Sạc không dây Qi là một tiêu chuẩn toàn cầu để sạc các thiết bị di động mà không cần dây cáp. Đây cũng là chuẩn sạc không dây phổ biến nhất. Với công nghệ này người dùng chỉ cần đặt điện thoại hoặc tai nghe của mình lên tấm sạc là thiết bị sẽ từ từ được sạc đầy điện.

Trong tương lai gần, khi mà công nghệ sạc không dây Qi ngày càng trở nên phổ biến, chúng ta sẽ thấy nhiều sản phẩm hỗ trợ công nghệ này hơn. Hiện nay cũng có rất nhiều điện thoại, đồng hồ thông minh và tai nghe đã hỗ trợ sạc không dây.

Sạc không dây Qi là gì?

Qi là một tiêu chuẩn sạc không dây. Wireless Power Consortium, đây là tổ hợp một nhóm các công ty và họ muốn chuẩn hóa sạc không dây Qi thành chuẩn chung giống như Bluetooth và USB-C.

Khi một công nghệ nào đó ra đời, nó rất cần được tiêu chuẩn hóa để có thể sử dụng được trên toàn thế giới. Không những vậy, công nghệ đó cũng được bảo vệ và người dùng tin tưởng hơn.

Chuẩn sạc không dây Qi hỗ trợ cả cảm ứng từ và cộng hưởng từ. Đây cũng là lý do mà công nghệ này rất phổ biến hiện nay và trong tương lai sẽ đi đầu trong lĩnh vực sạc không dây.

Hiện tại có rất nhiều thiết bị đã hỗ trợ sạc không dây. Các nhà sản xuất cũng vì thế mà cố gắng tích hợp công nghệ sạc không dây Qi vào các đồ vật như bàn hay tủ đầu giường.

Gần đây, WPC đã bổ sung thêm hai thông số sạc không dây mới: BPP (Basic Power Profile) và EPP (Extended Power Profile).

• BPP đại diện cho những bộ sạc Qi cơ bản và chỉ có công suất là 5W.
• EPP có thể cung cấp công suất lên tới 15W và hơn (OnePlus Warp Charge 30 có thể đạt công suất 30W). Bên cạnh đó, EPP cũng yêu cầu bộ sạc đáp ứng được các tiêu chuẩn chất lượng cao trong thiết kế, an toàn và năng suất cao.

Tốc độ hiện nay của sạc không dây Qi là bao nhiêu?

Hãy cùng so sánh tốc độ sạc trong thực tế để xem sạc không dây Qi mang lại cho bạn những gì. Ngày nay, tốc độ sạc không dây phổ biến nằm trong khoảng 5W đến 15W. Ngoài ra, một số sản phẩm có thể đạt có tốc độ nhanh hơn.

Khi sạc thử nghiệm iPhone 12 Pro Max trên hai bộ sạc có công suất khác nhau trong vòng 30 phút.

• Sạc có công suất 5W sạc được 21% PIN.
• Sạc có công suất 15W sạc được 35% PIN.

Bạn có thể nhận thấy sự khác biệt rất rõ ràng. Bộ sạc có công suất càng cao thì tốc độ vào PIN càng nhanh. Tuy nhiên thiết bị cũng phải hỗ trợ sạc nhanh sử dụng bộ sạc công suất lớn mới có hiệu quả.

Ngoài thị trường hiện nay có rất nhiều tấm sạc cho phép sạc không dây theo chuẩn Qi. Tuy nhiên, để đạt được tốc độ sạc nhanh nhất, bạn cần phải chọn đúng tấm sạc. Đây cũng là mục đích của các nhà sản xuất để khác hàng sử dụng sản phẩm của họ.

Có thể lấy ví dụ trên chiếc iPhone 12 Pro Max hỗ trợ sạc không dây lên đến 15W nhưng chỉ khi bạn dùng đúng tấm sạc của Apple đó là MagSafe. Còn không công suất có thể giảm xuống 7.5W.

Nguyên lý hoạt động của sạc không dây

Công nghệ sạc không dây chỉ mới được người dùng quan tâm đến trong một vài năm gần đây. Nikola Tesla chính người đầu tiên thí nghiệm và chỉ ra cho mọi người cách truyền điện năng không dây bằng cuộn dây Tesla của ông ấy.

