Puede la carga inalámbrica cargar a la velocidad de la carga por cable?

Hay bastantes artículos en Habré sobre la carga inalámbrica de teléfonos inteligentes, y en los comentarios de cada uno de ellos, no, no, y se deslizará una pregunta ingenua, que los veteranos locales rechazarán instantáneamente enviando un comentarista para aprender material. . Nosotros, como el mayor fabricante de cargadores para teléfonos inteligentes, estaremos encantados de realizar un programa educativo sobre la carga inalámbrica, responder preguntas y disipar un par de mitos. Y comencemos, quizás, con una pregunta a partir de la cual la mayoría de los khabrovitas comienzan a rechinar los dientes.

Un sombrero de papel de aluminio y unos calzoncillos de plomo compensan todo lo negativo. lo siento, es broma. Las garantías sobre algún tipo de radiación peligrosa de los cargadores inalámbricos solo se pueden tomar con una sonrisa condescendiente. Como dice el refrán, no estudies física y tu vida estará llena de milagros (y/o miedos infundados). Si a una distancia de dos centímetros sobre la superficie de la estación, el teléfono deja de cargarse e incluso reconoce la carga inalámbrica, ¿de dónde proviene la radiación que “golpeará” a varios metros de distancia, quemando el cerebro y el sistema reproductivo?

Cada segundo que es atravesado por ondas de radio de comunicaciones celulares, Wi-Fi, Bluetooth, transmisión de TV y radio y muchas otras señales en una variedad de rangos, está expuesto a un campo electromagnético de una computadora, cualquier electrodoméstico e incluso cableado eléctrico. en las paredes, ¡e incluso un microondas que funcione! Y todo esto no tiene absolutamente ningún efecto sobre ti, porque no es radiación ionizante (es decir, no es radiación).
Los científicos han estado estudiando el efecto de la radiación no ionizante en los humanos durante décadas, y durante este tiempo se ha demostrado más de una vez que el único peligro real para las personas son los abrazos cercanos a largo plazo con poderosos emisores sin blindaje, como un radar militar. , una estación base celular, dirigida precisamente a usted a una distancia de un par de metros o un microondas sin puerta. Y el daño estará en el calentamiento de las moléculas de agua en las células y la desnaturalización de las proteínas.

La única recomendación que afecta de alguna manera la carga inalámbrica de los teléfonos inteligentes es no llevar un cargador que funcione a un marcapasos. De acuerdo con las instrucciones, cualquier radiación poderosa extraña generalmente está contraindicada para dispositivos médicos. Sin embargo, no hay evidencia ni caso del efecto de la carga de Qi en el marcapasos. Además, ya se ha desarrollado la carga inalámbrica para los propios marcapasos.

La carga inalámbrica no puede dañar a una persona de ninguna manera. Pero para sí misma, completamente, si queda un objeto metálico entre el teléfono y la estación (como una moneda en la foto). La inducción electromagnética es así.
Foto: Consorcio de Energía Inalámbrica

Sin embargo, si establece ese objetivo, el uso de la carga inalámbrica realmente puede dañar su teléfono inteligente. El hecho es que, aunque las estaciones Qi pueden detectar objetos metálicos extraños atrapados entre dos bobinas, algunos objetos delgados, como clips para papel o inserciones decorativas en una caja, pueden pasar desapercibidos. Una vez arriba de la bobina de inducción transmisora, el metal inevitablemente comenzará a calentarse. Bastan unos minutos para que el mismo clip se caliente y empiece a derretirse el plástico.

La eficiencia de la carga por cable ronda el 97%, es decir, prácticamente no hay pérdida de energía. Pero la eficiencia de los cargadores inalámbricos fluctúa a un nivel de 60-75%. En teoría, en condiciones esféricas en el vacío, por así decirlo. En realidad, la eficiencia de carga de Qi se ve afectada por la posición del teléfono en la estación de carga (es decir, la posición de las bobinas de inducción entre sí), sus características y dimensiones.

