Заряжаем смартфон без проводов: как работают беспроводные зарядные устройства. Беспроводная зарядка для телефона своими руками

Данная статья расскажет о беспроводном зарядном устройстве на стандарте Qi

Навигация

В этой статье вы узнаете, что представляет собой беспроводное зарядное устройство для мобильных телефонов, и о том, как им пользоваться.

Проводные зарядные устройства с каждым днем теряют свою актуальность, и на замену ним приходят высокотехнологичные беспроводные зарядные устройства, а некоторые и вовсе заряжают свои гаджеты с помощью powerbank. Тем самым можно сказать, что только вчера вы радовались проводной зарядкой вашего смартфона, а теперь перейдете на инновацию беспроводной передачи электроэнергии.

Что представляет собой БЗУ и как оно выглядит?

Когда-то об этом только мечтали. Но уже сегодня вы можете встретить довольно-таки огромное количество технологий, которые позволяют передавать электрическую энергию по воздушному потоку. Стоит учесть, что данная процедура в любом случае происходит либо с помощью лазера, либо через звуковые волны, а также через любые другие физические явления.

Но все же такое масштабное количество технологий передачи электрической энергии, делает служащей и практикуемой только одну, которая собственно и используется только при производстве данных устройств. Поясним, данная технология работает на основах изучений Теслы и Фарадея , интерес, которых заключался в осуществлении передачи электричества по воздушному потоку, с помощью электромагнитной индукции.

Поэтому исследования, которые проводились ими, внесли огромный вклад в технологию передачи электрической энергии, которая была усовершенствована, вследствие чего, сейчас может работать беспроводная зарядка для вашего смартфона, и многие приспособления, которые используют в работе электричество, передаваемое по воздуху.

Какие стандарты имеются у данной технологии?

Безусловно, в каждой сфере имеются нормы и номиналы, которые принято называть стандартами. Самый распространенный из них является стандарт, разработка которого происходит уже на протяжении 7 лет, компанией WPC (Wireless Power Consortium) . Название стандарта принято называть китайским словом “Qi” , что, если произнести на русском будет, как “Ци” .

Как-раз таки этот стандарт отличен тем, что он поддерживается практически всеми современными производителями смартфонов. Сейчас многие аэропорты, кафе, рестораны, клубы и прочие заведения практикуют беспроводную зарядку сотовых телефонов.

В чем заключается принцип работы беспроводной зарядки?

Стоит полагать, что ответ на данный вопрос, интересует всех обитателей мобильных телефонов. Следует отметить, что принцип её работы довольно-таки простой и более-менее понятный. Стандарт WPC предполагает, что зарядка будет происходить только при наличии специальных магнитных катушек у смартфона и зарядной станции.

Каждая катушка имеют свою роль, но тем не менее, одна из них – это приемник электрической энергии, а другая – это передатчик электрической энергии. Осуществление зарядки по данному стандарту допускается на расстоянии не более 5 см между смартфоном и зарядной станции.

Таким образом, если говорить о КПД (Коэффициент полезного действия), то при проводной зарядке оно составляет 100% , а при беспроводной зарядке, если телефон будет на ней лежать, оно составит 75-80% .

В чем преимущество и недостатки беспроводной зарядки?

Конечно же самым большим преимуществом является то, что больше не понадобится вставлять и вынимать кабель из своего телефона. Несмотря на то, что данное устройство именуется, как «беспроводное» , присоединять его к розетке все же придется, для зарядки самой станции.

Что касается недостатков , то они собственно упираются в ценовой диапазон между проводной и беспроводной зарядке, а также зарядка телефона с помощью беспроводного зарядного устройства происходит в 2-3 раза дольше.

Несет ли вред здоровью беспроводная зарядка?

Следует отметить, что производители беспроводных зарядных устройств по стандарту WPC, заявляют, что они не несут никакой опасности для здоровья.

Для наглядности можно привести волны, которые излучает Солнце, и кстати именно такие же волны имеются в беспроводных зарядных устройствах, поэтому беспокоиться за своё здоровье при использовании беспроводной зарядки, это как минимум – паранойя.

Какие беспроводные зарядные устройства популярны на сегодняшний день?

Сейчас беспроводных зарядок очень много, и производят их огромное количество компаний под разным брендом. Давайте все же рассмотрим, какие из них пользуются огромной популярностью и актуальностью на сегодняшний день.

Samsung Wireless Charging Pad

Данное устройство является самой последней моделью из разряда беспроводных зарядок. Зарядка довольно-таки универсальная, так как позволяет заряжать телефон не зависимо от того, как он лежит на самой панели. Оно также поддерживает и другие стандарты технологии, в том числе и WPC, AW4P и PMA.

Если смотреть по отзывам на сайте Амазон, то данное устройство является самым лучшей беспроводной зарядкой, которое имеет много преимуществ при сравнительно с другими, обладает малой целой. Цена данного устройства на сайте Амазон составляет около 10-15 долларов.

Nokia DT-910

Производитель Nokia мигом заслуживает доверия, в том числе и продукция от данной компании. Беспроводное зарядное устройство Nokia DT-910 имеет довольно таки доступную цену, и при этом имеет ряд преимуществ и дополнительных функций, что делает работу лучше и качественнее.

Решение использовать или не использовать беспроводную зарядку остается за вами. Но все же некоторые считают, что данный тип зарядки использовать стоит, так как этот вариант гораздо удобнее, да и за этим – будущее .

Видео: Что такое беспроводное зарядное устройство?

Технологии делают удобнее жизнь современного пользователя мобильных устройств в самых разных аспектах. Если до недавнего времени главные конкурентные позиции сосредотачивались в самих устройствах, то сегодня все больше внимания производители уделяют аксессуарам и периферийным компонентам.

Одним из них является Как работает данное устройство и чем оно может быть полезно современному пользователю? Ответы на эти вопросы заключаются в самой концепции связи, исключающей проводное соединение. Беспроводной контакт призван избавить людей от хлопот с неудобными разъемами. Во многом эта идея реализовалась, но не обошлось и без недостатков таких устройств.

Особенности беспроводных зарядок

В первые же годы распространения телефонов для сотовой связи производителям приходилось оговариваться при позиционировании таких гаджетов как мобильных. Дело в том, что мобильными они были и остаются лишь условно, поскольку есть зависимость от кабеля зарядного устройства. Снять все условности такого обозначения мобильных телефонов и смартфонов позволила беспроводная зарядка.

Как работает данный прибор? Все технологии, на которых базируются подобные зарядки, основываются на принципах на расстоянии. Важно отметить, что распространение технологий беспроводной связи и передачи информации давно не является чем-то новым и удивительным. Модули радиосигналов, датчики Bluetooth и Wi-Fi, сетевые точки доступа - все это в той или иной степени позволяет передавать информационные сигналы.

Однако новизна и принципиальное отличие именно с беспроводным принципом действия заключаются как раз в возможности передачи на расстоянии энергии для питания аккумуляторов.

