Бренд uBear представляет различные мобильные аксессуары и портативные электронные устройства, отличающиеся проработанными дизайном и эргономикой, использованием качественных материалов и современных технологий. В спектре продукции мобильные аккумуляторы (пауэрбанки) и зарядные устройства, кабели и адаптеры, наушники, а также чехлы и держатели для смартфонов.

Мы рассмотрим Qi-совместимое беспроводное зарядное устройство uBear Stream.

До недавних пор ЗУ имело разъем Micro-USB (арт. WL01SG10-AD и WL01GD10-AD), в настоящее время он заменен на Type-C (арт. WL02GD10-AD и WL02SG10-AD). В розничной торговле какое-то время могут встречаться те и другие.

Обзор беспроводного зарядного устройства uBear Stream Wireless Charger 10W1

Предлагаются два варианта расцветки: темно-серый, почти черный, и бежевый с серебристым ободком.

Обзор беспроводного зарядного устройства uBear Stream Wireless Charger 10W2

Спецификация, внешний вид, комплектация

Вот спецификация, приведенная в инструкции:

Входной ток 5 В / 2 А
9 В / 1,67 А
Выходной ток 5 В / 1,5 А
9 В / 1,1 А
Дальность передачи зарядки до 11 мм
Диапазон рабочих температур, относительная влажность от −10 °C до +40 °C
от 10% до 85% (без конденсата)
Диапазон температур хранения, относительная влажность от −10 до +70 °C
от 5% до 90% (без конденсата)
Размеры, вес нетто/брутто 100×100×7 мм, 90/195 г (измерено нами)
Описание на сайте бренда ubear-world.com
Розничные предложения узнать цену

В отношении второй строчки таблицы следует заметить: у беспроводного ЗУ нет выхода, на котором можно сделать прямые замеры тока нагрузки и напряжения, для этого придется разместить на устройстве какой-либо приемник Qi и подключаться к его выходу, а тут вариантов может быть немало. Поэтому следует говорить о значениях выходной мощности; если пересчитать, получается до 7,5 Вт при 5-вольтовом режиме на входе и до 9,9 Вт при 9-вольтовом — именно так значится и на тыльной стороне корпуса: «Output: 10W Max».

В инструкции заявлено наличие защиты (цитируем) от короткого замыкания, перенапряжения, перегрева, чрезмерной зарядки и разрядки. Эта фраза явно перекочевала из описания какого-то пауэрбанка, потому что для беспроводного зарядного устройства понятными являются лишь такие нештатные ситуации, как перенапряжение (на входе) и перегрев, а уж за зарядкой-разрядкой встроенного в любой гаджет аккумулятора следит контроллер, имеющийся в нем самом.

Обзор беспроводного зарядного устройства uBear Stream Wireless Charger 10W3

Форму ЗУ uBear Stream можно определить как близкую к квадрату 10×10 см с сильно скругленными углами; толщина небольшая, всего 7 мм. Конструкция подразумевает горизонтальное расположение и зарядного устройства, и гаджета на нем.

На одной из торцевых поверхностей находится индикатор режима работы (его функции описаны в инструкции), на противоположном — входной разъем.

Обзор беспроводного зарядного устройства uBear Stream Wireless Charger 10W4
Обзор беспроводного зарядного устройства uBear Stream Wireless Charger 10W5
Обзор беспроводного зарядного устройства uBear Stream Wireless Charger 10W6
Обзор беспроводного зарядного устройства uBear Stream Wireless Charger 10W7

Снизу имеется кольцевая противоскользящая/демпфирующая вставка.

Обзор беспроводного зарядного устройства uBear Stream Wireless Charger 10W8

Верхняя плоскость покрыта нарочито грубоватой тканью вроде рогожки, фактура которой будет препятствовать скольжению уложенного на нее гаджета при случайном касании — правда, лишь до некоторой степени: движения пальца по экрану могут немного сдвигать смартфон, но ситуация все же получше, чем при обычном пластиковом покрытии (специально попробовали другое ЗУ весьма именитого производителя).

Обзор беспроводного зарядного устройства uBear Stream Wireless Charger 10W9

Поставляются устройства в красиво оформленной коробке, которая вполне годится на роль подарочной упаковки.

Обзор беспроводного зарядного устройства uBear Stream Wireless Charger 10W10

В комплекте имеется инструкция на русском и английском языках, а также кабель с разъемами USB-A (для подключения к сетевому адаптеру) и, в зависимости от артикула, либо Micro-USB, либо Type-C.

Обзор беспроводного зарядного устройства uBear Stream Wireless Charger 10W11

Кабель на вид качественный, в тканевой оплетке черного или бежевого цвета (соответствует цвету самого ЗУ), не очень гибкий и весьма длинный — практически ровно два метра, включая разъемы.

