование беспроводного зарядного устройства продлевает жизнь разъему для питания вашего смартфона. Ведь он теперь используется только для подключения к ПК, что происходит намного реже зарядки. Поэтому разъем медленнее расшатывается и повреждается, лишая устройство возможности питания и связи с компьютером.
Наконец, беспроводное зарядное устройство дает большой простор для фантазии дизайнеров. Ему можно придать необычную форму или расцветку, облачить в корпус из оригинального материала (металл, дерево), оснастить встроенной подсветкой, нанести логотип популярного бренда. Поэтому неудивительно, что многие беспроводные ЗУ больше похожи на элемент декора.
Недостатки беспроводных ЗУ: первые тревожные звоночки
Беспроводные зарядные устройства не так давно вышли на рынок, и их воздействие на аккумуляторы сотовых телефонов еще недостаточно изучено. Поэтому некоторые пользователи уже заранее начали волноваться.
Так обозреватель ресурса ZDNet Эдриан Кингсли-Хьюз (Adrian Kingsley-Hughes) заметил, что iPhone, заряжаемый по технологии Qi, быстрее разряжается. Это ведет к увеличению количества циклов перезарядки и, как следствие, может вызвать преждевременный износ батареи устройства. Впрочем, данных этого эксперимента недостаточно, чтобы говорить о вреде беспроводных ЗУ с полной уверенностью.
Чехлы-аккумуляторы Mophie добавляют поддержку Qi в iPhone
Впрочем, поскольку стандарт Qi является открытым, предприимчивые производители уже давно наладили выпуск адаптеров, которые позволяют добавить функции беспроводной зарядки абсолютно в любой телефон. К ним относятся чехлы-аккумуляторы с встроенными адаптерами Qi-to-microUSB и отдельные модули-адаптеры, которые можно вклеить в любой чехол.
Какие бывают беспроводные зарядки
Зарядные устройства на базе технологии Qi, существующие в данный момент на рынке, отличаются друг от друга по области применения. Они бывают переносные или встроенные в мебель, выпускаются для дома, офиса или автомобиля. “Домашние” беспроводные зарядные устройства работают от розетки или от ПК. Это самый распространенный тип зарядок, который оптимально смотрится в интерьере.
Портативные беспроводные ЗУ обычно совмещены с внешним зарядным устройством (пауэрбанком). Это позволяет носить их с собой во время прогулок или путешествий и подзаряжать смартфон на ходу, даже если поблизости нет розеток.
Ёмкий беспроводной пауэрбанк Harper на 8 000 мАч защищен от ударов.
Зарядные коврики Powermat
Как добавить поддержку беспроводной зарядки в смартфон?
На самом деле, оснастить технологией Qi можно абсолютно любой смартфон, даже если он изначально не позиционировался как устройство с беспроводной зарядкой. Это удобная возможность для тех, кто привык к своему телефону и не хочет менять его ради новой технологии.
Достаточно приобрести универсальный модуль Qi с разъемом, который подойдет вашему смартфону: micro-USB, USB-C или Lighting. Модуль наклеивается на заднюю крышку смартфона, подключается к разъему зарядки и прячется за чехлом. После этого смартфон можно заряжать без проводов — ток от зарядного устройства будет поступать к аккумулятору через переходник.
Единственное неудобство этого метода — адаптер придется постоянно отключать, чтобы соединить смартфон с ПК по USB. Но если вы редко подключаете телефон к компьютеру, модуль Qi точно не будет вам мешать.
Магия беспроводной зарядки
Содержание
Содержание
Сейчас удивить беспроводной зарядкой можно разве что старшее поколение. С каждым годом все больше выпускают смартфоны, поддерживающие функцию беспроводного заряда аккумулятора. Но не только смартфоны способны заряжаться «по воздуху», даже современные электрические зубные щетки и смарт-часы сегодня поддерживают эту технологию.
Это очень удобно, ведь нет торчащих проводов, которые постоянно путаются. Но для многих остается загадкой, как же работает эта магическая технология?
В чем секрет?
