Paano Pinapabuti ng Bagong Sistema ng Kuryente ang Wireless Charging

Ang pag-usbong ng mga wireless charging system ay hindi nakakagulat. Ang mga aparatong ito ay nagbibigay ng mas malaking kaginhawahan at flexibility kumpara sa mga wired na katapat nito. Gayunpaman, ilang limitasyong salik ang humahadlang sa pag-angat ng mga wireless charger bilang pamantayan ng industriya.

Kapansin-pansin, isang pangkat ng mga inhinyero mula sa Incheon National University kamakailan ay nagpakilala ng isang bagong sistema ng pamamahala ng kuryente na may potensyal na lubos na mapabuti ang mga solusyon sa wireless charging. Ang bagong sistema ay nagbibigay ng matatag na kuryente at nagbabawas ng interference. Narito ang mga dapat mong malaman.

Paano Gumagana ang Wireless Charging?

Maraming nangyayari sa likod ng eksena kapag inilalagay mo ang iyong telepono o smartwatch sa isang wireless charging station. Ang mga aparatong ito ay nagsasagawa ng Wireless Power Transfer (WPT) nang walang plug at kahit na may case gamit ang electromagnetic induction.

Ang electromagnetic induction ay nangyayari nang wireless matapos ang isang transmitting coil na nasa charging station ay mapalapit sa receiver coil. Ang pangyayaring ito ay nagiging sanhi ng pag-oscillate ng mga electron sa receiver coil, na lumilikha ng electromagnetic field sa pagitan ng dalawang coil na nagcha-charge ng iyong device.

Resonant Circuit

Isa sa mga pangunahing bahagi ng mga wireless charging system ay ang resonant circuit. Ang mga aparatong ito ay nagbabalanse ng inductance ng receiver coil upang makamit ang frequency resonance. Sila rin ay may mahalagang papel sa pagpapalakas ng power transfer papunta sa unit at pagpapababa ng circuit impedance.

Pag‑tune ng Resonance

Upang kontrolin ang interference at power ng sistema, ginagamit ang resonance tuning. Kadalasang gumagamit ang mga pag‑tune na ito ng parallel compensated receivers upang makatulong sa pag‑modulate ng operating frequency ng sistema. Nakakatawang isipin na ang modulation na ito ang nagdudulot ng mismatch sa pagitan ng modulated at resonant frequencies, na nagreresulta sa nabawasang performance.

Mga Problema sa mga Wireless Charging System Ngayon

May ilang seryosong kahinaan ang wireless charging sa kasalukuyan. Halimbawa, mas mabagal ito kumpara sa mga cable na alternatibo. Bukod pa rito, kailangang napakalapit ng iyong device para gumana nang maayos ang karamihan sa mga charging system.

Electromagnetic Interference

Ang mga power supply system at resonant circuit na ginagamit sa mga modernong wireless charging station ay maaaring makagambala sa resonant circuitry ng ibang mga device sa paligid. Ang electromagnetic interference na ito ay nagpapababa ng kahusayan at performance ng mga wireless charging station.

Mababang Kahusayan ng Sistema

Ang tradisyonal na mga wireless charging system ay maaaring makaranas ng bigla at hindi inaasahang pagkawala ng power. Ang pangunahing dahilan ng biglaang pagbaba ng power ay ang malalaking pagbabago sa frequency ng resonant circuits. Ang sitwasyong ito ay magdudulot ng pag-init ng iyong mga device at mabagal na pag-charge.

Mga Solusyon sa Pag‑tune ng Resonator

Maraming tuning solution na ang ipinakilala sa sektor mula nang pumasok ang wireless charging sa merkado. Kapansin-pansin, lahat ng ito ay nangangailangan ng karagdagang hardware. Ang problema ay ang mga karagdagang ito ay nagdadagdag sa komplikasyon, pangangailangan sa power, at kabuuang laki ng mga device. Bukod pa rito, mahal ang mga ito at maaaring mangailangan ng mga eksperto upang pamahalaan ang kumplikadong control settings.

