Ładowarka bezprzewodowa (OEM zgodna z Qi2 / MagSafe)

Qi2 vs Qi 1.x vs profile własne: co różnica protokołu oznacza dla Twojego produktu

Qi2, wydany przez Wireless Power Consortium w 2023 r., wprowadza Magnetic Power Profile (MPP) — fizyczny pierścień wyrównujący, który zapewnia wyśrodkowanie cewki nadajnika i cewki odbiornika w granicach ±1mm. Dla kupującego ma to znaczenie na dwa sposoby: dostarczanie mocy jest przewidywalnie 15W bez narzutu negocjacji, a współczynnik sprzężenia cewka-do-cewki jest na tyle wysoki, że obniżenie termiczne przy pułapie 15W jest rzadkie w normalnych warunkach użytkowania. Qi 1.x EPP (Extended Power Profile) może również dostarczyć 10–15W, ale tylko przez własny handshake uwierzytelniania — ładowarka Samsung dostarczająca 15W do telefonu Samsung to EPP z prywatnym profilem, a nie standard, który ktokolwiek inny może zaimplementować bez umowy licencyjnej.

Jeśli Twoim rynkiem docelowym jest iPhone 15 i nowsze, Qi2 to właściwy cel. Apple wymaga geometrii cewki MPP (44mm zewnętrzne, z magnetycznym pierścieniem wyrównującym przy średnicy okręgu podziałowego 51,6mm) i przekazuje 15W tylko do urządzeń, które prezentują ważny handshake MPP. Ładowarka Qi 1.x naładuje iPhone’a 15 przy 7,5W — ale jeśli Twój produkt jest sprzedawany jako „szybka ładowarka bezprzewodowa”, ten pułap 7,5W wygeneruje negatywne recenzje.

Dla produktów wyłącznie na Androida lub na rynek mieszany Qi 1.x EPP przy 10W pokrywa większość adresowalnego rynku. Własne profile 15W (Xiaomi, OPPO, Huawei, Samsung) wymagają licencjonowania chipsetu lub modułów white-label z zatwierdzonego łańcucha dostaw OEM — chińskie fabryki mogą je dostarczyć, ale tylko dla konkretnych ekosystemów marek, a nie jako uniwersalną ładowarkę szybkiego ładowania.

Praktyczna decyzja OEM: specyfikuj Qi2 dla produktów na rynek Apple, Qi 1.x EPP + Samsung EPP dla produktów głównie na Androida, i uzyskaj jednoznaczne potwierdzenie od fabryki, które profile obsługuje ich układ kontrolera. Częste są układy Integrated Device Technology (IDT), Renesas i NuVolta; zweryfikuj konkretny numer katalogowy i jego certyfikowaną listę profili przed produkcją.

FCC Part 15 / Part 18 i CE RED: ścieżka certyfikacji i co fabryka zwykle posiada

Ładowarki bezprzewodowe emitują zamierzoną energię RF w paśmie 100–205 kHz (częstotliwość robocza Qi). To umieszcza je pod FCC Part 18 (sprzęt przemysłowy, naukowy i medyczny — niezamierzone i zamierzone źródła promieniowania) i unijną Dyrektywą o Urządzeniach Radiowych (RED) dla rynków europejskich. Ścieżka certyfikacji nie jest identyczna z prostym testem EMC.

Wymagania FCC. Part 18 wymaga testu emisji przewodzonych i promieniowanych w akredytowanym laboratorium (A2LA lub NVLAP). Test weryfikuje, że emisje poza pasmem roboczym Qi są zgodne z limitami Part 18. Dodatkowo Part 15 Subpart B dotyczy układów cyfrowych wewnątrz ładowarki. Wiele chińskich fabryk posiada FCC ID na swoim projekcie referencyjnym — jeśli robisz markę własną bez zmian sprzętowych (tylko inna obudowa), istniejące zezwolenie FCC fabryki może być przenoszalne przez zmianę dopuszczalną klasy II, która kosztuje $500–1500 i zajmuje 4–8 tygodni. Jeśli zmienisz geometrię cewki, układ mocy lub firmware, wymagany jest nowy wniosek o zezwolenie ($3000–6000, 8–12 tygodni w niezależnym laboratorium).

CE RED i SAR. RED wymaga zarówno testowania EMC (ETSI EN 301 489-3), jak i wydajności radiowej. Ładowarki Qi wymagają też oceny wobec limitów SAR (Specific Absorption Rate) w EN 62311 — nie dlatego, że użytkownicy trzymają ładowarkę przy ciele, ale ponieważ regulacja dotyczy każdego urządzenia z zamierzonymi emisjami RF poniżej 6 GHz. Test jest prosty dla płaskiej ładowarki, ale laboratorium musi go przeprowadzić, a fabryka musi dostarczyć Deklarację Zgodności odnoszącą się do konkretnych raportów testów. Jeśli fabryka dostarcza tylko znak CE na urządzeniu bez identyfikowalnego DoC i zestawu raportów testów, ten znak CE nie ma podstaw regulacyjnych.

Nasza usługa inspekcji obejmuje przegląd pakietu dokumentacji certyfikacyjnej — raportów testów, DoC, listu zezwolenia FCC — przed wysyłką. Znak CE nadrukowany na pudełku nie jest zgodnością; to leżąca u podstaw dokumentacja ma znaczenie na cle.

