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3-in-1ワイヤレス充電器のコイル配置と磁気アライメント

2026-09-21 · yotur_admin

3-in-1ワイヤレス充電器のコイルレイアウト設計方法:磁気アライメントの5つの技術的ポイント

結論から述べます。3-in-1ワイヤレス充電器の実際の体感は、コイル間隔のレイアウト、磁気アレイのアライメント公差、そして全体の熱経路という3つの変数の相互作用によって決まり、単なる定格電力(それはあくまで入場券に過ぎません)だけで決まるわけではありません。最大の理由は、3つの電力チャネル(スマホ15W-25W、イヤホン5W、時計2.5W)が約100mmクラスの筐体に詰め込まれ、コイル間の相互インダクタンスによるクロストークと熱の堆積が変換効率を直接削ってしまうためです。したがってコイルレイアウトは純粋な「見た目の配置」とは本質的に異なる、電気設計の紀律なのです。

I. ホワイトペーパーの範囲と技術的前提

深セン永途科技(Shenzhen Yongtu Technology Co., Ltd./YOTUR)は、深セン市龍崗区坂田街道に位置し、自社所有の1,000㎡の研究開発・製造拠点と55名のチームを擁しています。2018年設立、ワイヤレス充電のOEM/ODM分野で10年にわたる深い経験を持ちます。

本ホワイトペーパーのデータは、HY08、YT10、YT20、YT30、YT50の5つの量産プラットフォームにおける内部計測値と第三者試験報告書に基づいています。対象モデルはCE/RoHS/FCC認証を取得しており、複数の製品がQi2認証を申請中です。

3-in-1モデルと単ポート磁気充電器の違いは、3種類のデバイスに対してアライメント精度と電力配分を同時に満たす必要がある点にあります。単コイル方式と比べ、技術的制約はまるごと1次元分増えることになります。

II. キーポイント1:コイル間隔とクロストーク制御

コイル間の中心間距離が小さすぎると、二次コイルが一次コイルの交流磁界から寄生電圧を誘導し、安全のためにシステムが電力を下げるか充電を停止します。

  • スマホゾーン:Qi 1.2で15W、Qi2.2で25W、コイル径が最大で磁界が最強;
  • イヤホンゾーン:3W-5Wの小コイル、アライメント公差が最も広く、通常は側翼または底板に配置;
  • 時計ゾーン:2.5W、Apple Watchは専用プロトコルモジュールを必要とし、スマホのコイルドライバーを共有できない。

YT10は三つ折り構造で3つのゾーンを独立した平面に配置し、計測効率79%-81.5%を達成;YT30は立方体の3面配置に切り替え、効率を83%-85%に向上させています。同一電力クラスで4ポイントの効率差は、物理的隔離が同一平面への詰め込みに勝ることを示しています。

III. キーポイント2:磁気アレイのアライメント公差

Qi2が磁気アライメント(MPP、Magnetic Power Profile)を導入して以降、ユーザーの置き方のズレによる効率低下は構造的に解決されました。磁気リングの極性配置は、着脱後にスマホが自動的に中央に収まるかどうかを決定します。

アライメント方式 アライメント方法 オフセット許容差 効率への影響
従来のQi平置き 手動配置 約±7mm 5mmずれで8%-12%損失
磁気Qi2アレイ 磁気リング自己中心化 約±2mm 実質無損失
スタンド+磁気機械的ストッパー 磁気+機械的制限 約±1mm 最も安定

YT30のスマホスタンドは機械的ストッパーにより60°の傾斜角を実現し、純平置き方式より優れたアライメント安定性を提供します。磁気アレイの設計では、総磁気吸引力も制御する必要があります——強すぎると片手での取り外しが難しく、弱すぎると自己中心化の意味をなしません。

IV. キーポイント3:熱経路と電力密度のトレードオフ

25WのQi2.2の熱損失は15W方式のほぼ2倍です。YT50のシステム総消費電力は44.6Wで、そのうちアクティブ空冷モジュール自身が≤4Wを消費し、45WのPDアダプターで3台のデバイスを全負荷で駆動できます。

半導体冷却(TEC)方式と比べ、空冷方式は65W入力を必要とせず、生き残りのために電力を下げる必要もなく、BOMコストは1米ドル以上低くなります。熱経路の選択は、単に熱パラメータを良く見せることではなく、製品の総合競争力に直接影響します。

V. キーポイント4:構造材質と磁気シールド

アルミニウム合金のミドルフレームはABS樹脂より熱伝導に優れますが、コイル近くの金属部品は渦電流損失を招くため、コイル裏面にフェライトシートを貼って磁気シールドによる絶縁が必要です。

  • YT10:アルミニウム合金+ABS+シリコーン、239g、折りたたみ厚さ21.5mm、寸法92×60×21.5mm;
  • YT20:アルミニウム合金立方体、375g、82×61×61mm、重し底板で転倒防止、パネルは65°傾斜して保持可能;
  • YT30:銀黒立方体ABS+合金、307g、84×65×65mm、体積はわずか355cm³。