Принцип работы

Наиболее распространенная конструкция таких устройств предусматривает наличие в начинке индукционных катушек. По сути, они выполняют функцию приемников, а также трансляторов электрических сигналов. При подключении самой зарядки к электросети формируется напряжение, после чего образуется и магнитное поле - вокруг передающей катушки. Собственно, после вхождения в это поле телефона активизируется и беспроводная зарядка.

Как работает восполнение заряда? За счет преобразования электромагнитных волн, которые переходят в аккумулятор уже в качестве электричества. При этом целевым объектом для питания может выступать не только телефон или смартфон. Разработчики ориентируются на широкие стандарты аккумуляторов и батарей, под которые также подпадают и некоторые модели планшетов, фотокамер, плееров и другой техники.

В зависимости от модели устройства и ее характеристик, возможны разные условия поддержания зарядки. Например, для понимания того, как работает стоит ознакомиться со стандартом передачи энергии Qi. Такой передатчик способен восполнять емкость аккумулятора на расстоянии 3-5 см, то есть практически мобильное устройство должно находиться в контакте с зарядным прибором.

Безопасность беспроводных зарядок

Способность зарядок передавать энергию на расстояния справедливо вызывают вопросы относительно их безопасности для пользователей, которые в любом случае будут находиться в зоне действия индукционных катушек. Однако производители утверждают, что такие устройства не оказывают никакого вреда для здоровья.

В качестве примеров приводятся электробритвы и щетки, работающие на том же принципе электромагнитных полей, как и беспроводная зарядка для телефона. Как работает заряжающая панель в контакте с другой техникой и не наносит ли она ей вреда? Этот вопрос также поднимается, но и подобную опасность изготовители отрицают.

Дело в том, что максимальная мощность, на которой функционируют такие приборы, составляет не более 5 Ватт. Этого недостаточно, чтобы оказать негативное воздействие даже на чувствительные к электромагнитным полям аппараты.

Устройства от Samsung

Одной из самых успешных разработок в сегменте корейских беспроводных зарядок является панель Wireless Charging Pad. Это оптимизированная версия базового семейства, в которой были устранены распространенные проблемы большинства подобных устройств первого поколения. Одним из главных достоинств данной модели является способность взаимодействовать с аккумулятором телефона независимо от его положения относительно функциональной площадки.

В товарном виде эту версию представляет беспроводная зарядка для Samsung Galaxy S6, которая поддерживает стандарт WPC. Данная технология отличается тем, что подходит не только к смартфонам линейки Galaxy, но и к большинству других телефонов Samsung. Кроме того, как отмечает изготовитель, зарядка может восполнять энергию на половину емкости всего за несколько минут.

Устройства от Apple

Сразу надо сказать, что «яблочная» продукция не поддерживает технологии беспроводной зарядки. Тем не менее производитель ищет альтернативные способы обеспечения данной возможности для своих пользователей.

В частности, он рекомендует использовать вспомогательные аксессуары в виде чехлов от фирмы Duracell. Поэтому вопрос о том, работает ли беспроводная зарядка через чехол, в случае с айфонами будет иметь положительный ответ. Если же такой способ не устроит, то можно воспользоваться картой-приемником формата iQi. Она подключается через специальный разъем Lightning и также скрывается под стандартным чехлом смартфона.

Устройства от Cota

Интересные предложения разрабатывают и сотрудники Cota. Они не просто осваивают концепции специализированных зарядных панелей для мобильных устройств, а стремятся максимально расширять спектр их поля действия. Например, помимо телефонов и планшетов, таким прибором можно наполнить энергией носимую электронику. Причем для этого необязательно вплотную подносить устройство к активной панели.

Небольшой аппарат размером с хлебницу работает на расстоянии 10 м. Возникает вопрос: "Как работает беспроводная зарядка с таким радиусом? Достаточно ли она эффективна?" И тут стоит вернуться именно к носимой технике, среди которой: умные часы, браслеты и напульсники, так как именно в работе с данными гаджетами устройство демонстрирует наиболее впечатляющие показатели. Очевидно, что на от телефонов и смартфонов требуется больше времени.

Недостатки беспроводной зарядки

Как и все технологии, радикально меняющие подходы к использованию техники и электроники, беспроводные устройства для зарядки имеют и немало минусов. Конечно, пользователь получает существенное преимущество, так как ему не приходится возиться с проводами и разъемами, но зато эффективность наполнения блока питания при таком способе заметно сокращается.

Большинство устройств обеспечивает заряд за больший промежуток времени по сравнению с классической методикой. Помимо этого, есть и эргономические неудобства, от которых пока не может избавиться современная беспроводная зарядка. Как работает проводная система заряда? Она требует подключения к устройству, после чего им можно пользоваться те самые 30-60 мин., требуемые для восполнения энергии. Однако в случае с беспроводными технологиями не только увеличивается время заряда, но также исключается возможность использования аппарата в этот период.

Направления для дальнейшего развития

Собственно, все направления развития зарядников, работающих без проводов, ориентированы на устранение вышеназванных недостатков и в целом улучшение базовых характеристик.

Также большой проблемой остается немалый вес таких приборов. В среднем сегменте рядовое устройство представляет собой платформу, которую едва ли можно назвать мобильной. Впрочем, здесь стоит отметить то, как работает беспроводная зарядка Samsung S6 и устройства для младших версий смартфона из линейки Charger Kit. Это панельные зарядные аксессуары, которые фиксируются к телефонам по типу защитных приспособлений и чехлов. Такая конфигурация сопряжения минимизирует габариты зарядной инфраструктуры, но при этом не отличается и высокой эффективностью.

Заключение

Нельзя сказать, что появление беспроводных зарядок вызвало ажиотаж на рынке аксессуаров для мобильных устройств. Несмотря на новизну концепции, распространению данной продукции мешают не только эргономические недостатки, но и стоимость, по которой реализуется беспроводная зарядка для телефона.

Своими руками изготовить аналогичное устройство можно с меньшими затратами. Для этого достаточно организовать блокинг-генератор с функцией передатчика энергии. Как отмечают опытные мастера, для такой схемы потребуется лишь самодельная катушка на основе меди и один транзистор с сопутствующей проводной инфраструктурой. Другое дело, что в плане надежности и безопасности такое устройство будет заметно проигрывать тем же фирменным моделям от Samsung.

Беспроводное мобильное зарядное устройство - очень удобный современный гаджет

С каждым годом беспроводное мобильное зарядное устройство завоёвывает всё большую популярность. По какому принципу оно работает? Как выбрать подходящую модель? И действительно ли беспроводная зарядка лучше классической?

Принцип работы

Беспроводная зарядка смартфона или другого гаджета осуществляется благодаря переменному магнитному полю, генерируемому специальной станцией. Для подзарядки устройство должно быть оснащено соответствующей индукционной катушкой, которая принимает передаваемую энергию.

Этот стандарт беспроводного питания получил название Qi (на русском произносится как «Ци»). В будущем Консорциум WPC планирует установить станции в общественных местах, а затем сделает их доступными для каждого пользователя. Благодаря этому появляется возможность заряжать устройство на расстоянии, без длительных поисков проводной зарядки.

