Hvad er trådløs opladning, og hvordan fungerer det

Trådløs opladning er blevet en must-have-funktion i både iPhones og high-end Androids, men meget få kender til kerneteknologien, der driver det. Så hvad er trådløs opladning, hvad er fordelene (fordelene), ulemperne (ulemperne), og hvordan fungerer det i moderne forbrugsgadgets? Her vil vi fortælle dig alt om det, og hvad du har brug for at vide, før du køber din næste avancerede smartphone, smartwatch eller øretelefoner. Vi vil også fortælle dig, hvordan det bruges i den industrielle sektor, og hvordan fortsatte fremskridt inden for teknologien en dag kan gøre det muligt for enheder at blive opladet eksternt.

Trådløs opladning: Hvad det er, og hvordan det fungerer

Trådløs opladning har været tilgængelig på Android-smartphones i årevis, men det fangede virkelig de almindelige mediers opmærksomhed globalt, efter at Apple introducerede det i sin iPhone X og iPhone 8-serien i 2017. Det er siden udvidet til alle avancerede iPhones som iPhone 12-serien og endda nogle mellemstore smartphones som iPhone SE (2020) og forventes at blive mere almindelige i de kommende år. Så det er på tide, at vi vidste mere om teknologien, og hvordan den fungerer. I denne artikel fortæller du dig også om dets oprindelse og de forskellige typer trådløs opladningsteknologi, der er i brug i disse dage. Indholdsfortegnelse + -

Hvad er trådløs opladning?

Trådløs opladning er overførsel af energi fra en senderenhed til en modtagerenhed via elektromagnetisk induktion i stedet for at bruge ledninger som et fysisk link. Også kendt som induktiv opladning involverer processen produktion af en elektromotorisk kraft over en elektrisk leder i et skiftende magnetfelt for at levere elektricitet til et batteri, ofte inde i en elektronisk gadget. Opladningen foregår gennem en induktiv transmissionspude i stedet for et kablet stik.

Hvordan fungerer trådløs opladning?

Induktiv opladning genererer strøm ved at føre en elektrisk strøm mellem to spoler for at skabe et elektromagnetisk felt. Den primære spole i opladeren inducerer en strøm i den sekundære spole, som befinder sig i enheden, der oplades. Energi overføres fra opladningsenheden til modtagerenheden gennem induktiv kobling. Processen involverer kørsel af en vekselstrøm (AC) gennem en induktionsspole i opladningspladen, hvilket skaber et magnetfelt, der svinger i styrke, når vekselstrømmen konstant ændrer sin amplitude.

Det tidsvarierende elektromagnetiske felt genererer en elektromotorisk kraft, hvorved der skabes en vekselstrøm i induktionsspolen i modtagerenheden. Derefter konverteres den til jævnstrøm (DC) med en ensretter og bruges til at oplade elektromagnetiske celler som batterier i smartphones, smartwatches, øretelefoner og andre modtagerenheder. Mens energioverførslen fra en spole til en anden teknisk er uden ledninger, skal opladningspladen stadig trække strøm fra en elektrisk kilde ved hjælp af en kabelforbindelse i de fleste tilfælde.

Hvad er omvendt trådløs opladning, og hvilke telefoner der understøtter det?

Omvendt trådløs opladning gør det muligt for en enhed at bruge batteristrøm til at oplade en anden enhed. Det bruger de samme principper for elektromagnetisk induktion, men denne gang fungerer spolen i smartphonen som senderen i stedet for modtageren. Nogle af de førende smartphones, der understøtter omvendt trådløs opladning, inkluderer Samsung Galaxy S21-serien, Galaxy S20-serien, Huawei P30 Pro, Mate 30 Pro osv..

