Innehåll
har haft ett hit-or-miss-förhållande med mobilbranschen, doppat in och ut ur produktutbud och passar mellan specifikationer och tillbehörsstatus. Idag stöder ett antal högprofilerade smarttelefonområden trådlös laddning, inklusive Googles senaste pixlar, Samsungs Galaxy S- och Note-produkter och Huawei Mate 20 Pro.
Efter åratal med strider om standarder finns det nu bara en större spelare kvar i smarttelefonspelet - Wireless Power Consortium. Wireless Power Consortiums Qi-standard (uttalad chee) står för cirka 90 procent av alla trådlösa laddningsprodukter. Powermat (PMA & AirFuel) och Wireless Power Consortium (Qi) slogs samman i januari 2018, vilket slutade hoten om marknadsfragmentering och förhoppningsvis underlätta för tillverkarna att välja en standard på lång sikt.
Koalescing runt en standard
Efter en lång period av beslutslös industri mellan WPC- och AirFuel-standarderna, såg Apple Apple anta Qi-teknik för sin iPhone 8 och iPhone X, vilket lägger till en stor del av standarden som i huvudsak tvingade branschen att äntligen välja en grupp. Även om Samsung - en större smarttelefontillverkare efter global volym - antog trådlös laddning långt innan Apple, säkrar de senaste produkterna sina satsningar med stöd för både Qi och PMA.
Kommande år 2018 visade Apples beslut sig ha en nedsläppseffekt för den trådlösa laddningsindustrin. Powermat anslöt sig till WPC och citerade specifikt Apples användning av Qi-standarden som en avgörande faktor. Powermat bidrar nu med sin teknik till WPC, och partnerskapet kommer troligen att producera laddare med både Qi och PMA-standarder som sina senaste flexibla trådlösa laddningsprodukter.
Powermat producerar standarder för produkter som innehåller sin egen och Qi-teknik och har rullat ut mjukvaruuppdateringar till många av sina befintliga produkter för att stödja standarden. Till exempel fungerar de Powermat-platserna på Starbucks nu med Qi-telefoner. På samma sätt stöder även företagets SmartInductive och AgileInductive produktlinjer Qi.
Det är också viktigt att notera att Powermat var en grundande medlem av PMA (Power Matters Alliance) som kombinerades med A4WP för att producera AirFuel. Denna grupp arbetar fortfarande med sina egna versioner av induktiv laddning och resonansladdning. Faktum är att vissa av PowerMats produkter fortsätter att stödja AirFuel PMA induktiv laddning. Det finns emellertid frågor som kvarstår över gruppens styrka nu när den största bidragsgivaren - Powermat - arbetar med Qi och WPC.
Hur tekniken fungerar
Redan innan Apples antagande och Powermat-partnerskapet hade Wireless Power Consortiums induktiva standard en framträdande industriprofil, eftersom den driver ett antal smartphones, tillbehör och produkter. PMA-standarden, som nu är vikt i AirFuel, har också dykt upp i ett antal smartphones och också släppt erbjudanden för att ge laddstationer till företag som Starbucks. Båda dessa standarder är baserade på induktiv laddningsteknologi, som vanligtvis är ganska kort räckvidd och kan vara ganska fin. Rezense, den gamla A4WP-standarden var baserad på resonanssteknologi, men denna design har ännu inte dykt upp på några smartphones.
Trådspolar skapar magnetfält som kan användas för att generera ett strömflöde i en separat, isolerad spole. Detta är grunden för transformatorteknologi och både induktiva och resonansladdare.
Induktiv- och resonansbaserad teknik ger ganska olika resultat ur slutanvändarens perspektiv, trots att de bygger på samma konstruktionsprincip som trådspolar kan användas för att överföra kraft över luften.
Om du är intresserad av vetenskapen använder induktiv laddning tätt sammankopplade spolar med en något "off-resonance" -frekvens för hög överföringseffektivitet, vilket resulterar i en effektiv användning av ström men till en kostnad av hög känslighet för spolens inriktning. Det är därför Qi- och PMA-enheter ofta använder magneter för att ställa upp enheter med mottagningsplattan och är begränsade till mycket korta laddningsavstånd, vanligtvis bara 45 mm.
De enda verkliga skillnaderna mellan Qi och PMA är överföringsfrekvenser och anslutningsprotokoll som används för att kommunicera med enheter och styra effekthantering. Resonansladdning är lite annorlunda, och arbetar vanligtvis över ett större avstånd på ett par tum genom att ställa in frekvensen för svängningen så att den exakt matchar mellan mottagaren och sändaren. Detta möjliggör ett längre överföringsavstånd innan effekten minskar men med mindre optimal kraftöverföring än induktionsteknologi. En av de andra stora fördelarna med en resonansdesign är att makten kan överföras till flera enheter oavsett orientering i magnetfältet och också kan driva flera enheter från en enda sändarspole.
Qi har nu också en resonansdesign i sin 1.2-specifikation för längre kraftöverföring upp till 2,8 cm, men på grund av att säkerställa kompatibilitet med befintliga Qi-överföringsfrekvenser, Q-faktor och värmebegränsningar är det inte lika effektivt att överföra kraft över långa avstånd som en system utformat specifikt för detta ändamål.