Совет! Чтобы как можно быстрее зарядить устройство, держите его недалеко от станции. Дело в том, что с увеличением расстояния между ними процесс зарядки будет замедляться.

Недостатки

К сожалению, на данном этапе технология беспроводной зарядки имеет больше недостатков, чем преимуществ. Вот лишь некоторые из этих минусов:

• невысокая эффективность;
• низкая скорость работы;
• сравнительно высокая стоимость;
• скорость зарядки аккумулятора устройства зависит от расстояния между ним и станцией.

Например, коэффициент полезного действия любой проводной зарядки составляет 97 процентов. Однако такие результаты пока что недостижимы для беспроводной технологии. В результате возникает лишний расход электроэнергии, которая затрачивается во время ожидания зарядной станцией подключения устройства. В случае с проводной зарядкой эта проблема решается простым отключением, однако от Qi ожидается гораздо больше.

Кроме того, большинство представителей этой технологии имеют большее (по сравнению с классической зарядкой) время работы. Стоит отметить, что некоторые модели заряжают АКБ даже быстрее, но для этого нужно положить устройство прямо на станцию. Разве такой эксплуатации ожидают пользователи, которые покупают беспроводную зарядку? Тем более что стоимость таких девайсов гораздо выше.

Совет! При выборе подходящей модели беспроводной зарядки нужно учитывать тип устройства, для которого она предназначена. Дело в том, что аккумуляторы смартфонов и планшетов имеют определенную силу тока, и станция с меньшими характеристиками просто не сможет их зарядить.

Как выбрать беспроводную зарядку?

Перед тем как приступить к выбору, проверьте, поддерживает ли ваше устройство стандарт беспроводного питания Qi. Для этого воспользуйтесь поиском на сайте Консорциума WPC. Также стоит учитывать, что для такой зарядки нужно две вещи: станция (передатчик) и приемник в устройстве. Некоторые модели смартфонов и планшетов уже оснащены такими модулями. Если ваш гаджет не входит в их число, приемник нужно приобрести отдельно.

Совет! Если вы владелец iPhone, то, кроме беспроводной панели (то есть зарядной станции) вам также нужно будет приобрести специальный чехол с модулем. Подключение осуществляется через стандартный разъем зарядки.

Обзор лучших моделей

AuraDock

Эта беспроводная зарядка является одной из лучших в своем классе и совместима со многими устройствами.

Совет! Если вы хотите использовать её в паре с iPhone 6, то нужно дополнительно приобрести приемник-адаптер Lightning. Он подключается в стандартный разъем зарядки. К сожалению, из-за больших размеров его нельзя спрятать внутри чехла.

Основные характеристики:

• ток - 1 А;
• напряжение - 5 В;
• расположение смартфона при зарядки - любое в пределах 0,4-1 см;
• скорость зарядки - 4 часа.

О завершении процесса зарядки устройство сообщит с помощью соответствующего индикатора. Стоит отметить, что Auradock можно использовать в сочетании с планшетами, смартфонами и другими гаджетами, которые поддерживают стандарт Qi.

Стоимость этой беспроводной зарядки составляет 100 долларов. Если вы пользуетесь iPhone 6 или iPhone 6 Plus, вам нужно будет доплатить за адаптеры auraTag-i6 и i6P по 20 даолларов.

Таким образом, AuraDock - универсальная беспроводная мобильная зарядка, которую можно использовать в сочетании со всеми поддерживающими стандарт Qi устройствами.

Powermat Ring

В основе этой беспроводной зарядки находится тот же электромагнитный индуктивный метод, но она работает по другому стандарту - PMA 3. Он менее распространен по сравнению с Qi, однако также пользуется спросом.

Совет! Перед приобретением Powermat Ring убедитесь, что ваше устройство работает по стандарту PMA 3.

В первую очередь стоит отметить привлекательный вид этой беспроводной зарядки. Она выполнена в виде кольца, которое подключается в microUSB или порт Lightning. Чтобы зарядить свой смартфон или другое носимое устройство, нужно поместить его на станцию Powermat. Обратите внимание: она работает от сети в 220 В. При подключении беспроводной зарядки в 380 В устройство может выйти из строя.

По сравнению с предыдущим гаджетом, Powermat Ring имеет более привлекательную стоимость. Пользователям нужно будет заплатить около 100 долларов за весь комплект: 55 долларов за Power Ring и 44 за Powermat. Такую цену можно объяснить меньшей популярностью стандарта PMA 3, на котором работает меньшее (по сравнению со стандартом Qi) число гаджетов.

Ultra-Slim Qi-Enabled Wireless Charging Pad

Эта бюджетная зарядка от Anker может похвастаться длинным списком поддерживаемых устройств и стильным внешним видом. Станция имеет дискообразную форму и оснащена индикатором и портом microUSB.

Стоимость передатчика составляет 27 долларов.

Совет! Чтобы пользоваться этой беспроводной зарядкой, нужно также приобрести Qi-приемник.

FUEL iOn

Что касается Fuel iON, то с его помощью можно зарядить смартфон, планшет или другое носимое устройство гораздо быстрее, чем аналоги, работающие на стандарте Qi. Это стало возможным благодаря использованию высокоэффективного магнитного соединения, которое передает энергию непосредственно на устройство.

Приемник представляет собой плоскую антенну и небольшую плату с контроллером, которую нужно установить под крышку смартфона на соответствующие разъёмы.

Совет! Эта модель беспроводного мобильного зарядного устройства является идеальным вариантом даже для тех устройств, которые не оснащены специальными разъёмами. В таком случае подключение осуществляется через microUSB.

Среднее время зарядки аккумулятора с помощью PowerQi T-100 составляет 3,5 часа. Учитывая более низкую (по сравнению с другими системами беспроводной зарядки) стоимость, эту модель можно смело назвать одним из лучших кандидатов.

Samsung PG920

Модель может похвастаться компактными габаритами и высокой скоростью зарядки. Эта разработка от Samsung Group также отличается надежностью и универсальностью: она совместима практически со всеми существующими смартфонами.

Технология беспроводной зарядки появилась несколько лет назад, но до настоящего момента она не находила широкого применения на рынке смартфонов. Lumia 920 и 820 стали первыми смартфонами Nokia, в которых реализована возможность беспроводной зарядки.

Всё, что вам нужно сделать, — положить свой телефон на платформу DT-900, подставку DT-910, подушку Fatboy или динамик JBL PowerUp — и телефон немедленно начнет заряжаться.

Как осуществляется беспроводная зарядка?

Беспроводная подзарядка — это метод передачи электрической энергии через воздух на заряжаемое устройство. Устройство будет заряжаться без непосредственного подключения его к сети. Процесс зарядки потребовал сложного технического решения. На схеме ниже показан основной принцип индуктивной передачи электричества.

