Wireless-Charger-Pad (Qi2 / MagSafe-kompatibel OEM)

Qi2 vs. Qi 1.x vs. proprietäre Profile: Was der Protokollunterschied für Ihr Produkt bedeutet

Qi2, 2023 vom Wireless Power Consortium veröffentlicht, führt das Magnetic Power Profile (MPP) ein — einen physischen Ausrichtungsring, der sicherstellt, dass Sender- und Empfängerspule innerhalb von ±1mm zentriert sind. Für den Käufer zählt das auf zwei Arten: Die Leistungsabgabe beträgt vorhersehbar 15W ohne Aushandlungs-Overhead, und der Spule-zu-Spule-Kopplungsfaktor ist hoch genug, dass thermisches Derating an der 15W-Obergrenze unter normalen Nutzungsbedingungen selten ist. Qi 1.x EPP (Extended Power Profile) kann ebenfalls 10–15W liefern, aber nur über einen proprietären Authentifizierungs-Handshake — ein Samsung-Ladegerät, das 15W an ein Samsung-Telefon liefert, ist EPP mit einem privaten Profil, kein Standard, den ein Dritter ohne Lizenzvereinbarung implementieren kann.

Ist Ihr Zielmarkt iPhone 15 und neuer, ist Qi2 das richtige Ziel. Apple verlangt MPP-Spulengeometrie (44mm außen, mit dem magnetischen Ausrichtungsring auf 51,6mm Teilkreisdurchmesser) und gibt 15W nur an Geräte ab, die einen gültigen MPP-Handshake vorweisen. Ein Qi-1.x-Pad lädt ein iPhone 15 mit 7,5W — doch wird Ihr Produkt als „Fast Wireless Charger” verkauft, erzeugt diese 7,5W-Obergrenze negative Bewertungen.

Für Android-only- oder Mischmarkt-Produkte deckt Qi 1.x EPP bei 10W den Großteil des adressierbaren Marktes ab. Die proprietären 15W-Profile (Xiaomi, OPPO, Huawei, Samsung) erfordern Chipsatz-Lizenzierung oder White-Label-Module aus der freigegebenen Lieferkette des OEM — chinesische Fabriken können diese liefern, aber nur für bestimmte Marken-Ökosysteme, nicht als universelles Schnelllade-Pad.

Die praktische OEM-Entscheidung: Spezifizieren Sie Qi2 für Apple-Marktprodukte, Qi 1.x EPP + Samsung EPP für Android-primäre Produkte, und holen Sie von der Fabrik eine explizite Bestätigung ein, welche Profile ihr Controller-IC unterstützt. Chips von Integrated Device Technology (IDT), Renesas und NuVolta sind verbreitet; verifizieren Sie die konkrete Teilenummer und ihre zertifizierte Profilliste vor der Produktion.

FCC Part 15 / Part 18 und CE RED: Zertifizierungsweg und was die Fabrik typischerweise hält

Wireless-Charging-Pads emittieren beabsichtigte HF-Energie im Band 100–205 kHz (Qi-Betriebsfrequenz). Das stellt sie unter FCC Part 18 (industrielle, wissenschaftliche und medizinische Geräte — unbeabsichtigte und beabsichtigte Strahler) und die CE-Funkanlagenrichtlinie (RED) für europäische Märkte. Der Zertifizierungsweg ist nicht identisch mit einem einfachen EMV-Test.

FCC-Anforderungen. Part 18 erfordert einen Test der leitungsgebundenen und abgestrahlten Emissionen in einem akkreditierten Labor (A2LA oder NVLAP). Der Test verifiziert, dass Emissionen außerhalb des Qi-Betriebsbands die Part-18-Grenzwerte einhalten. Zusätzlich gilt Part 15 Subpart B für die digitale Schaltung im Ladegerät. Viele chinesische Fabriken halten eine FCC-ID auf ihrem Referenzdesign — machen Sie Eigenmarke ohne Hardwareänderungen (nur anderes Gehäuse), kann die bestehende FCC-Grant der Fabrik per Class-II-Permissive-Change übertragbar sein, was $500–1.500 kostet und 4–8 Wochen dauert. Ändern Sie die Spulengeometrie, das Power-IC oder die Firmware, ist eine neue Grant-Anmeldung erforderlich ($3.000–6.000, 8–12 Wochen in einem unabhängigen Labor).