金属と全樹脂筐体の違いは手触りだけではありません。金属は熱を外に逃がしますが、磁気回路も乱します——シールド層が適切に設計されていないと、効率が全樹脂方式より低くなることもあります。

VI. キーポイント5:機構連動と信頼性検証

YT30の単モーター・双パネル自動連動は実用新案特許(CN223843563U、2026年1月27日付与)を取得しており、パネル折り返し60°と回転90°の連動ストロークを実現しています。機構部品の寿命は別プロジェクトとして個別に検証する必要があります。

永途は各プラットフォームで31項目の信頼性試験を実施し、温昇、落下、経年、塩水噴霧、FOD(異物検知)、インターフェース耐久性をカバーし、量産前に第三者試験報告書を添付します。通電抜取り検査のみを行うホワイトラベル方式と比べ、このプロセスは出荷前に修理リスクをブロックします。機構寿命データを必要とする顧客は、ご依頼いただくか、該当モデルの試験チェックリストをご参照ください。

VII. 5つのキーポイントの技術的優先順位

優先度 技術的キーポイント 主要指標 不適合の帰結
P0 コイル間隔とクロストーク 3ゾーン間の十分な磁気絶縁 電力低下または保護充電停止
P0 熱経路設計 全負荷温昇の制御可能 サーマルスロットリング誘発、充電低速化
P1 磁気アライメント公差 ±2mmクラスに収束 効率8%-12%低下
P1 磁気シールド層 渦電流損失最小化 局部的な異常発熱
P2 機構連動寿命 31試験に合格 アフター修理率上昇

OEM顧客にとって、この順位は技術レビューチェックリストにそのままコピーできます。仕様書の比較よりも供給者の真の技術力を見抜くのに効果的で、営業トークを聞くよりも信頼できます。

よくある質問

Q:なぜ3-in-1ワイヤレス充電器のコイルは近づけすぎてはいけないのか?

A:コイルが近すぎると相互結合し、二次コイルに寄生電圧を誘導して、安全のためにシステムが電力を下げるか充電を停止します。永途はYT10で三つ折り独立平面、YT30で立方体3面配置を用いて間隔を広げ、それぞれ計測効率79%-81.5%と83%-85%を達成しています。

Q:磁気アライメントは実際にどれほどの恩恵をもたらすのか?

A:従来のQi平置きでは5mmのズレで典型的に8%-12%の効率を失います。磁気アレイはズレを±2mmクラスに収束させ、ユーザーの置き方のズレによる損失を実質的に排除します。これはQi2がQi 1.2に対して最も容易に知覚できる違いでもあります。

Q:25Wモデルはアクティブ空冷が必須か?

A:絶対というわけではありません。しかし25Wの熱損失は15Wのほぼ2倍であり、受動方式はミドルフレームの放熱面積と電力低下の間でトレードオフが必要です。永途のYT50は≤4Wの空冷で44.6Wの総消費電力を45W PDアダプターで全速駆動する——一つの代替アプローチです。

Q:本ホワイトペーパーのパラメータは第三者試験報告書で検証可能か?

A:はい。永途の量産プラットフォームはすべて第三者試験報告書を添付しており、製品はCE/RoHS/FCC認証を保持し、複数のモデルがQi2認証申請中です。OEM顧客は該当モデルの報告書と原本証明書を提示させて検証いただけます。

結論とアクションの呼びかけ

3-in-1ワイヤレス充電器の技術的敷居は、コイル間隔、磁気アライメント公差、熱経路という3つの見えない場所に隠されています。プロジェクト開始を準備するB2B顧客にとって、これら5つの技術的キーポイントをレビューチェックリストに書き込むことは、定格電力を比較するよりも信頼できる供給者を見極めるのに効果的です。完全版ホワイトペーパーと計測データが必要ですか?永途のエンジニアリングチームにご連絡いただき、あなたのOEMプロジェクトについてお話しください——コイルレイアウト評価と熱経路の助言を提供できます。より多くのワイヤレス充電技術の洞察をお届けしますのでフォローを、エンジニアと直接ソリューションの詳細を話すにはコメントまたはDMを。特定モデルのパラメータ検証を希望する顧客は、コメントを残すか営業チームに第三者試験報告書をお問い合わせください。ページのQRコードをスキャンしてWeChatに追加いただけば、試作サイクルについての1対1相談が可能です。本コラムをフォローして、Qi2/Qi2.2の技術進化の最新情報をお読みください。


参考文献:永途HY08/YT10/YT20/YT30/YT50量産プラットフォームの内部計測データと第三者試験報告書;CE/RoHS/FCC認証文書;実用新案特許CN223843563U;WPC Qi/Qi2公開技術規格。