Mặc dù đây không phải là nền móng của công nghệ truyền điện năng không dây hiện nay, tuy nhiên nó lại là ý tưởng giúp chúng ta hiện thực hóa và đưa nó vào cuộc sống. Và dĩ nhiên công nghệ sạc không dây hiện nay hoàn toàn khác với thời điểm Tesla chỉ ra.

Cảm ứng từ (Magnetic Induction)

Trong thực tế, khi bạn có một cuộn dây đồng và cho dòng điện xoay chiều chạy qua thì nó sẽ tạo ra một trường điện từ. Khi đặt hai cuộn dây vị trí đối diện nhau, một cuộn đóng vai trò thiết bị phát với dòng điện chạy qua sẽ truyền năng lượng tới “thiết bị thu” không có điện. Đây được gọi là quá trình cảm ứng từ.

Năng lượng từ trường này sau đó được ổn định và chuyển thành năng lượng điện một chiều. Vì thế thiết bị của chúng ta có thể được sạc điện. Vấn đề chính đối với sạc cảm ứng từ này đó chính là hai cuộn dây phải được đặt rất gần nhau.

Cộng hưởng từ (Magnetic Resonance)

Lý do mà sạc cộng hưởng từ ra đời đó là các nhà sản xuất muốn thiết bị có thể sạc ở khoảng cách xa hơn thay vì phải đặt sát vào tấm sạc như cảm ứng từ. Vì sử dụng tần số cộng hưởng, bạn có thể sạc thiết bị của mình trong khoảng cách lên tới 4.5cm.

Cả thiết bị phát và thiết bị thu năng lượng cần phải làm việc ở cùng tần số cộng hưởng. Nếu không, thiết bị nhận năng lượng không thể nhận năng lượng và bắt đầu quá trình sạc.

Liệu còn những tiêu chuẩn sạc không dây khác hay không?

Chuẩn Qi là một trong ba tiêu chuẩn sạc không dây hiện nay. Tuy nhiên, chuẩn Qi phổ biến nhất và gần như tương thích vất tất cả các thiết bị hỗ trợ sạc không dây trên thị trường.

Chuẩn thứ hai đó là PMA. Đây là sản phẩm của Power Matters Alliance và sử dụng cảm ứng từ để truyền năng lượng. Mặc dù Qi và PMA đều sử dụng chung công nghệ, tuy nhiên PMA lại kém tương thích hơn. Chỉ những chiếc smartphones của Samsung hỗ trợ cả hai chuẩn này. Các thiết bị còn lại trên thị trường chỉ tương thích với chuẩn Qi.

Chuẩn thứ ba đó là A4WP (Alliance For Wireless Power). Nó dựa trên cảm ứng cộng hưởng và theo lý thuyết, nó có thể sạc tới 8 thiết bị cùng một lúc với công suất 50W trong bán kính 5cm. Vào năm 2015, A4WP đã gộp với PMA để tạo thành AirFuel Alliance.

Tại sao các tiêu chuẩn sạc lại quan trọng đến thế?

Cũng giống như sạc có dây, các chip và cảm biến cần giao tiếp với nhau để ngăn ngừa sự cố. Các tiêu chuẩn được đưa ra để đồng bộ giữa các thiết bị truyền và nhận. Nếu không, mọi thứ sẽ vượt quá tầm kiểm soát của chúng ta.

• Thiết bị có thể bị quá nhiệt: Hiệu suất sạc không dây thông thường chỉ đạt khoảng 60%. Hay nói một cách khác phần năng lượng còn lại cần được phân tán vào trong không khí dưới dạng nhiệt. Đây cũng là lý do tại sao các bộ sạc công suất cao phải có quạt đi kèm để tản nhiệt, giữ cho tấm sạc không bị chảy.
• Thiết bị có thể bị quá tải năng lượng: Lấy ví dụ tấm sạc có công suất tối đa 20W nhưng thiết bị của bạn chỉ hỗ trợ sạc đến 5W là cao nhất. Nếu không có các tiêu chuẩn, tấm sạc không thể nhận dạng cuộn dây bên trong thiết bị. Vì thế nó sẽ sạc công suất tối đa (20W), dẫn đến cuộn dây bị nung nóng bên trong.