Катушка передатчика L1 располагается снизу, а катушка приёмника L2 сверху. L1 находится в зарядном устройстве, L2 — в смартфоне. Переменный ток в катушки L1 образует магнитное поле, которое вызывает появление напряжения в катушке L2. Это напряжение используется для зарядки аккумулятора устройства.

В устройствах с беспроводной зарядкой Nokia применяется технология стандарта Qi (читается [чи]), разработанная и используемая более чем в сотне компаний по всему миру. Это всемирно признанный стандарт, поэтому ваше устройство можно будет подзаряжаться с ним в любой точке земного шара.

Nokia уже заключила соглашения с Coffee Bean, Tea Leaf и Virgin Atlantic — эти компании будут предоставлять своим клиентам возможность заряжать смартфоны Lumia 920 и 820 с помощью беспроводных устройств.

Каждое зарядное устройство Nokia имеет свои особенности.

DT-900 — стандартная, но привлекательная платформа. Во время подзарядки на подставке DT-910 телефон можно использоваться для видеозвонков или работы с приложениями. Подушка Fatboy подойдет тем, кто любит необычные вещи. Динамики JBL PowerUp будут воспроизводить музыку, пока заряжается телефон.

Nokia постаралась сделать процесс беспроводной зарядки удобнее, чем у конкурентов. Активная площадь зарядного устройства увеличена до 80 %, чтобы пользователь просто смог положить телефон на платформу, не тратя лишнее время на его правильное размещение.

Все эти зарядные устройства вы сможете приобрести в магазинах, которые будут торговать смартфонами Lumia 920 и 820.

Явление электромагнитной индукции наблюдалось еще до Фарадея, но великий Майкл первым нашел ему объяснение и попытался передать электрическую силу на расстояние путем индукции. В настоящее время передача электроэнергии на небольшие расстояния на повышенных частотах без проводов все более распространяется; таким образом заряжают уже автомобильные аккумуляторы обычных машин и даже тяговые батареи электромобилей. Как следствие, беспроводная зарядка своими руками – запрос, весьма востребованный любителями мастерить. Подогревает интерес к теме то, что производители беспроводных зарядных устройств цену на них назначают от души, а приемники электроэнергии с возможностью беспроводного питания стоят непропорционально дорого по сравнению с однотипными проводными собратьями.

Беспроводная зарядка для телефона очень удобна: не надо возиться с проводами и штекером, особенно на ночь глядя, когда глаза уже слипаются. Кроме того, телефоны, смартфоны и планшеты становятся все тоньше. В целом это неплохо, но разъем заряда, который должен пропускать ток до 2А, стал до того хлипким, что может сломаться от неловкого движения или выйти из строя, чуть окислятся контакты. А без проводов – просто положил аппарат (гаджет) на зарядку, он и заряжается.

В индукционном буме зарядки для гаджетов стоят особняком, уж больно горячая развернулась вокруг них полемика. Одни считают беспроводные зарядки едва ли не порождением адских сил: мол, там зашито что-то, зомбирующее пользователя на активное восприятие определенных религиозных, коммерческих или политических тенденций, а заодно губящее его здоровье. Другие наоборот, отождествляют электромагнитное поле (ЭМП) зарядки чуть ли не мистической силой Ци, гарантирующей владельцу восходящую реинкарнацию. Истина в данном случае лежит не посередине, а совсем в стороне, поэтому целью настоящей статьи является дать информацию о следующем:

• Как, будучи, что называется, ни в зуб ногой и не желая утруждаться всякими там премудростями, при покупке точно выбрать беспроводную зарядку действительно безвредную и безопасную . Сила Ци – это уже вопрос чистой веры. Ее бытие, как и любого другого еще чего-то вездесущего, всеведущего и всемогущего, доводами разума не доказуемо и не опровергаемо.
• Принцип действия и устройство зарядных устройств стандарта WPC для гаджетов.
• Как правильно заряжать аккумулятор телефона, смартфона, планшета.
• Способы передачи электроэнергии на расстояние без проводов.
• Факторы вредности и опасности, связанные с использованием беспроводных зарядных устройств.
• Возможно ли и как переделать на стандарт WPC старый мобильный телефон.
• Как сделать беспроводную зарядку своими руками в домашних условиях, пригодную для любых гаджетов стандарта WPC и совершенно безопасную, уложившись не более чем в $10 на компоненты.

Как выбрать безвредную зарядку

Эйнштейн сказал однажды: «Если ученый не способен объяснить пятилетнему ребенку, чем он занимается, то он или безумец, или шарлатан». Сила Ци силой Ци, но все действительные наши достижения основаны на объективном, не зависящем от субъекта, знании. Допустим, привезли мы к себе домой амазонского дикаря, есть там еще такие. Подвели его к телевизору и сказали: «Если ты вот эту штуку, вилку, воткнешь сюда, в розетку, и нажмешь вот тут, то вот здесь появится картинка, а отсюда пойдет звук». Если дикарь сделает все как сказано, телевизор включится, картинка появится, звук пойдет, хотя дикарь об электричестве и электронике понятия не имеет, а грозу считает расстройством пищеварения у своих богов. Так и полный, как говорится, чайник, может выбрать для своего гаджета беспроводную зарядку, которой можно пользоваться без опасений:

1. Убеждаемся, что на аппарате есть значок соответствия стандарту WPC (см. ниже);
2. Просим показать зарядку: там, кроме индикатора включения Power или I/O, должен быть индикатор заряда Charge или обозначенный таким же, как на гаджете, значком;
3. просим включить. Power должен светиться, а Charge нет;
4. Кладем на зарядку гаджет – Charge должен засветиться, а дисплей гаджета показать заряд;
5. Приподнимаем гаджет не более чем на 3 см над площадкой зарядки – Charge должен погаснуть, а дисплей показать прекращение заряда.

Такой беспроводной зарядкой можно безопасно пользоваться в быту, если она расположена не ближе 1,5-2 м от мест длительного пребывания людей (кровать, рабочий стол, любимый диван перед телевизором). В детской держать включенную беспроводную зарядку нельзя, в т.ч. и описанную далее, которая может стоять постоянно включенной на тумбочке у взрослой кровати.

Что такое WPC

WPC аббревиатура от Wireless Power Consortium, это название компании, впервые выбросившей на рынок беспроводные зарядки. Технология WPC ничего нового и тем более сверхъестественного собой не представляет; составные части зарядки WPC и принцип ее действия показаны на рис. На передаче электроэнергии индукцией действует и всем знакомый трансформатор на железе. Особенность WPC в том, что рабочая частота повышена до десятков кГц или даже МГц; это позволяет разнести первичную и вторичную обмотки на некоторое расстояние и обойтись без ферромагнитного сердечника, т.к. плотность потока энергии (ППЭ) ЭМП растет с частотой; также с ростом частоты увеличиваются технические возможности сконцентрировать ЭМП в ограниченной области. Но вместе с тем с частотой растет и биологическое действие ЭМП, отчего маленькая и слабенькая беспроводная зарядка может оказаться опаснее промышленной установки индукционного нагрева.

