Les technologies de charge sans fil se répartissent en deux grandes catégories : les méthodes en champ proche, qui transfèrent l'énergie sur quelques centimètres (inductive et résonante), et les méthodes en champ lointain, qui fonctionnent sur des distances de plusieurs mètres (radiofréquence, micro-ondes et laser). La charge inductive est aujourd'hui la plus répandue : elle alimente les socles Qi pour téléphones et la plupart des chargeurs sans fil automobiles, tandis que la charge résonante gagne du terrain pour les applications industrielles et automobiles grâce à sa portée plus longue et à son extensibilité. La RF, les micro-ondes et le laser restent des niches, axées sur la transmission d'énergie à longue distance à faisceau étroit et faible puissance.
Inductive
Les chargeurs inductifs contiennent deux bobines d'induction principales, placées sous forme de socle contre le smartphone. L'une se trouve dans la base de charge, qui produit le courant alternatif. L'autre est intégrée à l'appareil portable : une bobine de charge intégrée, connectée à la prise de charge, forme avec la première un transformateur de puissance. Autrement dit, la charge sans fil inductive repose sur le phénomène de couplage magnétique, dans lequel les bobines primaire et secondaire sont étroitement couplées. Le flux magnétique alternatif est établi puis converti en courant électrique par les bobines d'émission et de réception, respectivement, pour le bon fonctionnement du transfert de puissance inductif.
De nombreux grands fabricants de smartphones produisent ou prévoient de produire des appareils compatibles Qi. Grâce à cette technologie en plein essor, la charge sans fil inductive pourrait être utilisée pour proposer des points de charge sûrs dans les lieux publics comme les restaurants et les cafés. En réalité, bon nombre de fournisseurs de solutions de charge sans fil le font déjà. En outre, le marché florissant des véhicules électriques devrait voir une adoption modérée de la technologie inductive dans certains pays en développement. Aujourd'hui, la plupart des téléphones se rechargent selon les normes Qi et Qi2, qui reposent sur la charge inductive avec un alignement magnétique en option.
Résonante
La charge résonante utilise deux bobines de cuivre. L'une est placée dans le socle ou le tapis de charge sans fil, l'autre dans l'appareil : smartphone, écouteurs, bracelets connectés, etc. Les deux bobines sont accordées sur la même fréquence électromagnétique de résonance. La technologie résonante permet de transmettre l'énergie sans fil sur une longue distance, avec une grande souplesse et une grande liberté de positionnement. Le couplage magnétique par résonance est un couplage lâche : l'efficacité du transfert de puissance est plus faible et les émissions électromagnétiques plus élevées.
La charge résonante fonctionne sur une plus longue portée et tolère mieux le désalignement des bobines, car celles-ci sont légèrement couplées et accordées sur une fréquence de résonance proche. La charge résonante présente l'avantage de transmettre l'énergie à plusieurs appareils en même temps, et les bobines n'ont pas besoin d'être de taille similaire. Grâce à ses meilleures tolérances, la charge résonante est donc idéale pour les applications industrielles ou automobiles.
Radiofréquence
La charge sans fil RF sert à recharger les appareils qui fonctionnent avec de petites batteries et consomment très peu d'énergie. Elle se compose d'un émetteur qui transmet les ondes RF et d'un récepteur intégré dans l'appareil (pas une bobine) qui capte l'énergie RF et la convertit en tension continue. L'émetteur étant branché sur la prise, des ondes radio sont générées. Vous pouvez facilement recharger vos appareils dès lors qu'ils sont réglés sur la même fréquence.
Nous assisterons certainement à une demande croissante pour la charge sans fil par radiofréquence si la charge inductive et résonante se heurte à davantage de limitations. Cette technologie permet de recharger immédiatement une prothèse auditive en la déposant simplement dans son étui, sans aucun câble ni fiche. Par rapport à la charge inductive, la charge RF offre donc de plus grandes opportunités grâce à des applications techniques plus puissantes.
Autres technologies
Le champ lointain est utilisé pour transférer l'énergie sans fil par rayonnement laser et micro-ondes. Il est plus directionnel : il transmet l'énergie par ondes radio dans la gamme des micro-ondes, ce qui autorise les transmissions longue distance. Capable de délivrer une grande quantité d'énergie sur de longues distances sans perturbation, le rayonnement laser et micro-ondes est largement utilisé dans les applications industrielles et militaires.
La technique de charge sans fil utilisant le rayonnement sans fil peut servir à recharger des cartes RFID, des capteurs sans fil, des dispositifs implantés dans le corps et des LED. La charge sans fil par micro-ondes convient aux applications mobiles.