CE RED und SAR. RED erfordert sowohl EMV- (ETSI EN 301 489-3) als auch Funkleistungsprüfung. Qi-Pads erfordern zudem eine Bewertung gegen die SAR-Grenzwerte (Specific Absorption Rate) in EN 62311 — nicht weil Nutzer das Pad an den Körper halten, sondern weil die Regulierung für jedes Gerät mit beabsichtigten HF-Emissionen unter 6 GHz gilt. Der Test ist für ein flaches Pad unkompliziert, aber das Labor muss ihn durchführen, und die Fabrik muss eine Konformitätserklärung mit Verweis auf die konkreten Prüfberichte vorlegen. Liefert die Fabrik nur ein CE-Zeichen auf dem Gerät ohne nachverfolgbare DoC und Prüfberichtssatz, hat dieses CE-Zeichen keine regulatorische Geltung.

Unser Inspektionsservice umfasst die Prüfung des Zertifizierungs-Dokumentenpakets — Prüfberichte, DoC, FCC-Grant-Brief — vor dem Versand. Ein auf eine Schachtel gedrucktes CE-Zeichen ist keine Konformität; die zugrunde liegenden Unterlagen sind das, was am Zoll zählt.

Spulenwicklungsqualität und Thermomanagement: Wo Effizienzverluste zum Produktproblem werden

Ein Wireless-Charger-Pad mit schlechter Spulenwicklung oder unzureichendem Thermaldesign lädt Telefone langsam und wird heiß. Beides ist in der Fabrik vor dem Produktionsstart messbar. Die zentralen zu spezifizierenden und zu verifizierenden Parameter:

Spulen-Gleichstromwiderstand (DCR). Der Kupferwiderstand der Senderspule ist der Haupttreiber der I²R-Verluste in der Spule selbst. Eine gut gewickelte 44mm-Qi2-Senderspule aus Litzdraht sollte bei Raumtemperatur 300–500mΩ DCR messen. Spulen, die mit unzureichender Litzenzahl oder minderwertiger Kupferreinheit gewickelt sind, messen 600–900mΩ — was bei 15W Last direkt 15–25% mehr Wärmeentwicklung hinzufügt. Fordern Sie die DCR-Messung der Spule aus den Wareneingangs-Qualitätskontrollaufzeichnungen der Fabrik an.

Ferrit-Abschirmungsdicke und -güte. Die Ferritschicht unter der Spule lenkt den magnetischen Fluss vom Geräte-PCB und der USB-C-Port-Baugruppe weg. Zu dünner Ferrit (unter 0,5mm bei Budget-Designs) verursacht Wirbelstromverluste in nahem Metall und verschlechtert die Effizienz. Für ein Qi2-15W-Pad sollte die Ferritabschirmung NiZn- oder MnZn-Güte mit einer Permeabilität von 100–300 bei 100kHz haben. Dies ist eine Materialspezifikation, die die Fabrik aus ihrer Stückliste bestätigen können sollte.

Thermalpfad-Design. Bei 15W Eingang und 87% Effizienz verheizt das Pad intern etwa 2W. Ein Pad ohne Thermalschnittstelle zwischen Spulenbaugruppe und Außengehäuse entwickelt unter Dauerlast einen Hotspot an der Ladefläche über 45°C — über der Oberflächentemperaturspezifikation von Qi2 und für die Hand des Nutzers spürbar warm. Adäquate Designs verwenden ein wärmeleitfähiges Pad (1–3 W/m·K) zwischen Spulenbaugruppe und Unterschale, das als passiver Wärmeverteiler wirkt. Manche Designs fügen eine kleine Aluminium-Grundplatte hinzu. Verifizieren Sie dies in der strukturellen Querschnittszeichnung vor der Werkzeugfreigabe.