Примечание: WPC пока стандарт, по нашему говоря, отраслевой; международными соглашениями он еще не оформлен. Поэтому техданные гаджетов с WPC, особенно альтернативных производителей, могут отличаться, чтобы заряжались от только от «своей» зарядки. Если делать беспроводную зарядку своими руками, нужно дать конструкционный запас и технологическую возможность доработать передатчик под конкретный аппарат, см. далее.

Устройства, рассчитанные на подзарядку по системе WPC, обозначаются специальным значком (поз. 1 на рис.). Он означает, что в аппарате есть приемная катушка из 25 витков и преобразователь ВЧ переменного тока в постоянный. Ряд гаджетов выпускается в исполнении с WPC или без. Тогда индукционный приемник выполняется или «внаброс» и располагается под крышкой аккумулятора(поз. 2), или модульным, поз. 3. В любом случае под приемник WPC предусматривается разъем (поз. 4), или прижимные контакты, куда и следует подключать самодельный приемник при доработке гаджета под WPC. Полярность определяется мультитестером при подключенной проводной зарядке, т.к. контакты беспроводной зарядки запараллелены с таковыми обычной.

Примечание: подключать приемник WPC непосредственно к аккумулятору ни в коем случае нельзя! В лучшем случае дорогая батарея скоро выйдет из строя, т.к. в устройстве она заряжается особым образом, см. ниже. А современные литиевые аккумуляторы большой емкости от заряда прямо на клеммы могут просто взорваться!

В некоторых гаджетах приемник WPC прячут под крышкой, для снятия которой требуется частичная разборка устройства, поз. 5. Так или иначе, но, если у вашей модели без WPC поиском в интернете обнаруживается «близнец» с беспроводной зарядкой, то и полость под приемник у вашей найдется: выпускать различные детали корпуса было бы слишком накладно. Это существенно упрощает доработку гаджета под WPC, но нужно убедиться, что данная модель выпускается и в том, и в том варианте.

О режиме заряда

Заряд батареи в любом гаджете происходит под управлением специального контроллера, который вначале определяет, насколько аккумулятор разряжен. Если более чем на 75%, то сразу подается усиленный ток быстрого (форсированного) заряда, равный примерно току 3-часового разряда, если зарядное устройство его обеспечивает. Нет – от зарядки берется ток, который она способна дать при падении напряжения на выходе до 5 В. Поэтому многие устройства от USB портов заряжаются долго, т.к. стандартный выход питания USB 5 В 350 мА.

Форсированный заряд призван устранить поляризацию электродов батареи, которая вызывает т. наз. гистерезис. Емкость «гистерезисной» батареи непрерывно падает, а ее ресурс оказывается много меньше заявленного. Быстрый заряд током меньше 3-часового полностью гистерезис не устраняет, и батарея скоро садится. Как следствие – зарядка для смартфона или планшета должна обеспечивать ток заряда более 1,5 А, т.к. в «умных» гаджетах батареи на 1800-4500 мА/ч, т.е. их 3-часовой разрядный ток составит 0,9-1,5 А.

После того, как батарея зарядится прим. до 25% емкости, ток заряда плавно снижается до величины небольшого формирующего (дозарядного) тока, пока аккумулятор на будет «накачан» прим. на 75%. Формирование батареи небольшим током позволяет избежать электродеградации электролита, также уменьшающей ресурс аккумулятора. Формирующий ток равен прим. току 12-часового разряда батареи.

Наконец, когда батарея зарядится полностью, контроллер некоторое минимально необходимое время пропускает через нее совсем крохотный ток содержания для профилактики химической деградации электролита, и только тогда подает сигнал об окончании заряда. Поэтому держать гаджет с исправным и правильно выполненным контроллером побольше времени на заряде ничуть не вредно, наоборот. У автора есть старый телефон Motorola W220. Ради опыта он все время на заряде, кроме как когда с ним нужно выходить из дому. За более чем 10 лет пользования батарея заметно емкости не потеряла: прописанные в паспорте телефона 4 суток «спячки» и 4 часа непрерывного разговора не уменьшились. А другим пользователям той же модели пришлось уже менять полностью истощившийся аккумулятор.

Индукция или излучение?

Индукция

Передача электрической мощности на расстояние происходит посредством электромагнитного поля (ЭМП), в котором запасена определенная энергия. Для индукционной передачи энергии необходим, кроме передатчика, еще и приемник, не обязательно электронный. Им может быть, напр., алюминиевая кастрюля, в металле которой ЭМП передатчика наводит вихревые токи Фуко, греющие посуду. Наведенные в приемнике токи создают свое ЭПМ, взаимодействующее с ЭМП передатчика. В результате образуется общее ЭМП между передатчиком и приемником, которое и передает мощность от первого к последнему. Отсюда первая характерная особенность индукционной передачи энергии – влияние приемника на режим работы передатчика, т. наз. реакция источника на нагрузку.

Примечание: ЭМП при индукционном способе передачи энергии особенно сильно концентрируется у системы источник-приемник при наличии там ферромагнитных материалов. Пример – электрический трансформатор на железе или, повышенной частоты, на ферритовом сердечнике.

Передачу мощности индукцией целесообразно вести на частотах пониже, т.к. ЭМП высокой частоты (ВЧ) не проникает вглубь проводников, это т.наз. поверхностный эффект или скин-эффект, и с увеличением частоту растут потери энергии на излучение. Плотность потока энергии ЭМП (ППЭ ЭМП) на низких частотах невелика, т.к. энергия ЭМП в заданном объеме от источника определенной интенсивности зависит от частоты.

Первое отличие передачи мощности излучением от индукционной – ЭМП «отрывается», «уходит» от источника, теряя связь с ним, т.е. излучается. Если, к примеру, дать импульс боевым лазером в космос, а затем выключить или уничтожить источник, то пакет колебаний ЭМП будет нестись и нестись в мировом пространстве, пока не наткнется на преграду и не будет поглощен ею или не рассеется в среде распространения. Следствие – при передаче мощности излучением реакция источника на приемник отсутствует. Следствие второго порядка – также отсутствует способность ЭМП самопроизвольно концентрироваться, т.к. излучение само по себе стремится «расползтись» в стороны; чтобы собрать его в заданной области, нужны специальные конструктивно-технические меры. В отличие от индукционного способа наличие ферромагнетиков в зоне действия передатчика уменьшает коэффициент передачи мощности, т.к. ферромагнетики «тянут» к себе ЭМП, которое должно попасть в приемник.

Эффективность передачи энергии излучением ЭМП зависит от частоты его колебаний, т.к. подкачки поля передатчиком «по требованию» нет. Что «закачано» в излученный пакет, то там и будет. Добавить энергии потребителю возможно, только продолжив излучение. Другая особенность – наиболее эффективно примет в себя поток мощности ЭМП материал не проводящий, а наоборот, поглощающий энергию ЭМП; эти свойства используются в микроволновых печах. Поглотителем энергии ЭМП способен быть и длинный изолированный проводник определенной конфигурации (напр., скрученный в спираль), представляющий собой в таком случае приемную антенну.

