Qi vs A4WP: Guerre des normes de recharge sans fil

Vous pourriez ne pas bien entendre à ce sujet, mais il ya une bataille mener entre le Wireless Power Consortium (WPC), qui détient la norme Qi, et son dernier rival l'Alliance pour Wireless Power (A4WP), qui a été finalisé en Janvier. La bataille fait rage sur qui deviendra la norme mondiale pour la technologie de transfert d'énergie sans fil.

WPC est de loin le plus grand groupe pour le moment, avec 137 organisations membres dans 15 pays différents et plus de 100 produits déjà certifiés à la norme Qi. Mais les grandes entreprises de technologie sans fil Qualcomm, Samsung, et Texas Instruments, ainsi quelques autres, ont fait le changement et ont formé la norme A4WP alternative.

Cependant, il est intéressant de noter que Samsung et TI sont tous deux membres de WPC encore, mais qu'ils investissent également dans la recherche A4WP dans la conviction qu'il est le technologie supérieure pour l'avenir.

Afin de mieux comprendre pourquoi l'industrie est actuellement tellement déchiré sur les normes recharge sans fil, il pourrait aider à jeter un oeil à diverses considérations de conception choisis par chaque groupe et comment cela aura un impact sur les consommateurs. Alors prenons un peu de regard sur la physique et de l'électronique derrière la recharge sans fil, et ne vous inquiétez pas pas de diplôme BEng sera nécessaire.

Comment fonctionne la recharge sans fil

Tous les produits de charge sans fil sont fondées sur le principe de l'induction magnétique, qui est créé à partir de la manipulation de champs électromagnétiques produits par des électrons déplacent à l'intérieur d'un fil.

Les champs électromagnétiques rayonnent à un angle perpendiculaire à partir d'un fil, ils sont généralement assez faible dans un fil droit et deviennent plus faibles que la distance de la source augmente. Cependant la manipulation d'un fil dans certaines formes, comme un solénoïde enroulé, peut augmenter considérablement la force des champs magnétiques, aussi connu comme un inducteur. Le champ magnétique le plus concentré est généré par une boucle de fil avec de nombreux virages, où les zones de plus grande boucle et un grand nombre d'enroulements de composition de la force du champ.

Source: Hyperphysics. Un exemple des champs électromagnétiques produits par un électro-aimant et la boucle de fil.

Ceux qui sont familiers avec l'électronique auront probablement venir à travers les transformateurs qui utilisent bobines de fil et un noyau à l'étape tension et le courant de haut en bas. Eh bien avec quelques ajustements supplémentaires des champs magnétiques produits par ces bobines de fil peuvent même devenir assez forte pour induire un courant dans un fil à travers l'air. Je suis sûr que certains d'entre vous auront également entendu parler de résonance, que ce soit de l'acoustique, de la musique, la radio, ou tout autre sujet impliquant des formes d'onde. Les circuits peuvent également être réglés à devenir très sensible à des fréquences spécifiques via l'utilisation de circuits d'inductance et condensateur. Pour une utilisation dans les technologies sans fil ce qui augmente la sensibilité de l'appareil à des signaux sur une fréquence spécifique, où même un faible signal syntonisé commence une charge et la réaction de décharge dans le récepteur, résultant en un courant.

Cela améliore considérablement la connectivité entre la source et le récepteur, ce qui permet de pouvoir être transféré sur plusieurs pouces plutôt que de quelques millimètres.

Construire un chargeur sans fil

Voilà donc la physique de base de la route, mais comment les entreprises à mettre ce principe en pratique? Il est en fait assez simple, un premise- un fort courant est induit dans une bobine d'inductance qui génère un champ magnétique. Le générateur de courant ce champ magnétique est finement accordé sur une fréquence de courant alternatif au moyen d'un circuit spécifique à cristaux liquides, afin d'obtenir la plus forte possible le transfert vers le récepteur qui est accordé sur la même fréquence.

Les seuls concepteurs réelle de choix ont à faire est la meilleure façon de construire les circuits inductifs, comment équilibrer finement les exigences de puissance de l'appareil de réception, quelle fréquence pour émettre sur, et comment optimiser les temps de charge et la consommation d'énergie. Mais cela est certainement en dehors de la portée de cet article. Une des grandes questions qui se posent est de savoir comment un concepteur important de faire leur inductance, et la façon d'équilibrer le compromis entre l'efficacité de puissance, la force du champ magnétique, et la fréquence de résonance.

Et cela est vraiment là où la bataille pour la recharge sans fil arrive, entre le petit et efficace conception de Qi vs une norme de A4WP plus grande et plus puissante.

