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ワイヤレス充電の規格 ウィキペディアから
Qi（チー、発音 [tʃiː] CHEE;[1] 「気」, 簡体字中国語: 气; 繁体字中国語: 氣, に由来）は、インダクティブ充電（非接触充電）を使用したワイヤレス電力伝送のインターフェース規格[2]。この規格により、スマートフォンなどの互換性のあるデバイスは、Qi充電パッドに置くとバッテリーを充電できるようになり、最大4 cmの距離でも効果的に充電できる。
 | |
| ステータス | Active |
|---|---|
| 初版 | 2008年 |
| 最新版 |
2 2023年1月 |
| 組織 | ワイヤレス・パワー・コンソーシアム |
| ドメイン | インダクティブ充電 |
| ウェブサイト |
www |
初期のQi(v 1.0)は、古くから実用化されていた「電磁誘導方式」を元にしている。これは、2つの隣接するコイルの片方に電流を流すと発生する磁束を媒介して、隣接したもう片方に起電力が発生する電磁誘導の原理を用いたものである。この方式によるワイヤレス給電システムは過去に幾つか実用化されていたが、独自開発のものが多く、異企業間での機器の相互利用が出来ない状態が続いていた[2]。
そのような欠点を解消するため、2008年にWPCが立ち上げられ、企業間での相互利用を可能とする国際標準規格を策定する事となり、2010年7月に『最大5Wの低電力向け』Qi規格（Volume I Low Power）の策定を完了した[2][3]。使用する周波数帯は110kHzから205kHzまでの間と定められている。これはAirFuel AllianceのPMA規格(100kHzから200kHz)とほぼ一緒であり、受電側から送電側へのデータ通信はハードウエアレベルで互換性があるために両方を統合することも可能である[4]。
WPCではQi規格(v 1.1)からQ値の低い磁界共振を一部取り入れて受電側だけを共振させるという広義の電磁誘導であり、同時に広義の磁界共振ともいえる構成となっている[5]。その後、v 1.21では受電側の共振は断念され、送電側のみが共振する構成となっている。
さらにWPCでは中電力向けQi規格（Volume II Middle Power[2]）の検討が進められている[6]。この中電力向けQi規格v 1.2ではまず15Wでの充電に対応し、将来的に200Wまで供給する事が可能となる[7]。そして2015年6月23日に15W規格書が策定された[8]。
当初（2011年頃）、NTTドコモを中心とした日本企業が本規格を推進していたが、前述の充電の遅さに加え、当時はワイヤレス給電規格が複数存在しており、スマートフォン業界がどの方式を採用するかの方向性が定まっていなかったこと、更にQiを推進していた一部のスマートフォンメーカー（パナソニック モバイルコミュニケーションズやNECカシオモバイルコミュニケーションズなど）がスマートフォンの製造・販売を終了し、後継のスマートフォンが出てこなかったこともあり、一時期劣勢を強いられていたこともあった[9]。
その後、2010年代後半に大容量電力送信の規格書が策定され、急速充電の問題が解消されたことやスマートフォン市場で高いシェアを占めているサムスン電子（Samsung Galaxyシリーズ）とApple（iPhoneシリーズ）が本規格を採用したこともあり、対応機器が一気に増加した[9][10]。
ただ、既存のQi規格はホストとクライアントのコイルの中心が一致したときにのみ最大の効率が得られ、少しでもズレると効率が落ちる問題があった。この問題を解消すべく、2023年1月、WPCはAppleと協力し、MagSafeの技術を積極的に取り入れたQi2を発表した。[11]
Qi2ではコイルを囲むように磁石が配置されており、デバイスを近づけると磁力によりコイルの中心同士が一致させられる仕組みとなっている。また、この技術によりコイルのズレにより発生する可能性が指摘されている高出力での発熱の問題が解消される見通しで、WPCはQi2を2024年中旬までに15Wを超える出力に対応させると約束している。[12]
2023年9月12日、初めてQi2に公式に対応したデバイスIPhone 15/15 Plus及びIPhone 15 Pro/Pro Maxが発表された。[13]
充電台（送電側）と携帯機器（受電側）との間では受電側から送電側への単方向通信が行われる。パッシブRFIDタグと同様の後方散乱変調を利用しており、受電側での負荷を変動させることによる2値ASKとなっている。通信速度は2kbpsで、1オクテットにつきスタートビット(1)、パリティビット(ODD)、ストップビット(0)それぞれ1ビットを伴う。
受電側は電力を受け取っている限り定期的にパケットを送り返すことになっており、これにより送電側は充電面上にあるものがQi対応機器なのかそれ以外の異物なのかを判断できる。通信の内容は受電量の必要量に対する差分、送電停止要求、受電中の電力、携帯機器の充電率が主であるが、充電開始時には受電側の識別情報が送られ、機器固有の情報が送られる場合もある。
ワイヤレスパワーコンソーシアムは2008年12月17日設立で、事務局はアメリカ合衆国ニュージャージー州のIEEE-ISTOに置かれている。2022年6月22日時点で351社が会員となっている[14]。
| 業界(定数) | 企業 |
|---|---|
| ワイヤレス給電(5) | ConvenientPower, Fulton Innovation, PowerbyProxi, クアルコム, ロバート・ボッシュ |
| 半導体(8) | IDT, MediaTek, NXP, ローム, STマイクロエレクトロニクス, ソニー, テキサス・インスツルメンツ, 東芝 |
| 電機(3) | ハイアール・グループ, フィリップス, LGエレクトロニクス |
| 携帯電話(4) | Apple, HTC, ノキア, ベライゾン・ワイヤレス |
| 電池(1) | パナソニック |
| 携帯情報端末(1) | サムスン電機 |
| 自動車(1) | Delphi Automotive |
| その他(2) | Leggett & Platt, AirCharge |
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