Introduction
Un jour, où que vous alliez, vous pourrez recharger votre téléphone à tout moment et en tout lieu en le plaçant simplement sur le téléphone. Manger, chanter du karaoké, se laver les pieds, boire du café, manger un hot pot, discuter, prendre le train, prendre l'avion... Où que vous soyez, vous pourrez recharger votre téléphone en le plaçant simplement sur le téléphone. Autrefois, nous pensions qu'il s'agissait d'une chose magique. Mais aujourd'hui, la magie se réalise peu à peu et devient une routine quotidienne. Aujourd'hui, explorons le passé et le présent de cette technologie magique.
Qu'est-ce que la recharge sans fil ?
Un chargeur sans fil est un chargeur qui n'utilise pas de cordon d'alimentation traditionnel pour se connecter à l'appareil terminal à charger. Il utilise la dernière technologie de charge sans fil pour transmettre l'énergie électrique en utilisant le champ magnétique alternatif généré entre les bobines. La technologie du couplage inductif deviendra un pont entre les stations de recharge et les appareils.
La technologie de chargement sans fil a fait l'objet de 20 brevets en 2007. Plusieurs appareils peuvent utiliser une station de recharge. Un jour, à l'avenir, le chargement filaire des téléphones portables, des lecteurs MP3, des outils électriques et autres adaptateurs d'alimentation n'existera plus.
Comment la technologie de recharge sans fil est-elle apparue ou s'est-elle développée ?
Dès les années 1830, Michael Faraday a découvert que les variations du champ magnétique environnant induisaient un courant électrique dans un fil.
Dans les années 1890, le scientifique serbe Nikola Tesla a déposé le premier brevet.
Malheureusement, la recherche dans ce domaine a été retardée pendant un siècle. Le principal obstacle était que l'efficacité de la transmission était trop faible et dangereuse. Le rayonnement électromagnétique n'est adapté qu'à la transmission d'informations, pas d'énergie. Le rayonnement n'étant pas directionnel, l'énergie sera gaspillée dans un espace inutile. Certaines personnes ont envisagé d'utiliser des rayonnements électromagnétiques directionnels, comme les lasers, mais ce n'est pas très pratique et c'est extrêmement dangereux.
Il y a quelques années, le professeur Xu Shuyuan, du département d'ingénierie électronique de la City University of Hong Kong, a développé avec succès une "plate-forme de chargement de batterie sans fil". Elle permet de placer plusieurs produits électroniques sur une plateforme de chargement sans fils externes. Elle se charge automatiquement grâce à des champs électromagnétiques à basse fréquence, et le temps de charge est le même que celui des chargeurs traditionnels. Cependant, cette technologie nécessite toujours un contact entre le produit et le chargeur, et elle utilise principalement le principe du couplage électromagnétique en champ proche.
Des chercheurs du Massachusetts Institute of Technology ont réalisé de nouveaux progrès dans le domaine de la transmission d'énergie sans fil. Ils ont utilisé une source d'énergie située à deux mètres pour allumer une ampoule de 60 watts "à travers le sol".
Selon la conception de Soliacic, la transmission d'énergie sans fil non radiative a une limite de distance, et plus le récepteur est petit, plus la distance est courte. Il a calculé qu'un objet de la taille d'un ordinateur portable peut recevoir une transmission d'énergie sans fil dans un rayon de quelques mètres, "de sorte qu'en installant un émetteur dans chaque pièce, on peut alimenter les ordinateurs portables dans toute la maison".
Soljacic espère augmenter l'efficacité de 70% à 80% en utilisant des matériaux différents et en améliorant la technologie. Ils pensent que l'équipement amélioré sera capable de charger sans fil des ordinateurs portables, des téléphones mobiles et d'autres appareils d'ici 3 à 5 ans.
Comment fonctionne la recharge sans fil ?
Lorsque l'on parle de technologie de recharge sans fil, il faut d'abord parler de la bobine de Tesla. Je pense que les personnes qui ont étudié la physique au lycée connaissent la bobine Tesla inventée par Nikola Tesla en 1891. Il s'agit du prototype de toutes les technologies de recharge sans fil actuelles.
En termes familiers, le principe est très simple, c'est le "principe de la technologie de la résonance magnétique" que nous avons appris en cours de physique au collège. En d'autres termes, l'électricité génère du magnétisme et le magnétisme génère de l'électricité ! Le champ magnétique est généré par la bobine et passe ensuite dans la bobine réceptrice pour convertir le champ magnétique en électricité.
