Qi (ワイヤレス給電)

Qi
ステータス	Active
初版	2008年 (16年前)
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.wirelesspowerconsortium.com

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。

概要

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]

通信

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。

策定団体

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]。

正会員（Regular membership）^[15]: 仕様策定をはじめとするコンソーシアム運営全般に責任を負う企業。業界ごとに定数があり、順次拡大しているが現在のところ最大25企業が正会員となる。
採用会員（Adopter membership）: 正会員に対して・取締役会の選挙における議決権、・WPC仕様の作業草案へのアクセス、が制限される。
準会員（Associate membership）: 正会員に対して・取締役会の選挙における議決権、・WPC仕様の作業草案へのアクセス、・Qi認定製品データベースに製品登録が制限される。

ワイヤレスパワーコンソーシアム正会員企業
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

沿革

2008年12月17日 - 充電式電池を開発している企業等によりWPC設立。設立時のメンバーは、ConvenientPower、Fulton Innovation、Logitech、National Semiconductor、Royal Philips Electronics、三洋電機、Shenzhen Sang Fei Consumer Communications、Texas Instrumentsの8社^[16]。
2009年8月17日 - 低電力用バージョン0.95規格書の策定と名称(Qi)およびロゴの公表。
2010年7月23日 - Qiバージョン1.0規格書の策定、公開^[2]^[3]。
2012年4月21日 - 低電力用Qiバージョン1.1規格書の公開。受電側だけを共振させる一部磁界共振を採用することにより送電ユニットの設計自由度が大幅に上がり、異物検出能が改善された。
2015年6月23日 - 中電力用Qiバージョン1.2規格書の策定^[8]。
2021年1月 - Qiバージョン1.3規格書の策定（規格書の全面改版により15分冊となった）（最新版は1.3.1）。
2023年1月 - Appleの「MagSafe」をベースとした後継規格「Qi2」を発表^[17]。

対応機種

NTTドコモ

docomo NEXT series
- AQUOS PHONE ZETA SH-09D
- ARROWS X F-10D
- ELUGA X P-02E - 電池単体での充電は不可。
- MEDIAS PP N-01D - 電池単体での充電は不可。
docomo with series
- AQUOS PHONE EX SH-04E
- AQUOS PHONE f SH-13C - 世界初のQi規格によるワイヤレス充電対応機種。
- AQUOS PHONE slider SH-02D
- AQUOS PHONE st SH-07D
- ARROWS Kiss F-03D/F-03D Girls'
- ARROWS Kiss F-03E
- ELUGA V P-06D
- F-09D ANTEPRIMA
- MEDIAS X N-04E
- Q-pot.Phone SH-04D
ドコモスマートフォン（2013年夏モデル - ）
- AQUOS PHONE ZETA SH-06E
- ELUGA P P-03E
- Galaxy S6 edge SC-04G
- Galaxy S6 SC-05G
- Galaxy S7 edge SC-02H
- Optimus it L-05E - 電池単体での充電は不可。
- Galaxy S8 SC-02J
- Galaxy S8+ SC-03J
docomo STYLE series
- SH-05D - Qiに対応している唯一のフィーチャーフォン。
オプション品
- 電源供給側
  - ワイヤレスチャージャー 01（三洋電機製）
  - ワイヤレスチャージャー 02（三洋電機製）
  - ワイヤレスチャージャー 03（三洋電機製）
  - ワイヤレスチャージャーF01 F-03Dに付属
  - ワイヤレスチャージャーF02 F-09Dに付属
- 電池側
  - ポケットチャージャー 02（三洋電機製）
  - ポケットチャージャー 03（三洋電機製）

au (KDDI・沖縄セルラー電話連合)

Galaxy S8 SCV36
Galaxy S8+ SCV35
Galaxy S7 edge SCV33
Galaxy S6 edge SCV31
TORQUE G02 (KYV35)
TORQUE G01 (KYY24)
URBANO L01 (KYY21) - 利用するにはバッテリーパック、および裏フタ（背面パネル）をそれぞれQi対応のものに交換が必要。
URBANO L02 (KYY22) - 利用するにはバッテリーパックをQi対応のもの（上記のURBANO L01用と共通）に交換が必要。
URBANO L03 (KYY23) - 通常（Qi非対応）モデルとQi対応モデルが混在しており、利用可能なのは（本体色が）パープルブラックのQi対応モデルのみとなっている。
Xperia XZ2 SOV37
Xperia XZ2 Premium SOV38
Xperia XZ3 SOV39