Ци (стандартный)
 | В этой статье есть несколько проблем. Пожалуйста, помогите улучшить его или обсудите эти проблемы на странице обсуждения . ( Узнайте, как и когда удалять эти шаблонные сообщения )
|
 | |
| Статус | Активный |
|---|---|
| Впервые опубликовано | 2008 год |
| Последняя версия | 2.0 апрель 2023 г. |
| Организация | Консорциум беспроводной энергетики |
| Сопутствующие стандарты | Стандарт беспроводной кухни Стандарт средней мощности |
| Домен | Индуктивная зарядка |
| Лицензия | Открытый стандарт |
| Авторское право | Логотип и торговая марка |
| Веб-сайт | консорциум беспроводной мощности |
Ци произносится / tʃiː / ( CHEE ; [1] из упрощенного китайского : 气 ; традиционный китайский : 氣 ; пиньинь : qì ) — стандарт интерфейса для беспроводной передачи энергии с использованием индуктивной зарядки . Стандарт позволяет совместимым устройствам, таким как смартфоны , заряжать свои аккумуляторы, помещая их на зарядную площадку Qi, что может быть эффективно на расстоянии до 4 см (1,6 дюйма). [2]
Стандарт Qi разработан Консорциумом Wireless Power Consortium . [1] Устройства с поддержкой Qi являются универсальными и открытыми стандартами и могут подключаться к зарядным устройствам Qi любого производителя.
Впервые Qi был выпущен в 2008 году, а к 2017 году его использовали более чем в 200 смартфонах, планшетах и других устройствах. [3] По состоянию на декабрь 2023 г. [update]Со стандартом работает 351 производитель, включая Apple , Asus , Google , Huawei , LG Electronics , Samsung , Xiaomi и Sony . [4]
В январе 2023 года консорциум анонсировал Qi2, который обновит существующий стандарт и будет включать магнитное соединение на основе технологии Apple MagSafe . [5] 19 апреля 2023 года Консорциум беспроводной энергии выпустил стандарт Qi2. [6]
Дизайн
[ редактировать ]
Устройства, работающие по стандарту Qi, полагаются на электромагнитную индукцию между плоскими катушками . Система Qi состоит из двух типов устройств: базовой станции, которая подключается к источнику питания и обеспечивает индуктивную мощность, и мобильных устройств, потребляющих индуктивную мощность. Базовая станция содержит передатчик энергии, который содержит передающую катушку, генерирующую колеблющееся магнитное поле ; Мобильное устройство содержит приемник энергии, содержащий приемную катушку. Магнитное поле индуцирует переменный ток в приемной катушке по закону индукции Фарадея . Близкое расположение двух катушек обеспечивает эффективную индуктивную передачу энергии. [ нужна ссылка ]
Базовые станции обычно имеют плоскую поверхность, называемую поверхностью интерфейса, на которой пользователь может разместить одно или несколько мобильных устройств. Существует два метода выравнивания передающей катушки (часть базовой станции) и приемной катушки (часть мобильного устройства) для осуществления передачи мощности. В первой концепции, называемой управляемым позиционированием, пользователь должен разместить мобильное устройство в определенном месте поверхности базовой станции. Для этой цели мобильное устройство оснащено приспособлением для выравнивания, соответствующим его размеру, форме и функциям. Вторая концепция, называемая свободным позиционированием, не требует от пользователя размещения мобильного устройства в прямой линии с передающей катушкой. Есть несколько способов добиться свободного позиционирования. В одном примере пучок передающих катушек используется для генерации магнитного поля только в месте расположения приемной катушки. В другом примере используются механические средства для перемещения одной передающей катушки под приемную катушку. Третий вариант — использовать технику под названием Множественные кооперативные генераторы потока . [7]
