Jak funguje bezdrátové nabíjení a baterie?

Mobilní telefony a další zařízení od svého vzniku prošly během velmi krátké doby několika fázemi vývoje a společně s nimi se vyvíjelo i příslušenství. V současné době se mnoho uživatelů ptá, jak funguje bezdrátové nabíjení? Takové produkty existují již poměrně dlouho a mezi uživateli jsou stále rozšířenější.

V tomto ohledu nabízíme stručný přehled vývoje technologií, které zajišťují nabíjení smartphonů, tabletů a notebooků bez připojení přes kabel. Pro lepší pochopení problematiky je v článku rozebrán princip fungování takových zařízení a také popisy aktuálních norem a stávajících omezení používání zmíněných zařízení.

Historie vývoje a vývoje norem

Před deseti lety jeden z výrobců představil mobilní telefon PalmPre, jehož konstrukce využívala revoluční technická řešení. Toto elektronické zařízení jako první implementovalo princip bezdrátového nabíjení. Gadget byl prezentován jako telefon budoucnosti, ale projekt nebyl příliš úspěšný a nepřinesl očekávané finanční výsledky. Výrobní podnik byl nucen ji zavřít.

Historie nabíječek bez kabelu pro telefony, notebooky a tablety však nekončí. Vývoj této průlomové technologie lze rozdělit do několika etap:

• Rok před uvedením prvního mobilního telefonu, který bylo možné nabíjet bez kabelového připojení, bylo v roce 2008 vytvořeno otevřené konsorcium pro vývoj regulační dokumentace.
• V září 2010 představil jeden z předních specialistů zmíněné asociace Matthew Broersma první verzi specifikace. Podle posledně jmenovaného byly certifikovány první modely pro iPhone a Blackberry.
• V roce 2015 začala nábytkářská značka IKEA vyrábět nábytek s vestavěnými moduly.

V současné době stále více výrobců elektronických zařízení zavádí do svých produktů nejnovější technologie. Kromě prodeje tohoto příslušenství uživatelům ve vyspělých zemích se začalo instalovat do kaváren, na letiště a do nákupních a zábavních center. To vám umožní snadno dobít smartphone vybavený příslušným modulem, což stimuluje růst jejich prodejů.

Princip

Proces vypadá velmi jednoduše: mobilní telefon je umístěn na speciálním panelu a jeho jediným vnějším znakem je často animovaný indikátor na displeji. Principem fungování bezdrátového nabíjení je využití fenoménu indukčnosti. Když proud prochází cívkou, objeví se kolem ní magnetické pole a kolmo k němu se vytvoří elektrické pole. Ten generuje proud v odpovídajících obvodech gadgetu.

Technologie pro indukční nabíjení tabletů a smartphonů je poněkud složitější a má řadu funkcí, z nichž hlavní je přítomnost zpětné vazby. Tato technologie funguje následovně:

• Popisovaný produkt je připojen k síti a je v pohotovostním stavu. Jakmile je k němu gadget přiveden na vzdálenost menší než 4 cm, přejde do aktivního režimu.
• Zatímco zařízení běží na pozadí, vysílá každých 0,4 sekundy puls, což vám umožňuje řídit proces. Jak se energie akumuluje, napětí postupně klesá.
• Jakmile je baterie zařízení plně nabitá, vysílač automaticky přejde do režimu na pozadí. Na obrazovce gadgetu se zobrazí odpovídající zpráva.

Zpětná vazba mezi přijímací a vysílací komponentou umožňuje snížit spotřebu energie na minimum. Tím je zajištěna nejen jejich účinnost, ale také optimální režim pro baterii smartphonu, tabletu nebo notebooku.

Složení a design

Popisovaný produkt je komplexem dvou přijímacích a vysílacích modulů, které na sebe vzájemně působí podle daného algoritmu. Ve skutečnosti se takové zařízení, nazývané vysílač, skládá ze tří částí:

• Indukční cívka s určitým počtem závitů, navinutá z izolovaného měděného drátu jmenovitého průřezu.
• Elektronický řídicí obvod, který zajišťuje provoz komponent v různých režimech.
• Pouzdro je vyrobeno z dielektrického materiálu: polymeru nebo kompozitu, obvykle ve formě ploché kulaté nebo obdélníkové krabičky s konektorem pro připojení síťového adaptéru.

Přijímací modul je zabudován do mobilního telefonu, tabletu nebo notebooku. Jeho hlavní částí je induktor umístěný na zadní stěně pouzdra. Z výše uvedeného popisu principu fungování bezdrátové nabíječky je zřejmé, jak funguje její přijímací část. V závitech drátu se indukují proudy, které jsou přiváděny přes regulátor do baterie. Tato elektronická součástka navíc monitoruje zahřívání cívky, aby se zabránilo teplotním podmínkám, které jsou pro gadget nebezpečné.

Hlavní typy norem QI a jejich charakteristiky

Specifikace vyvíjí již dříve zmíněné otevřené konsorcium WPC (Wireless Power Consortium). Jeden ze základních konceptů čínské filozofie, „QI“, což znamená vitální energie, byl zvolen jako název standardu QI. Sdružení vyvíjí a implementuje normy a požadavky na indukční vysílače a přijímače.

Specifikace ve verzi 1.2.4 je nyní k dispozici na webových stránkách Konsorcia, výrazně vylepšená a s následujícími rozdíly od dřívějších úprav:

• Zvýšený výkon vysílacích a přijímacích obvodů na 15W.
• Zlepšení teplotních a časových parametrů chytrých telefonů.
• Zvýšená citlivost elektronických modulů, která zvyšuje detekční vzdálenost nabitých zařízení.
• Byl zaveden další identifikátor pro příjem modulů s jedinečným kódem.

Znalost specifikací QI vám umožní lépe porozumět tomu, jak funguje bezdrátová nabíječka chytrých telefonů a jaké typy specifikací se aktuálně používají. Dnes existují tři možnosti, které se liší vyzařovaným výkonem:

• Nízký: 0 až 5 W.
• Průměr: ne více než 10 W.
• Vysoký: 10 až 15 W.

Indukční nabíječky používané pro mobilní telefony jsou určeny pro proud 1 A a pro tabletové počítače – 2 A. K dnešnímu dni jsou platné všechny stávající verze specifikací: 1.0; 1.1 a 1.2. Nejnovější verze technických norem jsou však dostupné pouze členům Konsorcia.

Podmínky použití

Použití takového příslušenství vám umožní vyhnout se problémům s kabely a také poškození konektorů v důsledku nesouososti. Jak používat bezdrátové nabíjení a jak jej správně používat, se dozvíte z přiloženého návodu. Je to vlastně jednoduché:

• Vysílací modul se připojuje k domácí síti pomocí výkonného adaptéru s proudem minimálně 1 nebo 2 A.
• Příslušenství je umístěno na stole nebo na libovolném místě, které vám vyhovuje.
• Nabíjecí miniaplikace je umístěna na ní a po zahájení procesu se na obrazovce objeví odpovídající systémová zpráva.

Když baterie dosáhne své maximální kapacity, příslušenství se automaticky vypne a gadget lze použít k určenému účelu. Je třeba si uvědomit, že při indukci dochází ke značným ztrátám energie, což znamená, že proces její akumulace v baterii je delší než u běžného drátového příslušenství.

Po zjištění, jak funguje bezdrátové nabíjení telefonu, si uživatel bude moci nezávisle vybrat nejvhodnější model. Zaměstnanci našeho internetového obchodu jsou připraveni vám v této záležitosti pomoci a poskytnout bezplatné poradenství ohledně funkcí aktuálních verzí standardů QI.