Les bobines de Tesla sont principalement composées de deux bobines, dont l'une est reliée à une source d'énergie dont le sens du courant change périodiquement au cours du temps. Sous l'action de ce courant, la première bobine va générer un champ magnétique en constante évolution dans l'espace, et la seconde bobine va être induite dans ce champ magnétique pour générer du courant, allumant ainsi l'ampoule de la seconde bobine. En remplaçant cette ampoule par une batterie, on obtient le chargement sans fil. Le principe peut être schématiquement compris comme suit : Lorsque les cordes vibrent, les ondes de vibration sont transmises aux objets environnants, qui vibrent à leur tour.
Plus précisément, le système de recharge sans fil utilise principalement le principe de l'induction électromagnétique pour réaliser un transfert d'énergie par couplage d'énergie à travers des bobines. Comme le montre la figure, lorsque le système fonctionne, l'entrée convertit le courant alternatif en courant continu par l'intermédiaire d'un circuit de redressement en pont complet, ou utilise un bloc d'alimentation de 24 V CC pour alimenter directement le système.
Le courant continu produit par le module de gestion de l'énergie est converti en courant alternatif à haute fréquence par un oscillateur à cristal actif de 2M pour alimenter l'enroulement primaire. L'énergie est couplée à travers deux bobines d'induction, et le courant produit par la bobine secondaire est converti en courant continu par un circuit de conversion de réception pour charger la batterie.
Un champ magnétique changeant produit un champ électrique changeant, et un champ électrique changeant produit un champ magnétique changeant. La taille de ces deux champs est liée à leur taux de variation. Le taux de variation de la fonction sinusoïdale est une autre fonction sinusoïdale, de sorte que les ondes électromagnétiques peuvent se propager. La génération d'une tension induite est liée à la variation du flux magnétique, de sorte que la variation du champ magnétique à l'intérieur de la bobine génère une tension induite, achevant ainsi le processus de charge.
En résumé, le principe de la recharge sans fil des téléphones portables consiste à séparer le primaire et le secondaire des transformateurs ordinaires pour atteindre l'objectif de la recharge sans fil. Bien entendu, la fréquence de travail de la recharge sans fil est relativement élevée, et même le noyau de fer peut être éliminé pour transférer directement l'énergie entre les bobines.
Caractéristiques de la recharge sans fil
1) En théorie, la technologie de recharge sans fil est sûre et inoffensive pour le corps humain. Le principe de résonance utilisé dans la recharge sans fil est la résonance du champ magnétique, qui n'est transmise qu'entre les bobines qui résonnent à la même fréquence, et les autres appareils ne peuvent pas recevoir la bande. En outre, le champ magnétique utilisé dans la technologie de recharge sans fil est lui-même inoffensif pour le corps humain. Cependant, la technologie de charge sans fil est une nouvelle technologie de charge, et de nombreuses personnes craignent que la technologie de charge sans fil connaisse des problèmes comme lorsque les antennes Wi-Fi et les antennes de téléphonie mobile sont apparues pour la première fois, mais en fait la technologie elle-même est inoffensive.
2) La technologie de charge sans fil utilise la résonance magnétique pour transmettre l'énergie électrique dans les champs électriques et magnétiques entre le chargeur et l'appareil, et la bobine et le condensateur forment une résonance entre le chargeur et l'appareil.
3) Ce système peut être largement utilisé dans la vie et la production, par exemple dans les zones de chargement des véhicules électriques et dans la transmission d'énergie pour les puces électroniques. D'ici là, le temps de charge requis pour le système de charge développé à l'aide de cette technologie ne sera que cent cinquante fois supérieur à celui du système actuel.
4) Le taux de conversion a toujours été un sujet de préoccupation pour de nombreuses personnes. Les recherches du MIT montrent que la perte de la technologie de recharge sans fil est inférieure à celle de la technologie de recharge filaire. Le taux de conversion de la recharge sans fil est supérieur de plusieurs points de pourcentage à celui de la recharge filaire. Le taux de conversion élevé est également un facteur clé de l'application mondiale des chargeurs sans fil. Toutefois, la technologie de recharge sans fil est également limitée par la distance. Les développements futurs devront inévitablement résoudre le problème du positionnement précis des bandes et des champs magnétiques pour la transmission à longue distance.
5) La puce centrale est l'une des difficultés de l'application de la technologie de charge sans fil dans les produits. Le contrôle précis de la portée du rayonnement, de la fréquence du champ magnétique et d'autres contrôles sont tous réalisés par la puce.
