Standard Qi - za induktivno polnjenje

Standard Qi - za induktivno polnjenje

18 maj 2021

Načeloma vse deluje, vendar pa brez elektrike ne deluje skoraj nič. To lahko potrdi vsak, ki je kdaj poskusil uporabljati telefon s prazno baterijo. Ponavadi to ne predstavlja nobenih težav, saj telefon preprosto priključite na polnilni kabel. Čez kratek čas se napolni z zadostno količino energije, da je možno opraviti vsaj kratek klic. To sicer vse drži, ampak kaj pa v primeru, ko nimate pri roki polnilnega kabla s pripadajočim napajalnikom? Praktično bi bilo, če bi lahko svoj pametni telefon polnili kjerkoli. In prav to je možno z brezžičnim polnjenjem. V nadaljevanju najdete podrobno razlago, kako deluje brezžični polnilnik in kaj je standard Qi.

 

  • Kakšne so prednosti brezžičnega polnjenja?
  • Kako deluje induktivno polnjenje?
  • Kakšni so izzivi pri induktivnem polnjenju?
  • Kaj pomeni standard Qi?
  • Ali Conradovi polnilniki izpolnjujejo zahteve standarda Qi?
  • Nadaljnji razvoj tehnologije brezžičnega polnjenja
  • Pogosta vprašanja o polnilnikih Qi

 

Kakšne so prednosti brezžičnega polnjenja?

Dandanes ima vsako gospodinjstvo najrazličnejše polnilne naprave. Pametni telefoni, Bluetooth slušalke z mikrofonom, ure ali prenosni medijski predvajalniki – vse te naprave za priključitev na napajanje potrebujejo polnilni kabel. Pri tem je vsaki napravi priložen napajalnik s polnilnim kablom. Iz tega razloga morate biti zelo pozorni na to, da uporabite pravi polnilni kabel z ustreznim vtičem in pripadajočim napajalnikom.

Pri nekaterih napravah morate poleg tega tudi preveriti, kako je treba obrniti vtič Micro USB, da se prilega polnilnemu priključku. Če vtič držite poševno in zato takoj ne zdrsne v priključek, preprosto uporabite večji mehanski pritisk.

Malo verjetno je, da bosta tako vtič kot tudi polnilni priključek na dolgi rok prestala to grobo ravnanje brez občutnih posledic. Sčasoma se polnilni priključek obrabi in ne zagotavlja več varne povezave. Posledica so zrahljani kontakti in draga popravila.

Bolje bi bilo, če za polnjenje sploh ne bi več potrebovali kabla ali vtičnega kontakta. S tem namenom so proizvajalci razvili brezžično polnjenje, ki ga včasih imenujejo tudi induktivno polnjenje.

Qi inductielader

 

Kako deluje induktivno polnjenje?

Polnilnega toka, na primer za pametni telefon, ni možno tako zlahka prenašati po zraku. Zrak je namreč električni izolator za tok. Vendar pa je možno energijo prenašati po zraku, tako kot poteka prenašanje radijskih valov radijskih ali televizijskih oddajnikov. Pri brezžičnem prenosu energije se uporabljata dva fizikalna principa:

  1. Princip elektromotorja

    Vodnik, po katerem teče električni tok, ustvarja magnetno polje. Če se vodnik poleg tega nahaja v magnetnem polju trajnega magneta, obe magnetni polji vplivata drugo na drugo in pride do vrtenja elektromotorja.

  2. Princip generatorja

    Ko se električni vodnik premika v magnetnem polju, se v vodniku ustvarja (inducira) električna napetost. Princip delovanja te proizvodnje električne energije se uporablja za generatorje ali diname.

    V praksi se pri induktivnem polnjenju uporabljata dve tuljavi.  Ena tuljava je oddajna tuljava, druga pa sprejemna tuljava. Oddajna tuljava ustvarja potrebno magnetno polje. Da bi lahko sprejemna tuljava ustvarjala (inducirala) napetost, bi se morala premikati v magnetnem polju. Ker to mehansko ni možno, se uporablja preprost trik. Namesto da bi premikali vodnik sprejemne tuljave, premikamo magnetno polje. To dosežemo z napajanjem oddajne tuljave z izmenično napetostjo. Nenehno spreminjajoče se magnetno polje nato ustvarja izmenično napetost tudi v sprejemni tuljavi, in to čeprav se sprejemna tuljava sama ne premika.

    Ta princip se že dolgo uporablja pri transformatorjih, in sicer s to razliko, da je pri transformatorjih magnetno polje med obema tuljavama okrepljeno in ciljno usmerjeno skozi jedro iz železnih plošč. Posledično lahko transformator po potrebi prenaša tudi visoke moči.

