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Norme de charge sans fil Qi

 Norme de charge sans fil Qi

Qi, prononcé chee, est devenu la norme acceptée pour la recharge sans fil.

Afin d'assurer l'interopérabilité, une exigence clé pour la recharge sans fil, il était nécessaire de développer une norme qui pourrait être adoptée par les principaux fabricants. De cette manière, la norme de charge Qi permet d'utiliser un seul chargeur pour des appareils de nombreux fabricants différents et de cette manière devenir une approche acceptée. Si différents chargeurs étaient nécessaires, cela nécessiterait de nombreux chargeurs différents pour différents appareils et prêterait à confusion sur le marché.

En conséquence, la norme de charge sans fil Qi est devenue la solution acceptée.

Le nom Qi vient de la philosophie asiatique où il signifie «énergie vitale» qui se rapporte à la charge sans fil qui peut être considérée comme un flux d'énergie intangible.

Consortium d'énergie sans fil

Afin d'être en mesure de fournir une norme pour la technologie de chargement de batterie sans fil, un groupe industriel appelé Wireless Power Consortium a été créé.

Le Wireless Power Consortium a tenu sa première réunion à Hong Kong en décembre 2008. Depuis sa création, ses membres sont passés des huit sociétés initiales à plus de 100.

En août 2009, le Wireless Power Consortium a publié la spécification Qi low power, puis un mois plus tard, le premier produit a été certifié.

Sous les auspices du Wireless Power Consortium, l'importance de la puissance sans fil a augmenté, et de plus en plus d'entreprises prennent la technologie au sérieux. Les premiers produits utilisant une alimentation sans fil pour le chargement de leur batterie nécessitaient l'ajout d'un manchon supplémentaire. Cependant, le premier produit avec des récepteurs Qi intégrés pour le chargement de la batterie sans fil a été annoncé en mars 2011.

Bases de la norme de charge sans fil Qi.

La norme Qi a été développée par le Wireless Power Consortium et est applicable pour le transfert d'énergie électrique sur des distances allant jusqu'à 40 millimètres (1,6 pouces).

La norme de charge sans fil Qi utilise un pad de transmission de puissance qui s'apparente au chargeur qui serait utilisé dans un système filaire normal, et un récepteur d'alimentation sans fil compatible situé dans l'appareil à charger. Le transfert de puissance s'effectue alors par induction magnétique.

La manière dont la charge d'alimentation sans fil est réalisée est conforme à la norme et permet d'utiliser un seul chargeur sans fil Qi de n'importe quel fournisseur pour charger n'importe quel appareil compatible Qi. Comme la plupart des systèmes de charge sans fil sont désormais conformes à cette norme, cela signifie qu'un seul socle de chargeur est nécessaire pour charger tous les appareils.

Il existe deux catégories de chargeurs sans fil Qi:

  • Batterie faible: La catégorie faible puissance couvre les chargeurs qui peuvent fournir une puissance comprise entre 0 et 5 watts. Cela couvrira la plupart des appareils portables domestiques tels que les téléphones mobiles, les lecteurs de musique, les écouteurs Bluetooth, etc.
  • Puissance moyenne: Les chargeurs de la catégorie moyenne puissance peuvent fournir une puissance allant jusqu'à 120 watts.

Dans tout système de charge sans fil Qi, il y a deux éléments principaux:

  • Stations de base: La station de base Qi est l'appareil qui fournit une puissance inductive pour la transmission sans fil. En tant que tel, il contient un émetteur de puissance dont un élément majeur est la bobine émettrice. Le chargeur Qi global a généralement une surface plane. Ceci est normalement appelé la surface d'interface. Le ou les appareils mobiles peuvent être placés sur cette surface.
  • Appareils mobiles: Les appareils mobiles Qi sont ceux qui consomment la puissance transmise sans fil. Ceci est généralement utilisé pour charger la batterie contenue dans l'appareil mobile.

Pour maintenir le rendement le plus élevé possible, il est nécessaire de s'assurer que le couplage entre les bobines d'émission et de réception est le plus élevé possible. Pour ce faire, l'appareil mobile doit être placé dans la position où cela peut être réalisé. La norme Qi définit deux façons d'y parvenir:

  • Positionnement guidé: Cette forme de placement sur un chargeur Qi implique l'utilisation de moyens pour guider l'utilisateur pour placer le mobile au bon endroit sur la station de base Qi pour le charger.
  • Placement n'importe où: La deuxième forme de placement du chargeur Qi ne nécessite pas que l'utilisateur place avec précision le dispositif mobile sur une zone particulière de la surface de chargement. Au lieu de cela, une zone plus large est utilisable. Ceci peut être réalisé en utilisant plus d'une bobine émettrice.

