Tandis que la charge sans fil (WC) sonne comme une technologie utile en théorie, son plein potentiel a été limité par des barrières au niveau de la conception.

Le processus de charge inductive. Image utilisée avec l’aimable autorisation de Proxi et Monde de l’ordinateur

À savoir, la gamme limitée de WC a barré le plein potentiel de Technologie Qi: bien sûr, la technologie est techniquement «sans fil», mais si le téléphone doit être directement sur le support pour fonctionner, cela donne-t-il vraiment autant de liberté aux utilisateurs? Au moins un utilisateur peut utiliser son téléphone avec une certaine portée (la longueur du câble de charge) tout en utilisant la charge filaire.

Bien que de nombreuses entreprises travaillent sur WC à distance, Xiaomi, l’un des plus grands fabricants de smartphones au monde, peut en fait avoir des ressources et un rapport de commercialisation à établir. recharge vraiment sans fil une réalité.

Xiaomi annonce la technologie Mi Air Charge

La récente revendication de Xiaomi d’une solution sans fil longue portée n’est pas le premier pinceau de la société avec la technologie sans fil en général – un exemple en est Smartphone Mi 10 Ultra, capable de charger 120 W filaire et 50 W sans fil. Comparez cela avec la charge USB standard de 5 W offerte par la plupart des téléphones (iPhone inclus), et vous comprendrez pourquoi cette fonctionnalité est appelée une prouesse d’ingénierie.

La société a maintenant continué à ajouter à son CV des technologies de charge avec sa nouvelle technologie Mi Air Charge.

Mi Air Charge comprend une antenne de balise, qui envoie des informations de position sans consommation d’énergie élevée. Image utilisée avec l’aimable autorisation de Xiaomi

Xiaomi appelle son Mi Air Charge une « révolution » dans le chargement sans fil, offrant WC de plusieurs appareils à la fois dans un rayon de plusieurs mètres. La technologie peut fournir jusqu’à 5 W de puissance pour chaque appareil à partir d’une balise centrale et on dit qu’elle se charge à travers un matériau solide sans perte d’efficacité.

Alors qu’un chargeur filaire USB standard produira 5 W (5 V à 1 A), Xiaomi fait correspondre ces chiffres à une distance réelle. De nombreux détails techniques ne sont toujours pas publiés, mais nous couvrirons ce que nous savons.

Chargement à distance: fonctionnement de l’émetteur

La technologie de charge Mi Air, comme la technologie Qi, se compose d’un appareil de transmission (surnommé par Xiaomi la «pile de charge») et d’un appareil de réception (le smartphone). La clé de la technologie est le positionnement spatial et un transfert d’énergie efficace.

La pile de charge se compose d’un réseau d’antennes d’interférence à cinq phases et d’un réseau de contrôle de phase de 144 antennes. Le réseau à cinq phases détecte les signaux de la balise de référence du smartphone pour localiser avec précision le smartphone. Ensuite, le réseau de contrôle de phase transmet des ondes millimétriques au téléphone via la formation de faisceau.

Graphique illustrant le concept de formation de faisceaux d’antenne à réseau phasé. Image utilisée avec l’aimable autorisation de Tutoriel radar

Nous pouvons supposer que les réseaux d’antennes à réseau phasé de la pile de charge travailler sur le principe de l’ingérence, où la superposition de plusieurs sources de rayonnement peut aider le réseau à localiser un émetteur ou à diriger ses propres émissions.

En observant les schémas d’interférence de la balise de retour du smartphone, le réseau d’antennes peut déterminer l’emplacement du smartphone. De la même manière, la pile de charge peut alors transmettre les ondes millimétriques au smartphone via son réseau d’antennes.

Le signal peut être dirigé vers sa cible prévue à distance lorsque chaque antenne transmet différents signaux déphasés pour interférer de manière constructive dans la direction du récepteur. Cette technique largement utilisée permet une détection et une direction purement électroniques des signaux.

Du côté du récepteur

Du côté du récepteur (c’est-à-dire du smartphone), la technologie se compose d’un réseau d’antennes de balise et d’un réseau d’antennes de réception.

En utilisant les méthodes décrites ci-dessus, l’antenne de balise transmet des signaux à la pile de charge afin que la pile puisse déterminer la position du smartphone. Bien que cela nécessite une transmission continue, Xiaomi affirme que cette transmission nécessite une très faible puissance, de sorte que la durée de vie de la batterie ne doit pas être affectée.

Le réseau d’antennes de réception se compose de 14 antennes qui convertissent les ondes millimétriques en énergie CC utile grâce à son circuit de redressement. Parce que la conversion AC / DC peut être une grande source d’inefficacité, Xiaomi a probablement consacré beaucoup d’attention aux détails à l’efficacité énergétique de ce circuit de redressement.

Un circuit redresseur MOSFET avec correction du facteur de puissance. Image utilisée avec l’aimable autorisation de Texas Instruments

La recherche universitaire a proposé de nombreuses manières de rendre la conversion AC / DC plus efficace. L’une des principales sources d’inefficacité du pont redresseur standard est la chute directe du pont de diodes.

Une solution largement acceptée a été un pont MOSFET à commande numérique qui se comporte comme un redresseur, mais sans la chute de tension directe que les diodes introduisent. D’autres techniques comprennent correction du facteur de puissance, qui tente de forcer les formes d’onde de tension et de courant en phase.

La charge aérienne de Xiaomi présente des possibilités intéressantes dans le monde de l’ingénierie électrique, car la société affirme qu’il s’agit de la première technologie de charge sans fil à longue portée intégrée dans une grande marque de smartphones.

Quels défis de conception subsistent sur la voie de l’adoption généralisée de la véritable recharge sans fil? Partagez votre opinion dans les commentaires ci-dessous.