Еще в XIX веке ученый Майкл Фарадей описал принцип работы электромагнитной индукции, благодаря которой и происходит передача энергии от одного предмета к другому. Он обнаружил, что если через катушку перемещается источник магнитного поля, то в ней появляется ток.
Принцип работы современных беспроводных устройств очень прост: в самой станции беспроводной зарядки и в смартфоне, либо любом другом гаджете, установлены катушки из проволоки. Эти катушки создают электромагнитное поле, способное передавать энергию на небольшое расстояние (1-4 сантиметра).
И далее раскрывается секрет, почему же многие производители смартфонов решили наделить свои творения стеклянными корпусами. Дело в том, что для максимально хорошей передачи энергии предмет должен иметь стеклянный корпус. Именно поэтому последние модели IPhone получили такой хрупкий, но электропроводимый корпус. Конечно же, пластик также способен передавать энергию, но не столь хорошо, как стекло.
Вопрос, который интересует тех, кто только недавно обзавелся гаджетом с функцией беспроводной зарядки: а можно ли заряжать телефон в чехле? Да, если чехол выполнен не из металла. Возможно, из-за чехла телефон будет сильнее нагреваться, но это не столь критично.
Как быстро можно зарядить смартфон?
Еще один вопрос, который волнует обладателей магического устройства: насколько быстро заряжает беспроводная станция, и может ли она тягаться по скорости с проводом?
Мощность проводных зарядок составляет 5 Вт, и беспроводные зарядные станции поддерживают такую же мощность, поэтому смартфон будет заряжаться примерно одинаковое количество времени. А самые последние модели беспроводных устройств поддерживают мощность до 15 Вт, что ускоряет процесс зарядки смартфона в несколько раз.
Безопасно ли это?
До сих пор многие люди относятся к этой технологии, как к какому-то чуду. Ведь мы не видим магнитного поля, но при этом энергия передается с одного устройства на другое в прямом смысле по воздуху.
Для создания эффективного беспроводного зарядного устройства нужно, чтобы магнитное поле было сосредоточено у проволочной катушки, служащей передатчиком энергии. Для этих целей используется феррит — он абсолютно безопасен, но при этом проводит ток лучше воздуха. Магнитное поле легко проходит через феррит, и его воздействие распространяется только на 1-4 сантиметра от станции зарядки, поэтому эта технология не несет никакого вреда человеку.
Какие смартфоны поддерживают?
Смартфоны, которые поддерживают технологию беспроводного заряда, должны иметь значок Qi. Этот стандарт был разработан в 2009 году и с тех пор производители смартфонов стали разрабатывать концепты по созданию устройства с возможностью зарядки «по воздуху».
К 2019 году на рынке представлено огромное количество смартфонов, поддерживающих «магическую» технологию. Все последние модели Apple имеют функцию беспроводной зарядки, начиная с iPhone 8, заканчивая iPhone Xs. Корейская фирма Samsung наделила беспроводной зарядкой Galaxy S9 и более ранние модели, начиная с Galaxy A7. Беспроводная технология заряда представлена в моделях Huawei: P30 Pro, Mate 20 Pro. Sony наделила беспроводной зарядкой модели: Xperia XZ3, Xperia XZ2. Xiaomi не отстает от своих конкурентов. Модели: Mi 8, Mi Mix 2S также наделены этой функцией.
Если телефон не поддерживает?
Но что делать, если у вас более старые версии смартфонов, а так хочется воспользоваться современной функцией и отказаться от проводов? Для этого необходимо приобрести универсальный адаптер и беспроводное зарядное устройство. Также на рынке представлены специальные чехлы, которые способны усовершенствовать устройство, и дать ему возможность заряжаться без использования проводов.
Самый простой способ — купить универсальную катушку, которая устанавливается под чехол или корпус телефона. Правда, есть один минус — катушка подключается к micro-USB-порту, а значит, он все время будет занят, и зарядить его с помощью провода уже не получится.
Базу беспроводной зарядки можно приобрести по цене от 300 рублей, но стоит обращать внимание на мощность (от нее зависит время заряда). Приобретать станцию со слишком большой мощностью не стоит, вам вполне хватит и 10 Вт.
Какое будущее есть у беспроводной зарядки?