La fréquence utilisée pour les chargeurs Qi se situe entre environ 110 et 205 kHz pour les chargeurs Qi basse puissance jusqu'à 5 watts et 80-300 kHz pour les chargeurs Qi moyenne puissance.


Protocole de données Qi

La norme d'alimentation sans fil Qi comprend la capacité de la station de base et du dispositif mobile à utiliser un système de transmission de données limité. Cela permet à la station de charge et à la station de base de communiquer pour fournir des informations sur l'état de charge, etc. De cette manière, le dispositif mobile peut informer la station de base lorsqu'elle est chargée, etc.

En fonctionnement, la détection initiale se produit à la suite de la détection d'un changement de capacité ou de résonance de la bobine émettrice. Une fois qu'un objet a été détecté, la station de base valide l'appareil placé dessus pour la compatibilité de charge Qi. La station de base envoie une chaîne de données de 8 bits. L'appareil mobile récepteur doit répondre et fournir la force du signal. La station de base envoie ensuite plusieurs pings numériques pour fournir des informations sur le positionnement optimal du dispositif mobile. Ce n'est que lorsque l'appareil a été validé et que les informations ont été transmises que la charge commence. Pendant le processus de charge Qi, l'appareil mobile envoie des paquets de données de contrôle pour ajuster le niveau de puissance et finalement terminer la charge.

Le protocole de communication des données du chargeur Qi est défini pour garantir que tous les appareils peuvent communiquer correctement.


Format de données standard Qi
Capacité QiDétails
Vitesse des données2 kbit / s
Encodage de bitsBiphasé
Encodage d'octetsBit de départ; Données 8 bits; bit de parité; bit d'arrêt
Structure des paquets• Préambule (> = 11 bits)
• En-tête (1 octet)
• Message (1 à 27 octets)
Un message complet par paquet
Charge utile pour le contrôle
• Somme de contrôle (1 octet)

Détection d'objets étrangers Qi

L'un des problèmes pouvant survenir avec un système de charge sans fil est qu'un objet métallique étranger est placé sur ou à proximité du chargeur Qi. Lorsque cela se produit, le chargeur peut induire des courants à circuler dans l'objet, en fonction de son emplacement et du couplage magnétique, et en conséquence l'objet peut devenir extrêmement chaud. Cela pourrait présenter un danger, en particulier dans un environnement domestique.

Pour éviter que cela ne se produise, la station de base ou le chargeur est capable de détecter la présence de ces objets et de couper l'action de charge pour garantir que seuls les appareils mobiles Qi appropriés sont couplés au champ d'induction magnétique et reçoivent de l'énergie.

Versions de spécification Qi

Afin de répondre aux dernières exigences, la norme Qi a été mise à jour pour couvrir de nouveaux domaines et pour en améliorer d'autres. Le tableau ci-dessous résume certains des points forts des différentes versions standard Qi.


Versions standard Qi
Version QiDétails
Version 1.0• Niveau de puissance de l'émetteur Qi 5 Watts.
• La conception des émetteurs comprend: un émetteur à bobine unique, un émetteur à réseau de bobines et un émetteur à bobine mobile.
• Variété de récepteurs Qi
• Flexibilité limitée dans la conception des émetteurs Qi
Version 1.1• Flexibilité de conception de l'émetteur Qi accrue: 12 spécifications d'émetteur différentes disponibles.
• Amélioration de la "détection d'objets étrangers". C'est une caractéristique importante car elle empêche le chauffage des objets métalliques au voisinage d'un émetteur actif.
• Possibilité d'un émetteur Qi alimenté via un port USB.

Problèmes avec Qi

Bien que la norme Qi ait été la forme de charge sans fil qui est devenue la norme préférée, elle n'est pas sans problèmes:

  • Alignement précis requis: Un alignement correct de l'appareil en charge et du chargeur est nécessaire. Souvent, les utilisateurs placent des articles à charger sur le chargeur, mais constatent qu'il ne s'est pas chargé car il n'a pas été suffisamment aligné avec précision. C'est l'une des plaintes que de nombreux utilisateurs ont signalées, mais auxquelles elles se sont habituées.
  • Interférences et EMI: Bien que les appareils puissent être conçus pour fonctionner selon les exigences d'acceptation EMI, ce n'est pas facile et des objets métalliques proches des bobines de charge peuvent également provoquer des effets inhabituels avec EMI. De plus, la charge peut avoir des effets sur les objets proches.

La norme Qi est devenue la seule véritable solution de charge sans fil et a été intégrée dans de nombreux nouveaux téléphones, en particulier les téléphones haut de gamme. Les chargeurs peuvent être achetés séparément et ils sont également intégrés à de nombreuses voitures neuves.


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