    Vendar pa pri induktivnem polnjenju manjka ojačevalni učinek železnega jedra. Iz tega razloga je pomembno, da sta si obe tuljavi prostorsko zelo blizu. Razdalja mora biti karseda majhna.  Samo tako je možen učinkovit prenos energije. Vendar pa moč, ki jo lahko prenaša induktivni polnilnik, tudi v idealnih pogojih znaša samo nekaj vatov.  Toda ta moč vsekakor več kot zadostuje za polnjenje majhnih osebnih nosljivih naprav (prenosnih elektronskih naprav).

generator principe

Kakšni so izzivi pri induktivnem polnjenju?

Tako domiselna kot je ideja o induktivnem polnjenju, tako zapletena je njena tehnična izvedba.  Kajti pri realizacijo so obstajale in še vedno obstajajo določene tehnične težave, ki jim je treba biti kos.

Zagotoviti je treba funkcionalnost

Najpomembnejša točka je seveda funkcionalnost. Pri tem je treba zagotoviti, da sprejemnik (pametni telefon) prejme dovolj energije, da lahko polni baterijo z zadostno jakostjo toka.

Poleg že omenjene minimalne razdalje med tuljavama, lahko proizvajalec polnilnika vpliva tudi na jakost magnetnega polja in frekvenco izmenične napetosti. V optimalnem primeru sta oddajnik in sprejemnik popolnoma usklajena med seboj.

Zagotovljena mora biti varnost

Postopek polnjenja se lahko začne šele takrat, ko pripadajoči telefon nalega na oddajno tuljavo. Poleg tega magnetno polje med polnjenjem ne sme motiti drugih naprav v neposredni bližini.

Če tujki, kot so na primer sponka za papir, nakit, orodje ali pilica za nohte, po naključju zaidejo na oddajno tuljavo polnilne postaje, potem polnilna postaja ne sme začeti delovati. Zaradi induciranih tokov v notranjosti kovinskih delov bi se namreč predmeti segreli do te mere, da bi se na njih lahko opekli.

Zagotoviti je treba združljivost

Pri tehničnih novostih se pogosto zgodi, da gre pri razvoju brezžičnega polnilnika vsak proizvajalec svojo pot. Iz tega razloga lahko zelo hitro pride do tega, da se postopek induktivnega polnjenja ne izvaja ali pa je nezadosten, če polnilna postaja in pametni telefon nista od istega proizvajalca. V najslabšem primeru sprejemna tuljava v mobilnem telefonu inducira previsoko napetost, tako da se pametni telefon pri tem poškoduje.

Še posebej, če je brezžična polnilna naprava na voljo v javnih objektih, mora biti zagotovljeno, da se lahko pametni telefon hitro napolni, vendar se pri polnjenju ne poškoduje. Iz tega razloga je organizacija Wireless Power Consortium razvila standard Qi.

 

 

Kaj pomeni standard Qi?

Wireless Power Consortium (WPC) je neprofitna organizacija, ustanovljena leta 2008, v katero je včlanjenih več kot 650 podjetij z vsega sveta. Organizaciji WPC so se pridružile vodilne blagovne znamke, kot so na primer Apple, Samsung, Huawei, Xiaomi, Google, LG, Sony, Nokia in številni drugi proizvajalci.

WPC skupaj s svojimi člani razvija standarde za brezžično napajanje, ki so neodvisni od posameznega proizvajalca.

Qi (izgovarja se "či") v kitajskem jeziku pomeni življenjsko energijo ali življenjsko moč. V povezavi s polnilno tehnologijo je Qi vodilni svetovni standard za induktivno polnjenje z močjo do 15 W. Standard Qi pri tem ne opisuje samo funkcionalnih vidikov induktivnega polnjenja oziroma polnilnika Qi. Standard Qi prav tako natančno opredeljuje varnostno relevantne zaščitne mehanizme in zanesljivo zaznavanje tujkov. Druga specifikacija standarda Qi opisuje magnetno zaščito baterije, tako da se segrevanje med brezžičnim polnjenjem zmanjša na minimum.

Proizvajalci induktivnih polnilnikov za pametne telefone lahko pri WPC vložijo zahtevek za izdajo certifikata za svoje brezžične polnilnike. V ta namen pooblaščeni in neodvisni laboratoriji za testiranje izdelkov preverijo, v kakšni meri so izpolnjene stroge zahteve standarda Qi. Pri tem skrbno preverijo lastnosti izdelka glede varnosti, učinkovitosti in prijaznosti do uporabnika. Če brezžični polnilnik v celoti izpolnjuje vse zahteve standarda Qi, lahko polnilna postaja nosi logotip Qi, ki označuje, da gre za izdelek s certifikatom Qi.