Обзор беспроводного зарядного устройства uBear Stream Wireless Charger 10W12
Обзор беспроводного зарядного устройства uBear Stream Wireless Charger 10W13

На упаковке и на корпусе можно найти только логотип бренда uBear, но логотипа Qi нигде нет, а это свидетельствует о том, что данная продукция не проходила тест на соответствие требованиям спецификации Wireless Power Consortium (об этом ниже).

Обзор беспроводного зарядного устройства uBear Stream Wireless Charger 10W14
Логотипы: слева uBear, справа Qi

И тут надо сказать: мы осмотрели еще пять беспроводных ЗУ, работающих по данной технологии, от разных производителей и существенно отличающихся по цене. И только на двух нашли логотип Qi: одно дорогое, от именитого бренда, являющегося членом Wireless Power Consortium, а вот производителя второго (рангом пониже, но довольно известного) в списках WPC не оказалось, и потому возникает большое сомнение в легитимности маркировки. Так что лучше уж вообще без значка Qi — по крайней мере, это честно, и не факт, что устройство работает хуже тех, что имеют такой логотип без должных оснований.

Технология Qi в деталях

Поскольку это первая публикация на тему беспроводных зарядных устройств на страницах нашего сайта, не считая новостей, сводного обзора нескольких моделей 7-летней давности, а также более свежих заметок в блогах, которые не относятся к редакционным материалам, начать придется с общих вопросов. Но, конечно, не с рисунков, схематически изображающих катушки и магнитные поля (надеемся, что читатель не все забыл из школьного курса физики, а кто забыл — легко может найти в интернете такие картинки, кочующие из одного описания принципов беспроводного заряда в другое), и не со скучных формул и графиков (они тоже есть, хотя искать придется немного дольше), а с более приближенных к технологии Qi моментов, также не очень занимательных, но куда деваться…

Спецификация Qi

Параметры устройств, совместимых с технологией Qi, определяет спецификация WPC (Wireless Power Consortium) — Power Class 0, с февраля 2017 г. действует версия 1.2.3.

Это солидный по объему документ, описывающий самые разные моменты, в том числе предельную передаваемую в нагрузку мощность, которая устанавливается на этапе установки связи между передатчиком и приемником Qi. При этом различают два профиля: базовый (baseline, до 5 Вт включительно) и расширенный (extended, в общем случае свыше 5 Вт, данная версия говорит о мощности в 15 Вт, но упоминает, что в других ревизиях спецификации могут быть определены и иные уровни мощности — такие, как 10 и 30 Вт).

Если приемник и передатчик поддерживают разные профили, то передача энергии происходить тоже будет, хотя и с наименьшей из возможных мощностью: так, если устройство с приемником, рассчитанным на мощность в 15 Вт, помещается на передатчик с базовым профилем, то передача энергии будет происходить на уровне до 5 Вт.

Принцип электромагнитной индукции, используемый в зарядных системах Qi, подразумевает использование в катушке передатчика переменного тока частотой от 87 до 205 кГц, в катушке приемника получается ток той же частоты, который затем преобразуется в постоянный с напряжением, соответствующим потребностям гаджета, в который встроен приемник.

При этом образуется резонансный контур с индуктивной связью, максимально эффективный на частотах, близких к частоте резонанса.

Передатчик для дозирования передаваемой мощности может изменять рабочую частоту. Обычно резонанс лежит ближе к нижнему концу указанного выше диапазона, и повышение частоты будет приводить к уменьшению передаваемой мощности. Причем отмечено: подобная система регулировки использоваться может, но вовсе не обязательно.

Спецификация Qi определяет протокол взаимодействия между приемником и передатчиком для поддержания передаваемой мощности на оптимальном уровне. Физически обмен сигналами осуществляется путем модуляции — частоты подаваемого в катушку напряжения (передатчик) либо вносимого полного сопротивления (reflected impedance, приемник).

Наличие такого взаимодействия еще и поможет передатчику распознавать помещенные на него посторонние металлические предметы (например, монеты или ключи) и отключать передачу энергии, чтобы избежать их нагрева, порой опасного, наведенными токами. Функция распознавания посторонних предметов (Foreign Object Detection, FOD) является обязательной для передатчиков с расширенным профилем и опциональной для базового профиля.

Определяются в спецификации и термины, которые мы будем использовать ниже. Так, беспроводное ЗУ называется базовой станцией (Base Station, далее в тексте для краткости BS), а содержащий приемник гаджет — просто мобильным устройством (Mobile Device, далее MD). Катушка (или набор катушек) базовой станции называется первичной, входящая в мобильное устройство — вторичной. Поверхность взаимодействия (Interface Surface) — это ближайшая к соответствующей катушке плоская поверхность BS или MD.

Спецификация оговаривает конструкцию и геометрию катушек, причем более свежие ее версии могут объявлять какие-то конструктивы устаревшими, хотя и не запрещают их использование.

