Qi szabvány - induktív töltéshez

Qi szabvány - induktív töltéshez

30 júl. 2021

Elméletben minden lehetséges, de szinte semmi sem működik áram nélkül. Ezt mindenki megerősítheti, aki már megpróbálta a telefonját lemerült akkuval használni. Normál esetben nincs semmi probléma, mert a telefont egyszerűen csak a töltőkábelhez csatlakoztatjuk. Kis idő elteltével annyi energia töltődik bele, hogy legalább egy rövid beszélgetést lefolytathatunk róla. Rendben, de mi a helyzet akkor, ha nem áll rendelkezésre a töltőkábel a hozzá tartozó töltővel együtt? Praktikus lenne, ha az okostelefont bárhol tölthetnénk. És pontosan ezt tehetjük meg a vezeték nélküli töltés segítségével. Hogyan működik egy vezeték nélküli töltő (Wireless Charger) és mi az a  Qi szabvány ? Ezt szeretnénk egy kicsit részletesebben elmagyarázni.

 

  • Milyen előnyökkel bír a vezeték nélküli töltés?
  • Hogyan működik az induktív töltés?
  • Milyen kihívásokkal jár az induktív töltés?
  • Mit jelent a Qi szabvány?
  • Az összes Conrad töltő megfelel a Qi szabványnak?
  • További fejlesztés a vezeték nélküli töltés területén
  • Gyakran ismételt kérdések a Qi töltők témakörében

 

Milyen előnyökkel bír a vezeték nélküli töltés?

Manapság már minden háztartásban a legkülönfélébb feltölthető készülékek állnak rendelkezésre. Az okostelefonok, Bluetooth headsetek, órák vagy hordozható média lejátszók tápellátása töltőkábel segítségével történik. Ráadásul mindegyik készülék saját hálózati adapterrel és töltőkábellel rendelkezik. Ezért nagyon kell ügyelnünk arra, hogy a helyes töltőkábelt, a megfelelő dugót és a hozzá tartozó hálózati adaptert használjuk.

Egyes készülékeknél még azt is nézegetni kell, hogy milyen irányba forgassuk el a mikro USB dugót, hogy a csatlakozóba illeszkedjen. Ha a rosszul tartott dugó nem megy be rögtön a csatlakozóba, akkor egyszerűen nagyobb mechanikus nyomást gyakorolunk.

Nagyon valószínű, hogy sem a dugó, sem a töltőcsatlakozó nem képes hosszú távon megbírkózni ezzel a durva bánásmóddal. Idővel a töltőcsatlakozó elhasználódik  és már nem garantálja a biztonságos kapcsolatot. Laza érintkező és drága javítás lesz az eredmény.

A legjobb az lenne, ha a töltéshez egyáltalán nem lenne szükség vezetékre vagy dugaszos érintkezésre. Ezért fejlesztették ki a gyártók a vezeték nélküli töltést  (vagy másnéven Wireless Charging), amelyet időnként induktív töltésnek is neveznek.

Hogyan működik az induktív töltés?

A töltőáramot pl. egy okostelefonhoz nem olyan egyszerű továbbítani a levegőn keresztül. Ugyanis a levegő az áram számára elektromosan szigetelő közeg. De ahogy a rádió- vagy televízió állomások a levegőn keresztül rádiójeleket küldenek, úgy az energia továbbítása is lehetséges. A vezeték nélküli energiaátvitel során  a fizika két elvét  alkalmazzák:

  1. Az elktromotor működési elve

    Egy áramot vezető vezeték mágneses mezőt hoz létre. Ha ez a vezeték ráadásul egy állandó mágnes mágneses mezejében van, a két mágneses mező hat egymásra, és ennek következménye az elektromos motor forgó mozgása. 

  2. A generátor működési elve

    Amikor egy elektromos vezeték egy mágneses mezőben mozog, akkor a vezetékben elektromos feszültség keletkezik (indukálódik). Ezen áramelőállítás működési elvét a generátorokra vagy a dinamókra alkalmazzák.

    A gyakorlatban az induktív töltés során két tekercset alkalmaznak. Az egyik tekercs az adó tekercs és a másik tekercs a vevő tekercs. Az adó tekercs építi fel a szükséges mágneses mezőt. Ahhoz, hogy a vevő tekercs feszültséget állíthasson elő (indukálhasson), neki a mágneses mezőben kell mozognia. Mivel ez mechanikusan nem lehetséges, egy trükköt kell alkalmazni. Ahelyett, hogy a vevő tekercs vezetékét mozgatnánk, a mágneses mező mozgatása történik. Ez úgy érhető el, hogy az adó tekercset váltakozó feszültséggel működtetjük. Az így létrejövő, folyamatosan változó mágneses mező váltakozó feszültséget generál a vevő tekercsben is. A vevő tekercs ugyanakkor nem mozog.
    A technológiában ezt az elvet már régóta használják a transzformátoroknál. Kivéve, hogy a transzformátorokban a két tekercs közötti mágneses mező felerősödik és egy vaslemezből készült magon keresztül célirányosan kerül elvezetésre. Ennek eredményeképpen egy transzormátor bizonyos esetekben nagy teljesítményt is képes továbbítani.