То и другое

Ради удовлетворения требований минимальных массогабаритов и отсутствия посторонних ферромагнетиков вблизи радиотракта гаджета разработчикам WPC пришлось увеличить рабочую частоту системы; ведь и в планшетах стоят приемопередатчики для работы в среде Wi-Fi. В результате WPC обрела способность работать как на индукции, так и излучением. Эта особенность позволяет в принципе увеличить дальность действия WPC до нескольких метров, чем и пользуются некоторые любители. Подобные энтузиасты, видимо, или вовсе не знают о биологическом действии ЭМП, или сознательно такие сведения игнорируют.

Сказать в данном случае «проблемы индейцев – это проблемы индейцев» нельзя, т.к. «индейцами» могут оказаться посторонние, несведущие и непричастные люди, напр., соседи за стеной или собственные дети. Прежде чем браться за изготовление беспроводной зарядки своими руками, нужно разобраться, в каких обстоятельствах она будет вредной или опасной и как этого избежать.

Однако вполне определенный промежуточный вывод можно сделать уже – беспроводную зарядку нужно выбирать при покупке (см. выше) или делать только индукционную и самопроизвольно, без дополнительной автоматики, переходящую без приемника на зарядной площадке в дежурный режим с мощностью генератора, сниженной до безопасного уровня. Оно, конечно, вовсе удобно, когда телефон валяется где попало в комнате и все равно заряжается, но здоровье – сами понимаете.

Примечание: делать зарядку с генератором, выключающимся без телефона на заряде, смысла нет. Ведь тогда для зарядки гаджета ее придется включать, что сводит удобство беспроводного заряда практически на нет. Беспроводную зарядку нужно делать с очень резкой, как говорят, острой, реакцией генератора на приемник. Также нет смысла встраивать в зарядку механический или оптодатчик наличия гаджета, он может сработать от чего-то на него похожего, но не вынуждающего генератор уменьшать мощность.

Факторы вредности и опасности

Действие ЭМП на живые организмы также зависит от частоты его колебаний. В общем оно с частотой монотонно возрастает прим. до 120-150 МГц, а затем наблюдаются всплески и провалы. В одном из них, приходящемся на видимый свет, мы приспособились жить в ходе эволюции; в одном из других около 2900 МГц работают микроволновки. Но микроволновый провал биоактивности ЭМП неглубокий, иначе оно не поглотится продуктами, лишь бы технически было возможно и не очень сложно заэкранировать печь от излучения ЭМП наружу. Поэтому, если вы соберетесь делать ремонт микроволновки своими руками, нужно точно знать, как она устроена, работает, что там можно, что допустимо делать и чего нельзя, чтобы СВЧ не просифонило наружу, и знать, как определить в домашних условиях, не сифонит ли микроволновая печь. Но вернемся к теме.

С частотой растет также ППЭ ЭМП, поэтому нормы его уровня привязаны к ППЭ. Кроме того, индивидуальная чувствительность к ППЭ ЭМП колеблется в очень широких пределах, прим. в 1000 раз. В странах с откровенно-жлобским трудовым и социальным законодательством приняты допустимые уровни ППЭ до чудовищных величин вплоть до 1 (Вт*с)/кв. м. Подход в данном случае: при найме ты был предупрежден? Допмедстраховку тебе оплачивают? Повышенную за вредность пенсию через 10 (15, 20) лет гарантируют? Остальное – проблемы индейцев.

В ППЭ такого уровня человек непосредственно ощущает действие ЭМП: тяжесть в голове, нежное тепло, идущее из глубины тела. Нежное, но чрезвычайно опасное: это свидетельство начавшегося плазмолиза клеток, отчего они могут претерпеть злокачественное перерождение. «Аппарат на полшестого» еще на самое страшное последствие «подхвата зайчика» ППЭ ЭМП.

В СССР действовала другая крайность – 1 (мкВт*с)/кв. м, т.е. в миллион раз меньше. Воздействие такого ППЭ на самого чувствительного субъекта не скажется ни немедленно, ни в отдаленной перспективе. Каждый гражданин, точнее, подданный, «совдепии» фактически был собственностью государства, но оно же и гарантировало ему жизнь, здоровье и безопасность. По крайней мере, формально.

Рыночной экономике такая перестраховка окажется непосильной, да в теперешнем засоренном эфире и технически вряд ли осуществимой. Поэтому общепринятая норма уровня ППЭ ЭМП на сегодня промежуточная – 1 (мВт*с)/кв. м. Такой ППЭ, влияющий постоянно и долго, непременно даст отдаленные последствия, но регулярное нахождение в нем не более определенного времени в сутки среднему человеку безвредно и безопасно. Чрезмерно чувствительные отсеиваются медосвидетельствованием при найме, а последствия случайных отклонений уже возможно компенсировать, не перенапрягая соцфонды. Тоже, конечно, жлобский подход, рак на пенсии лечить вместо отдыха удовольствие не великое, но хотя бы в пределах разумного. Поэтому мы будем считать беспроводную зарядку потенциально опасной, если она в радиусе прикосновения (ок. 0,5 м) создает ППЭ ЭМП 1 (мВт*с)/кв. м и более.

Расчет безопасности

Поверим рекламе и купим «супер-пупер» зарядку с питанием от USB (потребляемая мощность – 1,75 Вт), действующую в радиусе 20 см (0,2 м). КПД блогинг-генератора (см. далее) такой мощности на полевом транзисторе ок. 0,8; в эфир без гаджета, лежащего на площадке, уйдет 1,4 Вт. Площадь сферы радиусом 0,2 м – 0,0335 кв. м. ППЭ на ней составит 2,8/0,0335 =41,8 (Вт*с)/кв. м(!). Величина ППЭ обратно пропорциональна квадрату расстояния от источника. На каком же в данном случае она упадет до допустимой 1 (мВт*с)/кв. м? Расчет элементарен: берем корень квадратный из отношения реальной ППЭ к допустимой, и умножаем результат на начальный радиус 0,2 м, т.е. делим на 5; получим… 20,4 м! Вот чего стоят уверения производителей в безопасности изделий. Заодно с силой Ци.

Оговорка выше насчет гаджета на площадке не случайна. В таком случае заряд на частотах, длины волн которых много больше зазора между излучателем и аппаратом, будет индукционным, если приемник для него пригоден. Приемная катушка гаджета как индукционный приемник пригодна однозначно. Зазор в 3 см (см. выше) даст частоту 10 ГГц, которую генератор точно не способен выработать; реально зазор еще меньше. Так что предварительный вывод подтвержден: наша зарядка должна быть только и только индукционной. ППЭ ЭМП в зазоре между индуктором и аппаратом тогда будет еще в разы больше, но это уже не опасно, т.к. ЭМП само собой стянется к приемной катушке, диаметр которой ок. 5 см. На расстоянии от нее втрое большем (точнее, в e раз, e=2,718281828…) наличие ЭМП может быть зафиксировано уже только чувствительным детектором, но расчетом «на пальцах» тут не обойдешься, для вывода нужно использовать средства математической физики.

