Беспроводная зарядка нескольких устройств одновременно

31 июля 2021 г., 16:05

Мобильные телефоны и планшеты позволяют нам оставаться на связи независимо от нашего местоположения, но при этом они по-прежнему полагаются на вилки, розетки и зарядные устройства. Новая технология, разработанная в Университете Аалто, может стать ключом к настоящей беспроводной зарядке для этой и другой электроники в ближайшие годы. В исследовательскую группу входили д-р Прасад Джаятуратнаге (Prasad Jayathurathnage) и д-р Сяоцзе Дан (Xiaojie Dang), а также профессора Сергей Третьяков и Константин Симовский. Результаты опубликованы в IEEE Transactions on Industrial Electronics в июле 2021 г.

В то время как исследователи во всем мире работают над беспроводной зарядкой в свободном положении, которая бы отсоединяла устройства от установленных точек зарядки, наиболее распространенные решения включают сложные функции контроля и обнаружения. Передатчик традиционно должен сначала определить присутствие и положение устройства, чтобы иметь возможность отправлять энергию в его направлении. Обычно это делается с помощью камер или датчиков, что увеличивает объем и стоимость устройства.

Новый передатчик обходит эту потребность, создавая каналы передачи мощности во всех направлениях, автоматически настраивая каналы, когда приемные устройства находятся в движении. Такие устройства, как телефоны, ноутбуки и другие небольшие устройства, оснащенные новым приемником, могут одновременно получать энергию для зарядки аккумуляторов или напрямую обеспечивать питание своих функций - без физического контакта или доставки в определенное место.

«Этот передатчик отличает то, что он самонастраивается, то есть, вам не нужна сложная электроника для подключения к приемникам, встроенным в устройства. Поскольку он самонастраивается, вы также можете свободно перемещать устройство в широком диапазоне расстояний зарядки», - объясняет д-р Прасад Джаятуратнаге, научный сотрудник Университета Аалто.

Команда добилась такого эффекта благодаря конструкции катушек, используемых в передатчике. Наматывая катушки определенным образом, они создают два вида электромагнитных полей: одно направленное наружу, а другое - вокруг. Эти поля соединяют приемник и передатчик для достижения эффективной передачи энергии.

В настоящее время передатчик имеет высокий КПД – 90% на расстоянии до 20 с, но продолжает работать на больших расстояниях, только с более низкой эффективностью передачи энергии. В принципе, диапазон пиковой эффективности может увеличиваться по мере совершенствования технологии.

«На данный момент максимальная дальность действия при максимальной эффективности зависит от размера передатчика и приемника. При правильном проектировании мы могли бы уменьшить их», - комментирует д-р Джаятуратнаге.

Хотя команда продемонстрировала доказательство концепции, все еще необходимы тесты безопасности, чтобы подтвердить, что электромагнитное поле, создаваемое передатчиком, не опасно для человека. Однако ясно, что результирующее электрическое поле, которое, как известно, является основной причиной потенциально вредных эффектов, минимально, поскольку технология основана на магнитных полях.

«Настоящая беспроводная зарядка означает больше личной свободы. Вам не придется беспокоиться о том, куда вы положили свой телефон или не забыли ли вы его подключить», - говорит д-р Джаятуратнаге.

Исследовательская группа уже подала заявку на патент на передатчик. Эта же группа также разрабатывает возможности беспроводной зарядки для промышленных приложений в рамках проекта Parkzia, который превращает любую точку ожидания для роботов с электрическими двигателями, в точку зарядки.

Беспроводная зарядка нескольких устройств одновременно