Поскольку максимальная мощность современных моделей составляет 15 Вт, то этого хватает только для подзарядки смартфонов, смарт-часов или других небольших устройств. Но технологии совершенствуются и сейчас ведутся разработки, которые позволят улучшить и усовершенствовать технологию Qi для дальнейшей возможности заряжать электромобили или компьютеры.
Как работает беспроводная зарядка для телефона
Современные телефоны разряжаются довольно быстро, особенно если использовать их для просмотра фильмов и прохождения уровней в играх. Заряжать устройство посредством обычного кабеля не всегда удобно. Иногда длины шнура не хватает из-за нестандартного расположения розетки, а что происходит чаще всего – блок питания или разъём попросту выходит из строя. Производители смартфонов идут в ногу со временем, поэтому в магазинах можно встретить так называемые беспроводные зарядки. В основном они представляют собой платформу, на которую кладётся сам аппарат, после чего он начинает заряжаться без подключения с помощью провода. Давайте подробно рассмотрим, как работает беспроводная зарядка для телефона, а также разберёмся с принципом её использования.
Что такое беспроводная зарядка
По названию можно догадаться, что беспроводная зарядка позволяет заряжать различные устройства без использования проводов. Это может быть не только телефон, но и камера, фотоаппарат, планшет, умные часы, наушники и прочая техника. Естественно, для того чтобы это работало, заряжаемое устройство должно поддерживать беспроводную зарядку. Если такой поддержки нет, то в некоторых случаях ее можно реализовать при помощи специального чехла.
Подобный способ зарядки значительно экономит время и позволяет отказаться от использования кабелей и разъемов. Пользователю достаточно положить свой телефон на специальную платформу, и аккумулятор в автоматическом режиме начнёт наполняться. А чтобы прервать процесс зарядки нужно просто взять устройство в руки, отнеся его от источника энергии на 5-10 см.
Стандарт беспроводной зарядки Qi
Многие думают, что беспроводная зарядка появилась совсем недавно, однако это ошибочное мнение. Компания Wireless Power Consortium еще в 2008 году представила технологию беспроводной зарядки, работающую по стандарту WPC. Такое название не закрепилось в памяти людей, поэтому в различной литературе и описаниях чаще всего можно встретить обозначение Qi.
В стандарте WPC прописано, что беспроводная зарядка работает благодаря двум катушкам, взаимодействующим между собой. Одна из них расположена в платформе, а другая – в телефоне пользователя. Поэтому и получается, что магнитное поле охватывает две катушки, тем самым заряжая батарею устройства.
На сегодняшний день многие аэропорты и автовокзалы предлагают своим посетителям зарядить смартфон или планшет полностью без проводов. Как раз здесь и используется стандарт Qi. Однако не каждый телефон может заряжаться по «воздуху», поэтому если вы захотите приобрести подобную технологичную платформу, обязательно почитайте характеристики своего устройства.
Принцип работы беспроводной зарядки телефона
Принцип работы беспроводной зарядки довольно прост, конечно, если не вдаваться в физические подробности. Пользователь заранее подключает специальную платформу к источнику питания, а после кладёт на неё смартфон. Кажется, что всё так просто, но на деле же всё происходит немного иначе. В платформу встраивается индукционная катушка, которая выполняет функцию приёмника и передатчика.
Точно такая же катушка расположена и в телефоне пользователя. После подключения платформы к источнику тока вокруг катушки формируется магнитное поле. Когда вы кладёте телефон на саму панель между двумя катушками начинается взаимодействие. Электромагнитные волны преобразуются в электричество, которое и заряжает аккумулятор телефона.
Более наглядно процесс представлен на изображении выше. Желтым цветом как раз и показаны магнитные волны, преобразующиеся в электроэнергию.
Что такое обратная беспроводная зарядка
Обратная беспроводная зарядка – это ещё более усовершенствованная версия этой технологии. Впервые она появилась в 2018 году на ряде смартфонов Huawei и Samsung. Её суть сводится к тому, что при помощи одного телефона можно заряжать другой, причём полностью без проводов.
Достаточно прислонить два аппарата друг к другу и активировать необходимую функцию в настройках. Это очень удобно, так как избавляет людей от необходимости носить с собой портативные зарядки.
