Bagaimana Sistem Daya Baru Meningkatkan Pengisian Nirkabel

Kenaikan sistem pengisian nirkabel tidak mengherankan. Perangkat ini memberikan lebih banyak kenyamanan dan fleksibilitas dibandingkan dengan rekan-rekan berkabelnya. Namun, beberapa faktor pembatas membuat pengisi nirkabel belum menjadi standar industri.

Secara khusus, tim insinyur dari Universitas Nasional Incheon baru-baru ini memperkenalkan sistem manajemen daya baru yang berpotensi secara drastis meningkatkan solusi pengisian nirkabel. Sistem baru ini menyediakan daya yang stabil dan mengurangi interferensi. Berikut yang perlu Anda ketahui.

Bagaimana Pengisian Nirkabel Bekerja?

Banyak hal terjadi di balik layar ketika Anda menaruh ponsel atau jam tangan pintar di stasiun pengisian nirkabel. Perangkat ini melakukan Transfer Daya Nirkabel (WPT) tanpa kabel dan melalui casing menggunakan induksi elektromagnetik.

Induksi elektromagnetik terjadi secara nirkabel setelah kumparan pemancar nirkabel yang terletak di stasiun pengisian berada di dekat kumparan penerima. Situasi ini menyebabkan elektron dalam kumparan penerima berosilasi, menciptakan medan elektromagnetik antara kedua kumparan yang mengisi daya perangkat Anda.

Sirkuit Resonansi

Salah satu komponen kunci sistem pengisian nirkabel adalah sirkuit resonansi. Perangkat ini menyeimbangkan induktansi kumparan penerima untuk mencapai resonansi frekuensi. Mereka juga berperan penting dalam meningkatkan transfer daya ke unit dan menurunkan impedansi sirkuit.

Penalaan Resonansi

Untuk mengendalikan interferensi dan daya sistem, penalaan resonansi digunakan. Penyesuaian ini sering kali memanfaatkan penerima yang dikompensasi secara paralel untuk membantu memodulasi frekuensi operasi sistem. Menariknya, modulasi inilah yang menciptakan ketidaksesuaian antara frekuensi termodulasi dan resonansi, menghasilkan penurunan kinerja.

Masalah pada Sistem Pengisian Nirkabel Saat Ini

Pengisian nirkabel memiliki beberapa kekurangan serius saat ini. Misalnya, kecepatan pengisiannya jauh lebih lambat dibandingkan alternatif kabel. Selain itu, perangkat Anda harus berada sangat dekat agar sebagian besar sistem pengisian berfungsi dengan benar.

Interferensi Elektromagnetik

Sistem pasokan daya dan sirkuit resonansi yang digunakan dalam stasiun pengisian nirkabel masa kini dapat mengganggu sirkuit resonansi pada perangkat lain di sekitarnya. Interferensi elektromagnetik ini mengurangi efisiensi dan kinerja stasiun pengisian nirkabel juga.

Efisiensi Sistem Rendah

Sistem pengisian nirkabel tradisional dapat mengalami kehilangan daya secara tiba-tiba dan tak terduga. Penyebab utama penurunan daya mendadak ini adalah perubahan frekuensi drastis pada sirkuit resonansi. Situasi ini akan menyebabkan perangkat Anda menjadi panas dan pengisian menjadi lambat.

Solusi Penalaan Resonator

Berbagai solusi penalaan telah diperkenalkan ke sektor sejak pengisian nirkabel masuk pasar. Secara khusus, semuanya memerlukan beberapa bentuk perangkat keras tambahan. Masalahnya adalah perangkat ini menambah kompleksitas, kebutuhan daya, dan ukuran keseluruhan perangkat. Selain itu, mereka mahal dan dapat memerlukan ahli untuk menavigasi pengaturan kontrol yang kompleks.

Standar Pengisian Nirkabel Qi

Standar pengisian nirkabel paling populer yang berlaku saat ini adalah standar Qi. Jenis stasiun pengisian ini dapat menyediakan energi nirkabel ke perangkat pada jarak sekitar 4 cm. Frekuensi operasinya berkisar antara 110‑205 kHz, dan dapat mengisi beberapa perangkat secara bersamaan.

Sumber – Torro

Qi populer tetapi tidak efisien. Pengisiannya lambat dan dapat menyebabkan perangkat Anda menjadi panas. Perangkat yang panas dapat menurunkan kinerja baterai seiring waktu. Oleh karena itu, ada kebutuhan langsung akan solusi pengisian nirkabel yang lebih stabil dan efisien. Untungnya, solusi sedang berada di cakrawala.

