Tìm hiểu về công nghệ sạc không dây – điểm nhấn của tương lai

Dù xuất hiện đầu tiên như một tính năng trên các dòng smartphone cao cấp, nhưng cho đến nay, công nghệ này đang cho thấy tiềm năng ứng dụng ở nhiều lĩnh vực khác nữa.

Công nghệ sạc không dây đã đạt bước tiến lớn khi song hành cùng ngành công nghiệp di động, với hàng loạt các sản phẩm sản phẩm khác nhau về tính năng và độ tương thích. Năm 2015, chứng kiến sự hoàn thiện của công nghệ này cũng như sự hợp nhất giữa hai Hiệp hội sạc không dây lớn là A4WP và PMA, giúp cả ngành công nghiệp sạc không dây tiến về phía trước.

Hiện nay, có hai nhóm công nghệ sạc không dây chính được xuất xưởng trên các thiết bị – của Liên doanh Wireless Power và Liên minh AirFuel (hợp nhất từ hai Hiệp hội A4WP và PMA). Tuy nhiên, ngoài hai nhóm công nghệ chính này, vẫn còn các nhóm khác nhỏ hơn cũng như các doanh nghiệp đang tìm cách để quảng bá công nghệ riêng của mình.

Trận chiến cho tiêu chuẩn của tương lai

Trong số các chuẩn sạc không dây hiện tại, chuẩn Qi của Liên doanh Wireless Power dường như được biết đến nhiều nhất, do sớm xuất hiện trên nhiều dòng smartphone, phụ kiện và sản phẩm khác nhau. Trong khi đó, chuẩn PMA, giờ nằm trong Liên minh AirFuel, cũng đã xuất hiện trên một số smartphone và được một số doanh nghiệp như Starbuck ủng hộ, khi biến các cửa hàng của mình trở thành các trạm sạc điện bằng chuẩn này. Cả hai chuẩn này đều dựa trên công nghệ sạc cảm ứng, vốn chỉ có tác dụng trong khoảng cách ngắn và khá phức tạp. Còn Rezense, chuẩn A4WP cũ lại dựa trên công nghệ cộng hưởng, nhưng thiết kế này vẫn chưa xuất hiện trên bất kỳ smartphone nào.

Cửa hàng của Starbucks với các ổ để sạc không dây cho điện thoại.

Cho dù đều dựa trên nguyên tắc chung là các cuộn dây điện được sử dụng để truyền tải năng lượng trong không gian, các công nghệ sạc cảm ứng và cộng hưởng mang lại những kết quả hoàn toàn khác nhau từ góc độ người dùng cuối.

Công nghệ sạc bằng dòng cảm ứng sử dụng hai cuộn cảm đặt sát với nhau, mang lại hiệu suất truyền tải và hiệu quả sử dụng năng lượng cao, nhưng cường độ năng lượng sẽ giảm rất nhanh nếu vị trí của các cuộn cảm bị lệch nhau. Đó là lý do tại sao các thiết bị dùng chuẩn Qi và PMA thường sử dụng nam châm để cuộn cảm trên các thiết bị thẳng hàng với nhau, khoảng cách hiệu quả rất ngắn, chỉ khoảng 45 mm. Sự khác biệt thực sự giữa Qi và PMA chỉ là tần số truyền tải điện và giao thức kết nối để giao tiếp với thiết bị và quản lý điện năng.

Trong khi đó, sạc cộng hưởng có những điểm khác biệt cơ bản với sạc cảm ứng, điển hình ở khoảng cách giữa các thiết bị xa hơn lên đến vài inch (mỗi inch tương đương 2,5 cm), bằng cách điều chỉnh tần số dao động giữa thiết bị thu và phát. Điều này cho phép khoảng cách truyền tải năng lượng xa hơn nhưng cường độ năng lượng thấp hơn so với công nghệ sạc cảm ứng. Một trong những lợi ích lớn nhất của công nghệ sạc cộng hưởng là năng lượng có thể truyền tải theo bất kỳ hướng nào trong từ trường và cũng có thể sạc cho nhiều thiết bị cùng lúc chỉ từ một cuộn phát duy nhất.

Nguyên lý của sạc không dây : từ trường thay đổi trên cuộn dây làm phát sinh ra dòng điện trên cuộn dây khác.

Cho đến nay, chuẩn Qi v1.2 cũng có tính năng sạc cộng hưởng cho phép truyền tải năng lượng xa hơn lên đến 2,8 cm, nhưng để đảm bảo tính tương thích với tần số truyền tải của chuẩn Qi hiện tại, cũng như các giới hạn về nhiệt độ và chất lượng tín hiệu (Q factor), tính năng truyền tải năng lượng ở khoảng cách xa như vậy chỉ hiệu quả trên một hệ thống được thiết kế đặc biệt cho mục đích đó.