Sạc không dây trong tai nghe

Với việc sạc không dây đang ngày càng trở nên phổ biến thì trong tương lai gần các thiết bị trong đó có tai nghe Bluetooth rất có thể sẽ bỏ cổng sạc. Chúng ta có thể thấy Apple là hãng đi đầu trong việc này khi các smartphone từ iPhone 7 trở lên đã bị loại bỏ jack 3.5mm và cổng sạc dùng chung với cổng tai nghe.

Rất nhiều tai nghe nhét tai không dây đích thực (True Wireless Earbuds) có cuộn dây bên trong hộp đựng để hỗ trợ sạc không dây. Nhiều điện thoại thông minh cũng hỗ trợ invert charge. Công nghệ này giúp một chiếc điện thoại có thể cung cấp năng lượng cho tai nghe mà không bất kỳ dây cáp nào.

Hiện nay khá ít tai nghe full-sized (over-ear) được các nhà sản xuất tích hợp công nghệ sạc không dây. Có lẽ chúng ta phải đợi thêm vài năm nữa thì sạc không dây trong tai nghe chụp tai mới trở nên phổ biến.

Tương lai của sạc không dây

Công nghệ sạc không dây đang phát triển mạnh mẽ và được người dùng tin tưởng. Chúng hoàn toàn có thể thay thế sạc truyền thống là phải dùng dây cáp. Việc chỉ cần đặt thiết bị lên một tấm sạc mà không phải loay hoay mò mẫm dây cũng như cổng sạc sẽ cho bạn cảm giác đến với thế giới của tương lai.

Hiệu năng là vấn đề mà công nghệ sạc không dây cần cải tiến. Khoảng 40% năng lượng bị phân tán vào trong môi trường dưới dạng nhiệt. Điều này cũng có nghĩa bạn tốn nhiều điện hơn khi sử dụng sạc không dây so với sạc có dây. Hiện nay các hãng sản xuất đã đưa ra một vài giải pháp để khắc phục vấn đế trên.

Bộ sạc Pi

Đây là một giải pháp vô cùng tiện ích, cho thấy một bước tiến lớn tới thế giới nơi mà bạn không cần đặt thiết bị của mình lên tấm sạc. Giải pháp này cho phép người dùng sạc thiết bị trong phạm vi nhất định. Thiết bị phát sẽ nhận ra vị trí của thiết bị thu và giao tiếp với nhau thông qua tần số cộng hưởng cảm ứng.

Tuy nhiên, bộ sạc Pi không phải đặt ở đâu cũng có thể hoạt động được.Ngoài ra kích thước của bộ sạc cũng là một vấn đề. Chính vì những lý do trên mà người dùng chưa thực sự mặn mà lắm với công nghệ này.

Nhóm phát triển công nghệ Pi đã hứa rằng bộ sạc của họ sẽ không cần hộp đựng đặc biệt nữa trong tương lai. Do đó tất cả các thiết bị hỗ trợ sạc không dây chuẩn Qi có thể sử dụng được.

Sạc qua tia laser

Sử dụng những tia laser để sạc thiết bị nghe có vẻ khá mơ hồ. Trên lý thuyết thì bản thân tia laser là một dạng năng lượng tập trung và có thể được sử dụng để cung cấp năng lượng cho các thiết bị ở khoảng cách xa.

Các kỹ sư của đại học Washington đã thử nghiệm việc sạc không dây qua tia laser. Nó có thể đạt khoảng cách lên đến 4.3m với hiệu năng ngang ngửa với sạc có dây thông qua cổng USB.

Mặc dù khoảng cách được cải tiến rất rõ rệt. Tuy nhiên laser lại vướng phải một trở ngại lớn đó là nếu tia laser không có đường ngắm rõ ràng trên thiết bị thì việc sạc không thể diễn ra được.

Sạc Qi

Cuối cùng chúng ta phải công nhận rằng chỉ có chuẩn Qi là ít nhược điểm và rất có thể nó sẽ lấn át tất cả những chuẩn khác để trở thành công nghệ số một trong lĩnh vực truyền tải điện năng không dây.