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Este año, los sitios de noticias tecnológicas compitieron entre sí para compartir un “estudio” realizado por un entusiasta que comparaba la velocidad y el consumo de energía de los cargadores con cable e inalámbricos. Naturalmente, los resultados no fueron a favor de este último, y la eficiencia de la carga por inducción varió de una estación a otra y dependía especialmente de la posición del teléfono inteligente en ellas. Si consideramos que la eficiencia de la carga por cable es del 100 %, entonces la eficiencia de Qi osciló entre el 20 % y el 53 %, y el Google Pixel Stand original mostró el mejor resultado: 61 %. Es cierto que el estudio no se dedicó a la velocidad o la disipación de calor de los cargadores inalámbricos, sino a su consumo de energía: el autor llevó al lector a la conclusión de que si al menos la mitad de los 3 mil millones de teléfonos inteligentes en el mundo se cargan por aire con dicha eficiencia, el consumo de energía y la carga en la red eléctrica aumentarán. Por un lado, no se puede discutir con las matemáticas. Por otro lado, la decepcionante conclusión descansa en la probabilidad “si tan solo, si tan solo”, y el consumo de energía en el mundo ya está creciendo debido a la digitalización de la sociedad.

Por cierto, ponga en servicio un probador USB, con el que puede medir el voltaje, la corriente y la energía transferida. Tal dispositivo cuesta alrededor de 1000 rublos, pero le permite evaluar con precisión la calidad de los cables USB y los parámetros de salida de los cargadores. ¡Una cosa del archipiélago en la economía!
Foto: AliExpress

En base a la baja eficiencia real de la carga por inducción, llegamos a la necesidad de conectar la estación de carga a una fuente de alimentación de alta potencia. Si una estación de 5 vatios está conectada a un cargador de 5 vatios, entonces, debido a las pérdidas, la velocidad de carga del teléfono inteligente será . muy probablemente, ninguna, porque la potencia resultante en la bobina receptora del teléfono inteligente será un poco más alta que la del teléfono. Consumo de energía en modo de espera. Los fabricantes de estaciones Qi recomiendan usar fuentes de alimentación con una capacidad de 30-40% superior a la de carga Qi. Entonces, para su nuevo MagSafe de 15 vatios para iPhone 12, Apple recomienda comprar un adaptador con una potencia de al menos 20 vatios. Afortunadamente, no necesariamente hecho por Apple. Comparamos la velocidad de carga de un iPhone 12 Pro a través de MagSafe conectado a un adaptador original de 20 vatios de Apple y a un pequeño Anker Nano con los mismos 20 vatios. La diferencia entre las dos fuentes de alimentación encaja en un error insignificante: 188 minutos en el caso de la memoria Apple 20W y 190 minutos emparejados con Anker Nano 20W. Y al cargar desde estas fuentes de alimentación no a través de MagSafe, sino directamente por cable, la batería se cargó en el mismo tiempo de 104 minutos.

Hablando de MagSafe. Formalmente, todos los iPhone con receptor Qi son compatibles con la nueva carga de Apple, pero solo la familia iPhone 12 cargará con una potencia máxima de 15W, mientras que los modelos de teléfonos inteligentes anteriores solo cargarán con 5W. Además, los revisores notaron una extraña incompatibilidad de MagSafe con potentes fuentes de alimentación para la MacBook: junto con un adaptador MagSafe de 96 vatios, “osciló” solo hasta 10 vatios. Existe la opinión de que el perfil de potencia necesario requerido para MagSafe simplemente no está “conectado” al adaptador de la computadora portátil.

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Anteriormente, también aconsejábamos comprar fuentes de alimentación un 40 % más potentes para nuestros cargadores inalámbricos, pero ahora simplemente completamos las estaciones Qi más potentes, como el soporte Anker PowerWave II, con un adaptador de corriente de la potencia requerida. Si no hay un cable incluido con su carga Qi, compre un buen cable garantizado: los cables USB baratos sin nombre a menudo no pueden transmitir corrientes altas, e incluso 0,5 A no obedece a los cables de la más baja calidad.

Corremos el riesgo de sorprendernos, pero eso sí. Además de la carga por cable. ¡Y qué peligroso para la batería es la ausencia de carga y una descarga profunda! Las baterías generalmente mueren de vida. La tasa del final inevitable se ve afectada principalmente solo por la intensidad del uso de la batería. En cierto sentido, las baterías de iones de litio siguen el pacto de “vive rápido, muere joven”: cuanto más rápido se agoten los ciclos de carga/descarga de la batería, más rápido perderá capacidad y será necesario reemplazarla.

Tenga en cuenta que estamos hablando de un recurso expresado en el número de ciclos de carga. A la batería en sí misma no le importa en absoluto cómo está tratando de reponer la carga: por cable o mediante una bobina de inducción: el controlador de potencia, cualquier corriente entrante conducirá a las características deseadas y solo luego se aplicará a la batería.