Примечание: «идти на беспредел» по уверениям в безопасности производителям беспроводных зарядок дает возможность то, что стандарт WPC не международный. Можно ссылаться на нормы ППЭ страны, где идет производство. Или той, где фирма зарегистрирована, а там нормирования ППЭ может вовсе не быть, остались еще кое-где такие гособоразования.

Об автозарядках

Из расчета выше следует, что беспроводные автомобильные зарядки опасны однозначно: их радиус действия доходит до 1 м. Этих бы маркетологов в такой ППЭ пожизненно… или хотя бы то тех пор, пока не ощутят у себя «аппарат на полшестого»… В оправдание приводится относительная кратковременность воздействия и необходимость уберечь от повреждения дорогой гаджет из-за того, что он на шнурке под прикуривателем болтается. Но не умнее было бы просто удлинить шнур, чтобы гаджет мог лежать в в бардачке или другом удобном месте? Вести машину с телефоном в руке все равно рискованно, а кое-где за это могут и штрафануть не слабо.

Если гаджет без WPC

Обязательных требований к приемной катушке WPC всего 2: количество витков 25 и диаметр провода, рассчитанный на ток от 0,35 А с учетом скин-эффекта на частоте до 30 МГц. Практически – от 0,35 мм по меди (без изоляции). Толще, когда свободного места в корпусе хватает, только лучше будет. Конфигурация – любая по месту расположения. Особой аккуратности изготовления не требуется (поз. 1 на рис.), но нужно, чтобы отношение наибольшего поперечного размера к наименьшему не превышало 1,5, иначе КПД приемника упадет и заряд затянется.

Если зарядка делается для старого толстенького телефона или для планшета без WPC, катушка размещается в корпусе гаджета. Небольшой изгиб по месту (поз. 2) на свойства приемника не повлияет. Вдруг внутри места мало (нужно ведь еще куда-то приткнуть электронные компоненты приемника), придется делать плоскую катушку «как фирменная», поз. 4. Укладывать провод в плоскую спираль удобно на скотче, уложенном на подложку клеящей стороной вверх. Чтобы липучка на заворачивалась и не ползла, ее по краям фиксируют полосками того же скотча, наложенными клеем вниз. На скотч налепляют круглую бобышку диаметром ок. 1 см и укладывают вокруг нее витки, придавливая провод к липучке. Когда уложено витков сколько надо, бобышку отлепляют, готовую катушку прокапывают для фиксации витков суперклеем или нитролаком, поз. 3, и снимают вместе со скотчем; его излишки обрезаются.

Делаем зарядку

Генераторы самодельных беспроводных зарядок и частично фабричных собираются по схеме блокинг-генератора, или просто блокинга, см. рис.:

Мы будем делать зарядку с автогенератором гармонических колебаний по допотопной схеме со слабой индуктивной связью. Она вышла из употребления в промышленной аппаратуре еще в 20-х годах прошлого века, как только были придуманы генераторы на трехточках, индуктивной и емкостной, как раз из-за очень острой реакции на нагрузку, но нам-то этого и надо! А прочие недостатки генератора со слабой связью или устраняются современной элементной базой и схемотехникой, или не фатальны. Так, в начале форсированного заряда потребляемая мощность достигает 25 Вт, так что нужен отдельный источник питания. Но средняя долговременная постоянно включенной при еженощном заряде планшета с батареей на 3500 мА/ч не превышает 8 Вт, и за месяц такая зарядка «намотает» аж 5,75 кВт/ч.

Но прежде всего займемся передающей катушкой, т.к. данная схема чувствительна также к параметрам и качеству частотозадающих узлов. Для наладки генератора (безопасность чего-то стоит, ничего не поделаешь) придется также наспех делать приемную катушку, см. выше. Пользоваться зарядкой по назначению можно только, когда генератор налажен, зато потом она работает стабильнее и безопаснее для гаджета, чем зарядка на блокинге. Поэтому с такой зарядкой можно использовать любые гаджеты: она рассчитана на 2 ампера зарядного тока и более. Но старый телефон с батареей на 450 мА/ч возьмет от нее не больше, чем «пропишет» контроллер вследствие той же острой реакции на нагрузку.

Передающая катушка

Чертежи катушек генератора со слабой индуктивной связью даны на рис. ниже.:

Слева – контурная L2 (см. далее); справа – катушка обратной связи L3 (в середине) и катушка цепи индикации заряда L1. Вытравливаются они на пластине из 2-стороннего фольгированного стеклотекстолита 100х100 мм толщиной 1,5 мм по т. наз. лазерно-утюжной технологии ЛУТ. Ничего сложного в ней нет, придумка и название любительские. ЛУТ позволяет в домашних условиях делать печатные платы не хуже фирменных, таблички с надписями, контурные рисунки, узорные панно и т.п., см. видео ниже:

Видео: лазерно-утюжная технология

В дополнение к нему можно сказать, что заготовку для ЛУТ лучше всего зачищать обычным школьным ластиком. Затем ошметки с меди смываются ватным тампоном или белой чистой х/б ветошью, обильно смоченной 96% спиртом или нитрорастворителем, и тут же, пока поверхность влажная, протираются насухо микрофибровой салфеткой для чистки стекол очков. На подготовленную таким образом поверхность прочно ложится тонер любого лазерного принтера и даже струйного с шаблона на подходящей (держащей, но не впитывающей чернила) основе.

Примечание: не смущайтесь шириной дорожек на чертеже (0,75 мм у контурной катушки). Допустимая плотность тока в пленочном проводнике на подложке в разы больше, чем в круглом проводе, а скин-эффект слабее. Так, дорожка на печатной плате шириной 10 мм и толщиной 0,05 мм без проблем держит ток в 20 А, и это далеко не предел. Дорожки катушки обратной связи двойной ширины нужны, т.к. в процессе наладки понадобится перепаивать отвод на ней. Вообще же ЛУТ позволяет получать дорожки шириной до 0,15-0,2 мм.

Схемотехника

Схема беспроводного зарядного устройства на генераторе с индуктивной связью дана на рис: слева передатчик; справа приемник. Особенности ее, во-первых, мощный активный элемент VT3. Им может быть только усилительный полевой транзистор. У генератора на биполярном транзисторе будет низкий КПД, а мощные полевые ключи серий IRF, IRFZ, IRL из компьютерных БП или систем электронного зажигания в активном режиме не работают.

Второе – цепь автосмещения VD3 C3. У мощных усилительных полевиков начальный ток стока может достигать 100-200 мА и более. Без запирающего потенциала на затвор генератор возможно будет настроить только на мощность или дежурный режим, но не на то и другое, причем ППЭ от индуктора в радиусе прикосновения наверняка превзойдет допустимую величину. Но формировать автосмещение включением резистора в цепь истока, как в цепь катода в ламповых усилителях, тоже нельзя: генератор не выйдет на полную мощность, т.к. с нарастанием тока истока будет расти по абсолютной величине и смещение. Поэтому цепь смещения выполнена нелинейной на диодах: на малых мощностях оно увеличивается сообразно току истока, что обеспечивает мягкий запуск генератора и его безопасность для любых гаджетов, а когда диоды войдут в насыщение, смещение становится близким к фиксированному и позволит генератору «раскачаться на полную». Цепь смещения подбирается в процессе наладки из мощных выпрямительных диффузионных ВЧ диодов (структура PiN, КД213, КД2997) и диодов Шоттки (структура SMD) на ток от 6 А. Напряжение насыщения первых в диапазоне токов 0,7-5 А меняется в пределах 1-1,4 В; вторых – 0,4-0,6 В.

