Как работает беспроводная зарядка: что это такое, принцип действия и использование

Всем привет! Беспроводная зарядка уже давно перешла из разряда «вау» в категорию «доступные аксессуары». С одного боку – она полностью исключает физический контакт между адаптером и портом гаджета. С другого – наблюдаются проблемы с толстыми чехлами, неверным позиционированием телефона и перегревом смартфона. Почему так происходит и как пользоваться беспроводной зарядкой для телефона? – рассмотрено в рамках данной статьи.

Сразу дам простую мысль, чтобы не было путаницы. Беспроводная зарядка не «раздает электричество по комнате», как иногда думают новички. В обычном телефоне она работает только на очень малом расстоянии, когда катушка в смартфоне почти совпадает с катушкой в зарядной площадке. Поэтому телефон нужно не просто положить сверху, а положить правильно. Именно из-за этого одна модель начинает заряжаться мгновенно, а другая на той же станции то берет заряд, то теряет его.

Принцип работы

Что такое беспроводная зарядка? Ученые прошлых лет по крупицам собирали требуемые знания, чтобы мы сегодня могли использовать данный аппарат с теми функциями, которыми он наделен. Две сотни лет назад, в 1820 году, физик Андре-Мари Ампер смог доказать, что электрический ток создает магнитное поле. Майкл Фарадей в 1831 году открыл закон индукции, который лег в основу всех беспроводных зарядных наработок современности.

1888 год Генрих Герц в своих наблюдениях и расчетах предоставил миру доказательство существования электромагнитного поля. Благодаря этим знаниям, Никола Тесла сумел в собственных экспериментах передать энергию на расстояние, что подтверждается случаем 1893 года, на всемирной выставке в Чикаго. С тех пор многие экспериментировали с дистанционной передачей энергии разными способами, и до сих пор продолжают этим заниматься.

Спрос же на беспроводные зарядки появился только в 21 веке, когда практически у каждого человека в руках появился смартфон.

Как работает беспроводная зарядка? У нее принцип действия достаточно простой: в конструкции присутствуют две катушки, одна в смартфоне, вторая в беспроводной зарядке. Они располагаются параллельно друг другу. Когда на одну катушку подается ток, вокруг катушки создается магнитное поле, которое благодаря индукции передает энергию на вторую катушку, а уже электроника смартфона преобразует ее в нужный режим зарядки аккумулятора.

Если объяснять совсем по-человечески, то зарядка и телефон должны как бы «попасть друг в друга» своими катушками. Чем точнее совпадение, тем стабильнее идет заряд и тем меньше лишних потерь в тепло. Поэтому на одной станции телефон может заряжаться быстро и спокойно, а если сдвинуть его на пару сантиметров – уже начнутся нагрев, медленная зарядка или постоянные обрывы. На текущий день это одна из самых частых причин жалоб, когда люди думают, что виноват блок питания или сам смартфон.

Стандарты станций

Магнитное поле возникает после подведения переменного высокочастотного тока. Он конвертируется в постоянный уже в самом устройстве, которое принимает энергию.

Частота тока – показатель важный для инженеров и производителей, но для обычного пользователя важнее другое: какой стандарт поддерживает смартфон и какую мощность реально может выдать связка «станция + адаптер питания + телефон». На практике при покупке почти всегда смотрят на совместимость с Qi или Qi2. Остальные названия полезно знать для общего понимания рынка, но в обычной жизни они встречаются заметно реже.

Магнитно-индукционные

Станции «wireless charger» данного типа передают энергию на очень небольшом расстоянии – обычно это миллиметры, а вместе с тонким чехлом может быть около 1 см. Для классического Qi обычно речь идет о работе в диапазоне сотен килогерц, а у новых ревизий стандарта параметры уже отличаются. Для бесконтактного заряда смартфона такой станцией нужно, чтобы сам телефон поддерживал соответствующий стандарт беспроводной зарядки.

Поскольку магнитное поле искажается металлом, здесь важно не наличие металлической рамки по бокам, а то, что находится между катушками. Проще говоря, полностью металлическая задняя крышка мешает нормальной передаче энергии, а вот стекло, пластик или композит с катушкой под ними подходят лучше. Чехол из толстой «резины», плотный бронированный чехол, магнитное кольцо, металлическая пластина для автодержателя или держатель-петля тоже могут заметно занижать скорость заряда или мешать ему совсем.