Fordele (fordele) ved trådløs opladning

Fordelene ved trådløs opladning er mange. Den første og fremmeste fordel er bekvemmelighed. Det er praktisk at slippe din telefon på den trådløse opladningsplade i stedet for at skulle snuble rundt og prøve at indsætte et stik i en port. For det andet er det også en relativt sikker måde at overføre strøm til din telefon, fordi det ikke kræver, at du fysisk rører ved stikkontakten, hver gang du vil oplade en enhed. Endelig reducerer det slid på enheden ved at fjerne behovet for at tilslutte den hver gang.

Ulemper (ulemper) ved trådløs opladning

Den største ulempe ved trådløs opladning er, at det er spildteknologi. I sin nuværende tilstand er trådløs opladning meget ineffektiv og bruger mellem 39% og 80% mere energi end den kablede ækvivalent. En stor mængde energi går tabt som varme med den nøjagtige effektivitet afhængigt af opladeren. Tabet er endnu mere udtalt, når spolerne i telefonen ikke er justeret korrekt med spolerne i opladningspladen.

Mens mange brugere muligvis er villige til at bytte effektivitet for nemheds skyld, kan det have en stor indvirkning på miljøet, hvis trådløse opladere bliver den primære metode til opladning af elektronikgadgets og gizmos.

Et andet nedfald af ineffektiviteten er opladningshastigheden. Trådløs opladning er smertefuldt langsom sammenlignet med kablet opladning, især når producenter frigør superhurtige kablet opladningsteknologier. Hvad mere er, mens du stadig kan bruge din telefon, mens du oplader den med et kabel, vil trådløs opladning, i det mindste i sin nuværende form, stoppe helt, når du tager den af ​​opladeren. Det er klar til at ændre sig snart, men mere om det senere.

Endelig er trådløse opladere ikke tilgængelige på alle lufthavnsterminaler, jernbanestationer, hospitalets lobbyer og andre offentlige steder. Det betyder, at hvis du løber tør for juice og ikke har et kabel, kan du få chok. Som tingene nu er, er trådløs opladning mere form-over-funktion. Når det er sagt, arbejder forskere rasende på at rette op på nogle af de ovennævnte problemer, så vi kan forvente mere effektive trådløse opladningsløsninger fremadrettet.

Forskellige trådløse opladningsstandarder

Der er to store konkurrerende organisationer, der specificerer induktive og resonans opladningsstandarder, og begge har deres andel af tilhængere. Den mere kendte er Wireless Power Consortium (WPC), der tæller Apple, Google og Xiaomi blandt sine medlemmer, mens AirFuel Alliance inkluderer Dell, Duracell, Gan-systemer og mere. Mange virksomheder, som Samsung og Huawei, er medlemmer af begge organisationer.

WPC udvikler og regulerer den mest populære trådløse opladningsstandard, Qi (udtalt 'chee'), som bruges af de fleste smartphone-producenter, herunder Apple, Samsung, Xiaomi osv. AirFuel derimod binder sig til lufthavne, hoteller og caféer i Europa såvel som store restaurantkæder som MacDonalds og kaffebarer som Starbucks i USA for at udrulle trådløse ladestationer på offentlige rum. Dette tror mange måske i sidste ende kan hjælpe trådløs opladning med at få bredere vedtagelse.

Oprindelse og fremskridt

Begrebet trådløs opladning blev først demonstreret af den tvivlsomme Nikola Tesla, der opdagede fænomenet magnetisk resonanskobling i slutningen af ​​det 19. århundrede. I den bedste del af det næste århundrede kunne teknologien imidlertid ikke bruges i det virkelige liv undtagen et par elektriske tandbørster og andre små gadgets.

Skåret til det 21. århundrede er teknologien godt og virkelig begyndt at komme ind i almindelige forbrugers bevidsthed takket være dens vedtagelse af smartphone-producenter. I hvad der kunne være en spilskifter for industrien, kunne teknologiske fremskridt i sektoren også snart gøre det muligt for nogle IoT-enheder at få strøm, selv når de placeres flere meter væk fra en oplader.