Рисунок 1-1 иллюстрирует базовую конфигурацию системы. Как показано, передатчик энергии включает в себя два основных функциональных блока – блок преобразования энергии и блок связи и управления. На схеме изображена передающая катушка (матрица), генерирующая магнитное поле в составе блока преобразования энергии. Блок управления и связи регулирует передаваемую мощность до уровня, запрашиваемого энергоприемником. На диаграмме также показано, что базовая станция может содержать множество передатчиков, что позволяет размещать несколько мобильных устройств на одной базовой станции и индуктивно заряжать их до тех пор, пока каждая из их батарей не будет полностью заряжена. Наконец, системный блок на схеме включает в себя все остальные функции базовой станции, такие как обеспечение входной мощности, управление несколькими передатчиками мощности и взаимодействие с пользователем. [ нужна ссылка ]
Приёмник энергии содержит блок приёма энергии, а также блок связи и управления. Как и в случае с блоком преобразования мощности передатчика, на Рисунке 1-1 показана приемная катушка, улавливающая магнитное поле блока приема мощности. Блок снятия мощности обычно содержит только одну приемную катушку. Более того, мобильное устройство обычно содержит один приемник энергии. Блок связи и управления регулирует передаваемую мощность до уровня, подходящего для подсистем (например, аккумулятора), подключенных к выходу приемника энергии. Эти подсистемы представляют собой основные функциональные возможности Мобильного устройства. [ нужна ссылка ]
Передатчики
[ редактировать ]В качестве примера из спецификации Qi версии 1.2.2 2017 года (упомянутой выше), эталонный маломощный передатчик Qi A2 имеет катушку из 20 витков (в два слоя) в плоской катушке, намотанной на форму с 19 витками. внутренний диаметр мм и внешний диаметр 40 мм, с экраном под катушкой из мягкого железа диаметром не менее 4 мм больше, что дает индуктивность 24 ± 1 микрогенри. Эта катушка помещена в последовательный резонансный контур.
Этот последовательный резонансный контур затем приводится в действие переключающим устройством H-моста от источника постоянного тока; на полной мощности напряжение в конденсаторе может достигать 50 вольт. Регулирование мощности автоматическое; Спецификация Qi требует, чтобы фактическое приложенное напряжение можно было регулировать с шагом не менее 50 милливольт. [ нужна ссылка ]
Вместо понижения зарядного напряжения в устройстве зарядные устройства Qi, соответствующие эталону A2, используют ПИД- регулятор (пропорционально-интегрально-производный) для модуляции подаваемой мощности в соответствии с напряжением первичного элемента. [ нужна ссылка ]
Другие передатчики заряда Qi начинают свое соединение с частотой 140 кГц, но могут менять частоты, чтобы найти частоту с лучшим соответствием, поскольку взаимная индуктивность между катушками передатчика и приемника будет варьироваться в зависимости от расстояния между катушками передатчика и приемника и, следовательно, естественным резонансная частота будет меняться. Различные эталонные конструкции Qi имеют различное расположение катушек, включая овальные катушки и системы с несколькими катушками, а также более сложные резонансные сети с несколькими индукторами и конденсаторами. Эти конструкции позволяют работать с быстрой перестройкой частоты на частотах от 105 до 205 кГц и с максимальным напряжением резонансного контура до 200 Вольт. [ нужна ссылка ]
Ресиверы
[ редактировать ]Эталонный проект аппаратного обеспечения приемника энергии Qi 1, также из версии 1.2.2 спецификации Qi, начинается с прямоугольной катушки провода с внешними размерами 44 мм × 30 мм, с 14 витками провода и магнитным экраном над катушкой. Эта катушка включена в параллельный резонансный контур с парой конденсаторов (емкостью 127 нанофарад последовательно и 1,6 нанофарад параллельно). Выходная мощность снимается с конденсатора емкостью 1,6 нанофарад . [ нужна ссылка ]
Чтобы обеспечить обратный канал цифровой связи с передатчиком мощности, резонансный модулятор, состоящий из пары конденсаторов емкостью 22 нанофарад и резистора сопротивлением 10 кОм в Т-конфигурации, можно подключить к конденсатору емкостью 1,6 нанофарад. Переключение Т-сети через конденсатор емкостью 1,6 нанофарад вызывает значительное изменение резонансной частоты связанной системы, которое обнаруживается передатчиком мощности как изменение подаваемой мощности. [ нужна ссылка ]