A két tekercs körül lévő vas test mindössze a mágneses mezővonalak összegyűjtését és a hatékonyság növelését szolgálja.

Az induktív töltés esetén azonban hiányzik a vasmag erősítő hatása. Ezért fontos, hogy a két tekercs egymáshoz nagyon közel legyen. A távolságnak a lehető legkisebbnek kell lennie. Csak ekkor lehet hatékony az energiaátvitel. De még ideális körülmények között is az induktív töltőkkel továbbítható teljesítmény mindössze néhány watt. Ez a teljesítmény viszont a kisebb hordozható elektronikai készülékek töltéséhez teljesen elegendő.

Milyen kihívásokkal jár az induktív töltés?

Amilyen ügyes az induktív töltés ötlete, olyan bonyolult a műszaki kivitelezése. A megvalósítás során technikai nehézségek merültek fel, amiket meg kellett oldani.


Funkcionalitás

A legfontosabb pont a funkcionalitás. Biztosítani kell, hogy a vevőre (okostelefon) elegendő energia érkezzen ahhoz, hogy az akkuja megfelelő áramerősséggel töltődjön. 

A tekercsek közötti fent említett minimális távolság mellett a mágneses tér erősségét és a váltakozó feszültség frekvenciáját is befolyásolhatja a töltő gyártója. Optimális esetben az adó és a vevő tökéletesen egymásra van hangolódva.


Biztonság

A töltési folyamat csak akkor indulhat el, ha a töltendő telefon az adó tekercsen  van. Ezenkívül a mágneses tér nem zavarhatja a közvetlen közelében lévő más készülékeket töltés közben.

Ha  idegen testek , például gemkapocs, ékszer, szerszám vagy körömreszelő véletlenül a töltőállomás adó tekercsére kerülnek, a töltőállomás nem működhet. A fém részekben indukált áramok miatt ezek a tárgyak eléggé felmelegedhetnek ahhoz, hogy megégethessük velük magunkat.


Kompatibilitás

A műszaki innovációk esetében gyakran megesik, hogy egy vezeték nélküli töltő kialakításakor minden gyártó a saját útját járja. Ezért egész könnyen előfordulhat, hogy az induktív töltés egyáltalán nem vagy csak részben valósul meg, ha a töltő és az okostelefon nem ugyanattól a gyártótól származik. A legrosszabb esetben a mobiltelefonban lévő vevő tekercs sokkal magasabb feszültséget indukál, aminek következtében az okostelefon meghibásodik.

Különösen, ha nyilvános intézményekben tesznek elérhetővé vezeték nélküli töltőt, meg kell bizonyosodnunk arról, hogy a töltéstől nem károsodhat az okostelefonunk. Ezért fejlesztette ki a Wireless Power Consortium a Qi szabványt

Mit jelent a Qi szabvány?

A WPC (Wireless Power Consortium) egy 2008-ban alapított közhasznú szervezet, amihez világszerte több mint 650 tagvállalat csatlakozott. Olyan vezető márkák is ide tartoznak, mint pl. az Apple, Samsung, Huawei, Xiaomi, Google, LG, Sony, Nokia és számos más gyártó is. A WPC a tagjaival közösen fejlesztettek ki a vezeték nélküli töltéshez alkalmas gyártótól független szabványt

Qi (kiejtve „csi") kínaiul az életenergiát vagy életerőt jelenti. A töltési technológiák területén a Qi a világelső szabvány az induktív töltés számára, amelynek teljesítménye legfeljebb 15 W. A Qi szabvány nemcsak az induktív töltés vagy a QI töltő funkcionális szempontjait tartalmazza. A Qi szabvány pontosan meghatározza a biztonság szempontjából fontos védőintézkedéseket és a megbízható idegen test észlelést is. Egy további Qi specifikáció leírja az akku mágneses árnyékolását annak érdekében, hogy minimálisra csökkentse a felmelegedést a vezeték nélküli töltés során.

Az induktív okostelefon töltők gyártói a WPC-től kérhetik vezeték nélküli töltőik tanúsítványait. Ehhez autorizált és független tesztlaboratóriumok ellenőrzik a termékeket, hogy a Qi szabvány szigorú követelményeit milyen mértékben tartják be. A termékspecifikus tulajdonságokat a biztonság, az interoperabilitás és a felhasználóbarátság szempontjából gondosan tesztelik. Ha a vezeték nélküli töltő teljes mértékben megfelel a Qi szabvány minden követelményének, akkor a töltőállomáson szerepelhet a Qi logó, ami a Qi tanúsítvánnyal rendelkező terméket jelöli.

