För fyra år sedan formades konsortiet Wireless Power – WPC – av bland annat ST Ericsson, Samsung, Texas Instruments, Philips, Duracell och Sanyo. De gick samman för att skapa en standard för induktionsladdning döpt till Qi – uttalas som chi i tai-chi och är kinesiska för livsenergi.

Idag har konsortiet 127 medlemsföretag och på WPC:s hemsida (länk) går det i skrivande stund att läsa om 111 Qi-certifierade produkter – allt från batteripackar, väckarklockor och laddplattor till mobiltelefoner.

Helt nyligen  – när Nokia släppte sin flaggskeppsmobil Lumia 920 baserad på plattformen Windows Phone –  hade företaget för första gången också byggt in trådlös laddning under skalet. Nokia ska även se till att det finns laddmöjligheter på Coffee Bean & Tea Leaf-butiker i USA samt hos Virgin Atlantic på Heathrow.

Sammanlagt finns idag mellan åtta och nio miljoner Qi-stämplade prylar på marknaden, främst i USA samt Japan och Korea. Målet är att Qi ska bli lika vanligt i mobilen som Bluetooth är i dag.

– Det finns konkurrerande tekniker, men Qi är den som har kommit längst och är mest omfattande, säger Magnus Wikstrand, teknikchef på Audiodev i Malmö, som utvecklar och levererar WPC-godkända testverktyg för att certifiera Qi-produkter innan de får lov att släppas på marknaden.

– Det finns produkter för både sändar- och mottagarsidan. De flesta kända mobiltelefontillverkarna förutom Apple är med i WPC.

Hittills har en Qi-standard för lågenergitillämpningar upp till 5 W spikats. Den är hårt specificerad och magnetisk induktion används för att överföra energi från en basstation till en mottagare som håller i taktpinnen.

– För att säkerställa stabil funktion och korrekt laddningsnivå kommunicerar den mobila enheten med laddplattan hela tiden, säger Magnus Wikstrand.

Laddplattan tar konstant emot meddelanden om den mobila enhetens laddningsstatus och beräknar därefter vilken ström och spänning som krävs för att förse den mobila enheten mer rätt laddning. Spolarna arbetar inom frekvensområdet 100–205  kHz och avståndet mellan dem ska vara så litet som möjligt, men under två millimeter är svårt att nå eftersom höljet runt sändare och mottagare tar sin plats.

Verkningsgraden ligger då på cirka 75 procent, men redan när avståndet mellan spolarna ökar någon extra millimeter går 30 procent av effekten förlorad. Det gör att det är oerhört viktigt att sändare och mottagare har optimal position vid laddning – jämför exempelvis med eltandborstar som utnyttjar en liten upphöjning för att garantera positionen mellan de två spolarna.

I Qi-standarden finns två koncept för horisontell positionering. Det ena, guidad positionering, kräver att användaren själv lägger enheten som ska laddas på rätt plats. Det andra, fri positionering, ger användaren större frihet genom att exempelvis en rörlig spole alternativt en matris av spolar används.

– Den rörliga spolen känner av och letar upp var enheten som ska laddas befinner sig. Laddenheter med multipla spolar kan dessutom ladda flera enheter samtidigt, förklarar Magnus Wikstrand.

Samtidigt finns det ett gryende missnöje gentemot Qi. Den är för hårt specad och oflexibel, och det går alltför trög att införa tekniken, är åsikter som framförs.

Detta har gjort att ett flertal företag börjat titta på alternativa tekniker. I maj gick bland andra Samsung och Qualcomm samman för att skapa alliansen A4WP, kort för Alliance for Wireless Power, som idag har 17 medlemsföretag. Samsung är dock fortfarande aktivt inom WPC.

För A4WP är rumslig frihet en hjärtefråga eftersom det ses som en nödvändighet för att få en bred acceptans för trådlös laddning hos användarna. För att nå dit utvecklas just nu en specifikation som tillåter fri placering av enheten på en laddyta av 210 mm x 140 mm.

Avståndet kan vara upp till 50 mm och  flera enheter med olika storlek ska kunna laddas samtidigt. Närfältskommunikation, NFC, ska användas under själva laddningen, som sker vid 6,78 MHz.

För A4WP är även frihet i designen viktig. Så länge konstruktören följer gränssnittsspecifikationen samt modellen för sändning och mottagning är det fritt fram att välja egna effektförstärkare, DC/DC-omvandlare, likriktare, processorer med mera och sedan montera efter eget huvud, framhåller alliansen.

Integrated Device Technology, IDT, som utvecklar blandsignalkretsar, är exempel på ett halvledarbolag som i höst gått med i A4WP men som också ingår i WPC. Företaget var tidigt med att utveckla Qi-certifierade sändar- och mottagarkretsar och säger sig nu vilja vara med och driva fram en standard för trådlös laddning baserad på ny teknik.

Intressant är dessutom att Intel redan i somras valde IDT för att utveckla ett kretspaket för trådlös laddning baserad på resonansteknik, vilken ger möjlighet att separera sändare och mottagare från varandra. Planen är att mottagarkretsen ska finnas i prover redan i år, medan prover av sändaren väntas under första halvan av nästa år.

− Vid magnetisk resonans använder man två avstämda spolar och kör på en snävare frekvens. Tekniken innebär att man skickar energi genom luften, men idag vet man inte riskerna med denna metod om en människa står i vägen för energiöverföringen, säger Magnus Wikstrand.

Det är inte enbart Intel och IDT som driver på trådlösa laddningsmetoder baserade på magnetisk resonans. Även Sony, Toshiba och Mediatek gör det liksom uppstartsföretaget Witricity, med rötter i MIT – Massachusetts Institute of Technology.

Witricity har exklusiv rätt att licensiera det patent som utvecklats på MIT, av grundaren själv och hans forskningsteam. Så sent som i augusti i år demonstrerade företaget en lösning baserad på transistorer i galliumnitrid som arbetar vid 6,78 MHz och levererar upp till 15 W.

Det finns alltså en mängd företag och tekniker som vill vara med och slåss om konsumenternas intresse för trådlös batteriladdning framöver. Japanska Murata har till och med skippat tanken på spolar och förordar istället kapacitiv laddning.

Murata pekar på många fördelar med den kapacitiva tekniken. En är att placeringen mellan sändare och mottagare inte är lika kritisk som då induktiva metoder används. En annan är att verkningsgraden är högre, runt 80 procent enligt företaget.

En risk med den växande konkurrenskarusellen är att ett brett genomslag för trådlös laddning motverkas. Hela tanken med Qi är ju att alla produkter ska vara kompatibla med varandra – även bakåtkompatibla vilket är en tuff utmaning när nya generationer av standarden skapas.

Trots det hävdade Menno Treffers, ordförande för WPC, nyligen i sin blogg att Qi-standarden inte är begränsad till magnetisk induktion, utan att tillverkare av trådlösa laddare har frihet att välja sin egen teknik.

– Det finns inte något fundamental skillnad mellan magnetisk induktion och magnetis resonans, utan båda metoderna använder spolar, växelström och magnetiskt fält, skriver han i bloggen.

För att magnetisk resonans verkligheten ska kunna inlemmas under Qi-specifikationen krävs dock en ny transmittertyp.