Steeds meer apparaten, en vooral smartphones, kun je tegenwoordig draadloos opladen met Qi. Een korte uitleg over hoe deze techniek werkt.
Voor het draadloos opladen van smartphones en andere mobiele apparaten wordt elektromagnetische inductie gebruikt. Zowel in de lader als in het mobiele apparaat zit een spoel. Wanneer er wisselstroom door de spoel van de lader loopt, genereert deze een magnetisch veld.
Als de spoel in het mobiele apparaat wordt blootgesteld aan het wisselende magnetische veld, dan stroomt daar ook wisselstroom. De laadelektronica zet dat om in gelijkstroom, die op zijn beurt de accu oplaadt. De magnetische velden zijn zo zwak dat er geen schadelijke warmte door wordt opgewekt, zelfs niet als het apparaat op je nachtkastje staat.
In de stand-by-modus zendt de laadcradle periodiek magnetische pulsen uit, de zogenaamde analoge ping. Hiermee wordt gecontroleerd of een metalen voorwerp in de buurt is. Als dat het geval is, probeert de elektronica via amplitude modulatie contact te maken met de ontvanger (digitale ping).
Wanneer er wisselstroom door de spoel van de laadpad stroomt, ontstaat er een magnetisch veld waaraan de spoel van de smartphone wordt blootgesteld om te laden.
Extended Power Profile
Het Extended Power Profile (EPP) zorgt voor bidirectionele communicatie, waardoor een handshake kan worden gegeven om de spoelen van de zender en de ontvanger op elkaar af te stemmen en bijvoorbeeld de maximale laadspanning te bepalen.
De laadpad ontvangt ook informatie over het stroomverbruik van het ontvangende apparaat tijdens het laadproces en gebruikt die informatie om een continue laadbalans te creëren. Als een ongecontroleerde daling van de energiestroom wordt gedetecteerd, bijvoorbeeld door een metalen vreemd voorwerp tussen de spoelen, onderbreekt de laadcradle het laadproces.
Energieverlies
In een studie die in 2017 in opdracht van de Zwitserse ministerie van energie werd gepubliceerd, schatte de Research Foundation for Electricity and Mobile Communication de energie-efficiëntie van inductief opladen per Qi op ongeveer 50 procent. Verliezen treden vooral op in de AC/DC-omzetting die meerdere malen nodig is. Aangezien smartphones slechts voor enkele euro’s per jaar elektriciteit verbruiken, is het financiële en ecologische verlies beperkt.
Spoelen goed plaatsen
Een juiste plaatsing van de spoelen ten opzichte van elkaar is echter wel van cruciaal belang. Zowel een grotere afstand als het niet goed op elkaar liggen leiden tot een daling van de efficiëntie. De studie wijst ook op de sterk verhoogde stand-by-waarden in vergelijking met bekabelde laders. Zelfs de analoge ping van de laadcradles leidt dus tot een hoger stroomverbruik. Het Wireless Power Consortium, dat verantwoordelijk is voor Qi, vermeldt compatibele apparaten en de huidige Qi-specificaties op zijn website.
(Deze tekst is verschenen in c’t 12/2020, p.46, met medewerking van Robin Brand, Sven Hansen en Alieke van Sommeren)
Wil je op de hoogte blijven van het laatste IT-nieuws en de nieuwste online-artikelen? Meld je dan hier aan voor onze nieuwsbrief:
