ワイヤレス充電を使用すると、 (Wireless)USBケーブル(USB cable)を接続しなくてもガジェットを充電できます。かなりきれいですが、実際にはどのように機能しますか？なぜわざわざ？欠点は何ですか？
ここでは、ワイヤレス充電がどのように機能するかについて知っておく必要のあるすべてに取り組みます。すぐ(Soon)に、そのすべてのワイヤーの乱雑さがどのようなものであったかを忘れるでしょう！
誘導(Induction)の問題、私の愛するワット(My Dear Watt)（息子）
一般に、ワイヤレス充電器は「誘導」充電と呼ばれる磁気と電気の特性を使用します。基本的(Basically)に、電流は磁場に変換されます。次に、このフィールドは、充電するデバイスに電流を誘導します。
これは少し単純化しすぎていますが、基本的にはワイヤレス充電プロセスで発生します。エネルギーをある形式から別の形式に変換する2つのコイルがあります。各デバイスに1つずつあります。
これは、スマートフォンやスマートウォッチなどの個人用ガジェットでよく見られるワイヤレス充電の最も一般的な形式です。誘導(Induction)充電は非常に短い距離でのみ機能します。通常10mm以下。したがって、電力は「ワイヤレス」ですが、電力が流れるようにするには、通常、デバイスをある種の充電パッドに置く必要があります。このような誘導(Induction)充電器は、低周波信号を使用して、充電器からデバイスに電力を移動します。
レゾナントオルタナティブ
部屋に入って、すべてのデバイスに電力を供給してもらうのはクールではないでしょうか。それが共振充電の約束です。高周波電波を使用して、デバイスにワイヤレスで電力を送信します。
この方法の大きな利点は、比較的高周波が誘導充電器が管理できるよりもはるかに遠くまで伝わることができることです。私たちは複数の足を話している。コイルの範囲内にいる限り、デバイスの電源が入ります。
これは未来的なアイデアですが、電気のパイオニアであるニコラ・テスラは(Nikola Tesla)1世紀以上前(more than a century ago)にそれを行っていました。歴史が少し違った方向に進んでいたとしたら(Had)、ワイヤレス電力は今日の標準的なやり方だったかもしれません。
2頭の競馬
ワイヤレス充電の仕組みにはさまざまなアプローチがあり、それぞれに長所と短所があります。日常生活でワイヤレス電力をどのように使用したいかについては、企業ごとにビジョンが異なります。これにより、ワイヤレス充電に関する複数の標準が生まれました。おそらくご想像のとおり、これらの標準は相互運用できません。
Qiワイヤレス充電器(Qi wireless chargers)は短距離誘導方式を使用しており、これはワイヤレスで充電するほとんどの個人用デバイスに見られるものです。
AirFuel標準は長距離共振方式を使用しており、ガジェットに組み込まれていることはまだほとんど(AirFuel)ありません。ただし、AirFuel機能を追加したスマートフォン用の特別な充電ケースを購入することはできます。(special charging cases)
もっと早く！もっと早く！
標準に関係なく、ワイヤレス充電について気付くかもしれないことの1つは、それらがそれほど多くの電力を提供しないということです。ケーブルを使用する場合、急速充電がほぼ標準になりました。最新のUSB-C(USB-C)スマートフォンおよびラップトップは、多くの場合、40〜60ワットの範囲で何でも受け入れることができます。USB-C Power Deliveryを使用すると、実際にはUSB-Cケーブルを介して100 Wの電力を移動できますが、電話の現在のリチウムイオン電池ではそれを受け入れることができません。
QiまたはAirFuel充電器は、ほとんど電力を供給しませんが、両方の規格が進化しています。これを書いている時点で、40Wのワイヤレス急速充電が市場に参入し始めており、AirFuelは将来のある時点で100Wに達することを望んでいます。また、バッテリー技術の向上が期待でき、デバイスの充電がより簡単になります。
ただし、現時点では、ワイヤレス充電の大きな欠点の1つは、直接有線接続を使用するよりも低速であり、動作するのに適度な量の電力を必要とするデバイスにアクティブに電力を供給できないことです。
それらすべてを支配する1つの充電器
ワイヤレス充電の大きな利点の1つは、さまざまなケーブル規格がすべて不要になることです。さて(Well)。これは、すべてのデバイスが同じ標準を使用していることを前提としていますが、Qiの充電は、スマートフォンなどのデバイスでかなり普及しつつあります。
したがって、Qiデバイスを持っている人は誰でも、それをパッドに置いて充電するだけです。かっこいいですが、本当のキラー機能は、同じ充電パッドで複数のデバイスを同時に充電できることです。充電するデバイスごとに1つのコイルを備えた充電器が必要です。
たとえば、「トリプルチャージャー(triple chargers)」には3つのコイルがあるため、3つの充電スポットがあります。3つのデバイスを並べて、同時に充電することができます。それはかなりエレガントな解決策になる可能性があります。たとえば、リビングルームのサイドテーブルにトリプル充電器を置くと、人々がデバイスを置くことができる中心的な場所になります。
ワイヤレスでのみ充電するデバイス
スマートフォンなど、ワイヤレスで充電するほとんどのデバイスには、有線充電のオプションもあります。ただし、ワイヤレスでしか充電できないデバイスもあります。スマートウォッチはその一例で(Smartwatches are one example of this)あり、考えてみると理にかなっています。