Bas Qi-standarden stöder upp till 15W ström. Detta är vad de flesta smartphones på marknaden har använt sig genom åren, även om de inte ofta maximerar effekten. Qi har också en förstärkt “Medium Power Simple Battery Charging” -standard som är utformad för användning med högre effekt som är konstruerad för apparater som kräver mellan 35 och 60W.
Byggprodukter
Hittills har stora mobilspelare arbetat för att tillhandahålla produktkretsar som stöder åtminstone en av de olika standarderna. Till exempel stöder flaggskeppsprodukter från Samsung och LG både induktiva Qi- och PWA-standarder. Vissa enheter, som Huawei P20 Pro, stöder emellertid bara Qi.
Andra företag tar flerfunktionsmetoden mycket längre, genom att stödja resonans utöver båda induktiva standarder. NuCurrent stöder till exempel Qi, PMA och A4WP och tillkännagav världens första 10-watts induktiva och resonanta laddningsantenn. I framtiden kan vi dock se att tillverkare återgår till att stödja bara Qi, som Apple har gjort. Jag vet att några av de största tillverkarna nu rally bakom denna standard.
Även om vissa OEM: er stöder Qi och PMA, kan vi nu se de två förfinade till en enda universell standard som förenklar produktutvecklingen.
Den första generationen tillbehör var ganska mycket begränsad till kraftladdningsstationer för ditt hem, men marknaden för trådlös laddning har expanderat till många nya produktsegment sedan dess. Automotive är en av de växande sektorerna, och ett antal tillverkare, som Audi och Mercedes, har redan meddelat trådlös laddningsmöjlighet i sina fordon. Wireless Power Consortium är särskilt intresserad av att bygga upp sin teknik i offentliga utrymmen och företag och ser för sig framtida enheter med mindre batterier men med tillräckligt med laddningspunkter för att enkelt hålla dem toppade.
Trådlös laddning försvinner också från sina rötter för att bli ännu mer användbar för konsumenterna. Teknologierna har inbyggda kommunikationsprotokoll för att säkerställa korrekt kraftöverföring mellan enheter, och detta används för att kommunicera med andra system. Till exempel kan den användas med smarta hemlösningar, till exempel kontroll av ljus eller temperatur, eller överföra information om din favoritradiostation eller till och med din optimala sittplats till din bil ombord på datorn.
Rekommenderad trådlös laddare:
Radiosändning och framtiden
Trots att Wireless Power Consortium nu är den största gruppen med en rad produkter på marknaden, är det ett antal mindre företag som också har andra helt nya idéer. Många av dem arbetar nu med AirFuel för att tillhandahålla trådlös laddning i mycket längre intervall än tidigare.
Hela vägen tillbaka på CES 2016 gick vi praktiskt med Humavox olika delar av utrustning för trådlös laddning. Till skillnad från induktions- eller resonansbaserade konstruktioner, är denna teknik baserad på radiofrekvensöverföring nära fält. Humavox tittar på liknande korta intervall som befintliga trådlösa standarder, men snarare än stora metallspolar använder företagets teknik en liten integrerad krets för att hantera kraftöverföring och omvandling, vilket möjliggör vissa diskreta implementeringar. Humavox's erbjuder en plattform avsedd för laddning av trådlösa hörlurar.
Energous är ett annat företag med en radiovågsbaserad teknik, men till skillnad från Humavox är det mycket längre att sträcka sig från sin standard, upp till 15 fot. Förra året tillkännagav företaget ett ganska dyrt sändarnav som kan leverera 5,5 watt kraft till enheter fem meter från navet, cirka 3,5 watt kraft vid 10 fot och en watt på 15 fot. Det extra sortimentet är verkligen försäljningsstället för Energous teknik, men på nära håll är det fortfarande relativt konkurrenskraftigt med befintliga laddare.
I början av 2018 fick Energous den första FCC-certifieringen för trådlös laddning på avstånd på avstånd för sin laddningsteknik för medelavstånd. Detta inlämnades under del 18 som riktar sig till industriell, vetenskaplig och medicinsk utrustning, snarare än under den mer regelbundna klass B-konsumentelektronikavsnittet i del 15. Vid CES 2018 avslöjade företaget sitt första produktsamarbete, trådlöst laddningsbart smart underkläder producerat av Myant som heter SKIIN. Vi väntar fortfarande på vanliga produkter.
Om det inte var tillräckligt med val, visar det sig att du också kan använda ultraljud för att överföra ström mellan enheter. UBeam är en sådan standard baserad på den här lägre frekvensöverföringen, och den kan skryta med flera enheters laddning med en räckvidd på upp till 4 meter med 1,5 watt effekt. Tyvärr matchar dess kraftuttag och värmeavfall inte riktigt med andra idéer på marknaden, och tekniken kräver siktlinje mellan enheter för att kunna överföra ström framgångsrikt.
Sammanfatta
Det är uppenbart att det finns massor av lovande teknik här, men det finns fortfarande en stor fråga att ställa om trådlös teknik: varför ska konsumenter välja det framför bekvämligheten med en USB-kabel med säng med snabbladdning? Ärligt talat är det svårt att svara på, men användarvänlighet och allestädes närvarande gadgetstöd och laddningsstationer kommer förmodligen att krävas.
Trots att det redan finns i ett antal år har trådlös laddning fortfarande inte blivit en kritiskt viktig teknik på gadgetmarknaden. Men nu när marknaden börjar samlas kring Wireless Power Consortium och Qi börjar vi se en meningsfull produkt- och konsumentadoption.