Studi Pengisian Nirkabel yang Ditingkatkan

Insinyur Universitas Nasional Incheon menerbitkan sebuah studi berjudul “Resonant Tuning Rectifier for Parallel Compensated Receivers in Wireless Power Transfer“¹ dalam jurnal ilmiah IEEE Transactions on Industrial Electronics bulan ini. Studi ini memperkenalkan solusi penyearah penalaan resonansi baru yang dapat menyediakan daya nirkabel yang stabil dan berpotensi merevolusi pasar.

Penyearah Penalaan Resonansi (RTR)

Penyearah penalaan resonansi (RTR) membantu memperbaiki ketidaksesuaian resonansi pada RX yang dikompensasi secara paralel yang terjadi selama modulasi frekuensi spektrum lebar. Untuk melaksanakan tugas ini, unit secara otonom menyesuaikan kapasitansi efektif.

Langkah ini memungkinkan RTR menyesuaikan frekuensi resonansi dengan menyinkronkan sinyal kontrol dan arus sistem. Setelah tersinkronisasi, perangkat dapat mulai mengkompensasi ketidaksesuaian antara resonansi intrinsik dan periode modulasi.

Secara khusus, ilmuwan mencapai penalaan dengan menyinkronkan pemutusan MOSFET penyearah dengan titik nol arus primer. Sistem memanfaatkan kumparan sensor terintegrasi untuk mengekstrak informasi fase dan menyinkronkan outputnya dengan arus primer sistem.

Uji Pengisian Nirkabel yang Ditingkatkan

Untuk menguji sistem pengisian nirkabel yang ditingkatkan, para insinyur membangun prototipe stasiun pengisian EV berdaya 2,2 kW. Stasiun pengisian mobil tersebut menjalani beberapa fase pengujian. Selama percobaan ini, tim mengumpulkan data tentang kinerja, efisiensi, tingkat interferensi, stabilitas, dan dampaknya pada baterai. Hasilnya mengesankan.

Hasil Uji Pengisian Nirkabel yang Ditingkatkan

Pengaturan pasokan daya baru meningkatkan kinerja secara menyeluruh untuk stasiun pengisian. Misalnya, ia mempertahankan modulasi frekuensi operasi yang disetel antara 80‑90 kHz. Frekuensi ini memungkinkan stasiun menyediakan daya output yang konstan.

Para insinyur mencatat peningkatan efisiensi sebesar 3,5 %–8,1 % saat menggunakan perangkat yang ditingkatkan. Sistem baru mencapai efisiensi tambahan melalui sistem otomatisnya serta fitur penyalaan zero voltage switching (ZVS) dan pematian low dv/dt. Fitur ini mencegah kehilangan daya akibat switching.

Manfaat Studi Pengisian Nirkabel yang Ditingkatkan

Ada banyak manfaat yang diperkenalkan studi pengisian nirkabel ini ke pasar. Pertama, ia menyediakan alternatif berbiaya rendah dibandingkan status quo yang meningkatkan kinerja. Selain itu, desain minimalis menawarkan lebih banyak pengaturan kontrol yang memungkinkan adaptasi waktu nyata terhadap skenario penggunaan.

Pengiriman Daya yang Stabil

Manfaat utama yang diberikan oleh solusi pengisian yang ditingkatkan adalah pengiriman daya yang dapat diandalkan dan stabil. Manfaat ini penting untuk menciptakan elektronik yang lebih efektif dan berguna. Sistem yang ditingkatkan mengungguli pendahulunya dan menghasilkan aliran daya yang stabil dengan kehilangan energi minimal.

Tidak Perlu Komponen Daya

Manfaat utama lainnya dari riset ini adalah penghilangan kebutuhan akan komponen daya tambahan. RTR baru tidak memerlukan sistem yang kompleks atau baterai, kapasitor, atau komponen daya besar lainnya yang akan meningkatkan faktor bentuk unit.

Tidak Perlu Logika Kontrol

Sejalan dengan pemikiran tersebut, RTR yang ditingkatkan menghilangkan kebutuhan untuk mengintegrasikan sirkuit umpan balik yang kompleks. Banyak energi dan ruang yang disimpan, menghilangkan kebutuhan akan sistem komunikasi pemancar‑penerima. Hasilnya adalah unit yang lebih kecil dan lebih tahan lama.

Aplikasi Sistem Pengisian Nirkabel yang Ditingkatkan

Ada hampir tak terbatasnya aplikasi untuk sistem pengisian nirkabel berperforma tinggi. Selain memberi daya pada EV, ponsel, atau jam tangan Anda, unit ini dapat menyediakan daya ke komputer, sensor, dan beragam perangkat untuk menyederhanakan kehidupan miliaran orang. Berikut beberapa contoh aplikasi potensial untuk stasiun pengisian nirkabel berperforma tinggi.