Именно поэтому один и тот же телефон без чехла заряжается отлично, а в массивном аксессуаре начинает капризничать. Отдельно отмечу магнитные кошельки, кольца, кредитки, пропуска и любые RFID-карты – между телефоном и площадкой им делать нечего. В лучшем случае зарядка просто не стартует. В худшем – появится лишний нагрев, а человек будет долго искать проблему не там, где она находится.

Принцип магнитной индукции заложен в беспроводное зарядное устройство Qi и PMA:

1. Qi – стандарт Wireless Power Consortium (WPC), который на текущий день является основным для массовой беспроводной зарядки телефонов, наушников и части других мобильных устройств. Если говорить еще проще, то именно на значок Qi я бы смотрел в первую очередь при покупке. Новое развитие этого направления – Qi2, где к совместимости добавили магнитное выравнивание, чтобы телефон ложился точнее, заряжался стабильнее и терял меньше энергии впустую.
2. PMA – исторический стандарт Power Matters Alliance. Раньше он действительно встречался у части аксессуаров и инфраструктуры, но для обычного покупателя это уже скорее история рынка, чем реальный ориентир при выборе зарядки. В дальнейшем PMA был объединен с другими наработками внутри AirFuel Alliance, поэтому отдельно искать поддержку PMA для нового смартфона сейчас особого смысла нет.

Если выбираете станцию сегодня, мой совет простой – ищите нормальную зарядку с поддержкой Qi, а если нужен более удобный магнитный сценарий, то смотрите на Qi2 или фирменные магнитные решения производителя вашего смартфона. Надпись «15 Вт» или «25 Вт» сама по себе еще не гарантирует такую же скорость именно на вашем телефоне. Максимальная мощность будет только тогда, когда совпали и стандарт, и сам смартфон, и блок питания, и кабель, который питает станцию.

Магнитно-резонансные

Отличие в этих станциях кардинальное – частота тока выше, а требования к точному совмещению катушек мягче. Благодаря этому увеличивается свобода размещения устройства на поверхности.

Разница в том, что сама концепция разрешает размещать катушки менее строго, чем в классической индукционной схеме. То есть использовать беспроводную зарядку можно без такой ювелирной точности, как у обычного коврика. Именно поэтому подобные решения часто показывают в виде столешниц, мебели, встроенных рабочих поверхностей и зарядных зон, где устройство можно положить не идеально по центру. Для демонстраций и специальных сценариев это очень красиво и удобно.

Такой стандарт можно увидеть в зарядных устройствах от Rezence и AirFuel:

1. Rezence – стандарт «Alliance for Wireless Power» (A4WP), наработки которого велись как альтернатива классическому Qi. Идея была интересная – увеличить свободу размещения устройства и уменьшить зависимость от точного попадания катушек. Позже это направление вошло в AirFuel Alliance и как отдельное название для массового пользователя стало встречаться намного реже.

2. AirFuel – семейство стандартов, которое развивается и сегодня, но в мире обычных смартфонов пока не стало тем вариантом, который массово лежит на полках рядом с Qi-станциями. На практике AirFuel интересен скорее для специальных устройств, мебели, индустриальных сценариев и поверхностей с более свободным размещением техники. Поэтому, если вы просто хотите купить зарядку для телефона домой или в офис, ориентироваться в первую очередь все равно стоит на Qi или Qi2.

Предположение о том, что «будущее только за AirFuel», на текущий день звучит слишком смело. Технология действительно любопытная, но для массового рынка смартфонов главным стандартом остается именно Qi с его современными ревизиями. Поэтому я бы не советовал ждать какой-то чудо-станции «под столом» именно для обычного телефона, если вам нужна практичная покупка уже сейчас. Гораздо полезнее взять совместимую Qi- или Qi2-модель, которая нормально работает здесь и сейчас.

Насколько мощная беспроводная зарядка?

Поскольку моделей зарядных устройств много, они отличаются по уровню мощности на входе и на выходе. Обычно, у массовых моделей она находится в коридоре от 5 до 15 Вт, но у продвинутых Qi2-решений и фирменных станций встречаются и более высокие значения. Этот показатель присутствует в технических характеристиках устройства.