Pero no hay humo sin fuego, ¿de dónde vienen las leyendas urbanas sobre los peligros de la carga inalámbrica? Hay algo de verdad en este mito, pero no donde creen la mayoría de los propietarios ignorantes de teléfonos inteligentes. Nuevamente, la corriente suministrada directamente a la batería no difiere según el método de carga, por lo que no puede haber “daños por corrientes de inducción” cuando se usa el estándar Qi en principio. La batería se daña solo si se calienta a altas temperaturas, lo que acelera la degradación del ánodo y el cátodo y, como resultado, conduce a una disminución de la capacidad y, en casos especialmente graves, incluso a un cortocircuito. Se observa un desgaste acelerado de la batería cuando se calienta por encima de los 30 °C, es decir, el umbral de temperatura es burlonamente bajo y por debajo de la temperatura del cuerpo humano.

Contemos y adivinemos. La eficiencia de la carga Qi es de alrededor del 60%, la mayor parte de la energía perdida se convierte en calor, que calienta las bobinas y, en consecuencia, el teléfono inteligente y, con él, la batería. Un punto importante: para obtener la máxima eficiencia, las bobinas de la estación y el teléfono inteligente deben estar exactamente una encima de la otra; cuando se desplazan, la estación se ve obligada a aumentar la potencia, lo que provoca un aumento del calentamiento.

Los cargadores Qi baratos y sin nombre no arruinarán su teléfono inteligente, pero pueden deteriorarse: el ahorro en la base del elemento y la soldadura de baja calidad pueden terminar en un cortocircuito. Y bueno, si no hay fuego.
Foto: iphones_ru / Instagram

Los teléfonos inteligentes solo pueden enfriarse de forma natural, por lo que una buena carcasa perjudica seriamente la disipación del calor. Esto no significa que definitivamente debas deshacerte de las fundas en nombre de la seguridad de la batería: una batería nueva en un par de años costará menos que una pantalla potencialmente rota ahora. Pero la cubierta sigue contribuyendo al sobrecalentamiento del smartphone.

Por lo tanto, no recomendamos agregar una función de carga inalámbrica a su teléfono inteligente utilizando un receptor Qi en forma de placa delgada con un enchufe. Los teléfonos inteligentes sin una bobina Qi simplemente no están diseñados para que las corrientes de inducción fluyan a través de ellos y una bobina de inducción para calentar la parte posterior. En el mejor de los casos, al usar un receptor de este tipo, obtendrá una degradación muy rápida de la batería debido al sobrecalentamiento, en el peor de los casos, componentes MEMS dañados, como una brújula o un giroscopio.

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Se pueden comprar receptores Qi similares para teléfonos inteligentes por 200-300 rublos, pero la conveniencia imaginaria puede dañar la batería y los componentes micromecánicos del teléfono inteligente.
Foto: AliExpress

Aún así, el estándar de carga inalámbrica Qi no fue desarrollado al azar por Lazarus. Se propuso proteger el relleno de los smartphones con una placa aislante, se calcularon los posibles efectos negativos por sobrecalentamiento y se limitó la potencia a valores seguros garantizados (los mismos 5 W en las primeras revisiones de la norma, 15 W ahora ).

Incluso en el peor de los casos, la carga inalámbrica no convertirá tu teléfono en una sartén para freír chicharrones. Los teléfonos inteligentes tienen un sensor térmico incorporado que no permite que la batería se caliente por encima de los 45 ° C. Si se detecta un sobrecalentamiento, por ejemplo, debido a una carcasa gruesa que no permite que el teléfono se enfríe de forma natural, el controlador de energía requerirá que reduzcas la energía suministrada.

Pero se trata de las especificaciones Qi originales, con un límite de potencia de carga inalámbrica base de 15 W para teléfonos inteligentes. ¿Qué pasa con los cargadores inalámbricos rápidos?

Cargar un teléfono inteligente moderno desde una estación inalámbrica de 5 W es un ejercicio muy meditativo que solo tiene sentido si el teléfono se deja en la mesita de noche toda la noche. Para aquellos que, naturalmente, no quieren esperar seis horas, los fabricantes de teléfonos inteligentes ofrecen sus propios cargadores rápidos patentados que solo funcionan a plena capacidad con ciertos dispositivos de su propia marca. Entonces, Huawei tiene SuperCharge a 27 W y 50 W, OPPO presentó AirVOOC a 65 W y Xiaomi incluso anunció una carga inalámbrica de 2020 W en noviembre de 80, capaz de cargar una batería de 4000 mAh en 19 minutos.