Différents types de charge sans fil
Il existe de nombreux types de chargeurs sans fil sur le marché. Quels sont donc ces types de chargeurs sans fil ? Jetons un coup d'œil !
▼ Chargement sans fil de base
La conception de la base du petit disque est actuellement la conception la plus courante pour la recharge sans fil. Qu'il s'agisse de Samsung, Huawei, Xiaomi ou de marques tierces, ils utilisent essentiellement la recharge sans fil avec cette apparence.
Chargement sans fil sur support vertical
Le chargeur sans fil à support vertical présente une conception de charge similaire à celle de la station d'accueil sans fil, mais il est plus convivial. Ce chargeur sans fil peut être placé n'importe où et chargé sans être relié à des câbles de données. Il peut également servir de support pour les téléphones portables, ce qui permet aux utilisateurs de discuter sur WeChat, de lire les actualités, etc. tout en chargeant.
▼ Étui de chargement sans fil séparé
L'étui arrière détachable à chargement sans fil est équipé de la technologie de chargement sans fil. Cet étui dorsal de chargement sans fil est différent de l'étui dorsal de chargement traditionnel à brancher. Il adopte le chargement par induction magnétique et le téléphone portable peut être chargé en l'absorbant.
Il permet d'éviter complètement les branchements et débranchements et de se débarrasser des câbles de données, et vous pouvez passer des appels, prendre des photos, etc. tout en chargeant. On peut dire que le clip arrière de chargement sans fil peut rendre le chargement plus flexible et le chargement sans fil à l'extérieur plus pratique.
Banque d'alimentation à charge sans fil
Le banc d'alimentation à charge sans fil est un dispositif de charge sans fil qui combine la charge sans fil et la technologie du banc d'alimentation. En d'autres termes, il s'agit d'une banque d'alimentation sans fil qui peut être rechargée sans fil et à l'aide d'un câble de données.
Le port USB spécial de chargement sans fil prend en charge les protocoles de chargement rapide QC3.0 et Huawei FCP, ce qui permet de charger rapidement les téléphones portables. En outre, la conception de charge sans fil et les deux interfaces de ligne de données permettent de charger jusqu'à trois téléphones portables en même temps.
Chargement sans fil dans la voiture
Le chargement sans fil dans la voiture est un mode de chargement avec un support monté sur la voiture et une conception de chargement sans fil. Il est principalement pratique pour la navigation et le chargement des téléphones portables dans la voiture, et il est également très pratique.
Le chargement sans fil en voiture est identique au chargement sans fil ordinaire. Le téléphone n'a pas besoin d'être branché. Il peut être pris et posé d'une seule main et chargé automatiquement. Actuellement, la plupart d'entre eux ne prennent en charge que les téléphones de la série iPhone 8 et iPhone X.
Conseils pour choisir le bon chargeur sans fil
- Clarifier la version du protocole de charge
Il existe actuellement deux grandes normes industrielles internationales pour la recharge sans fil. L'une est la norme QI du Wireless Power Consortium (WPC), l'autre est celle de l'AirFuel Alliance. Ces deux normes ont des réglementations unifiées pour la performance, les paramètres techniques, la compatibilité, la sécurité, etc. des produits de recharge sans fil, et ont des normes de certification strictes.
La norme de recharge sans fil Qi est une norme très mature qui a été mise en œuvre dès 2008. De nombreux téléphones Android commercialisés aujourd'hui utilisent cette norme.
La méthode de chargement ne nécessite aucun câble et le téléphone portable peut être chargé directement en le plaçant sur le socle de chargement.
- Essayez de choisir une puissance de 20 W ou plus.
La technologie devenant de plus en plus mature, de plus en plus de personnes recherchent la vitesse de chargement. Pour l'avenir, nous vous recommandons de choisir un chargeur sans fil d'une puissance supérieure à 20 W lors de l'achat d'un dispositif de charge sans fil.
Tout le monde sait que la puissance maximale supportée par la recharge sans fil sur l'iPhone 16 n'est que de 15W. À l'avenir, avec la mise à jour du système logiciel, la prise en charge de la recharge sans fil par l'iPhone 16 augmentera progressivement, et ce n'est qu'une question de temps avant qu'il ne puisse débloquer une puissance plus élevée.
Achetez donc un chargeur sans fil puissant que vous pourrez utiliser en permanence.