Qi - induction magnétique charge

Je suis sûr que beaucoup d'entre vous sont familiers avec la norme Qi pour la recharge sans fil, des dispositifs comme le Nokia Lumia 920 déjà l'utiliser et de la Galaxie s4 est le dernier smartphone phare de venir avec la technologie pré-installé.

Le Nexus 4 orbe de charge utilise la norme sans fil Qi charge

Les petites inductances utilisés dans la norme Qi, il est facile de transférer le pouvoir sur des fréquences plus élevées, mais l'absence d'un grand champ magnétique signifie que votre combiné doit être placé très précisément sur le quai. La norme Qi prend uniquement en charge une distance de charge de quelques centimètres au plus. Une utilisation intelligente des aimants peut aider à garder votre smartphone en place, mais il peut être un problème si vous souhaitez utiliser différents appareils sur un seul chargeur ou si vous avez besoin de charger plus d'un appareil à la fois.

Afin de résoudre le problème de ne pouvoir charger sur une petite surface, composants conformes Qi peut, et à faire, utiliser plusieurs baies de résonateur coupler étroitement afin de créer une zone de chargement plus important. Cependant, il consomme évidemment beaucoup plus de pouvoir pour avoir la matrice entière de bobines individuelles en marche, et cela ne résout toujours pas le problème par lequel les utilisateurs doivent faire la queue-up leurs dispositifs précisément avec les petits champs magnétiques afin de parvenir à une forte assez connexion.

Source: A4WP. Figure 1 (à gauche): un exemple de résonateur unique quai de chargement. Figure 2 (à droite): un exemple d'un tampon de charge multi-bobine.

Afin de limiter la puissance consommée par plusieurs bobines, la norme Qi intègre également un protocole de communication limitée. Cela permet au dispositif de réception de dire le chargeur combien d'énergie il faut, et de communiquer quand il est complètement chargée. Le chargeur peut ajuster la puissance de sortie en fonction de la spécification de l'appareil connecté et peut passer à un mode de faible puissance quand il est complètement chargée, le combiné.

Une autre plainte au sujet de Qi charge est qu'il peut parfois chauffer jusqu'à l'arrière d'un dispositif, en raison de la fréquence de fonctionnement de chauffage de matériaux conducteurs comme le métal.

Globalement, on peut dire que le Qi est une mise en œuvre prudente de recharge sans fil, qui vise à être une puissance efficace, mais pas nécessairement la plus flexible quand il vient à des utilisations pratiques.

A4WP - charge de résonance magnétique

A4WP l'intention de prendre la recharge sans fil dans une direction légèrement différente, en utilisant un champ magnétique beaucoup plus grande. Plutôt que d'un Une (ou plusieurs) à une l'émetteur au récepteur rapport, A4WP opte pour une 1 à beaucoup conception qui lui permet de recharger plusieurs appareils à partir d'un seul émetteur.

Plutôt que les petites bobines d'inductance précis utilisés dans la norme Qi, A4WP opte pour un champ électromagnétique grand et plus puissant généré par une bobine beaucoup plus grande. Ceci permet d'atteindre une distance beaucoup plus grande de charge au moyen d'un circuit de résonance accordé à dégager finement un courant dans le dispositif de réception, qui est connu comme un chargeur flexible. Il ya un peu de la terminologie de marketing économique passe ici quand A4WP parle de résonance magnétique. La norme de A4WP est pas en utilisant une méthode totalement différente pour fournir une puissance sans fil, il est toujours basé sur l'induction magnétique, mais est en utilisant la théorie d'une manière légèrement différente.

Figure 3 (gauche) Source A4WP: un exemple d'un dispositif de charge dans un résonateur flexible. (Droite) Source Qi: un exemple d'un petit récepteur de charge dans le champ magnétique d'une source plus flexible.

Cela signifie que les dispositifs placés au sein de l'anneau inducteur peuvent être facturés sans avoir à aligner parfaitement avec la bobine. A4WP permet également d'axe Z supplémentaires placement de charge, permettant potentiellement pour les chargeurs à être construit plus profondément dans d'autres objets, comme un bureau par exemple, tout en permettant les champs électromagnétiques pénètrent la matière.

Ci-dessous est un exemple de grande boîte de chargement de résonance faite par Power by Proxi. Ce ne sont pas conformes à la norme A4WP, mais elle est basée sur le même principe.

Tout comme avec Qi, A4WP communique également entre le chargeur et l'appareil de réception, permettant une allocation plus optimale de la puissance en fonction du nombre de périphériques connectés et de leurs besoins en énergie individuels.