Выходная мощность портативного устройства осуществляется через двухполупериодный мост , подключенный к конденсатору емкостью 1,6 нанофарад; мощность обычно фильтруется с помощью конденсатора емкостью 20 микрофарад. Перед подачей на контроллер заряда [ нужна ссылка ]
В других приемниках энергии Qi используются альтернативные резонансные модуляторы, включая переключение резистора или пары резисторов на конденсаторе резонатора приемника как до, так и после мостового выпрямителя. [ нужна ссылка ]
Особенности и характеристики
[ редактировать ]
WPC опубликовала спецификацию Qi с низким энергопотреблением в августе 2009 года. [8] Спецификацию Qi можно бесплатно скачать после регистрации. [9] Согласно спецификации Qi, индуктивная передача малой мощности обеспечивает мощность ниже 5 Вт с использованием индуктивной связи между двумя плоскими катушками . Эти катушки обычно расположены на расстоянии 5 мм друг от друга, но могут находиться на расстоянии до 40 мм и, возможно, дальше друг от друга. [10] Спецификация Qi с низким энергопотреблением была переименована в Qi Baseline Power Profile (BPP). [ нужна ссылка ]
Регулирование выходного напряжения обеспечивается цифровым контуром управления, в котором приемник энергии связывается с передатчиком энергии и запрашивает больше или меньше мощности. Связь является однонаправленной от приемника энергии к передатчику посредством модуляции обратного рассеяния. При модуляции обратного рассеяния нагружается катушка приемника энергии, изменяя ток, потребляемый передатчиком энергии. Эти текущие изменения отслеживаются и демодулируются в информацию, необходимую для совместной работы двух устройств. [2]
В 2011 году Консорциум беспроводной энергии начал расширять спецификацию Qi до средней мощности. [11] По состоянию на 2019 год стандарт средней мощности в настоящее время обеспечивает мощность от 30 до 65 Вт. Ожидается, что в конечном итоге он будет поддерживать мощность до 200 Вт (обычно используется для портативных электроинструментов, роботов-пылесосов, дронов и электронных велосипедов). [12]
В 2015 году WPC также продемонстрировала спецификацию высокой мощности под названием «Ki», которая будет обеспечивать мощность до 1 кВт, что позволит питать кухонную технику, а также другие мощные коммунальные услуги. [9]
В 2015 году WPC представила спецификацию Qi Extended Power Profile (EPP), которая поддерживает мощность до 15 Вт. EPP также обычно используется для зарядки мобильных устройств, таких как BPP. Телефонные компании, поддерживающие EPP, включают LG , Sony , Xiaomi и Sharp . [13] [14] [15] [16]
WPC представила собственное расширение подачи мощности (PPDE), позволяющее OEM-производителям телефонов обеспечивать мощность, превышающую 5 Вт базового профиля мощности или 15 Вт расширенного профиля мощности. В настоящее время только Samsung опубликовала свои тесты на соответствие. [17] Другие телефонные компании, использующие собственные стандарты быстрой беспроводной зарядки, включают Apple, Huawei и Google. [ нужна ссылка ]
Принятие
[ редактировать ]Nokia впервые внедрила Qi в свою Lumia 920 , а Samsung Mobile — в Galaxy S3 (поддерживается с помощью дооснащаемого официального аксессуара задней панели Samsung) в 2012 году. [18] Google/LG Nexus 4 последовал позже в том же году. Toyota начала предлагать подставку для зарядки Qi в качестве заводской опции для своего Avalon Limited 2013 года выпуска . [19] Ssangyong стал вторым производителем автомобилей , предложившим опцию Qi, также в 2013 году. [20]
По мере того, как стандарт Ци набирал популярность, точки доступа Ци начали возникать в таких местах, как кафе, аэропорты, спортивные арены и т. д. [21] В 2012 году крупная сеть кофеен в США The Coffee Bean and Tea Leaf объявила о планах установить индуктивные зарядные станции в отдельных крупных мегаполисах. [22] как и Virgin Atlantic в Великобритании для лондонского аэропорта Хитроу , [23] имени Джона Ф. Кеннеди в Нью-Йорке и международный аэропорт . [24]