Cho dù chuẩn Qi đang có nhiều lợi thế do được áp dụng từ sớm, nhưng AirFuel cũng đang nỗ lực để tích hợp cả hai công nghệ sạc cảm ứng và sạc cộng hưởng lên trên một thiết bị. Điều này sẽ là sự lựa chọn tốt nhất cho cả hai loại công nghệ này và thêm động lực để các nhà sản xuất thiết bị cân nhắc áp dụng tính năng này cho sản phẩm của mình.

Phạm vi ứng dụng của công nghệ

Rõ ràng là mỗi chuẩn sạc không dây này đều có những ưu nhược điểm của riêng mình. Hiện tại, cả Qualcomm và MediaTek đều đang nghiên cứu để cung cấp các mạch tích hợp cho ít nhất một trong số các chuẩn trên vào sản phẩm của mình. Nhưng cuộc cạnh tranh giữa các chuẩn sạc không dây cũng tạo ra các sản phẩm hỗ trợ nhiều loại công nghệ cùng lúc. Ví dụ, Samsung Galaxy S6 là smartphone đầu tiên hỗ trợ cả hai chuẩn sạc cảm ứng Qi và PMA.

Samsung Galaxy S6 hỗ trợ nhiều chuẩn sạc không dây khác nhau.

Các công ty khác còn tiến xa hơn nữa trong việc hỗ trợ cùng lúc nhiều chuẩn sạc, khi tích hợp cả chuẩn sạc cộng hưởng bên cạnh hai chuẩn sạc cảm ứng trên. NuCurrent đang dẫn đầu với những thành phần hỗ trợ cả Qi, PMA và A4WP, mới đây hãng này còn công bố ăng ten đầu tiên trên thế giới, có thể sạc bằng công nghệ cộng hưởng và cảm ứng, và năng lượng truyền tải lên đến 10 watt (tương đương với sạc tiêu chuẩn của iPad). Tại Hội chợ CES 2016, công ty còn đưa ra một loạt các sản phẩm sạc mới thiết kế cho các thiết bị đeo tay, hỗ trợ cả chuẩn Qi và AirFuel với tần số thấp và cao.

Trong khi đó, chip MediaTek MT3188 cũng hỗ trợ ba công nghệ sạc và hãng Texas Instruments có một loạt bộ điều khiển thu phát được thiết kế để phù hợp với các tiêu chuẩn từ cả hai nhóm. Các công ty bán dẫn như NXP, Semtech, IDT và nhiều công ty khác cũng cung cấp những cuộn dây hỗ trợ nhiều chế độ sạc khác nhau, đồng nghĩa với việc sẽ có nhiều sự lựa chọn cho các nhà sản xuất thiết bị để ra mắt các sản phẩm hỗ trợ nhiều loại sạc trong tương lai.

Dù thế hệ phụ kiện sạc đầu tiên vẫn có nhiều giới hạn để biến ngôi nhà của bạn thành trạm cung cấp năng lượng, nhưng thị trường sạc không dây đã phát triển thành nhiều dòng sản phẩm khác nhau từ thế hệ đầu tiên đó. Sạc không dây trên ô tô là một phân khúc đang tăng trưởng, với một số nhà sản xuất như Audi hay Mercedes đã công bố tính năng này trên những chiếc xe của mình tại CES 2016. Trong khi đó Liên doanh Wireless Power lại tỏ ra đặc biệt quan tâm đến việc tích hợp công nghệ sạc không dây của mình vào các địa điểm công cộng và văn phòng các doanh nghiệp. Họ kỳ vọng trong tương lai, các thiết bị với pin nhỏ hơn sẽ dễ dàng hoạt động trong thời gian dài, khi có đủ các điểm sạc xung quanh.

Công nghệ của sạc không dây cũng đang lan tỏa sang các lĩnh vực khác để trở nên hữu ích hơn với người tiêu dùng. Những giao thức kết nối nhằm đảm bảo truyền tải năng lượng chính xác giữa các thiết bị đang được sử dụng để giao tiếp với các hệ thống khác. Ví dụ, có thể được ứng dụng trong các giải pháp cho Ngôi nhà thông minh, để điều khiển ánh sáng hoặc nhiệt độ, truyền thông tin về kênh radio ưa thích của bạn hoặc thậm chí vị trí ngồi tối ưu để phù hợp với màn hình máy tính trên ô tô của bạn.