Как пользоваться беспроводной зарядкой
Пользоваться беспроводной зарядкой так же легко, как и обычной, работающей посредством подключения по кабелю. Однако для наглядности приводим подробную инструкцию:
Как видите, принцип действий очень даже простой, поэтому с ним справится любой пользователь.
Таким образом, беспроводная зарядка – это специальная платформа, на которую кладётся телефон для начала зарядки аккумулятора. Принцип её работы сводится к взаимодействию магнитных полей между двумя индукционными катушками, расположенными в телефоне и самом приборе.
Какие телефоны поддерживают беспроводную зарядку
Сейчас технология беспроводной зарядки активно набирает популярность и ее поддерживают все больше новых телефонов. На данный момент, заряжать без проводов можно практически все флагманские модели. Ниже мы приведем актуальный список моделей с беспроводной зарядкой.
5 наивных вопросов о беспроводной зарядке, которые продолжают задавать
На Хабре есть немало статей о беспроводной зарядке смартфонов, и в комментариях к каждой из них, нет-нет, да и проскользнет наивный вопрос, который местные старожилы мгновенно заминусуют, отправив комментатора учить матчасть. Мы как, не побоимся этого слова, крупнейший производитель зарядных устройств для смартфонов с удовольствием проведем ликбез по беспроводным зарядкам, ответим на вопросы и развеем пару мифов. И начнем, пожалуй, с вопроса, от которого большинство хабровчан начинают скрежетать зубами.
Опасна ли беспроводная зарядка для здоровья?
Шапочка из фольги и свинцовые трусы компенсируют все негативные… извините, шутка. Уверения о некоем опасном излучении беспроводных зарядок можно воспринимать только со снисходительной улыбкой. Как говорится, не учите физику, и ваша жизнь будет полна чудес (и/или необоснованных страхов). Если на расстоянии двух сантиметров над поверхностью станции телефон перестает заряжаться и даже распознавать беспроводную зарядку, то откуда взяться излучению, которое будет «бить» на метры вокруг, выжигая мозг и репродуктивную систему?
Каждую секунду вас пронзают радиоволны сотовой связи, Wi-Fi, Bluetooth, ТВ и радиовещания и множество других сигналов в самых разных диапазонах, вы подвергаетесь воздействию электромагнитного поля от компьютера, любого электроприбора и даже электропроводки в стенах, а уж как «фонит» работающая микроволновка! И всё это не оказывает ровным счетом никакого влияния на вас, потому что это не ионизирующее излучение (то есть, не радиация).
Изучением влияния неионизирующего излучения на человека ученые занимаются десятки лет, и за это время было не раз доказано, что реальную опасность для людей представляют только долговременные тесные объятия с мощными неэкранированными излучателями, вроде военного радара, базовой станции сотовой связи, направленной точно на вас на расстоянии в пару метров или микроволновки без двери. И вред будет заключаться в разогреве молекул воды в клетках и денатурации белков.
Единственная рекомендация, которая хоть как-то затрагивает беспроводные зарядки для смартфонов, — не подносить работающую зарядку к кардиостимулятору. По инструкции медицинским устройствам вообще противопоказано любое постороннее мощное излучение. При этом нет никаких доказательств или случаев влияния Qi-зарядки на кардиостимулятор. Более того, уже разработана беспроводная зарядка для самих кардиостимуляторов.
Человеку беспроводная зарядка не может навредить никоим образом. А вот себе самой — вполне, если между телефоном и станцией оставить металлический предмет (как монета на фото). Электромагнитная индукция — дело такое.
Фото: Wireless Power Consortium
Однако если задаться такой целью, с помощью беспроводной зарядки действительно можно нанести вред смартфону. Дело в том, что хоть Qi-станции могут обнаруживать посторонние металлические предметы, попавшие между двумя катушками, некоторые тонкие предметы, вроде скрепок или декоративных вставок на чехле, могут остаться незамеченными. Оказавшись над передающей индукционной катушкой, металл неизбежно начнёт нагреваться. Нескольких минут хватит, чтобы та же скрепка раскалилась и начала плавить пластик.