Medis

Industri medis dapat memanfaatkan teknologi ini untuk menciptakan proses pemantauan dan perawatan yang lebih efektif. Perangkat ini dapat memberikan cakupan 24/7 kepada pasien. Sudah ada insinyur yang meneliti wearable, implan, dan perangkat medis kritis lainnya yang dapat memanfaatkan teknologi ini untuk meningkatkan kemampuan mereka.

Logistik

Industri lain yang dapat memperoleh manfaat dari kemampuan pengisian nirkabel yang ditingkatkan adalah sektor logistik. Sektor logistik dapat memanfaatkan studi ini untuk meningkatkan sistem pelacakan mereka, termasuk perangkat IoT. Perangkat ini dapat menyediakan pemantauan 24 jam pada tingkat yang benar-benar baru menggunakan solusi pengisian nirkabel. Di masa depan, barang Anda akan aman dengan sensor IoT di gudang, truk, dan toko.

Peneliti Sistem Pengisian Nirkabel yang Ditingkatkan

Studi pengisian nirkabel dipimpin oleh peneliti dari Universitas Nasional Incheon, Incheon, Korea, dengan bantuan tim dari University of Auckland, Auckland. Secara khusus, Saidul Alam Chowdhury, Seongmin Kim, Sangwon Kim, Inkui Cho, dan Duk Ju Ahn berkontribusi pada makalah tersebut. Sekarang, tim berupaya memperluas kemampuan sistem pengisian mereka dan menurunkan biayanya, memungkinkan integrasi skala besar.

Perusahaan yang Memimpin dalam Pengisian Nirkabel

Kenaikan opsi pengisian nirkabel telah menghasilkan beberapa perusahaan menjadi pemain dominan di pasar. Perusahaan-perusahaan ini berspesialisasi dalam R&D dan terus memperkenalkan perangkat yang lebih mampu dan terjangkau. Berikut satu perusahaan yang berada pada posisi untuk memperoleh ROI signifikan berkat terobosan teknologi utama di industri.

Energous Corporation

Energous Corporation (WATT ) memasuki pasar pada tahun 2012. Perusahaan ini didirikan di San Jose, CA, dan sejak itu tumbuh menjadi penyedia sistem pengisian nirkabel terkemuka. Saat ini perusahaan menawarkan beragam solusi pengisian nirkabel yang mencakup pad tradisional hingga solusi pengisian nirkabel jarak jauh untuk gudang.

Produk utama Energous Corporation adalah WattUp jaringan daya nirkabel. Perangkat ini bekerja dengan unit IoT untuk menyediakan pengisian pintar jarak jauh. Ia memanfaatkan pengisian berbasis frekuensi radio dan kompatibel dengan pilihan luas perangkat IoT dan elektronik lainnya.

WATT dianggap sebagai tambahan kuat untuk portofolio Anda karena beberapa alasan utama. Pertama, saham ini telah menunjukkan pergerakan positif baru-baru ini. Peran kepemimpinan perusahaan dalam sektor pengisian nirkabel, ditambah pembaruan teknologi yang dijanjikan, mendorong pertumbuhan ini.

Saat ini, WATT memiliki kapitalisasi pasar sebesar $10,791 juta dan rentang 52‑minggu antara 0,2800‑2,7000. Mereka yang mencari produsen stasiun pengisian yang terpercaya sebaiknya meneliti lebih lanjut tentang Energous Corp dan penawarannya.

Berita Terbaru tentang Energous Corporation

Pengisian Nirkabel Akan Menjadi Standar Pada Akhirnya.

Tak diragukan lagi bahwa begitu pengisian nirkabel menyamai alternatif berkabel, ia akan menjadi standar. Penghematan biaya, kenyamanan, dan fleksibilitas terus menjadikan pengisian nirkabel pilihan utama bagi pengguna dan produsen. Oleh karena itu, Anda mungkin tidak jauh dari tidak pernah lagi harus mencari kabel pengisi atau baterai.

Pelajari tentang solusi daya inovatif lainnya DI SINI.

Referensi Studi:

^{1. Chowdhury, S. A., Kim, S., Kim, S., Cho, I., & Ahn, D. (2024). Resonant tuning rectifier for parallel compensated receivers in wireless power transfer. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 71(12), 15664–15673. https://doi.org/10.1109/TIE.2024.3390737} dalam jurnal ilmiah IEEE Transactions on Industrial Electronics bulan ini.