- La température du chargeur sans fil doit être contrôlable
Le chargement sans fil entraîne une certaine perte d'énergie. Cette partie de l'énergie est convertie en chaleur, ce qui maintient le téléphone et le chargeur sans fil au chaud. Un chargeur sans fil de haute qualité peut contrôler la température en dessous de 40℃, ce qui est chaud au toucher et appartient à la plage normale. Il dispose également d'une fonction de contrôle de la température, qui coupe automatiquement l'alimentation lorsque la température est trop élevée.
- Choisir des produits de grands fabricants et de marques professionnelles
Le principe des chargeurs sans fil semble simple, mais les performances sont très particulières. Il existe des différences non seulement dans l'efficacité, la vitesse et la température de charge, mais aussi dans la sensibilité de détection, la stabilité, la sécurité, la durabilité, la protection contre les surtensions, la détection des corps étrangers, etc. Les produits d'un prix aussi bas que 30 yuans peuvent également avoir des fonctions de recharge sans fil de base, mais les performances et la qualité sont bien moindres, l'expérience de recharge est considérablement réduite, la durée de vie est relativement courte, les dommages causés au téléphone portable sont relativement importants, et il existe même certains risques pour la sécurité.
- Quel est le prix approprié ?
Les riches veulent acheter des chargeurs sans fil Mophie et Belkin qui sont déjà en vente sur le site officiel d'Apple. Il n'y a rien de mal à cela, les riches peuvent faire ce qu'ils veulent.
En termes de vitesse de charge, d'apparence, de design et d'autres aspects, il n'est pas très différent des chargeurs sans fil Qi de marques tierces qui coûtent environ 30$. Le prix d'un chargeur sans fil ordinaire est donc d'environ 30$. Bien entendu, si vous avez des exigences plus élevées en matière de taille, d'apparence et d'innovation, le prix sera plus élevé.
L'avenir de la recharge sans fil
Le développement de toute technologie repose sur les principes de sécurité, de commodité et d'efficacité. À l'avenir, l'amélioration et le développement de la technologie de recharge sans fil s'articuleront naturellement autour de ces aspects. D'après mes espoirs personnels (ou mon idéal), l'avenir de la recharge sans fil, une fois la technologie parvenue à maturité, devrait ressembler à ce qui suit :
1) Sécurité
Il n'y a pas de facteurs tels que les radiations, les fuites, etc. dont les gens peuvent s'inquiéter.
2) Commodité
Comme nous l'avons mentionné au début de l'article, que ce soit dans la voiture, au bureau, dans un café, dans un restaurant, dans une gare, etc. il y a des bornes de recharge partout. Tant que votre appareil n'est pas alimenté, tant que vous avez besoin de le recharger, il y a des installations de recharge à tout moment et en tout lieu, et vous n'avez pas à endurer l'anxiété causée par le fait que votre téléphone n'est plus alimenté.
3) Efficacité
Comme il est efficace, il peut naturellement charger plusieurs appareils en même temps, y compris plusieurs téléphones portables, plusieurs voitures, etc. Dans le cas contraire, si vous devez faire la queue pour charger un appareil à la fois, il perdra sa plus grande commodité, n'est-ce pas ?
L'un des scénarios les plus idéaux consiste à installer un chargeur sans fil à la maison, de sorte que tout appareil électrique, qu'il s'agisse d'un ordinateur, d'un téléphone portable, d'un téléviseur ou d'une voiture électrique, puisse être alimenté à tout moment. N'est-ce pas une vie merveilleuse ?
4) Rapide
La rapidité est en fait une forme d'efficacité. Parlons-en séparément.
La fonction la plus importante que le chargement sans fil n'a pas encore atteinte est la vitesse. Il faut deux heures pour charger complètement une batterie avec un chargeur filaire, mais quatre heures pour charger complètement une batterie avec un chargeur sans fil. Cette vitesse de charge est sans doute son plus grand défaut, qui l'empêche d'être rapidement promue.
Lorsque la technologie de chargement sans fil aura atteint sa maturité, un téléphone portable qui met deux heures à se recharger complètement avec un chargeur filaire ne mettra plus qu'une heure, voire une demi-heure, à se recharger complètement en dix minutes. Ce sera beaucoup plus confortable. D'ici là, il sera naturel et incontestable que tous les appareils câblés seront remplacés par des appareils sans fil.
Le chargement sans fil est une technologie relativement nouvelle qui en est encore au stade du développement. Sa technologie devient de plus en plus mature au fil des jours. Je pense qu'avec le développement rapide de la science et de la technologie, le jour où le chargement sans fil remplacera le chargement câblé et où le chargement câblé disparaîtra du monde arrivera bientôt.