Например, конструктив А1 для первичной катушки — кольцо из двух слоев по 10 витков многожильного провода (30 жилок диаметром 0,1 мм каждая) с внешним диаметром 40 мм, внутренним 19 мм и толщиной 2 мм. Конструктив А8 имеет однослойную катушку, состоящую из 23,5 витков провода (115 жилок диаметром 0,08 мм) в форме «беговой дорожки» с внешними размерами 70×59 мм, внутренним окном 15×4 мм, толщиной 1,15 мм. У конструктива А4 две похожие катушки, одна из которых сдвинута на 41 мм относительно второй. И это лишь три примера, вариантов гораздо больше, в том числе на основе печатных проводников, а также с 3-4 катушками и даже более (матричные).

Для вторичных катушек в спецификации тоже есть примеры конструктивов, их меньше, но тоже не один и не два.

В идеальном случае для оптимальной передачи энергии первичная и вторичная катушки должны быть соосными, однако и отклонение до четверти дюйма (6-6,5 мм) не должно вызывать существенных проблем.

А вот прямых указаний на возможную дистанцию по нормали между поверхностями взаимодействия нет, есть лишь косвенные, вроде упоминания максимального расстояния между вторичной катушкой и поверхностью взаимодействия MD — не более 2,5 мм.

Для повышения эффективности оговаривается применение экранов, влияющих на распределение и величину магнитного поля. Обычно они изготавливаются в виде тонких ферритовых пластин, устанавливаемых параллельно катушке со стороны, противоположной поверхности взаимодействия. Такие экраны могут быть как в BS, так и в MD (в последнем случае они могут выполнять и функцию защиты чувствительных к магнитному полю компонентов гаджета).

Есть и требования к индикации, позволяющей пользователю судить о происходящем. В основном, конечно, речь идет о BS, которой предписано показывать следующее:

  • мобильное устройство (или иной объект) помещено на BS,
  • происходит передача энергии (заряд) или нет,
  • наличие ошибок или неполадок, в том числе наличие посторонних металлических предметов,
  • для расширенного профиля: передачу энергии на низкой мощности.

Этим список не исчерпывается, мы привели лишь основные позиции.

Выбор способов индикации очень широкий — визуальный, звуковой и даже тактильный.

У MD «обязанностей» существенно меньше: рапортовать о начале и окончании процесса получения энергии, а для расширенного профиля еще и показывать уровень в трех ступенях — (1) меньше, чем требуется для работы самого приемника, (2) меньше оптимума и (3) на оптимальном уровне.

Для BS и MD рекомендовано наличие того или иного сигнала, свидетельствующего об их оптимальном взаимном размещении.

Правда, не очень понятно, что из перечисленного является обязательным, а что лишь желательным.

Обзор беспроводного зарядного устройства uBear Stream Wireless Charger 10W15

Как тестировать?

Спецификация Qi включает раздел, посвященный проверке устройств на совместимость с ее требованиями, однако этот раздел доступен лишь членам консорциума. И только продукты, прошедшие тестирование в соответствии с этим разделом, могут маркироваться логотипом Qi.

С точки зрения проведения независимого тестирования недоступность методик печальна, но чисто по-человечески понятно: консорциум тоже должен на что-то существовать, а членство в нем подразумевает и соответствующие взносы.

Однако кое-что из доступных разделов спецификации почерпнуть все же можно.

На этапе передачи энергии происходит взаимодействие между приемником и передатчиком для отслеживания состояния и поддержания процесса на оптимальном уровне: если, например, мобильное устройство снизило потребление, то базовая станция должна уменьшить и уровень «подкачки». Поэтому происходит постоянный обмен данными, который, как сказано выше, физически реализован модуляцией магнитного поля, соответственно и потребляемый BS от сетевого адаптера ток (или мощность) все время будет меняться в небольших пределах, даже если нагрузка приемника неизменна. Собственно, это мы и увидели во время тестов, поэтому не удивляйтесь указанию не значений, а диапазонов.

BS должна контролировать температуру своей поверхности взаимодействия. При этом не должно быть нагрева более чем на 12 градусов в течение часа при работе с референсным тестовым приемником, а рекомендованным является нагрев в пределах 5 градусов. И это вполне можно измерять.

Для BS расширенного профиля (до 15 Вт) рекомендуется сетевой адаптер с мощностью не менее 20 Вт, базового профиля (до 5 Вт) — 7,5 Вт. Такие адаптеры у нас имеются.

Хорошо бы узнать и КПД конкретной системы Qi. Спецификация определяет его точно так, как следует из обычной логики: отношение мощностей — передаваемой в подключенную к выходу приемника нагрузку к потребляемой передатчиком от внешнего источника. Для базового профиля КПД может быть не менее 25—65 процентов, для расширенного — не менее 25—75 процентов; столь широкий разброс определяется использованием различных референсных приемников, описание которых содержится в доступной только членам консорциума части спецификации, посвященной тестированию.

