+ Bezprzewodowe ładowanie smartfonów jako branżowy standard

W 1891 r. słynny wynalazca i futurolog Nikola Tesla po raz pierwszy zastosował indukcyjne ładowanie w trakcie udanego eksperymentu z bezprzewodowym przesyłaniem energii. Jednak minął ponad wiek, zanim ta technologia została wprowadzona do powszechnego użytku.

W ostatnich latach bezprzewodowe ładowanie zyskuje popularność na rynku elektroniki użytkowej, głównie w smartfonach i akcesoriach do nich. Technologię tę można dziś spotkać we wszystkich rodzajach urządzeń i sprzętu, w przestrzeni publicznej, a nawet w pojazdach, gdyż firmy dążą do wyeliminowania przewodów zasilających i zrealizowania wizji Tesli.

Dotychczas w produktach komercyjnych stosowano głównie metodę ładowania przez indukcję magnetyczną, która wymaga kontaktu urządzenia z jakąś fizyczną stacją dokującą. Z technologią indukcji magnetycznej miał do czynienia prawdopodobnie każdy, kto używał elektrycznej szczoteczki do zębów lub golarki.

Korzyści dla użytkowników i rozwiązania branżowe
Z bezprzewodowym ładowaniem wiąże się szereg istotnych korzyści dla użytkowników, które będą brane pod uwagę w nowych, wygodnych i zintegrowanych urządzeniach. Najbardziej oczywistą zaletą jest brak przewodów zasilających, które tak łatwo się plączą, psują lub giną. Konsumenci domagają się prostego rozwiązania problemu ładowania, które uwolniłoby ich od konieczności posiadania różnych ładowarek do różnych urządzeń. Celem jest dostarczenie im jednej bezprzewodowej stacji dokującej, kompatybilnej ze wszystkimi urządzeniami, które już posiadają oraz tymi, które kupią w niedalekiej przyszłości.

W tym zakresie podmioty z szeroko rozumianej branży współpracują ze sobą już od jakiegoś czasu i powołały kilka organizacji zajmujących się standaryzacją technologii bezprzewodowego ładowania. Obecnie działają trzy takie organizacje: Wireless Power Consortium (WPC) promująca standard Qi, Power Matters Alliance (PMA) oraz Alliance for Wireless Power (A4WP). Samsung jest członkiem wszystkich tych trzech grup.

Wspomniane technologie znalazły już zastosowanie w wielu aspektach codziennego życia. Czasami można być wręcz nieświadomym ich istnienia. Podstawki ładujące zgodne ze standardem Qi można na przykład spotkać w wybranych restauracjach McDonald’s w Londynie, a w wielu kawiarniach Starbucks w Stanach Zjednoczonych działają stacje ładowania PMA.

W styczniu bieżącego roku PMA i A4WP ogłosiły, że połączą siły, aby zaoferować jeszcze lepsze rozwiązania w zakresie bezprzewodowego ładowania różnych urządzeń. To oznacza, że wkrótce z restauracji, portów lotniczych, miejsc publicznych, pojazdów i wszelkiego typu budynków mieszkalnych znikną plątaniny kabli zasilających. Już niedługo ludzie będą mogli przemieszczać się bez obawy, że rozładują im się baterie w urządzeniach i bez konieczności noszenia przy sobie zbędnego balastu.

Zaangażowanie firmy Samsung na rzecz bezprzewodowej przyszłości
Pod koniec pierwszej dekady obecnego wieku firma Samsung powołała specjalny zespół, którego zadaniem było skupienie się wyłącznie na bezprzewodowym ładowaniu, i uruchomiła szeroko zakrojony program badań i rozwoju. Celem było opracowanie technologii, która byłaby łatwa w użytkowaniu i wygodna dla konsumentów, co sprzyjałoby upowszechnianiu się standardów bezprzewodowego ładowania. Jak się wkrótce okazało, na drodze do rynkowego sukcesu bezprzewodowego ładowania stanęło kilka przeszkód, w tym głównie rozmiary i ceny niektórych najistotniejszych komponentów.