ほこりや防水性に優れたデバイスを作成したい場合は、多数のポートを用意するのが面倒な場合があります。言うまでもなく、ワイヤレスバッドやスマートウォッチなどの小型デバイスには、標準のコネクタ用のスペースがないことがよくあります。
ワイヤレス充電は大型デバイスでどのように機能しますか？排他的なワイヤレス充電で私たちが認識している電話、タブレット、またはラップトップはまだありませんが、それが決して起こらないとは想定していません。無線通信と充電のみを使用する完全に密閉されたデバイスは、耐久性と設計に関して新しい扉を開きます。
ワイヤレス充電を提供する電話(Phones)とパワーバンク(Power Banks That Provide Wireless Charging)
ワイヤレス充電器自体は、Qi標準を使用してデバイスをワイヤレスで充電できるパワーバンクやスマートフォンを入手できるという意味でワイヤレスになっています。
Note 10+などのスマートフォンには、「ワイヤレスパワーシェア」と呼ばれる機能があり、ワイヤレスイヤフォンやスマートウォッチなどのデバイスの充電に非常に便利です。ワイヤレスパワーバンク(Wireless power banks)はもちろんそのユースケースにも役立ちますが、それはまたあなたの電話をパワーバンクに貼り付けて一時的に1つのケーブルフリーの塊として使用するという興味深い可能性をもたらします。
ワイヤレスの未来
短距離Qi誘導充電は確かにここにとどまりますが、共鳴法を使用した長距離充電のいくつかの印象的なデモンストレーションを見てきました。液晶テレビに受信コイルを取り付け、壁に取り付けられた別のコイルの範囲内に置くだけで電源が入ります 。(LCD)
電力とデータの両方の転送がワイヤレスで可能であるため、製品設計者がとることができる新しい手段があります。私たちは、常に電力があり、開く必要がなく、場合によっては動作するためにバッテリーが不要になるデバイスの興味深い未来に向かっている可能性があります。
もちろん、長距離無線電力が標準になるまでにはしばらく時間がかかります。確かに、かなりの反発も予想できます。健康問題や環境問題を引き起こす5Gなどの電磁放射技術については、すでに多くの（通常は不当な）懸念があります。長距離ワイヤレス電力伝送が一般的になると、同じような苦情が発生すると予想されます。
ただし、今のところ、非常に短距離の誘導充電に問題がある人はいないようです。ワイヤレスで充電できるデバイスはいくつありますか？(How)その機能をどのくらい(How)の頻度で使用しますか？コメントでそれについて聞いてみたいです。
How Does Wireless Charging Work?
Wireless charging lets you charge up уour gadgets without having to рlug in a USB cable. It’s pretty neat, but how does it actually work? Why even bother? What are the downsides?
We’ll tackle everything you need to know about how wireless charging works right here. Soon you’ll forget what all that wire clutter was like!
A Matter Of Induction, My Dear Watt(son)
Generally, wireless chargers use a property of magnetism and electricity known as “induction” charging. Basically, electric current is converted into a magnetic field. This field then induces an electric current in the device you want to charge.
That’s a bit of an oversimplification, but it’s essentially what happens in the wireless charging process. There are two coils, one in each device, that convert the energy from one form to another.
This is the most common form of wireless charging you’re likely to find in personal gadgets such as smartphones or smart watches. Induction charging only works over very short distances. Usually 10mm or less. So although the power is “wireless” you usually need to set the device down on some sort of charging pad for the power to flow. Induction chargers such as these use low frequency signals to move power from the charger to the device.