Удалось найти информацию, что при тестировании в соответствии с требованиями WPC используется система на основе устройства Micropross MP500 TLC3 с «обвеской», включающей, в частности, набор соответствующих спецификации Qi референсных приемников и передатчиков. Это профессиональный прибор с ценой, недоступной частным исследователям и небольшим независимым лабораториям (мы нашли предложение за более чем $16500, причем о комплектации было сказано лишь «с аксессуарами для бесконтактных устройств»), но главное: его возможности явно избыточны, если нужно всего лишь оценить возможности того или иного беспроводного ЗУ.

Поэтому многочисленные тесты беспроводных зарядок, размещенные в интернете (да и в блогах нашего сайта), в основном сводятся к опробованию с каким-то конкретным гаджетом; авторы либо просто засекают время, либо пользуются какими-то приложениями. Нередко применяют USB-тестеры для замера тока, потребляемого ЗУ от сетевого адаптера в процессе взаимодействия с этим гаджетом.

Реже используют специализированные Qi-тестеры, сконструированные китайскими умельцами и предлагаемые по доступной цене. Их нам известно совсем немного; один простенький: в нем имеется приемник, в качестве нагрузки которого используется набор из нескольких резисторов с определенными номиналами, которые можно коммутировать, а также цепи измерения тока и напряжения с индикаторами.

Мы будем использовать более совершенное устройство Atorch Q7-UTL (далее в тексте «измеритель»), содержащее приемник Qi, плавно регулируемую в широких пределах нагрузку, измерительные цепи, ЖК-индикатор и интерфейсы связи с компьютером или мобильным устройством. Возможно питание измерительного-интерфейсного блока от внешнего источника через разъем Micro-USB, чтобы исключить влияние потребляемой им мощности на замеры.

Atorch Q7-UTL не «горячая» новинка, устройство доступно уже года полтора, но с момента его появления чего-то более совершенного пока не предложено. Правда, конструкция не осталась неизменной: на большинстве встречающихся фотографий катушка приемника Qi находится на верхней стороне нижней платы устройства, то есть получается неустраняемый зазор примерно в 3 мм с поверхностью взаимодействия, а в нашей модификации катушка расположена на нижней стороне той же платы, и зазор минимален — за счет разницы в толщине катушки и имеющихся снизу ножек-наклеек он все же есть, но очень маленький, примерно 0,1-0,2 мм. А увеличить зазор, чтобы оценить его влияние, можно очень легко.

Сама катушка имеет размеры и конструкцию, промежуточные между приведенными в спецификации Qi примерами вторичных катушек, рассчитанных на мощности до 12 и 15 Вт. Поэтому оценить ее предел можно в 13-13,5 Вт (далее будет видно, что большей мощности мы и не получили).

Конструкция uBear Stream

Зарядное устройство имеет корпус из алюминия, в котором расположены катушка, плата с электронными компонентами и внешним разъемом, а также световод для индикатора.

Обзор беспроводного зарядного устройства uBear Stream Wireless Charger 10W16

Монтаж на плате аккуратный, следов неотмытого флюса нет. На ней расположены две микросхемы.

Первая — WE9117, Qi-совместимый контроллер для беспроводных зарядных устройств. Полный datasheet на него найти не удалось, а доступное краткое описание говорит, что он содержит цепи коммуникации (очевидно, с приемником MD) и управления (в том числе передаваемой мощностью), обеспечивает взаимодействие с адаптерами Quick Charge и распознавание посторонних предметов (FOD). Отмечается, что он совместим с катушкой передатчика типоразмера А11 по спецификации Qi.

Обзор беспроводного зарядного устройства uBear Stream Wireless Charger 10W17

Мы уточнили конструктив для А11: кольцо с внешним диаметром 44 мм и внутренним 20,5 мм, толщина 2,1 мм, может содержать 1 или 2 слоя по 10 витков провода.

Имеющаяся в uBear Stream катушка кольцевая, внешний диаметр 42,5 мм, внутренний 20,5 мм, имеет один слой из 10 витков провода, что очень близко к А11. Она закреплена на плоском ферритовом экране в форме круга диаметром 50 мм с центрирующим отверстием. Зазор с поверхностью взаимодействия 1,7-1,8 мм.

Обзор беспроводного зарядного устройства uBear Stream Wireless Charger 10W18

Подачу энергии в катушку обеспечивает второй чип PN7724, также предназначенный для работы в беспроводных зарядных устройствах с выходной мощностью до 10 Вт и содержащий четыре МОП-транзистора, на которых можно реализовать мостовой инвертор. Он способен работать при напряжениях питания от 3 до 12 В (потому-то падение напряжения для длинном комплектном кабеле uBear Stream и не играет особой роли) в диапазоне частот до 500 кГц.