Jakość nawijania cewki i zarządzanie termiczne: gdzie straty sprawności stają się problemem produktu

Ładowarka bezprzewodowa ze słabym nawijaniem cewki lub nieodpowiednim projektem termicznym będzie ładować telefony wolno i nagrzewać się. Oba są mierzalne w fabryce przed zobowiązaniem do produkcji. Kluczowe parametry do określenia i weryfikacji:

Rezystancja DC cewki (DCR). Rezystancja miedzi cewki nadajnika to główny czynnik strat I²R w samej cewce. Dobrze nawinięta cewka nadajnika Qi2 44mm w drucie licowym powinna mierzyć 300–500mΩ DCR w temperaturze pokojowej. Cewki nawinięte z niewystarczającą liczbą żył lub gorszą czystością miedzi mierzą 600–900mΩ — bezpośrednio dodając 15–25% więcej generowanego ciepła przy obciążeniu 15W. Poproś o pomiar DCR cewki z zapisów wejściowej kontroli jakości fabryki.

Grubość i klasa ekranu ferrytowego. Warstwa ferrytu pod cewką przekierowuje strumień magnetyczny z dala od PCB urządzenia i zespołu portu USB-C. Ferryt o zaniżonej grubości (mniej niż 0,5mm w projektach budżetowych) powoduje straty prądów wirowych w pobliskim metalu i degraduje sprawność. Dla ładowarki Qi2 15W ekran ferrytowy powinien być klasy NiZn lub MnZn o przenikalności 100–300 przy 100kHz. To specyfikacja materiałowa, którą fabryka powinna móc potwierdzić ze swojego BOM.

Projekt ścieżki termicznej. Przy 15W wejścia i 87% sprawności ładowarka rozprasza wewnętrznie około 2W. Ładowarka bez interfejsu termicznego między zespołem cewki a zewnętrzną obudową rozwinie gorący punkt na powierzchni ładowania przekraczający 45°C pod ciągłym obciążeniem — powyżej specyfikacji temperatury powierzchni Qi2 i odczuwalnie ciepły dla dłoni użytkownika. Odpowiednie projekty używają padu przewodzącego ciepło (1–3 W/m·K) między zespołem cewki a dolną skorupą, który działa jako pasywny rozpraszacz ciepła. Niektóre projekty dodają małą aluminiową płytę podstawy. Zweryfikuj to na rysunku przekroju konstrukcyjnego przed zatwierdzeniem oprzyrządowania.

Obniżenie mocy oparte na temperaturze. Jakościowe układy kontrolerów implementują foldback termiczny: jeśli termistor NTC w pobliżu cewki przekroczy 60°C, moc wyjściowa schodzi do 5W. Chroni to urządzenie, ale pojawi się jako „wolne ładowanie” dla użytkowników w ciepłych środowiskach. Potwierdź próg obniżenia i umiejscowienie NTC z inżynierem sprzętowym fabryki, nie tylko z kontaktem sprzedażowym. Nasza usługa sourcingowa może ułatwić bezpośrednią komunikację techniczną z zespołem inżynieryjnym fabryki podczas fazy przedprodukcyjnej.

Zakres dostosowania OEM: co można zmienić bez nowej certyfikacji

Zakres dostosowania dostępny dla ładowarki bezprzewodowej znacznie się różni w zależności od tego, czy używasz certyfikowanego projektu referencyjnego fabryki, czy zaczynasz od czystego BOM. Zrozumienie granicy zapobiega kosztownym niespodziankom po inwestycji w oprzyrządowanie.

Obudowa i materiał powierzchni — niskie ryzyko. Zmiana koloru zewnętrznej skorupy, dodanie logo, przejście z ABS na PC/ABS lub dodanie tkaninowego owinięcia powierzchni nie wpływa na wydajność RF i nie wymaga ponownego testowania w większości ram certyfikacyjnych. Wymaga to zgłoszenia zmiany dopuszczalnej klasy II do FCC, jeśli FCC ID jest zachowywane, co jest proste. Aluminiowe górne pierścienie wymagają większej ostrożności: zamknięty metaliczny pierścień wokół cewki może wpłynąć na sprzężenie i może wymagać ponownej oceny EMC.

Średnica cewki — umiarkowane ryzyko. Zmiana cewki z 44mm na 60mm (dla ładowarek biurkowych lub wielourządzeniowych) zmienia charakterystykę anteny i wymaga nowego testowania RF i sprawności. Fabryka powinna mieć dane walidacyjne dla typowych rozmiarów cewek; potwierdź przed zobowiązaniem do oprzyrządowania.

Dodatki profilu dostarczania mocy — wysokie ryzyko. Dodanie własnego profilu szybkiego ładowania (np. 15W Samsung EPP lub 50W Xiaomi wireless) wymaga zmian chipsetu i nowej certyfikacji. To nie jest drobna modyfikacja. Zaplanuj budżet na pełną re-certyfikację ($5000–12 000 w zależności od rynków i zaangażowanych profili).

Zmiany kabla i złącza — niskie ryzyko. Przejście z USB-C na projekt ze stałym kablem z wtyczką USB-A lub zmiana długości kabla nie wymaga ponownego testowania RF. Może wpłynąć na ocenę CE LVD, jeśli napięcie wejściowe się zmieni, ale modyfikacje kabla w ramach tej samej specyfikacji wejścia są zwykle objęte zaktualizowaną Deklaracją Zgodności.

Dla kupujących pozyskujących z fabryk elektroniki użytkowej w rejonie Shenzhen najszybszą ścieżką do certyfikowanej ładowarki bezprzewodowej marki własnej jest wybranie fabryki z istniejącym projektem referencyjnym Qi2, naniesienie własnego brandingu na obudowę i wykonanie zmiany dopuszczalnej klasy II na zgłoszeniu FCC. Całkowity harmonogram od wyboru fabryki do certyfikowanych sztuk produkcyjnych: 10–16 tygodni. Rozpoczęcie od nowego projektu dodaje 12–20 tygodni. Zobacz nasz przewodnik po sourcingu elektroniki z Chin dla szerszego przeglądu harmonogramu od próbki do produkcji w kategoriach elektroniki.