В 2015 году опрос показал, что 76% опрошенных в США и Китае знали о беспроводной зарядке (рост с 36% в предыдущем году) и 20% использовали ее, однако только 16% из них использовали это ежедневно. [25] В 2015 году мебельный ритейлер IKEA представил в продаже лампы и столы со встроенными беспроводными зарядными устройствами. [26] а Lexus NX получил дополнительную зарядную площадку Qi на центральной консоли. [27] В этом году было продано около 120 миллионов телефонов с беспроводной зарядкой. [25] в частности, Samsung Galaxy S6 , который поддерживал как Qi, так и конкурирующие стандарты Power Matters Alliance . [28] Однако существование нескольких конкурирующих стандартов беспроводной зарядки по-прежнему рассматривалось как препятствие для внедрения. [28]
К началу 2017 года Qi вытеснил другие конкурирующие стандарты, такие как Rezence . [29] 12 сентября 2017 года Apple объявила, что ее новые смартфоны iPhone 8 , iPhone 8 Plus и iPhone X будут поддерживать стандарт Qi. С тех пор каждая новая версия iPhone поддерживает стандарт беспроводной зарядки Qi. [30] Apple также объявила о планах расширить стандарт новым протоколом AirPower , который добавил бы возможность заряжать несколько устройств одновременно; однако это было отменено 29 марта 2019 года. [31]
История версий
[ редактировать ]| Номер версии | Выпущенный | Максимальная мощность | Примечания | |
|---|---|---|---|---|
| 1.0 | 2010 | 5 Вт | Передатчик мощности может представлять собой одну катушку, массив катушек или подвижную катушку. | |
| 1.1 | 2012 | 5 Вт | 12 различных характеристик передатчика, обнаружение посторонних предметов для предотвращения нагрева металлических предметов рядом с передатчиком, добавлено питание передатчика через USB. | |
| 1.2 | 2015 | Базовый профиль мощности (BPP): 5 Вт Расширенный профиль мощности (EPP): 15 Вт | Увеличена максимальная мощность передатчика до 15 Вт, улучшены тепловые испытания передатчиков, улучшены временные характеристики, улучшена чувствительность обнаружения посторонних объектов, дополнительный идентификатор приемника (WP-ID). Маркировка Samsung как «Быстрая беспроводная зарядка» (первоначально 10 Вт, появилась на Galaxy Note 5 и S6 Edge Plus , август 2015 г.) требует подключения зарядной пластины к USB-зарядному устройству мощностью 15 Вт с поддержкой Qualcomm Quick Charge 2.0 (9 В, Поддержка тока 1,67 ампер). | |
| 1.2.3 | 2017 | EPP Класс мощности 0: 5–30 Вт | Добавлен класс мощности 0, который позволяет потребителю получать мощность до 30 Вт от зарядного устройства. [33] | |
| 1.3 | 2021 | ? |
| |
| 2.0 | 2023 | 15 Вт [34] |
|
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б «Консорциум беспроводной энергетики» . Проверено 20 мая 2022 г.
- ^ Jump up to: а б «Введение в стандарт Wireless Power Consortium и решения, соответствующие требованиям TI» (PDF) . Ти. Архивировано из оригинала 29 мая 2015 г.
{{cite web}}: CS1 maint: bot: исходный статус URL неизвестен ( ссылка ) - ^ «Телефоны с поддержкой Qi/Устройства, совместимые с Qi» . Беспроводная зарядка Ци . Проверено 27 сентября 2017 г.
- ^ «Справочник участников» . Консорциум беспроводной энергетики . Проверено 5 декабря 2023 г.
- ^ Холлистер, Шон (04 января 2023 г.). «Qi2: Как Apple может наконец использовать MagSafe, раздав его» . Грань . Проверено 16 февраля 2023 г.
- ^ «Консорциум Wireless Power Consortium одобряет выпуск стандарта Qi2» . www.wirelesspowerconsortium.com . Проверено 13 сентября 2023 г.
- ^ «Беспроводной передатчик мощности с переменным положением с помощью нескольких совместных генераторов потока» .
- ^ «Консорциум беспроводной энергии выпускает спецификацию 0.95» . Новости электронных компонентов . 11 сентября 2009 г. Архивировано из оригинала 28 сентября 2017 г. Проверено 27 сентября 2017 г.
- ^ Jump up to: а б «Загрузить спецификацию беспроводного питания, часть 1» . Консорциум беспроводной энергетики . Архивировано из оригинала 3 апреля 2016 года . Проверено 2 февраля 2018 г.
- ^ «Электронная беспроводная энергия через гранит» . Ютуб . Google .
- ^ «Расширение средней мощности» . Архивировано из оригинала 11 марта 2012 года.