Forskellige trådløse opladningsteknologier

De fleste af de trådløse opladningsstandarder, der i øjeblikket er i brug, er afhængige af tre hovedteknikker. For det første er der tæt koblet elektromagnetisk induktiv eller ikke-strålende opladning, hvilket kræver, at senderen og modtageren er i kontakt med hinanden for energioverførslen. Dernæst er der den løst koblede eller strålende elektromagnetiske resonansopladning, der kan overføre en opladning over meget korte afstande, som et par inches. Endelig er der trådløs opladning, der ikke er koblet til radiofrekvens (RF), der kan overføre energi flere meter væk, dog med en meget langsom hastighed.

Fjernopladning trådløs

En af de største ulemper eller ulemper ved trådløs opladning er, at du ikke rigtig kan bruge enheden, mens den oplades. Imidlertid arbejder mange virksomheder nu på fjernadgang til trådløs opladningsteknologi, der kan hjælpe brugerne med at skære ledningen endeligt ud. Det hele startede i 2007, da et team af MIT-forskere, ledet af fysikprofessor Marin Soljačić, demonstrerede evnen til at drive en 60 watt pære trådløst fra en afstand på omkring to meter (~ 6,5 fod).

Mens teknologien var yderst ineffektiv dengang (~ 45% effektivitet), er den siden avanceret med spring og grænser og kan nu transmittere høje niveauer af effekt (op til 11 kW) med en effektivitet på op til 92%.

Det nærmeste felt trådløse strømoverførselsteknologisystem blev oprindeligt brugt til kommerciel brug af Soljačić selv, som i 2017 grundlagde et firma kaldet WiTricity, der designer trådløse trådløse opladningssystemer til elbiler. Andre virksomheder, som Ossia og Energous, har demonstreret trådløs opladning fra op til en afstand på 30 fod, selvom effektiviteten reduceres drastisk med stigningen i afstanden.

Da trådløs opladning bliver mere almindelig, er selv trådløs opladning tilsyneladende indstillet til at ramme forbrugerelektronik før snarere end senere. Xiaomi annoncerede i sidste måned en ekstern trådløs opladningsteknologi kaldet 'Mi Air Charge', der kan oplade flere enheder samtidigt, mens du spiller, går rundt eller endda når noget er i vejen.

Det er en 5W-oplader, der bruger 144 antenner i basestationen til at sende millimeterbrede bølger til modtagende enheder. Fra begyndelsen af ​​februar er der ingen ord om, hvornår enheden rammer markedet.

Anvendelse i IoT, Healthcare og Automotive Industries

Mens WiTriCity bringer trådløs opladning til biler, inkorporerer andre virksomheder fra hele verden teknologien i andre industrier, herunder sundhedspleje, robotik og mere. Bilindustrien er dog fortsat en af ​​de største beskyttere af teknologien.

Snesevis af bilmodeller tilbyder nu Qi-baseret trådløs opladning i deres kabiner, mens mange elektriske køretøjer, som Mercedes Benz S550e, kan oplade trådløst ved blot at parkere over en opladningsplade. I fremtiden kan køretøjer endda blive ladet, mens de er i bevægelse, takket være en teknologi kaldet dynamisk elektrisk køretøjsopladning (DEVC).

Med trådløs opladning og dens fordele, der rækker ud over forbrugerelektronikområdet, forudsiger eksperter, at den kan bruges i medicinske implantatudstyr som hjertepacemakere og andre hjerte-hjælpepumper. I 2018 dæmpte Massachusetts Institute of Technology (MIT) et system kaldet In Vivo Networking (IVN), der tillader medicinsk udstyr, der er implanteret i den menneskelige krop, til at fungere, mens det får strøm fra radiobølger eksternt.

Opfindelsen baner vejen for endnu mere kraftfulde implanterbare enheder og mikroskopiske integrerede sensorer. Mulige anvendelsestilfælde inkluderer implanterbar hardware til overvågning af blodsukkerniveauet og andre kritiske parametre.