Микросхемы обеспечивают и различные виды защиты, в том числе от перегрева.

Тестирование uBear Stream

Foreign Object Detection

Начнем с самого простого — проверки функции распознавания посторонних предметов.

Размещение на интерфейсной поверхности BS монет, ключей, скрепок и иных металлических предметов не приводит к изменению потребляемого от сетевого адаптера тока (во всяком случае, на сколь-нибудь заметный период времени), сами предметы не нагреваются.

Таким образом, FOD в данной модели работает как положено.

Мощность и КПД

Теперь самое важное — какую мощность может передавать uBear Stream (конечно, с точностью до возможностей приемника нашего измерителя) и какова эффективность (или КПД) при этом.

Но сначала сделаем замер на холостом ходу: при подключении к адаптеру с поддержкой QC или без нее потребляемый ток не превышает 10 мА.

Если установлен измеритель (точно по центру) с внешним питанием и отключенной нагрузкой, максимальное потребление BS составит 200 мА в режиме QC 9 В (именно он включается по умолчанию, если адаптер его поддерживает) и 240 мА в 5-вольтовом режиме.

Первую серию замеров делаем для расширенного профиля (питание 9 В, QC), результаты приведены в таблице (первые три строки скорее соответствуют базовому профилю, если ориентироваться на мощность):

Нагрузка приемника (показания измерителя) BS, потребление от сетевого адаптера КПД BS
Ток, мА Напряжение, В Мощность, Вт Ток, мА Мощность, Вт
100 8,9-9,0 0,9 0,18-0,19 1,6-1,7 55%
250 8,8-8,9 2,2-2,3 0,36-0,37 3,3-3,4 67%
500 8,8-8,9 4,3-4,4 0,65-0,67 6,1-6,3 70%
750 8,7-8,8 6,5-6,6 1,02-1,05 9,3-9,6 70%
1000 8,6-8,7 8,6-8,8 1,35-1,41 12,2-12,8 70%
1250 8,6-8,7 10,7-10,9 1,70-1,75 15,5-15,9 69%
1500 8,5-8,6 12,8-13,0 1,99-2,02 18,1-18,3 71%
1525 8,5-8,6 13,0-13,1 2,05-2,08 18,6-18,9 70%
1530-1540 отключение передачи энергии

Для КПД мы все же привели усредненные значения, чтобы и тут с диапазонами не путаться.

Получается вполне понятная картина: в сравнении с малыми нагрузками вклад потерь в преобразователях существенный, а потому КПД меньше. По мере увеличения нагрузки КПД растет, достигает вполне приличного значения 70% и остается на этом уровне до максимальной нагрузки в 13 Вт.

Тесты с токами 1500 и 1525 мА продолжались не менее 10 минут каждый, никаких негативных эффектов не наблюдалось.

Теперь сравним с параметрами ЗУ: 13 ватт (и даже чуть более) — это заметно больше, чем обозначенный на корпусе uBear Stream предел в 10 Вт. Причем не исключено, что сама зарядка способна передавать и еще больше, а отключение произошло по вине измерителя, см. приведенную выше оценку «способностей» катушки его приемника в 13-13,5 Вт.

То же для базового профиля (5 В):

Нагрузка приемника (показания измерителя) BS, потребление от сетевого адаптера КПД BS
Ток, мА Напряжение, В Мощность, Вт Ток, мА Мощность, Вт
100 5,0-5,1 0,5 0,24-0,25 1,25-1,3 39%
250 5,0-5,1 1,2-1,3 0,43-0,44 2,2-2,25 56%
500 4,9-5,0 2,4-2,5 0,62-0,64 3,2-3,3 75%
750 4,8-4,9 3,6-3,7 0,93-0,94 4,8-4,9 75%
1000 4,8-4,9 4,8-4,9 1,28-1,29 6,6-6,7 73%
1250 4,75-4,8 5,9-6,0 1,65-1,68 8,5-8,7 69%
1300 4,7-4,75 6,1-6,2 1,99-2,02 8,9-9,1 68%

При дальнейшем увеличении тока нагрузки (на 25-30 мА) напряжение на ней сначала резко падает до 2-3 В, ток нагрузки соответственно тоже уменьшается; если ничего не менять, такое состояние может длиться долго, а если попытаться еще увеличить нагрузку, происходит отключение.

Распределение значений КПД примерно такое же, что и в случае с расширенным профилем, разве что при малых нагрузках КПД получается поменьше, но максимум все же чуть выше — 73-75 вместо 70-71 процентов.

Предел отдаваемой в нагрузку мощности получился больше декларируемых спецификацией Qi для базового профиля пяти ватт (возможно, попросту происходит переключение к расширенному профилю), но все же меньше, чем мы вычислили из значений напряжения и тока в описании uBear Stream: чуть более 6 ватт вместо 7,5.