To zagotavlja, da so vsi izdelki s certifikatom Qi medsebojno združljivi in ​​omogočajo odlično medsebojno brezžično delovanje. Uporabnik lahko svoj pametni telefon, ki je združljiv s standardom Qi, varno položi na katerikoli polnilnik s certifikatom Qi, in to brez strahu, da se bo njegov telefon poškodoval.

Trenutno se standard Qi v prvi vrsti uporablja za polnjenje pametnih telefonov. Vendar pa si člani organizacije WPC močno prizadevajo izboljšati zmogljivostni profil standarda Qi. Nato bo možno s standardom Qi pokrivati tudi naprave s polnilno močjo od 30 do 60 W, kot so na primer prenosniki in tablični računalniki.

Če želite izvedeti, če ima induktivni polnilnik, ki ga uporabljate, certifikat Qi, lahko to preverite v podatkovni bazi organizacije Wireless Power Consortium.

Ali Conradovi polnilniki izpolnjujejo zahteve standarda Qi?

Podjetje Conrad Electronic se je v tesnem sodelovanju s proizvajalci in organizacijo Wireless Power Consortium odločilo, da bo v ponudbo izdelkov za brezžično polnjenje vključilo samo polnilnike s certifikatom Qi.

Tako so naše stranke lahko popolnoma prepričane, da bo pametni telefon s certifikatom Qi brez težav deloval v kombinaciji s polnilnikom Qi. Pametni telefon se bo optimalno polnil, prav tako pa bodo upoštevani tudi vsi varnostni vidiki. Tako bodo imele naše stranke, pa tudi mi, vedno dober občutek, ko gre za brezžično polnjenje.

Nadaljnji razvoj tehnologije brezžičnega polnjenja

Brezžično in varno polnjenje baterij mobilnih telefonov s tehnologijo Qi je trenutno zgolj vrh ledene gore. Brezžično polnjenje ima še veliko večji potencial. Na primer v prihodnosti v kuhinji ne bo več treba priključiti mešalnikov, opekačev kruha in podobnih naprav na električno vtičnico s pomočjo napajalnega kabla. Naprave bodo brezžične in opremljene s pametno polnilno tehnologijo (standard Qi za brezžično kuhinjo). Preprosto jih boste postavili na oznako na delovni površini, nato pa bo sledilo napajanje z indukcijo.

Potrebe po razvoju brezžičnega polnjenja pa se pojavljajo tudi pri električnih avtomobilih in električnih kolesih. Ker pa je treba tu prenašati veliko večje moči, bo treba na tehnično izvedbo verjetno še malce počakati. Kljub temu bo brezžično polnjenje s polnilno tehnologijo Qi v bližnji prihodnosti postalo vse pogostejše.

Pogosta vprašanja o polnilnikih Qi

Kako vem, ali je moj telefon primeren za polnilnik Qi?

V primeru dvomov morate na spletnem mestu proizvajalca ali v podatkovnem listu izdelka poiskati podatek o tem, ali je možno mobilni telefon brezžično polniti s polnilnikom Qi. Če to ni možno, lahko na različnih spletnih straneh najdete preglede s seznamom vseh mobilnih telefonov, ki jih je možno polniti s polnilnikom Qi.

Ali lahko mobilni telefon, ki je združljiv s tehnologijo Qi, polnim na kateremkoli brezžičnem polnilniku?

To je možno samo v primeru, če brezžični polnilnik tudi podpira standard Qi. Če brezžična polnilna postaja ne podpira standarda Qi, polnjenje ni priporočljivo.

Kaj lahko storim, če moj mobilni telefon ni združljiv s standardom Qi?

Nekateri proizvajalci za določene mobilne naprave sedaj že ponujajo komplete za nadgradnjo na standard Qi. Ti sprejemniki Qi se preprosto priključijo na polnilni priključek mobilnega telefona in pritrdijo na zadnjo stran. Obstaja tudi možnost, da tanek sprejemnik namestite med mobilni telefon in zaščitni ovitek. Vendar pa se lahko pod določenimi pogoji zgodi, da prihaja do težav pri brezžičnem polnjenju.

 

Najnovejši članki

Elektromobilnost

13 sep. 2021

Elektromobilnost

Nova uredba EU o dronih v letu 2021

10 avg. 2021

Nova uredba EU o dronih v letu 2021

Avtomatizacija v središču

9 apr. 2021

Avtomatizacija v središču

Ker so zahteve odločilnega pomena

2 apr. 2021

Ker so zahteve odločilnega pomena

Kalibracija

22 mar. 2021

Kalibracija

Merilniki, skladni z zakonodajo o meroslovju

22 mar. 2021

Merilniki, skladni z zakonodajo o meroslovju

Storitev konfekcioniranja kablov

12 jan. 2021

Storitev konfekcioniranja kablov

Servis PCB

12 jan. 2021

Servis PCB