- ^ «Стандарт средней мощности» . Консорциум беспроводной энергетики . Проверено 2 сентября 2019 г.
- ^ «ПАРТНЕР LG И IDT ПО ПЕРВОМ В МИРЕ СМАРТФОНЕ С РАСШИРЕННЫМ ПРОФИЛЕМ Qi» . Отдел новостей LG . 07.11.2017 . Проверено 3 сентября 2019 г.
- ^ «Sony Mobile выбирает набор микросхем беспроводной зарядки IDT для смартфонов XZ2 и док-станцию для беспроводной зарядки» . www.prnewswire.com . Проверено 3 сентября 2019 г.
- ^ Флойд (14 мая 2019 г.). «Интервью с председателем WPC Менно Трефферсом: Будущее за беспроводной связью – Chargerlab» . Проверено 3 сентября 2019 г.
- ^ «Удобство использования AQUOS R3 | AQUOS: Sharp» . Смартфоны/мобильные телефоны Sharp. Официальный сайт AQUOS (на японском языке) . Проверено 03 сентября 2019 г. .
- ^ «Безопасность собственных расширений» . Консорциум беспроводной энергетики . Проверено 3 сентября 2019 г.
- ^ Проводная и беспроводная зарядка Qi: что это такое и как она работает в Nokia Lumia 920? , 5 сентября 2012 г.
- ^ The Verge, Toyota Avalon Limited 2013 года выпуска становится первым в мире автомобилем, оснащенным беспроводной зарядкой Qi , 19 декабря 2012 г.
- ^ Torque News, Система беспроводной зарядки Qi, принятая вторым автопроизводителем для использования в автомобилях , 25 февраля 2013 г.
- ^ «Глобальный стандарт Qi обеспечивает беспроводную зарядку» .
- ^ «Nokia и The Coffee Bean & Tea Leaf заключили партнерство, чтобы внедрить беспроводную зарядку в кафе по всей территории США» . Нокиа. 5 сентября 2012 года. Архивировано из оригинала 20 сентября 2012 года . Проверено 21 сентября 2012 г.
- ^ «Nokia и Virgin Atlantic сотрудничают, чтобы внедрить беспроводную зарядку в залах ожидания Virgin Atlantic Clubhouse» . Нокиа. 5 сентября 2012 года. Архивировано из оригинала 20 сентября 2012 года . Проверено 21 сентября 2012 г.
- ^ «Nokia летает на Virgin Atlantic с беспроводной зарядкой» . Нокиа. 11 сентября 2012 года. Архивировано из оригинала 15 сентября 2012 года . Проверено 21 сентября 2012 г.
- ^ Jump up to: а б IHS Markit, Осведомленность потребителей о беспроводной зарядке выросла вдвое до 76 процентов в 2015 году, сообщает IHS , 24 июня 2015 г.
- ^ Брайан, Мэтт. «IKEA начнет продавать лампы и столы с беспроводной зарядкой» . Engadget . Проверено 1 марта 2015 г.
- ^ «Беспроводное зарядное устройство – неограниченное удобство» . www.lexus.com . Архивировано из оригинала 9 февраля 2015 г. Проверено 7 августа 2017 г.
- ^ Jump up to: а б Проводная и беспроводная зарядка по-прежнему остаются проблемой, но это не будет навсегда , 12 ноября 2015 г.
- ^ E&T, стандарт беспроводной зарядки Qi одерживает победу; внедрение быстро растет , 17 февраля 2017 г.
- ^ «Все, что вам нужно знать о беспроводной зарядке Qi» . Тенпайр. 8 июня 2019 года. Архивировано из оригинала 20 августа 2019 года . Проверено 20 августа 2019 г.
- ^ «Apple отменяет выпуск продукта AirPower, ссылаясь на неспособность соответствовать высоким стандартам в отношении аппаратного обеспечения» . 29 марта 2019 г.
- ^ «История спецификации Qi» . Консорциум беспроводной энергетики . Проверено 5 сентября 2019 г.
- ^ «Спецификации Ци» . Консорциум беспроводной энергетики . Архивировано из оригинала 20 апреля 2020 г. Проверено 20 апреля 2020 г.
- ^ «Что такое магнитная зарядка Qi2? И зачем она вам» . Белкин . 12 сентября 2023 г. Проверено 13 сентября 2023 г.