Но все это чисто лабораторные исследования, а что получится на практике при использовании данного ЗУ? Переходим к конкретному примеру.

Работа с реальным гаджетом

Модель смартфона, который использовался при тестировании, мы не указываем: он достался нам на время, и почти наверняка другие беспроводные ЗУ придется опробовать с иными гаджетами. Скажем лишь, что какого-либо чехла не было.

Контролировались токи: на входе BS (с помощью USB-тестера) и заряда аккумулятора MD (с помощью приложения Ampere для Android).

График потребляемого ЗУ тока в процессе заряда гаджета снят в следующих условиях: напряжение питания BS — 9 В (режим QC), точно по центру уложен смартфон с батареей 3330 мА·ч, разряженной почти полностью (остаток 2%-3%), без SIM-карты и с отключенными интерфейсами связи (Wi-Fi, Bluetooth и т. д.), экран постоянно включен со средней яркостью и запущено приложение Ampere для контроля процесса заряда. USB-тестер подключен на выходе сетевого адаптера, далее с помощью штатного кабеля подключается ЗУ uBear.

Некоторые кратковременные изменения в потреблении вызваны манипуляциями со смартфоном — снимались скриншоты и т. п. Однако подавляющее большинство колебаний (а они происходили постоянно, см. график) вызваны внутренними причинами.

Обзор беспроводного зарядного устройства uBear Stream Wireless Charger 10W19

Приложение Ampere показывает ток заряда (или разряда) аккумулятора смартфона и напряжение на нем, причем оценочно и с усреднением. Надо добавлять и потребление самого гаджета, а также учесть отличный от 100% КПД зарядного устройства Qi, поэтому напрямую сравнивать токи (или мощности, умножив ток на соответствующее напряжение) на графике и на скриншотах нельзя. Да и температуры соответствуют показаниям датчика, расположенного внутри смартфона.

Обзор беспроводного зарядного устройства uBear Stream Wireless Charger 10W20
Обзор беспроводного зарядного устройства uBear Stream Wireless Charger 10W21
Обзор беспроводного зарядного устройства uBear Stream Wireless Charger 10W22

Эти температуры во время заряда не превышали 40 °C.

Время заряда составило 4 часа 28 минут. А что было бы при проводном подключении?

Использованный для тестирования смартфон не поддерживает технологию QC (но работает с PD), и мы для сравнения сняли график заряда с теми же его настройками в обычном 5-вольтовом режиме, подключившись к сетевому адаптеру кабелем из комплекта ЗУ uBear.

Обзор беспроводного зарядного устройства uBear Stream Wireless Charger 10W23

Если с беспроводным подключением заряд длился 4 часа 28 минут, то с проводным 3 часа 23 минуты — разница ощутимая, практически на треть, но все же не критически огромная. Правда, при использовании сетевого адаптера с поддержкой Power Delivery она была бы более существенной.

Подчеркнем: замеры соответствуют определенному состоянию смартфона. Если же, например, его экран бо́льшую часть времени будет отключен (включается лишь изредка и на короткое время, чтобы контролировать процесс), то можно уложиться и в более короткое время.

При этом отображаемые в Ampere температуры были заметно ниже: аккумулятор, конечно, при заряде нагревался, но в данном случае отсутствовал подогрев со стороны BS. Ниже приведены скриншоты с максимальными значениями:

Обзор беспроводного зарядного устройства uBear Stream Wireless Charger 10W24
Обзор беспроводного зарядного устройства uBear Stream Wireless Charger 10W25
Обзор беспроводного зарядного устройства uBear Stream Wireless Charger 10W26

Если посмотреть документацию на литий-ионные аккумуляторы, то рекомендованный их производителями максимум рабочих температур при заряде — 45-50 °C (мы наблюдали в пределах 40 °C), а при разряде — и вовсе 55-60 °C (показания датчика в процессе работы от батареи могут достигать 44 и чуть более градусов).

Обзор беспроводного зарядного устройства uBear Stream Wireless Charger 10W27
Обзор беспроводного зарядного устройства uBear Stream Wireless Charger 10W28
Обзор беспроводного зарядного устройства uBear Stream Wireless Charger 10W29

Мы выяснили, что беспроводной заряд с помощью ЗУ Stream длится дольше, чем проводной. Сам этот факт вполне предсказуем, а вот разница на 32%-33% — это много, мало или нормально?

Сделаем еще один замер времени заряда того же смартфона в том же состоянии, но от другого беспроводного ЗУ с близкими параметрами, предлагаемого одним из ведущих мировых производителей электроники по более высокой средней цене. Подключаем его собственным кабелем к тому же сетевому адаптеру; процесс также происходит с расширенным профилем.