Truyền sóng tần số vô tuyến và tương lai

Trong khi Liên doanh Wireless Power và Liên minh AirFuel là hai nhóm lớn nhất đang thúc đẩy việc đưa chuẩn công nghệ của mình ra thị trường, một số công ty nhỏ hơn cũng đang rao bán những ý tưởng mới lạ khác.

Tại CES 2016, hãng Humavox mang đến gian hàng của mình hàng loạt sản phẩm giúp mang khả năng sạc không dây lên các phụ kiện. Không giống như các thiết kế dựa trên dòng cảm ứng hay cộng hưởng, công nghệ này dựa trên việc truyền sóng tần số vô tuyến tầm gần. Các sản phẩm của Humavox cũng có hiệu quả trong khoảng cách ngắn tương tự như các chuẩn không dây hiện tại, nhưng thay vì dùng các cuộn dây kim loại cỡ lớn, công nghệ của công ty sử dụng một mạch tích hợp nhỏ để xử lý việc truyền tải và chuyển đổi năng lượng, thành từng phần gián đoạn.

Khả năng sạc không dây cho nhiều thiết bị cùng lúc của Humavox.

Ngoài Humavox, còn có Energous là một công ty khác cũng dựa trên công nghệ truyền sóng vô tuyến, nhưng trong phạm vi xa hơn nhiều so với các chuẩn khác, lên đến 15 feet (khoảng 4,5 m). Năm ngoái, công ty này đã công bố một hub truyền năng lượng đắt tiền, với khả năng truyền 5,5 watt – tương đương với sạc tiêu chuẩn của iPhone – cho các thiết bị với phạm vi 5 feet (khoảng 1,5 m), 3,5 watt trong 10 feet (khoảng 3 m) và 1 watt trong 15 feet (khoảng 4,5 m). Phạm vi truyền tải xa là một điểm nhấn ấn tượng của Energous, nhưng ngay cả ở cự ly gần, công nghệ này vẫn tương đối cạnh tranh với các sạc hiện tại.

Bạn cũng có thể dùng hub này của Energous để sạc cho các phụ kiện tại nhà, nhưng sản phẩm này rất có triển vọng tại môi trường doanh nghiệp, khi chỉ cần một vài hub này là đủ để phủ năng lượng không dây cho toàn khu văn phòng. Tuy nhiên, với chi phí cao và việc thiếu các thiết bị hỗ trợ đang làm thiết bị này trở nên chậm phổ biến. Để thúc đẩy những bước tiến cho công nghệ này, tại CES 2016, công ty đã công bố một chip sạc tần số vô tuyến mới với chi phí thấp, được thiết kế để trang bị trên các sản phẩm đeo được năng lượng thấp. Chip mới này vẫn có phạm vi lên đến 6 inch, phù hợp để gắn trên các đế sạc nhỏ gọn, giá rẻ cho phụ kiện của bạn.

Khả năng sạc điện từ xa của Energous.

Nếu từng đó vẫn là chưa đủ sự lựa chọn, giờ bạn cũng có thể sử dụng sóng siêu âm để truyền năng lượng giữa các thiết bị. Ubeam là một công nghệ như vậy. Dựa trên công nghệ truyền sóng tần số thấp, thiết bị này có thể sạc cho nhiều thiết bị cùng lúc trong khoảng cách lên tới 4m với mức năng lượng 1,5 watt. Tuy nhiên, với mức năng lượng đầu ra thấp và lãng phí do nhiệt gây ra, cũng như việc đòi hỏi không có vật chắn giữa hai thiết bị, công nghệ này có thể không phù hợp lắm so với các ý tưởng khác trên thị trường.

Kết luận.

Dù đang có rất nhiều công nghệ hứa hẹn, nhưng vẫn còn một câu hỏi lớn dành cho sạc không dây: Tại sao người tiêu dùng nên chọn nó thay vì một sợi cáp USB trên đầu giường? Thẳng thắn mà nói, đó là một câu hỏi khó trả lời, nhưng đối với các trạm sạc điện, sự tiện dụng và hỗ trợ nhiều phụ kiện khác nhau, công nghệ này rất có tiềm năng.

Đã xuất hiện được một vài năm, nhưng sạc không dây vẫn chưa trở thành một công nghệ quan trọng trên thị trường phụ kiện. Có lẽ một vài sự cải tiến và các ý tưởng sản phẩm mới đang được phát triển sẽ thúc đẩy sạc không dây trong tương lai.

Theo Androidauthority

Nguồn: GenK