Da omfanget og omfanget af trådløs opladning fortsætter med at stige, kan fremtidige brugssager til teknologien også omfatte andre innovative applikationer, som restaurantborde, der fordobles som en opladningsplade til smartphones, møbler med integreret trådløs opladning og køkkenborde, der giver brødristere , kværne og andre apparater trådløst. De øgede fordele og applikationer vil sandsynligvis også forbedre vedtagelsen af ​​trådløs opladning, men det er ikke umiddelbart klart, hvornår det ville ske.

Smartphones med trådløs opladning

I 2009 blev Palm Pre den første kommercielt tilgængelige smartphone, der tilbyder trådløs opladning. Siden da har snesevis af enheder vedtaget funktionen, herunder Droid Charge i 2011 og Nokia Lumia 920 i 2012. I dag er der mange smartphone-modeller, der tilbyder fordelene ved trådløs opladning. Nogle af de nyeste smartphones, der tilbyder funktionen inkluderer:

• Samsung Galaxy S21-serien
• iPhone 12-serien
• Google Pixel 5
• Galaxy Note 21-serien
• OnePlus 8 Pro

Bedste trådløse opladere

Der er mange trådløse opladere tilgængelige på markedet, og de fleste af dem overholder Qi-standarden for maksimal kompatibilitet. Her viser vi nogle af de bedste, du kan købe lige nu:

• Apple MagSafe Charger (certificeret til udvalgte Apple-enheder): ($ 39)
• Samsung 15W trådløs oplader: ($ 79,99)
• Anker PowerWave-legering: ($ 29,99)
• RAVPower trådløs oplader: ($ 22,99)
• Philips Fabric trådløs oplader: ($ 19,88)

Hvad oplades Apple MagSafe? Forskellen mellem Magsafe og Qi

MagSafe blev introduceret sammen med iPhone 12 og er en forbedret version af Apples eksisterende trådløse opladningsteknologi og tilbyder yderligere fordele. Det er stadig baseret på Qi-opladningsteknologien i sin kerne og er som sådan kompatibel med Qi-opladere. Hvad MagSafe gør anderledes, er imidlertid, at det hjælper med at tilpasse smartphonen korrekt til opladeren for en hurtigere og mere effektiv opladningsproces.

For at opnå bedre tilpasning til MagSafe-teknologien tilføjede Apple magneter rundt om iPhones opladningsspole for at hjælpe enheden med at klemme på plads, når den placeres på opladningsmåtten. Apple forbedrede også opladningshastigheden med MagSafe i iPhone 12-serien, som nu tilbyder op til 15W i stedet for 7,5W på de tidligere modeller.

Apples MagSafe-oplader er certificeret til at arbejde med udvalgte Apple-enheder, inklusive, men ikke begrænset til, iPhone 12-serien, Apple Watch og AirPods Pro. Det har imidlertid vist sig at være kompatibelt med en række Android-smartphones, herunder Google Pixel 5, Samsung Galaxy Z Fold 2, Galaxy Note 10-serien og mere. Det er ikke overraskende, da Apple også vedtog WPCs Qi-opladningsstandard til sin MagSafe-teknologi. Tilsvarende kan iPhones med understøttelse af trådløs opladning (MagSafe eller andet) oplades ved hjælp af en hvilken som helst eksisterende Qi-opladningsmåtte.

Du kan også tjekke vores detaljerede liste over de bedste trådløse opladere og de bedste MagSafe trådløse opladningsbilbeslag til iPhone 12-serien.

Ofte stillede spørgsmål

• Hvordan ved jeg, om min enhed kan oplades trådløst?