The Resonant Alternative
Wouldn’t it be cool to just walk into a room and have all of your devices receive power? That’s the promise of resonant charging. Using high-frequency radio waves to send power to devices wirelessly.
The big advantage of this method is that the relatively high-frequency waves can travel much farther than induction chargers can manage. We’re talking multiple feet. So as long as you stay within range of the coil, your device will power up.
It’s a futuristic idea, but electrical pioneer Nikola Tesla was doing it more than a century ago. Had history gone in a slightly different direction, wireless electricity might have been the standard way of doing things today.
A Two-Horse Race
There are different approaches to how wireless charging works, each with their own pros and cons. Different companies have different visions as to how we all want to use wireless power in daily life. This has given rise to multiple standards for wireless charging and, as you’ve probably guessed, these standards don’t inter-operate.
Qi wireless chargers use the short-range induction method and this is what you’ll find in most personal devices that charge wirelessly.
The AirFuel standard uses the long-range resonant method and you’re not likely to find it built into your gadgets quite yet. However, you can buy special charging cases for smartphones that add AirFuel capability to them.
Faster! Faster!
One thing you may notice about wireless charging, regardless of the standard, is that they don’t offer that much power. Fast-charging has become pretty much the standard when using a cable. Modern USB-C smartphones and laptops can often accept anything between 40 and 60 watts. Using USB-C Power Delivery, you can actually move 100W of power over a USB-C cable, but not current lithium ion batteries in a phone can accept that.
Qi or AirFuel chargers don’t offer nearly as much power, but both standards are evolving. At the time of writing, 40W wireless fast charging has started to enter the market and AirFuel hopes to reach 100W at some point in the future. We can also expect battery technology to improve, making it easier to charge devices more quickly.
However, as of right now, one major downside of wireless charging is that it’s slower than using a direct wire connection and it can’t actively power devices that need even a moderate amount of power to work.
One Charger To Rule Them All
One great advantage of wireless charging is that it does away with all the different cable standards. Well. that’s assuming all your devices use the same standard, but Qi charging is becoming pretty ubiquitous for devices like smartphones.
So anyone with a Qi device can simply put it on your pad and charge up. That’s cool, but the real killer feature is the ability to charge multiple devices on the same charging pad at the same time. You need a charger with one coil for each device you want to charge.
For example, “triple chargers” have three coils and therefore three charging spots. You can put three devices next to each other and have them charge at the same time. That can be a pretty elegant solution. For example, if you place a triple charger on a side table in your living room, it’s a central place where people can put their devices.
Devices That Only Charge Wirelessly
Most devices that charge wirelessly, such as smartphones, also give you the option of wired charging. However, there are some devices that only let you charge them wirelessly. Smartwatches are one example of this and when you think about it, it makes sense.
If you want to create a device that’s truly dust and waterproof, having a bunch of ports can be a pain. Not to mention that small devices such as wireless buds or smartwatches often don’t have space for standard connectors anyway.
How does wireless charging work on larger devices? While there are as yet no phones, tablets or laptops that we are aware of with exclusive wireless charging don’t assume it will never happen. A completely sealed device that uses only wireless communication and charging would open up new doors when it comes to ruggedization and design.
Phones & Power Banks That Provide Wireless Charging
Wireless chargers themselves have gone wireless in the sense that you can now get power banks and even smartphones that can charge devices wirelessly using the Qi standard.
Smartphones such as the Note 10+ have a feature known as “Wireless Powershare” and it’s very handy for charging devices such as wireless earbuds or smartwatches. Wireless power banks are of course also useful for that use case, but it also brings up the interesting possibility of sticking your phone to the power bank and temporarily using it as one cable-free hunk.
A Wireless Future
Short-range Qi induction charging is certainly here to stay, but we’ve seen some impressive demonstrations of long range charging using the resonance method. Fitting an LCD TV with a receiver coil, simply bringing it within range of another coil installed within a wall will power it on.
With both power and data transfer possible wirelessly, there are new avenues product designers can take. We might be heading for an interesting future of devices that always have power, don’t need to be opened and in some cases may no longer need batteries to operate.
Of course, it will be some time until long range wireless power becomes the norm. You can certainly expect quite a bit of pushback as well. There’s already plenty of (usually unwarranted) concerns about electromagnetic radiation technologies such as 5G causing health issues or environmental problems. We expect the same sorts of complaints to arise when long-range wireless power transmission becomes more common.
For now however, no one seems to have an issue with very short range induction charging. How many of your devices can charge wirelessly? How often do you use that feature? We’d love to hear about it in the comments.