Какой блок питания нужен для беспроводной зарядки?
КПД проводной зарядки составляет около 97%, то есть потерь энергии практически нет. А вот КПД беспроводных зарядок колеблется на уровне 60–75%. В теории, в сферических условиях в вакууме, так сказать. В реальности на КПД зарядки стандарта Qi влияет положение телефона на зарядной станции (то есть положение индукционных катушек друг относительно друга), их характеристики и размеры.
В этом году технологические новостные сайты наперебой репостили «исследование» энтузиаста, сравнившего скорость и энергопотребление проводной и беспроводных зарядок. Закономерно, результаты оказались не в пользу последних, причем КПД индукционной зарядки варьировался от станции к станции и особенно сильно зависел от положения смартфона на них. Если за 100% взять эффективность проводной зарядки, то КПД Qi варьировался от 20% до 53%, а самый лучший результат показала оригинальная Google Pixel Stand — 61%. Правда, исследование было посвящено не скорости или тепловыделению беспроводных зарядок, а их энергопотреблению — автор вел читателя к выводу, что если хотя бы половину от 3 млрд смартфонов в мире заряжать по воздуху с таким КПД, энергопотребление и нагрузка на энергосети возрастут. С одной стороны, с математикой не поспоришь. С другой, неутешительный вывод держится на вероятности «если бы, да кабы», а энергопотребление в мире и так растёт за счет цифровизации общества.
Кстати, возьмите на вооружение USB-тестер, с помощью которого можно измерять напряжение, ток и переданную энергию. Такой гаджет стоит около 1000 рублей, но позволяет безошибочно оценить качество USB-кабелей и выходные параметры зарядных устройств. Архиполезная вещь в хозяйстве!
Фото: AliExpress
Исходя из невысокого реального КПД индукционной зарядки, мы приходим к необходимости подключения зарядной станции к блоку питания повышенной мощности. Если 5-ваттную станцию подключить к 5-ваттному ЗУ, то из-за потерь скорость зарядки смартфона будет… скорее всего, никакой, потому что результирующая мощность на приёмной катушке смартфона окажется незначительно выше энергопотребления телефона в режиме ожидания. Производители Qi-станций рекомендуют использовать блоки питания с мощностью на 30–40% выше, чем у Qi-зарядки. Так, Apple для своей новой 15-ваттной MagSafe для iPhone 12 рекомендует докупить адаптер с мощностью не ниже 20 Вт. К счастью, не обязательно производства Apple. Мы провели сравнение скорости зарядки iPhone 12 Pro через MagSafe, подключенного к оригинальному 20-ваттному адаптеру Apple и к крохотному Anker Nano на те же 20 Вт. Разница между двумя блоками питания укладывается в несущественную погрешность — 188 минут в случае с ЗУ Apple 20 Вт и 190 минут в паре с Anker Nano 20 Вт. А при зарядке от этих блоков питания не через MagSafe, а напрямую по кабелю, батарею удалось зарядить за одинаковое время в 104 минуты.
Кстати, о MagSafe. Формально с новой зарядкой Apple совместимы все iPhone с Qi-приемником, но лишь семейство iPhone 12 будет заряжаться с максимальной мощностью 15 Вт, тогда как предыдущие модели смартфона — только 5 Вт. Также обозреватели заметили странную несовместимость MagSafe с мощными блоками питания для MacBook — в паре с 96-ваттным адаптером MagSafe «раскачался» только до 10 Вт. Есть мнение, что в адаптер для ноутбука просто не «зашит» необходимый профиль питания, требуемый для MagSafe.
Раньше мы тоже советовали приобретать для наших беспроводных зарядок блоки питания примерно на 40% мощнее, однако теперь самые мощные Qi-станции, вроде Anker PowerWave II Stand мы просто комплектуем сетевым адаптером необходимой мощности. Если в комплекте с вашей Qi-зарядкой не оказалось кабеля, докупите гарантированно хороший провод — дешёвые безымянные USB-кабели часто не могут передать высокие токи, а наименее качественным кабелям не покоряется даже 0,5 А.
Опасна ли беспроводная зарядка для смартфона?