Обзор беспроводного зарядного устройства uBear Stream Wireless Charger 10W30

Графики получились очень похожими. Максимальный ток немного больше, но нагрев (по показаниям Ampere) при этом получается чуть меньше — это, скорее всего, объясняется меньшей, чем в случае с uBear, площадью соприкосновения смартфона и данного ЗУ, то есть условия для охлаждения лучше.

Обзор беспроводного зарядного устройства uBear Stream Wireless Charger 10W31
Обзор беспроводного зарядного устройства uBear Stream Wireless Charger 10W32
Обзор беспроводного зарядного устройства uBear Stream Wireless Charger 10W33

Заряд длился 4 часа 16 минут — всего на 12 минут или 4-5 процентов меньше, чем в случае с uBear Stream. Столь незначительная разница вполне может объясняться случайными причинами: например, невозможно установить совершенно одинаковый остаток энергии в батарее смартфона на момент начала заряда.

Подключаем осциллограф

Осциллограф мы подключили непосредственно к контактам катушки приемника измерителя, благо они доступны. На всех приведенных ниже осциллограммах цена деления 5 В по вертикали и 10 мкс по горизонтали.

Начнем со случая, когда BS работает в 9-вольтовом режиме, то есть с расширенным профилем. Катушки BS и измерителя соосны.

В отсутствие нагрузки (точнее, небольшой ток потребляют цепи самого нашего измерителя — внешнее питание для него в данном случае не использовалось) получаем следующее:

Обзор беспроводного зарядного устройства uBear Stream Wireless Charger 10W34
Частота около 150 кГц, размах 26-27 В

К сожалению, TRMS-вольтметра, способного работать на таких частотах, у нас нет, поэтому придется оперировать не значениями напряжений, а лишь оценками.

Что получается при увеличении нагрузки:

Обзор беспроводного зарядного устройства uBear Stream Wireless Charger 10W35
Нагрузка: 5,5 Вт
Обзор беспроводного зарядного устройства uBear Stream Wireless Charger 10W36
10 Вт
Обзор беспроводного зарядного устройства uBear Stream Wireless Charger 10W37
13 Вт

По сравнению со случаем без нагрузки при 5,5 Вт частота уменьшилась до 100 кГц, размах остался практически таким же, но существенно изменилась форма импульсов. При 10 Вт частота приблизилась к 175 кГц, размах изменился незначительно, но форма снова иная; при увеличении до 13 Вт частота и форма почти не менялись, но размах превысил 30 В.

Делаем выводы: все частоты лежат в декларированном спецификацией Qi диапазоне, а вот резонанс нашей системы получился ближе не к нижнему его концу, а скорее к верхнему — при уменьшении нагрузки частота понижается. Что же, подобное не запрещено.

Теперь базовый профиль. Вот что получаем с нагрузкой 5 Вт:

Обзор беспроводного зарядного устройства uBear Stream Wireless Charger 10W38
Частота около 160 кГц, размах 19-20 В

А что будет, если немного смещать измеритель? Пробуем при нагрузке 3 Вт сдвинуть его в сторону на 5-6 мм — показания ЖК-индикатора при этом не меняются сколь-нибудь заметно, да и осциллограммы очень похожи, разве что размах немного уменьшился.

Обзор беспроводного зарядного устройства uBear Stream Wireless Charger 10W39
Катушки соосные
Обзор беспроводного зарядного устройства uBear Stream Wireless Charger 10W40
Катушки со сдвигом 5-6 мм

Если сдвинуть еще на 1-2 мм, то связь прерывается. Напомним: спецификация Qi говорит о безопасном сдвиге до 6-6,5 мм, и это в нашем случае выдерживается — не больше, но и не меньше.

Теперь сдвиг по вертикали: возвращаем соосное положение и подкладываем тонкие пластины из диэлектрика. В таблице параметров uBear Stream есть строчка «Дальность передачи зарядки (Transmission Distance): до 11 мм»; вот и посмотрим, насколько это справедливо.

Конечно, дистанция в 11 и даже в 8-10 мм оказалась чрезмерной: хотя в катушке приемника присутствовал сигнал с размахом 7-9 В, связь с BS не устанавливалась. То же наблюдалось и при уменьшении до 5 мм, при 4,0-4,5 мм появились лишь попытки установить взаимодействие, которые заканчивались неудачей. Нормальный «контакт» начался примерно с 3,5 мм, вот осциллограмма с нагрузкой 3 Вт:

Обзор беспроводного зарядного устройства uBear Stream Wireless Charger 10W41
Катушки соосные, дистанция по вертикали 3,3-3,4 мм

Поскольку в данном случае вторичная катушка фактически является поверхностью взаимодействия измерителя, а у реального гаджета может быть расстояние до 2,5 мм, то остается не более миллиметра — собственно, примерно такую толщину имеет тыльная сторона большинства чехлов для смартфонов.