Ciężka praca przyniosła efekty w 2011 r., kiedy Samsung wprowadził pierwszą komercyjną stację bezprzewodowego ładowania do telefonu Droid Charge (SCH‑i510) w USA. Od tego czasu Samsung oferuje nakładki i podstawki do bezprzewodowego ładowania jako podstawowe akcesoria do wielu flagowych smartfonów, takich jak GALAXY S4 i GALAXY Note 3 z 2013 r. oraz ubiegłoroczne modele GALAXY S5 i GALAXY Note 4.

Głównym czynnikiem pomagającym wprowadzić technologię bezprzewodowego ładowania do głównego nurtu jest zwiększenie kontroli nad kosztami materiałów poprzez strategiczne partnerstwa z dostawcami surowców i komponentów.

Odkryliśmy także nowe sposoby bardziej efektywnego łączenia i zestawiania komponentów, dzięki którym nasze rozwiązania generują większą moc i zajmują mniej miejsca. Pierwsze podstawki ładujące do GALAXY S4 składały się z około 80 osobnych elementów. W przypadku ładowarek do GALAXY S5 naszym konstruktorom udało się ograniczyć liczbę komponentów do 50. Trwają prace nad dalszym zmniejszeniem tej liczby. Nasza unikatowa umiejętność łączenia części w ten sposób i wykorzystywania komponentów, które mogą spełniać więcej niż jedną funkcję — tak jak w przypadku naszego chipa — pozwoliły nam wreszcie wprowadzić tę technologię na rynek.

Skoncentrowaliśmy się także na poszukiwaniu nowych metod zmniejszania wymiarów poszczególnych komponentów. Na przykład układ IC w modelu Samsung GALAXY Note 4 ma tylko 0,8 mm grubości. Od pojawienia się produktów związanych z bezprzewodowym ładowaniem około 10 lat temu rozmiary komponentów układu odbiorczego w bezprzewodowo ładowanych urządzeniach zmniejszyły się dziesięciokrotnie. Cewki są obecnie trzykrotnie cieńsze niż na początku. W rezultacie w tym samym czasie udało nam się obniżyć koszty głównych komponentów również dziesięciokrotnie.

Duże postępy odnotowano także pod względem szybkości bezprzewodowego ładowania. Jeszcze dwa lub trzy lata temu efektywność ładowania bezprzewodowego była na poziomie 20–30 procent ładowania przewodowego. Od tego czasu dwukrotnie zwiększyliśmy tempo ładowania.

2015 — przełomowy rok w bezprzewodowym ładowaniu smartfonów
W ubiegłym roku pojawiły się komponenty obsługujące wiele standardów na jednym chipie. Biorąc pod uwagę fakt, że zintegrowanie nowych komponentów i wprowadzenie ich na rynek zajmuje od 6 do 12 miesięcy, można się spodziewać, że niektóre z tych produktów konsumenci będą mogli kupić już w tym roku.

Wszystko to staje się możliwe dzięki błyskawicznemu rozwojowi ekosystemu bezprzewodowego ładowania. Oprócz firm z branży komputerowej czołowe marki reprezentujące segmenty takie jak elektronika użytkowa, półprzewodniki, usługi mobilne, motoryzacja, meblarstwo, oprogramowanie i wiele innych łączą siły i nawiązują ścisłą współpracę.

Oczekuje się, że rok 2015 przyniesie przełom w rozwoju infrastruktury bezprzewodowego ładowania, a odpowiednie stanowiska ładowania będą coraz częściej pojawiać się w przestrzeni publicznej. Firma Samsung będzie uczestniczyć w popularyzacji technologii bezprzewodowego ładowania, oferując atrakcyjne smartfony. Dzięki przyszłym modelom smartfonów GALAXY użytkownicy zyskają bezprecedensowy dostęp do możliwości bezprzewodowego ładowania.

Seho Park 
Ph.D, Principal Engineer IT & Mobile Division w Samsung Electronics

źródło: Samsung