El milagro de la tecnología de Xiaomi es la carga de teléfonos inalámbricos en 18 minutos. ¿Qué pasa con la temperatura de la batería? Aún no se sabe.

Increíble poder y, en teoría, asombrosa disipación de calor. Tenga en cuenta que durante la carga por cable, los dispositivos también se calientan, y este calentamiento depende de la potencia de carga (siempre que el teléfono inteligente no se use en ese momento, de lo contrario, el calentamiento será mucho mayor). Pero con la transmisión de energía inalámbrica, todavía se libera más calor. En consecuencia, un cargador Qi de 5 W se calentará de manera extremadamente insignificante, 15 W, más, pero cómo debe calentarse un teléfono inteligente, que se alimenta a través de una estación inalámbrica de 80 vatios . De hecho, todavía no podemos responder esta pregunta de manera inequívoca aún no ha entrado en la serie, y aún no se han realizado pruebas independientes reales.

Entonces, hemos descubierto más o menos la disipación de calor de los cargadores inalámbricos rápidos; en teoría, es mayor, pero en la práctica, el calentamiento está controlado por sensores térmicos y la separación de alta potencia en dos bobinas de transmisión separadas. Pero hay otro posible factor negativo que es común tanto a la carga rápida por cable como a la inalámbrica: el aumento de la corriente suministrada a la batería.

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La descarga y carga de una batería de iones de litio es un proceso de transferencia de iones de litio positivos entre el ánodo y el cátodo. Cuanto mayor sea la potencia de carga o descarga, más rápido los iones salen de un electrodo y se unen a otro. Durante el funcionamiento de la batería, el ánodo y el cátodo inevitablemente se desgastan, y la carga rápida acelera ligeramente este proceso. ¿Cuánto cuesta? Si utiliza un método exclusivamente “rápido”, la diferencia de capacidad en comparación con una batería de carga lenta aparecerá después de dos años o alrededor de 500-600 ciclos, pero con tal desgaste, en principio es razonable reemplazar la batería, ya que inevitablemente perderá 10-15% de capacidad. Hacemos hincapié en que este problema se manifiesta al usar cargadores tanto con cable como inalámbricos de alta potencia.

El estándar Qi se abrió de inmediato, por lo que los fabricantes de dispositivos no pagan regalías por instalar una bobina de inducción Qi. En consecuencia, el soporte de Qi es solo una cuestión del costo del módulo de inducción y el rediseño de las partes internas del teléfono inteligente. Cualquier empresa es libre de decidir si implementar soporte Qi o no e integrar una bobina de qué potencia.

En el mundo de los productos fabricados en decenas y cientos de miles (y el que tenga suerte con la demanda, incluso millones) de piezas, ahorrar aunque sea unos céntimos nunca está de más. Por ejemplo, en el iPhone X, el precio de compra de los componentes para implementar la carga inalámbrica fue de $6. Y esto es con un mega descuento al por mayor para un cliente respetado, y esto es para una bobina con una potencia de recepción de no más de 7,5 vatios. Para un buque insignia de $ 1000, $ 6 adicionales en costos de producción no hacen la diferencia, lo que no se puede decir de los teléfonos Android de nivel de entrada y de gama media, cuyos fabricantes están dispuestos a ahorrar dinero para aumentar la competitividad entre iguales.

El Palm Pre se adelantó a su tiempo al ser el primer teléfono convencional con carga inalámbrica. Y esto es en 2009, un año antes de Qi, dos años antes del primer teléfono Android con una cubierta Qi opcional y seis años antes de la integración de las bobinas Qi en los teléfonos inteligentes.
Foto: HP

Afortunadamente, el precio de las bobinas ha bajado tanto que incluso un receptor de 10 W casi no tiene efecto en el precio del teléfono, aunque hace 3 o 4 años casi todos los teléfonos inteligentes tenían solo bobinas de 5 W. En los dispositivos modernos, un receptor Qi con una potencia de 5 W solo se puede encontrar por dos razones: o te has encontrado con un dispositivo que ha reducido su precio en todos los frentes posibles, o es un paso deliberado para difundir los teléfonos inteligentes de la compañía. en diferentes segmentos de precios para que los modelos caros tengan ventajas más obvias sobre los baratos.

Los asuntos de gran importancia deben tomarse a la ligera; los asuntos de poca importancia deben tomarse en serio. Para aprovechar al máximo el módulo de carga inalámbrica de su teléfono inteligente, elija sabiamente su estación de carga, cable de calidad y cargador, en lugar de comprar los más baratos en la venta del Año Nuevo chino. Coloque su teléfono inteligente en la estación de la manera más uniforme posible, asegúrese de que no haya inserciones de metal en la carcasa (si las hay) y, lo más importante, no tenga miedo por su salud y la salud de la batería.