Конечно, все будет зависеть от конструкции конкретного гаджета, ведь упомянутые 2,5 мм — это предел, а может быть и меньше, да и катушка в нем наверняка будет иная (правда, не факт, что более эффективная, чем в нашем измерителе). К сожалению, узнать это не получится без опробования с надетым чехлом и на данной BS, про вскрытие корпуса смартфона «для посмотреть и померить» вообще не говорим.

Тепловой режим

В тестах с измерителем, результаты которых попали в приведенные выше таблицы, нагрев был от едва ощутимого до слабого, в пределах 7-8 градусов относительно исходной температуры. Но длительность тестирования при этом была не слишком продолжительной.

Поэтому включили измеритель в 9-вольтовом режиме и с нагрузкой 1,53 А (13,1-13,2 Вт, то есть предельной) на час. Нагрев при этом также нельзя назвать существенным — на 10-11 градусов, вполне в рамках спецификации Qi.

Но тут надо отметить: конструкция использованного измерителя существенно отличается от реального смартфона или планшета, поэтому результат в значительной степени «умозрительный», его будем использовать для сравнения при тестировании других беспроводных ЗУ.

Сделали замер и с тестовым смартфоном, заряжая его от почти разряженного состояния (остаток заряда 4%-5%) в течение часа, затем сняли гаджет и измерили температуру поверхности BS. Нагрев относительно исходного состояния составил 15-16 градусов — больше тех 12, которые допускает спецификация Qi, но надо учитывать дополнительный подогрев от самого смартфона.

Поверхность быстро остывает — на снимке, сделанном тепловой камерой через несколько минут, разница температур уже уменьшилась.

Обзор беспроводного зарядного устройства uBear Stream Wireless Charger 10W42

Отметим положительное влияние алюминиевого корпуса, который хорошо отводит тепло: градиент температуры в пределах BS вполне умеренный.

Проверка комплектного кабеля

При виде столь длинного кабеля и с учетом не самых малых потребляемых токов возникают сомнения: не будет ли слишком большим падение напряжения на нем?

Как утверждалось выше, с точки зрения самого ЗУ подобное особого значения иметь не должно, и это проверено на практике: если взять существенно более короткий кабель с меньшим сопротивлением, то потребляемый от сетевого адаптера ток будет всего-то на 5-8 процентов меньше (не надо будет компенсировать потери на длинном штатном кабеле uBear), что можно заметить на начальном этапе заряда, когда ток максимальный.

Но у владельца обязательно возникнет соблазн использовать кабель для подключения не только ЗУ, но и каких-то гаджетов, и тут возможны не самые веселые варианты.

Поэтому мы оценили сопротивление кабеля, используя тестер DTU-1705L, имеющий входы Micro-USB и Type-C.

Для кабеля с разъемом Micro-USB замер показал 0,29 Ом, для Type-C — 0,25 Ом (небольшая разница понятна: разъемы Type-C рассчитаны на бо́льшие токи, и сопротивление их контактов меньше). Таким образом, если подходить с позиции требований спецификации USB, допускающей отклонения от 5 В лишь в пределах 5 процентов, то есть в минимуме до 4,75 вольт, оба эти кабеля рассчитаны на токи до 1 А (чуть больше или чуть меньше, в зависимости от выходного напряжения сетевого адаптера при таком токе).

Тем не менее, в минус это ставить не будем: во-первых, это не самые грустные показатели для кабелей сравнимой длины, во-вторых — в режимах Quick Charge с напряжениями выше 5 вольт указанное в предыдущем абзаце требование уже не действует. Наконец, кабели предназначены для работы именно с ЗУ Stream (хотя иные варианты использования прямо не запрещаются инструкцией). К тому же наш тестовый смартфон нормально заряжался при использовании данного кабеля, но тут надо заметить: потребление гаджета было не самым большим из возможных, а на выходе использованного сетевого адаптера при таких токах напряжение было немного больше 5 вольт.

Итог

Беспроводное зарядное устройство uBear Stream имеет продуманный и симпатичный дизайн, прочный алюминиевый корпус, а качество изготовления иначе как хорошим назвать трудно.

Комплектный кабель также качественный. Его большая длина, с одной стороны, исключает очень уж «тесную» привязку к розетке, а с другой — накладывает ограничения на потребляемые токи при проводном подключении различных гаджетов с помощью этого кабеля.

Результаты наших тестов подтверждают заявленные параметры (во всяком случае, те из них, что поддаются интерпретации с точки зрения физики), а порой и превосходят их. Эффективность (КПД) высокая, нагрев поверхности умеренный даже при максимальной передаваемой мощности.

Показанное время заряда аккумулятора тестового смартфона ожидаемо получилось заметно больше, чем при проводном подключении в тех же условиях, однако в сравнении с аналогичным ЗУ, более дорогим и весьма именитого производителя, данная модель uBear показала себя вполне достойно: разница во времени при равных условиях заряда оказалась крайне незначительной.

от admin

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.