Элементы R1, VD1, VT1, VT2, C1, R2, VD2 и L1 составляют схему индикации заряда. Если коэффициент передачи тока β VT1 более 80, то VT2 исключается, а движок R2 подключают к базе VT1. Конденсатор С3 обязательно пленочный; Еще лучше – старый бумажный, т.к. на нем рассеивается существенная реактивная мощность.

Приемник данной зарядки также имеет особенности. Первая – двухполупериодное выпрямление принятого тока, т.к. колебания гармонические. Применению данного устройства для заряда гаджетов со встроенной WPC это не препятствует, т.к. в них принятый ток выпрямляется тоже диодным мостом для лучшего использования излучения индуктора. Вторая – параллельно накопительному электролитическому конденсатору C4 подключен керамический C5. У «электролитов» большая собственная индуктивность и значительный тангенс угла диэлектрических потерь tgδ, что за рабочих частотах уменьшает КПД заряда. Шунтирование «электролита» «керамикой» уменьшает время заряда прим. на 7%. Для планшета с батареей на 3500 мА/ч это составит ок. получаса. Согласитесь, иногда существенно.

Наконец, диод VD8. Он защищает контроллер заряда гаджета, если его уложат на индуктор подключенным к проводной зарядке. Мало ли что в голову взбредет. Может, кому-то покажется, что от двойной подпитки аппарат зарядится быстрее. Контроллер заряда все равно не пустит в батарею ток больше положенного, но сам такого издевательства может не выдержать. Если подобная ситуация исключена, то и VD8 исключается; тогда VD7 нужен на напряжение 5,6 В. Его рабочий ток указан с большим запасом, т.к. максимальный ток заряда через него никогда не проходит вследствие острой реакции на нагрузку генератора. Практически – ставьте любой маломощный из хлама на нужное напряжение. Держит – ну и пусть держит. Греется – ставим помощнее и подороже; в котроллере заряда есть и собственная защита от перенапряжения.

Примечание: без VD7 выпрямленное напряжение будет максимально допустимым в WPC 7,2 В, что позволяет заряжать хитрые «альтернативные» гаджеты. Его можно уменьшить, перепаяв вывод горячего конца L2 (см. ниже) ближе к центру катушки, но не более чем на 6-7 витков.

Налаживание

Наладка генератора начинается с установки его тока покоя Iп без возбуждения. Для этого L3 отключают, а затвор VT3 соединяют с общим проводом (поз. 1 на рис.), т.е. формируют нулевое смещение. Далее, подбирая цепочку VD3, выставляют Iп в указанных пределах. Если ток стока при нулевом смещении оказался менее 50 мА, Iп можно задать 15-20 мА, генератор станет экономичнее и безопаснее. Вдруг начальный ток стока меньше 40 мА, еще лучше, тогда С3 и VD3 не нужны.

Следующий этап – фазирование обмоток. Для этого понадобится пробник из приемной катушки (см. выше) с подключенной к ней лампочкой накаливания, поз. 2. Схему генератора восстанавливают, включают, и кладут на L2 пробник. Лампочка должна загореться. Нет – меняют местами выводы L2 или L3. Фазировать катушки нужно так, чтобы на затвор VT3 пришелся горячий (дальний от центра) конец L3, поз. 3. На этом же этапе замеряют и записывают рабочий ток потребления Iр, поз. 4.

Теперь нужно выставить безопасный дежурный ток генератора Iд; излучаемая мощность в дежурном режиме упадет пропорционально квадрату отношения рабочего тока к дежурному. Iд выставляют перепайкой горячего вывода L3 в указанных на поз. 5 пределах поближе к минимальному значению. Возврат на мощность проверяют, кладя на L2 пробник. Установка Iд процедура довольно муторная. Чтобы ее не затягивать и не напаяться до отслоения дорожки, действуйте по след. инструкции:

• L3 уменьшают наполовину (поз. 6);
• Iд оказался мал, или пробник не показывает возврата на мощность – возвращаем половину отброшенных витков, поз. 7;
• Iд еще велик – отбрасываем половину от оставшейся половины L3, поз. 8;
• ситуация по п. 2 – возвращаем половину отброшенных по п. 3 витков, но не половину из всех отброшенных, поз. 9;
• при необходимости продолжаем настройку, следуя тому же алгоритму.

Таким образом, действуя методом итерации, установка Iд отнимает совсем немного времени.

Осталось настроить схему индикации заряда. Для этого собирают приемник, нагруженный на резистор такой величины, чтобы ток заряда был меньше формирующего, но больше тока содержания, поз. 10. Движок R2 ставят в нижнее положение, приемник кладут на L2. Вращая движок, добиваются свечения VD1. Приемник убирают, смотрят, погас ли VD1. Нет – движок очень плавно и осторожно крутят обратно до погасания VD1.

Конструкция

Дальнейшего сокращения времени заряда и улучшения параметров безопасности устройства возможно добиться, направив поток энергии от индуктора столбом вверх, этот прием используется в некоторых фирменных беспроводных зарядках. Такие можно распознать по индуктору, обведенному кольцом, если только шибко умные альтернативщики не прилепили его просто так, для продаж.

На самом деле направленность излучения создается экранированием индуктора с тыльной стороны. Для этого генератор помещают в открытый сверху корпус из тонкой, не более 0,25 мм, жести. Если высота корпуса по эстетике безразлична, в нем же размещают источник питания генератора. В таком случае он должен быть с трансформатором промышленной частоты на железе: помехи от вплотную расположенного ИБП собьют настройку генератора.

Сталь нужна для магнитного экранирования помимо электрического, а ее малая толщина для предотвращения потерь на вихревые токи. С этой же целью в боковинах корпуса делают частые тонкие вертикальные прорези, а днище выполняют перфорированным в шахматном порядке, см. рис. Идеальный вариант – стенки и днище корпуса из мелкоячеистой стальной сетки. Крышка – любой радиопрозрачный пластик без наполнителя: стекло, акрил, стеклотекстолит, фторопаст, ПЭТ, ПЭ, полипропилен, полистирол. Вариант – бесцветный прозрачный акриловый или нитролак в 4-5 слоев, но не краска или эмаль. Внешнее оформление может быть любым. Именно с таком исполнении беспроводную зарядку для телефона, смартфона, планшета можно держать постоянно включенной на прикроватной тумбочке. Хотя в современном донельзя замусоренном эфире от любых известных источников ЭМП лучше все-таки держаться подальше.