A4WP semble infiniment plus pratique quand il vient à charge vos différents appareils de la maison. Il suffit de laisser tomber un dispositif sur un tapis plus grande à côté de tout autre nombre de smartphones ou tablettes est juste plus facile que alignant quais individuels ou en utilisant un multi-inductance tapis de charge moins efficace. Cela signifie également que les appareils de différentes formes et profondeurs seront compatibles avec les stations de A4WP charge.

L'inconvénient pour A4WP est que la puissance fournie aux dispositifs de charge diminue si l'alimentation est pas assez grand, que le pouvoir doit être partagé. Par exemple, si vous avez une alimentation 10W A4WP mais nécessaire de charger trois appareils 5W, puis chacun ne recevra pas la puissance suffisante pour charger à pleine vitesse. Les vraies questions pour A4WP sera de savoir comment il peut rapidement charger les appareils, et si elle est suffisamment efficace pour les consommateurs à utiliser sur une base quotidienne.

Qui va gagner?

Comme les appareils de A4WP ne sont pas encore sur le marché, nous allons devoir attendre avant que nous puissions juger avec précision les aspects importants comme l'efficacité, la consommation d'énergie de charge ralenti, et ainsi de suite. Donc, je vais réserver jugement final jusqu'à ce que nous pouvons faire quelques tests.

Mais nous ne pouvons certainement envisager les applications pratiques des deux technologies différentes. Pour une utilisation à la maison il ya très peu de choisir entre les deux. La compatibilité et l'efficacité périphériques sont probablement choses les plus importantes quand il vient aux utilisateurs, bien que la capacité de construire des boîtes de charge dans un bureau avec A4WP pourrait être un léger avantage dans le long terme.

Il existe également des plans circulent à utiliser la recharge sans fil dans les situations commerciales, par exemple être en mesure de charger votre smartphone dans un café en échange pour recevoir une annonce via le protocole chargeurs de communication. Avec les utilisateurs de charge Qi aura très probablement pour amarrer leur téléphone dans une station dans le magasin, où comme A4WP offre la possibilité pour les consommateurs de simplement mettre leur smartphone sur le comptoir de facturer, qui est instantanément plus pratique et plus favorable au consommateur.

Mais je suppose que ce sera très probablement décider du sort de ces deux normes, de même que la bataille la plus technologique, sera le taux d'adoption. Actuellement Qi est miles d'avance quand il vient à des adhésions de l'entreprise et le nombre d'appareils dans le développement qui utilisent la norme. Cependant, comme déjà dit, de grands joueurs comme Qualcomm, Samsung et Texas Instruments sont des bandes de la A4WP comme la norme. Un porte-parole de Samsung a eu ceci à dire au sujet des normes de A4WP:

"Du point de vue de Samsung, avec autant de téléphones que nous vendons, nous pouvons augmenter [l'adoption] de la norme et vraiment créer un écosystème pour le pouvoir sans fil ... et de créer l'interopérabilité entre l'industrie,"

Cette déclaration frappe à peu près le clou sur la tête, avec certaines des plus grandes sociétés de technologie dans le secteur soutien smartphone A4WP vous pouvez être sûr que la norme se retrouvera dans de nombreux produits haut de gamme que les consommateurs vont réellement acheter.

Mais comme toutes les technologies que ça va prendre un certain temps pour le marché à adopter une nouvelle norme. La décision prise par Samsung d'opter pour Qi dans le Galaxy S4 est un coup dur pour A4WP, mais peut-être des dispositifs qui sont mis à expédier l'année prochaine permettra d'améliorer la prise de conscience de la norme de A4WP. A4WP doit encore gagner sur les autres entreprises soit avec une technologie supérieure ou une meilleure sensibilisation de la bande, et pour cette raison je attendre que le Qi restera la norme dominante pour un peu plus longtemps.

Je suppose qu'il ya deux façons que vous pouvez regarder cela, soit un peu plus la concurrence est grande pour le marché et le temps dira qui est la technologie supérieure. Ou encore un autre standard sera simplement fragmenter un marché qui est déjà du mal à gagner plus de consommateurs, car elle. Le manque de compatibilité entre les deux est quelque chose qui va certainement nuire aux consommateurs qui ont déjà acheté en Qi.

Personnellement, je préfère les idées technologiques derrière A4WP, mais je ne suis pas sûr que la technologie peut rattraper suffisamment pour Qi afin de devenir la norme acceptée, du moins pas de sitôt. Mais je regarde cet espace pour A4WP une fois que les produits commencent enfin à expédier.