Рискуем удивить, но да. Как и проводная зарядка. А уж как опасно для аккумулятора отсутствие любой зарядки и уход в глубокий разряд! Аккумуляторы вообще от жизни умирают. На скорость наступления неизбежного конца по большей части влияет лишь интенсивность использования батареи. В некотором смысле литий-ионные батареи следуют завету «live fast, die young» — чем быстрее аккумулятор выработает свой ресурс циклов заряда/разряда, тем быстрее потеряет ёмкость и потребует замены.
Заметьте, мы говорим о ресурсе, выраженном в количестве циклов зарядки. Самому аккумулятору абсолютно все равно, каким образом ему пытаются восполнить заряд: по проводу или через индукционную катушку — контроллер питания любой входящий ток приведёт к нужным характеристикам и лишь затем подаст на элемент питания.
Но нет дыма без огня, откуда-то ведь взялись городские легенды об опасности беспроводной зарядки? В этом мифе есть доля правды, только не там, где полагают большинство несведущих владельцев смартфонов. Повторим: ток, подаваемый непосредственно на аккумулятор, не различается в зависимости от способа зарядки, так что никакого «повреждения индукционными токами» при использовании стандарта Qi быть не может в принципе. Аккумулятору вредит лишь нагрев до высоких температур, который ускоряет деградацию анода и катода и, как следствие, ведёт к снижению ёмкости и в особо тяжёлых случаях даже к короткому замыканию. Ускоренный износ батареи наблюдается при её нагреве выше 30 °C, то есть температурный порог издевательски мал и ниже температуры тела человека.
Давайте считать и прикидывать. КПД Qi-зарядок составляет около 60%, большая часть потерянной энергии преобразуются в тепло, которое нагревает катушки и, соответственно, смартфон, а вместе с ним и аккумулятор. Важный момент — для наиболее высокого КПД катушки в станции и смартфоне должны находиться точно друг над другом, при их смещении станция вынуждена повышать мощность, что вызывает повышенный нагрев.
Дешевые безымянные Qi-зарядники не испортят ваш смартфон, зато могут испортиться сами — экономия на элементной базе и некачественная пайка могут закончиться коротким замыканием. И хорошо, если не случится возгорания.
Фото: iphones_ru / Instagram
Смартфоны могут охлаждаться только естественным образом, поэтому добротный чехол серьезно ухудшает отвод тепла. Это не значит, что надо непременно избавляться от чехлов во имя сохранности батареи — новый аккумулятор через пару лет обойдётся дешевле, чем потенциально разбитый экран сейчас. Но свою лепту в перегрев смартфона чехол всё-таки вносит.
Поэтому же мы не рекомендуем добавлять смартфону функцию беспроводной зарядки с помощью Qi-приёмника в виде тонкой пластины со штекером. Смартфоны без Qi-катушки просто не рассчитаны на то, что сквозь них начнут протекать индукционные токи, а тыльную часть начнет нагревать индукционная катушка. В лучшем случае при использовании такого ресивера вы получите очень быструю деградацию аккумулятора из-за перегрева, в худшем — испорченные MEMS-компоненты, вроде компаса или гироскопа.
Подобные Qi-ресиверы для смартфонов можно купить за 200–300 рублей, но мнимое удобство может обернуться повреждениями аккумулятора и микромеханических компонентов смартфона.
Фото: AliExpress
Всё-таки стандарт беспроводной зарядки Qi разрабатывался не наобум лазаря. Начинку смартфонов предложили защищать изолирующей пластиной, возможные негативные эффекты от перегрева были просчитаны, а мощность — ограничена гарантированно безопасными значениями (те самые 5 Вт в первых ревизиях стандарта, 15 Вт сейчас).
Даже в самом неблагоприятном случае беспроводная зарядка не превратит телефон в сковородочку для жарки шкварок. В смартфоны встроен термодатчик, который не позволяет батарее нагреваться выше 45 °C. Если обнаружится перегрев, например из-за толстого чехла, не дающего телефону охлаждаться естественным образом, то контроллер питания потребует снизить подаваемую мощность.
Но всё это касается оригинальных спецификаций Qi с базовым ограничением мощности беспроводной зарядки смартфонов в 15 Вт. А что же с быстрыми беспроводными зарядками?