Мощность также могут указывать, исходя из силы тока или напряжения. Но главное то, что по данным показателям можно будет определить – как быстро получится зарядить устройство.

Формула проста: Мощность (Ватт) = Напряжение (Вольт) х Сила тока (Ампер).

Если мощности адаптера питания будет хватать, на выходе беспроводной чарджер способен выдавать максимально возможную мощность.

Но тут есть очень важный нюанс, о который спотыкаются очень многие. Беспроводная станция не «создает» нужную мощность из воздуха – она получает ее от блока питания и кабеля. Если сама площадка рассчитана на 15 Вт, а вы подключили ее к слабому адаптеру, скорость будет ниже. Это тот случай, когда на коробке все красиво, а в реальности телефон за полчаса набирает совсем немного.

Вторая важная вещь – один и тот же коврик может заряжать разные смартфоны с разной скоростью. Универсальная Qi-станция может дать одному телефону 5 Вт, другому 7,5 Вт, третьему 10 или 15 Вт, а фирменная подставка для той же линейки иногда заметно быстрее именно на «своих» моделях. Плюс скорость почти всегда падает при нагреве, высоком уровне заряда батареи и параллельной нагрузке, когда вы смотрите видео, играете или раздаете интернет. Поэтому ориентироваться нужно не только на цифру в рекламе, но и на реальный сценарий использования.

Если хотите максимум скорости, проверяйте сразу четыре вещи: стандарт зарядки телефона, мощность самой станции, требования к блоку питания и тип подключаемого кабеля. Для многих быстрых станций нужен не старый безымянный USB-блок, а нормальный адаптер с запасом по мощности. Иначе зарядка будет работать, но уже в режиме «лишь бы заряжало», а не в режиме быстрой беспроводной подпитки.

Как правильно использовать

Чтобы работала беспроводная зарядка для телефона, необходимо:

1. Подключить станцию в сеть 220В с помощью подходящего адаптера питания и разместить на ровной, твердой и проветриваемой поверхности.
2. Поместить на нее смартфон или иное устройство с поддержкой работы используемого стандарта, стараясь совместить центр телефона с зоной зарядки.
3. Увидеть на смартфоне, что процесс зарядки запущен, после чего можно оставить гаджет заряжаться.

Я бы еще дополнил эту короткую инструкцию несколькими практическими моментами. Во-первых, не кладите станцию на мягкий диван, кровать, плед или в нишу без воздуха – так тепло отводится хуже. Во-вторых, после установки телефона подождите несколько секунд и убедитесь, что значок зарядки не просто мелькнул, а процесс действительно продолжается. В-третьих, если это подставка, иногда достаточно сдвинуть смартфон чуть выше или ниже на 1-2 см, чтобы зарядка стала стабильной.

Если не работает беспроводная зарядка, хотя устройство ее поддерживает, сначала проверьте позиционирование. Ориентируйтесь на метки, которыми производитель помечает места для размещения смартфона на зарядке. Затем снимите толстый чехол, магнитный держатель, кольцо, карту или другую накладку. После этого обязательно проверьте сам блок питания – очень часто проблема не в «беспроводе», а в том, что площадку питают слишком слабым адаптером.

На iPhone после правильного совмещения вы увидите стандартный признак зарядки и рост процента батареи, а если нужен отдельный разбор индикации, можете посмотреть как понять, что iPhone заряжается. На Android логика та же – появляется анимация, значок батареи меняется, а в некоторых оболочках дополнительно показывается тип зарядки на экране блокировки. Если индикатор то появляется, то исчезает, почти всегда виноваты плохое совмещение катушек, чехол или посторонний предмет между телефоном и площадкой.

Нагрев при беспроводной зарядке умеренной силы – нормальное явление, потому что часть энергии неизбежно уходит в тепло. Но если корпус становится очень горячим, зарядка замедляется, процент почти не растет или система пишет о перегреве, лучше снять телефон со станции, убрать чехол и дать устройству немного остыть. Не стоит заряжать аппарат таким способом под прямым солнцем, в жаркой машине или во время тяжелой игры – в таких условиях беспроводной режим почти всегда проигрывает кабелю.