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¿Recuerdas el rumor de que el próximo Samsung Galaxy Note 10+ se enviará con un cargador más rápido de 25 W en la caja? Actualmente, toda la familia Galaxy S10 viene con cargadores más lentos, y realmente esperamos que el aumento de la velocidad de carga fuera necesario debido a la batería más grande que Samsung pudo colocar en el Note 10.

¿Puede la carga inalámbrica cargar a la velocidad de la carga por cable? Una fotografía.

En cualquier caso, otra filtración reciente sugirió que Samsung está preparando un nuevo cargador inalámbrico que se dará a conocer cuando se anuncie el Note 10, y se dice que el mismo cargador ha sido certificado recientemente por la Comisión Federal de Comunicaciones de EE. UU. (FCC) bajo Base de carga inalámbrica con nombre en código EP-N5200.

Note 10 puede ser rápido no solo de forma inalámbrica y por cable, sino también con carga inversa

¿Puede la carga inalámbrica cargar a la velocidad de la carga por cable? Note 10 puede obtener no solo conexión inalámbrica y por cable rápida, sino también carga inversa. Una fotografía.

La FCC probó y aprobó un cargador inalámbrico de 15 W, pero varios rumores y el propio cartel de Samsung en el MWC Shanghai muestran que el cargador es definitivamente capaz de cargar a 20 W. El motivo de esta discrepancia puede deberse a que la FCC solo elevó el límite para sus pruebas de carga inalámbrica de 5 W a 15 W la primavera pasada, y es probable que tenga que volver a emitir todo el procedimiento con un nuevo techo de potencia máxima para probar y aprobar el cargador inalámbrico a 20 vatios, por lo tanto, mientras que la nueva carga de Samsung se está probando dentro de los 15 vatios.

El soporte de carga inalámbrico para Samsung Galaxy Note 10(+) EP-N5200 emite 20 W máx. Al menos eso es lo que estoy viendo en alguna parte. PD: Sé que la FCC dijo 15 W máx.

— Roland Quandt (@rquandt) 7 de julio de 2019

¿Puede la carga inalámbrica cargar a la velocidad de la carga por cable? Note 10 puede obtener no solo conexión inalámbrica y por cable rápida, sino también carga inversa. Una fotografía.

Dejando a un lado las pérdidas, que son inherentes a todos los cargadores inalámbricos, el nuevo cargador inalámbrico de Samsung debería ser casi tan rápido como el cargador con cable supuestamente incluido con el Note 10+. Esperamos que ahora sea el momento en que finalmente veamos cómo los cargadores inalámbricos cierran la brecha con sus contrapartes estándar. Sin embargo, hay una cosa más que nos llamó la atención en el mismo cartel del Samsung MWC. Dice que no solo el cargador inalámbrico de la compañía surcoreana puede cargar un teléfono inteligente con una potencia alta de 20 W, sino que el teléfono inteligente en sí mismo puede cargar dispositivos portátiles con la misma potencia de 20 W usando carga inversa. Por supuesto, esto es poco probable, ya que la carcasa de los auriculares Galaxy Buds simplemente no sobrevivirá a un calor tan colosal. Aquí podemos recordar la carga inversa en S10 +, que en el papel está diseñado para un máximo de 9 vatios, pero en realidad solo carga un tercio de esta potencia.

En cualquier caso, el nuevo Galaxy Note 10 se cargará más rápido que sus antecesores

¿Puede la carga inalámbrica cargar a la velocidad de la carga por cable? En cualquier caso, el nuevo Galaxy Note 10 se cargará más rápido que sus antecesores. Una fotografía.

La carga de la que hablan Samsung y el propio Samsung es significativamente más potente que la actual familia Galaxy S10, y esto se aplica tanto a la carga por cable como a la inalámbrica, así como a la carga inversa, por lo que estamos congelados en anticipación y anticipación de qué tipo de carga. Los modelos futuros de la línea Note obtendrán 10. Ya sea que se cargue o no, el próximo Note 10 se cargará y se cargará definitivamente más rápido que cualquier otro teléfono inteligente Galaxy, sin embargo, se rumorea que la capacidad de carga de 45 W de Samsung probablemente solo vea la luz del día en futuros buques insignia.

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