Ez biztosítja, hogy minden Qi tanúsítvánnyal rendelkező termék kompatibilis legyen egymással és a vezeték nélküli töltés tökéletesen működjön. A felhasználó biztonságosan elhelyezheti Qi kompatibilis okostelefonját bármilyen Qi tanúsítvánnyal rendelkező töltőn anélkül, hogy félnie kellene, hogy a telefonja meghibásodik.

A Qi szabvány jelenleg elsősorban okostelefonok töltésére szolgál. A WPC tagjai azonban keményen dolgoznak a Qi szabvány teljesítményprofiljának növelésén. Ezután olyan eszközök is lefedhetőkké válnak, mint a notebookok és a táblagépek, 30–60 W töltési teljesítmény mellett. 

Ha tudni szeretné, hogy az Ön által használt induktív töltő rendelkezik-e Qi tanúsítvánnyal, ellenőrizheti a Wireless Power Consortium adatbázisát.

Az összes Conrad töltő megfelel a Qi szabványnak?

Szoros együttműködésben a gyártókkal és a Wireless Power Consortium -mel a Conrad Electronic úgy döntött, hogy csak Qi tanúsítvánnyal rendelkező vezeték nélküli töltőket vesz fel a termékkínálatába

Ez abszolút biztonságot nyújt vásárlóink számára, hogy egy Qi tanúsítvánnyal rendelkező okostelefon probléma nélkül működik a Qi töltővel. Az okostelefon töltése optimális lesz, és minden biztonsággal kapcsolatos szempontot is figyelembe vesz a készülék kialakítása. A vezeték nélküli töltést illetően ez mindig jó érzést nyújt vásárlóink számára és nekünk is.

További fejlesztés a vezeték nélküli töltés területén

A mobiltelefon akkuk vezeték nélküli és biztonságos töltése Qi technológiával jelenleg csak a jéghegy csúcsa. A vezeték nélküli töltés sokkal nagyobb potenciállal rendelkezik. Például a jövőben a konyhában nem lesz többé arra szükség, hogy a mixert, kenyérpirítót és társait hálózati kábel segítségével egy csatlakozóaljzatba dugjuk. A készülékek vezeték nélküliek lesznek és intelligens töltési technológiával (Standard Ki Cordless Kitchen) fognak rendelkezni. Ezután egyszerűen csak a munkafelületen található jelölésre kell helyeznünk, és a tápellátása ezután indukcióval történik. 

De az elektromos autóknál vagy elektromos kerékpároknál is fejlesztési kihívás a vezeték nélküli töltés. Mivel azonban itt sokkal magasabb teljesítményt kell továbbítani, a műszaki megvalósítás valószínűleg még egy darabig várat magára. Ennek ellenére a vezeték nélküli töltés Qi töltési technológiával egyre inkább általánossá válik a közeljövőben.

 

Gyakran ismételt kérdések a Qi töltők témakörében

Honnét tudom, hogy az okostelefonom kompatibilis egy Qi töltővel?

Kétség esetén ellenőrizze a gyártó webhelyét vagy a termék adatlapját, hogy a mobiltelefon vezeték nélkül tölthető-e Qi töltővel. Ha ez nem lehetséges, az interneten különböző oldalakon áttekintés található az összes Qi töltővel működtethető mobiltelefonról.

Lehetséges egy Qi kompatibilis mobiltelefon töltése bármilyen vezeték nélküli töltővel?

Ez csak akkor lehetséges, ha a vezeték nélküli töltő támogatja a Qi szabványt. Ha a vezeték nélküli töltő nem támogatja a Qi szabványt, a töltés nem ajánlott.

Mit tehetek, ha a mobiltelefonom nem Qi kompatibilis?

Időközben néhány gyártó már bizonyos mobil készülékekhez Qi bővítő készletet is kifejlesztett. Ezek a Qi vevők egyszerűen a mobiltelefon töltőcsatlakozójához csatlakoztathatók és rögzíthetők a hátlapon. Előfordul, hogy a vékony vevőegységet a mobiltelefon és a védőtok közé is el lehet helyezni. Ez viszont bizonyos esetekben problémát okozhat a vezeték nélküli töltésnél.

 

Legfrissebb

Az elektromos autó helyes töltése

9 aug. 2021

Az elektromos autó helyes töltése

Elektromobilitás

5 aug. 2021

Elektromobilitás

Siemens FI/LS kapcsolók és LS tűzvédelmi kapcsolók

15 júl. 2021

Siemens FI/LS kapcsolók és LS tűzvédelmi kapcsolók

Kerülje el az elektromos baleseteket a Kopp PRCD-S pro készülékkel

13 júl. 2021

Kerülje el az elektromos baleseteket a Kopp PRCD-S pro készülékkel

Radiátortermosztát, HT100 BT

4 máj. 2021

Radiátortermosztát, HT100 BT

Notebook tápegység

4 máj. 2021

Notebook tápegység

Elektromágneses sugárzás

4 máj. 2021

Elektromágneses sugárzás

Phoenix Contact PLCnext Technology

4 máj. 2021

Phoenix Contact PLCnext Technology