Temperaturbasiertes Leistungs-Derating. Hochwertige Controller-ICs implementieren ein Thermal-Foldback: Überschreitet ein NTC-Thermistor nahe der Spule 60°C, wird die Ausgangsleistung auf 5W gedrosselt. Das schützt das Gerät, erscheint Nutzern in warmen Umgebungen aber als „langsames Laden”. Bestätigen Sie die Derating-Schwelle und NTC-Platzierung mit dem Hardware-Ingenieur der Fabrik, nicht nur mit dem Vertriebskontakt. Unser Sourcing-Service kann während der Vorserienphase die direkte technische Kommunikation mit dem Engineering-Team der Fabrik vermitteln.

OEM-Anpassungsumfang: Was ohne neue Zertifizierung geändert werden kann

Der verfügbare Anpassungsumfang bei einem Wireless-Charger-Pad variiert erheblich, je nachdem, ob Sie das zertifizierte Referenzdesign der Fabrik nutzen oder von einer Stückliste auf der grünen Wiese starten. Die Grenze zu verstehen, verhindert teure Überraschungen nach der Werkzeuginvestition.

Gehäuse und Oberflächenmaterial — geringes Risiko. Die Außenschalenfarbe zu ändern, ein Logo hinzuzufügen, von ABS auf PC/ABS zu wechseln oder eine Stoffummantelung hinzuzufügen, beeinflusst die HF-Leistung nicht und erfordert unter den meisten Zertifizierungsrahmen keine erneute Prüfung. Es erfordert eine Class-II-Permissive-Change-Anmeldung bei der FCC, wenn die FCC-ID beibehalten wird, was unkompliziert ist. Aluminium-Oberringe erfordern mehr Vorsicht: Ein geschlossener metallischer Ring um die Spule kann die Kopplung beeinflussen und eine erneute EMV-Bewertung erfordern.

Spulendurchmesser — mittleres Risiko. Die Spule von 44mm auf 60mm zu ändern (für Desktop- oder Mehrgeräte-Pads) ändert die Antenneneigenschaften und erfordert neue HF- und Effizienzprüfungen. Die Fabrik sollte Validierungsdaten für gängige Spulengrößen haben; bestätigen Sie das vor der Werkzeugzusage.

Erweiterungen des Leistungsabgabeprofils — hohes Risiko. Ein proprietäres Schnellladeprofil hinzuzufügen (z. B. 15W Samsung EPP oder 50W Xiaomi Wireless) erfordert Chipsatzänderungen und eine neue Zertifizierung. Dies ist keine geringfügige Modifikation. Kalkulieren Sie eine vollständige Neuzertifizierung ($5.000–12.000 je nach beteiligten Märkten und Profilen).

Kabel- und Steckverbinderänderungen — geringes Risiko. Der Wechsel von USB-C zu einem Festkabel-Design mit USB-A-Stecker oder die Änderung der Kabellänge erfordert keine erneute HF-Prüfung. Es kann die CE-LVD-Bewertung beeinflussen, wenn sich die Eingangsspannung ändert, aber Kabelmodifikationen innerhalb derselben Eingangsspezifikation sind typischerweise durch eine aktualisierte Konformitätserklärung abgedeckt.

Für Käufer, die von Consumer-Electronics-Fabriken im Raum Shenzhen beschaffen, ist der schnellste Weg zu einem zertifizierten Eigenmarken-Wireless-Pad, eine Fabrik mit einem bestehenden Qi2-Referenzdesign zu wählen, Ihr Branding auf das Gehäuse aufzubringen und eine Class-II-Permissive-Change an der FCC-Anmeldung vorzunehmen. Gesamtzeitplan von der Fabrikauswahl bis zu zertifizierten Produktionseinheiten: 10–16 Wochen. Von einem neuen Design zu starten, fügt 12–20 Wochen hinzu. Siehe unseren Leitfaden zum Sourcing von Elektronik aus China für einen breiteren Überblick über den Muster-zu-Produktion-Zeitplan über Elektronikkategorien hinweg.