Беспроводная зарядка высокой мощности опасна или нет?
Заряжать современный смартфон от беспроводной станции мощностью 5 Вт — это очень медитативное занятие, имеющее смысл только если телефон оставлять на прикроватной тумбочке на всю ночь. Для тех, кто закономерно не хочет ждать по шесть часов, производители смартфонов предлагают собственные проприетарные быстрые зарядки, на полную мощность работающие только с определёнными устройствами их же марки. Так у Huawei есть SuperCharge на 27 Вт и 50 Вт, OPPO представила AirVOOC на 65 Вт, а Xiaomi так и вовсе в ноябре 2020 года анонсировал 80-ваттную беспроводную зарядку, способную зарядить батарею на 4000 мА·ч за 19 минут.
Чудо техники от Xiaomi — беспроводная зарядка телефона за 18 минут. А что с температурой батареи? Пока неизвестно.
Потрясающие мощности и, в теории, потрясающее тепловыделение. Заметим, что при проводной зарядке гаджеты тоже нагреваются, и этот нагрев зависит от мощности зарядки (при условии, что сам смартфон в этот момент не используется, иначе нагрев будет значительно выше). Но при беспроводной передаче энергии тепла выделяется всё же больше. Соответственно, Qi-зарядник на 5 Вт нагреется крайне несущественно, на 15 Вт — побольше, а вот как должен разогреться смартфон, который питают через 80-ваттную беспроводную станцию… На самом деле однозначно мы пока не можем ответить на этот вопрос, сверхмощная зарядка Xiaomi ещё не вышла в серию, и реальных независимых тестов пока не проводилось.
Итак, с тепловыделением быстрых беспроводных зарядок более-менее разобрались — в теории оно выше, но практически нагрев контролируется термодатчиками и разнесением высокой мощности на две отдельных передающих катушки. Но есть другой возможный негативный фактор, общий и для проводной, и для беспроводной быстрой зарядки — повышенный ток, подаваемый на аккумулятор.
Разрядка и зарядка литий-ионной батареи представляет собой процесс передачи положительных ионов лития между анодом и катодом. Чем выше мощность заряда или разряда, тем быстрее ионы покидают один электрод и прикрепляются к другому. В ходе эксплуатации батареи анод и катод неизбежно изнашиваются, а быстрая зарядка незначительно ускоряет этот процесс. Насколько? Если использовать исключительно «быстрый» способ, то разница в ёмкости в сравнении с медленно заряжаемым аккумулятором проявится года через два или примерно 500–600 циклов, но при таком износе в принципе разумно заменить батарею, так как та неизбежно потеряет 10–15% ёмкости. Подчеркнем, что эта проблема проявляется при использовании и проводных, и беспроводных зарядных устройств высокой мощности.
Почему в некоторых смартфонах беспроводная зарядка до сих пор на 5 Вт?
Стандарт Qi сразу создавался открытым, поэтому за установку индукционной Qi-катушки производители гаджетов не платят никаких лицензионных отчислений. Соответственно, поддержка Qi — это лишь вопрос себестоимости индукционного модуля и перепроектирования внутренностей смартфона. Всякая компания вольна решать, внедрять ли ей поддержку Qi или нет и катушку какой мощности интегрировать.
Смартфон Palm Pre опередил свое время, став первым массовым телефоном с беспроводной зарядкой. И это в 2009 году, за год до появления Qi, за два года до первого Android-фона с опциональной Qi-крышкой и за шесть лет до интеграции Qi-катушек внутрь смартфонов.
Фото: HP
К счастью, цена катушек пала достаточно низко, чтобы установка приёмника даже на 10 Вт практически не отражалась на цене телефона, хотя 3–4 года назад смартфоны почти поголовно имели катушки всего на 5 Вт. В современных устройствах приемник Qi с мощностью 5 Вт можно встретить только по двум причинам: либо вам попалось удешевлённое по всем возможным фронтам устройство, либо это намеренный шаг для разнесения смартфонов компании по разным ценовым сегментам, чтобы дорогие модели имели более явные преимущества над дешёвыми.