Granite River Labs, GRL
Rajaraman Venkatachalam
ワイヤレス充電の長所は、誰の目にも明らかです。スマートフォンやスマートウォッチは、充電パッドに置くだけで簡単に元気を取り戻し、乱雑なテーブルや引き出しの中をケーブルを探し回る必要がなくなります。目的地にワイヤレス充電パッドさえあれば、デバイスを持ち運ぶだけでいいのです。
ワイヤレス充電の仕組み
緊密に結合した電磁誘導
ワイヤレス充電は、ワイヤレス充電トランスミッターとレシーバーの間に磁場が発生する電磁誘導として知られるプロセスを介して、充電パッドからデバイスに電気が転送されるときに発生します。発生した磁場が受信デバイスの銅コイルと相互作用することで電気が発生し、バッテリーが充電されます。
現在のワイヤレス充電の最も一般的な形態は、密結合電磁誘導充電として知られるサブカテゴリーであり、効果的な充電のためには、送信と受信の銅コイルが整列し、近接していなければなりません。位置がずれると、充電が大幅に遅くなるか、プロセスが完全に停止します。回避策として、MagSafeやQi2といった一般的なワイヤレス充電規格では、磁石を使って充電器とデバイスを最適な位置に固定しています。
ワイヤレス充電は携帯電話に悪い影響を与えるのでしょうか？
ワイヤレス充電による発熱
ワイヤレス充電は一般的に、発熱のために携帯電話のバッテリーに有害であると誤解されています。電磁誘導によって従来の有線充電よりも多くの熱が発生するのは事実ですが、発生する熱による影響は、注意深く管理することで軽減することができます。
例えば、Qi認証のワイヤレス充電器は、熱管理のために充電速度を調整することが義務付けられており、過度の熱が検出された場合は直ちに充電速度が低下するようになっています。さらに、携帯電話のバッテリーは通常、熱絶縁層によって銅製の充電コイルから分離されています。その結果、スマートフォンのバッテリー温度は、通常であれば安全な範囲内に抑えることができます。
ワイヤレス充電はバッテリーの充電サイクルに影響するのでしょうか？
バッテリーの充電サイクルとは、充電可能なバッテリーが、充電を保持する能力を失うまでに完全な充電を受けることができる回数のことです。バッテリーが完全に充電された状態から完全に放電された状態になると、1回の充電サイクルが完了します。つまり、バッテリーを50%から100%に充電する場合、1充電サイクルの半分しか使用しないことになります。バッテリーの充電サイクルは、充電方法よりも充電回数に影響されるため、ワイヤレス充電がデバイスのバッテリーに悪影響を与えることはありません。
消費者が心配しなければならないのは、一日中充電し続けること、あるいは最大充電容量に達した後もデバイスを充電することです。バッテリーが充電されるたびに、放出されるエネルギーによってリチウムイオンがグラファイト層からコバルト酸リチウム層へと移動します。過充電は、100％多くのリチウムイオンを引き出し、バッテリー内部構造を台無しにすることで、長期的には損傷を引き起こす可能性があります。ほとんどのスマートフォンのバッテリー管理システムは、充電器に接続されている間でも、完全に充電されたバッテリーに電流が入るのをブロックすることで、これを防いでいます。
バッテリーの状態を維持するにはどうしたら良いのでしょうか？
バッテリーの寿命を延ばすためには、できるだけ充電量を50％に保つことが推奨されています。容量50％というのは、リチウムイオンが平衡状態に保たれるため、バッテリーへの負担が最も少ない状態です。興味深いことに、一部のスマートフォンは、バッテリーが90％の容量に達すると、この負担を最小限に抑えるために充電速度が低下するように設計されています。
ワイヤレス充電は安全上の危険をもたらすのでしょうか？
ワイヤレス充電器が安全上の懸念からリコールされた事例が報告されています。報告されているリスクには、発火、感電、怪我、電話機や周囲の物への損害などが含まれています。その結果、メーカーは消費者に対し、充電機器のそばで寝たり、毛布や枕の下など通気性の悪い場所に置いたりしないよう警告しています。
ワイヤレス充電中はどのような注意が必要ですか？
コイン、クレジットカード、その他の金属物などの異物がトランスミッターとレシーバーの間の空間を妨害するたびに、安全性が損なわれる可能性があります。これらの異物は発生した磁場から電力を受け取り、熱の形で放散するため、機器とユーザーの両方にダメージを与える可能性があります。
メーカーと消費者にとって、リスクを最小限に抑える最も確実な方法は、デバイスが認知された充電規格に準拠していることを確認し、事態が手に負えなくなる前に充電プロセスをシャットダウンするために必要なセーフガード機構が備わっているようにすることです。
未認証のQiワイヤレス充電器トランスミッターの購入費用
Qi認証ワイヤレス充電器には、異物を検知し、災難が発生する前に電力供給を減速または遮断する安全機構が内蔵されているが、すべてのワイヤレス充電器が同じように作られているわけではありません。そのため、エンドユーザーの安全を確保し、製造業者や販売業者の評判を守るためには、標準化された製造手順の中で安全機構を導入する必要があります。
GRLでワイヤレス充電製造プロセスをパワーアップ
グローバルなワイヤレス充電市場に対応することは、技術専門家を味方につければ問題ありません。WPCのメンバーであり、Qi認証の認定試験ラボ（ATL）でもある当社は、最も時間効率とコスト効率の高い方法で、最新のワイヤレス充電要件に準拠するお手伝いをいたします。お客様の製造工程を個別に評価し、試験サービスやソリューションについてご提案いたします。
著者について
Rajaraman Venkatachalam, Executive Vice President of Protocol and Power Solutions
Rajaは、GRL、Tektronix、Intel、Prodigy Technovationsで23年以上にわたって、高速デジタルインターフェースの自動テストソリューションの開発をリードしてきました。ポストシリコン検証手法と電気的およびプロトコル・コンプライアンス・テスト・ツールの開発に深い経験を持ち、HDMI、MHL、DisplayPort、UniPro、PCI Express、SD、I2C、SPI、UART、MMCのエキスパートです。