For at vide, om din telefon, dit ur eller dine ørepropper understøtter funktionen, skal du tjekke den brugermanual, du fik med detailboksen. I betragtning af at trådløs opladning er en af ​​højdepunktsfunktionerne i enhver enhed, vil den blive nævnt temmelig tydeligt, hvis det er relevant. Tjek også sælgerens websted og søg på nettet for at vide mere om enhedens funktioner og funktionalitet.

Bemærk, at fra nu af kan alle telefoner, der understøtter trådløs opladning, stadig oplades med kabler som normalt. Det kan dog ændre sig med rapporter, der antyder, at Apple muligvis planlægger at fjerne havne helt i fremtidige iPhones, selvom det stadig kan være et stykke væk.

• Kan jeg oplade en smartphone i etuiet, eller har jeg brug for et specielt tilfælde?

De fleste tilfælde af polycarbonat og TPU, hvad enten de er klare eller på anden måde, giver dig mulighed for at oplade din telefon trådløst. Tykkere 'robuste' sager er undtagelser fra reglen. Så hvis din telefon understøtter funktionen, og du planlægger at bruge den, skal du sørge for at købe en sag, der tydeligt er markeret som kompatibel.

• Hvordan konfigurerer jeg trådløs opladning??

Køb en kompatibel trådløs oplader og sæt den i et stikkontakt ved hjælp af den strømadapter, der fulgte med dit tilbehør eller en, der er anbefalet af producenten. Når opladningsmåtten trækker strøm, skal du placere din telefon på den med skærmen opad. For at opnå den bedste ydelse skal du placere den i midten af ​​opladeren. I tilfælde af dobbelt- eller tredobbelt opladningsmåtter skal du placere telefonen eller andre enheder på det nøjagtige sted, som producenten anbefaler.

• Kan jeg få trådløs opladning i min bil?

Mange biler leveres med fabriksinstallerede ladestationer. Selvom din bil ikke kommer med en, kan du stadig nemt tilføje en eftermarkeds trådløs oplader til biler. Sørg for at købe den rigtige specifikation til din enhed. Sørg også for, at både opladeren og den enhed, du prøver at oplade, overholder den samme opladningsstandard. Gå gennem denne artikel i detaljer for at vide mere.

• Opvarmer telefonen trådløs opladning?

Opvarmning sker typisk på grund af ineffektivitet i strømoverførsel, så jo mere effektiv din opladningsplade er, jo mindre varm bliver din telefon. Når det er sagt, er trådløs opladning ineffektiv af natur, så der vil altid være noget overskydende varme. Så længe både telefonen og opladningsmåtten overholder etablerede standarder, behøver du ikke bekymre dig om en gentagelse af Galaxy Note 7-fiaskoen.

• Oplades trådløs hurtigere end kabelopladning (eventuelle fordele)?

Som allerede nævnt er trådløs opladning smertefuldt langsom sammenlignet med kablet opladning. Det er endnu et nedfald af ineffektiviteten i at overføre strøm trådløst. Så ja, trådløs opladning er langsommere, den varmer din enhed op og lader dig ikke bruge din telefon frit, mens du oplades. Ting ændrer sig med trådløs fjernopladning og andre nye innovationer, men det vil sandsynligvis fortsætte med at blive bagefter kablet opladning med hensyn til hastighed og effektivitet i overskuelig fremtid.

Fremtiden for opladningsteknologi er her

Forskere mener, at de kun har ridset overfladen af, hvad trådløs opladningsteknologi har at tilbyde. I de kommende år, når teknologien modnes, vil den tilbyde mere både hvad angår omfang og ydeevne. Indtil da vil det for det meste forblive en relativt niche-funktion som en ønskelig, men ikke-kritisk funktion i forbrugsgadgets som telefoner, ure og ørepropper. Uanset hvad, nu hvor du ved så meget om trådløs opladning, dens fordele (fordele) og dens ulemper (ulemper), så lad os vide, om det er et must-have i din næste smartphone, eller hvis du stadig føler, at det er en gimmick det er stadig ikke klar til primetime.