Отдельно отмечу еще один момент, о котором часто забывают. Во время беспроводной зарядки лучше не дергать телефон по столу и не листать его без необходимости, потому что любое смещение ухудшает контакт между катушками. На некоторых моделях это почти незаметно, а на других достаточно маленького сдвига, чтобы скорость резко просела. Если вам нужно активно пользоваться смартфоном во время подпитки, кабель по-прежнему остается более практичным вариантом.

Также не удивляйтесь, если зарядка на 10-20% батареи идет бодрее, а после 80% заметно замедляется. Это нормальная логика работы контроллера питания и защиты аккумулятора. Телефон специально снижает темп ближе к полному заряду, чтобы уменьшить нагрев и нагрузку на батарею. То есть медленнее под конец – не всегда плохо, а часто просто штатное поведение.

Полезные замечания и FAQ

Как понять, поддерживает ли мой телефон беспроводную зарядку? Самый надежный способ – открыть характеристики именно вашей модели на сайте производителя и найти упоминание Qi, Qi2, Wireless Charging, MagSafe или аналогичного режима. Не стоит ориентироваться только на внешний вид корпуса или советы продавца «на глаз». У двух похожих смартфонов одной серии поддержка может отличаться. Если функции нет в официальных характеристиках, обычная беспроводная площадка сама по себе ее не «добавит».

 

Можно ли заряжать телефон через чехол? Обычно да, если чехол тонкий и в нем нет металла, толстого магнита, аккумулятора, кольца-держателя или массивной накладки. Но универсального правила в миллиметрах для всех моделей нет, потому что многое зависит от расположения катушек и материала аксессуара. Если зарядка стала нестабильной, первым делом снимите чехол и сравните поведение. Это самая быстрая проверка, которая сразу отсеивает половину проблем.

 

Почему беспроводная зарядка нередко медленнее кабеля? Потому что здесь больше потерь энергии, выше требования к совмещению катушек и сильнее влияние температуры. Плюс многие телефоны по кабелю умеют брать заметно больше ватт, чем через универсальный Qi-коврик. В обычной жизни беспроводной вариант берут не за рекорды скорости, а за удобство: положил на стол, снял со стола, ничего не втыкая. Поэтому дома, в офисе и у кровати это очень приятно, а вот когда нужно срочно добрать проценты перед выходом, кабель чаще выигрывает.

 

Можно ли оставлять телефон на беспроводной зарядке на ночь? В большинстве случаев да, современная электроника сама управляет током, мощностью и дозарядом. Но я бы все равно советовал использовать нормальную сертифицированную станцию, не накрывать ее вещами и не зажимать в тесном жарком месте. Если у телефона уже уставший аккумулятор и он сам по себе сильно греется, ночью лучше иногда понаблюдать за поведением в первые несколько циклов. Любая зарядка должна быть не только удобной, но и предсказуемой.

 

Можно ли заряжать таким способом наушники и другие аксессуары? Да, многие кейсы TWS-наушников тоже поддерживают Qi, поэтому одна и та же площадка может подойти и телефону, и кейсу. Если вам нужна отдельная инструкция, можете почитать как заряжать беспроводные наушники. А вот со смарт-часами все не так однозначно: часть моделей требует фирменную зону или собственный модуль зарядки, поэтому обычный телефонный коврик подходит не всегда. Иначе говоря, слово «беспроводная» еще не означает автоматическую совместимость со всем подряд.

 

Что делать, если телефон полностью сел и не подает признаков жизни? Иногда после глубокой разрядки аппарат не оживает мгновенно, даже если зарядка уже подключена. В таком случае дайте ему спокойно полежать на питании некоторое время, а если реакции нет, проверьте кабельный способ и сам блок питания. Для такого сценария у нас есть отдельный материал – что делать, если телефон не включается. Это полезно, потому что проблема может быть уже не в беспроводной станции, а в самой батарее, разъеме, кабеле или контроллере питания.

Итог здесь очень простой. Беспроводная зарядка – это в первую очередь про удобство, а не про магию и не про максимальную скорость во всех случаях. Если брать качественную станцию, смотреть на реальную совместимость стандарта, не перегревать телефон и не пытаться заряжать его через пол-бронежилета из аксессуаров, то пользоваться такой зарядкой действительно приятно. А когда нужно быстро, холодно и предсказуемо добрать максимум процентов – старый добрый кабель все еще остается отличным решением.