Standard ng Qi Wireless Charging

Ang pinaka‑popular na wireless charging standard sa kasalukuyan ay ang Qi standard. Ang ganitong uri ng charging station ay maaaring magbigay ng wireless energy sa isang device na nasa halos 4 cm na layo. Ang operating frequencies nito ay nasa pagitan ng 110‑205kHz, at maaari nitong i‑charge ang maraming device nang sabay‑sabay.

Pinagmulan – Torro

Ang Qi ay popular ngunit hindi epektibo. Mabagal ito at maaaring magdulot ng pag‑init ng iyong mga device. Ang pag‑init ng device ay maaaring magpababa ng performance ng baterya sa paglipas ng panahon. Dahil dito, may direktang pangangailangan para sa mas matatag at epektibong wireless charging solutions. Sa kabutihang palad, may solusyon na paparating.

Pag-aaral sa Pinahusay na Wireless Charging

Ang mga inhinyero mula sa Incheon National University ay naglathala ng isang pag-aaral na pinamagatang “Resonant Tuning Rectifier for Parallel Compensated Receivers in Wireless Power Transfer“¹ sa scientific journal na IEEE Transactions on Industrial Electronics ngayong buwan. Ipinakilala ng pag-aaral ang isang bagong resonant tuning rectifier solution na maaaring magbigay ng matatag na wireless power at maaaring magbago ng merkado.

Resonant Tuning Rectifier (RTR)

Ang mga resonant tuning rectifier (RTR) ay tumutulong upang itama ang resonance mismatch ng parallel‑compensated RX na nangyayari sa panahon ng spread‑spectrum frequency modulations. Upang maisakatuparan ito, ang unit ay kusang nag‑adjust ng effective capacitance.

Pinapayagan ng hakbang na ito ang RTR na i‑tune ang resonant frequency sa pamamagitan ng pag‑sync ng control signals at ng kasalukuyang system. Kapag naka‑sync na, maaaring simulan ng device ang pag‑compensate sa anumang mismatch sa pagitan ng intrinsic resonance at modulation periods.

Partikular, na‑synchronize ng siyentipiko ang turn‑off ng rectifier MOSFET sa zero‑crossing ng primary current. Ang system ay gumagamit ng integrated sensor coil upang kunin ang phase information at i‑synchronize ang output nito sa primary current ng system.

Pagsubok sa Pinahusay na Wireless Charging

Upang subukan ang kanilang pinahusay na wireless charging system, nag‑construct ang mga inhinyero ng prototype na 2.2 kW EV charging station. Ang charging station para sa sasakyan ay sumailalim sa ilang testing phases. Sa mga pagsubok na ito, nag‑kolekta ang koponan ng data tungkol sa performance, efficiency, interference levels, stability, at epekto sa mga baterya. Ang mga resulta ay kahanga‑hang maganda.

Mga Resulta ng Pagsubok sa Pinahusay na Wireless Charging

Ang bagong power supply setup ay nag‑improve ng performance sa buong charging station. Halimbawa, napanatili nito ang operating frequency modulation na naka‑tune sa pagitan ng 80 – 90 kHz. Ang frequency na ito ay nag‑allow sa station na magbigay ng constant output power.

Naobserbahan ng mga inhinyero ang 3.5%–8.1% na pag‑taas sa efficiency kapag ginamit ang upgraded device. Nakamit ng bagong system ang dagdag na efficiency sa pamamagitan ng automated systems nito at ng zero voltage switching (ZVS) turn‑on at low dv/dt turn‑off feature. Pinipigilan ng feature na ito ang pagkawala ng power dahil sa switching.

Mga Benepisyo ng Pag-aaral sa Pinahusay na Wireless Charging

Maraming benepisyo ang ipinakikilala ng pag-aaral sa merkado. Una, nag‑aalok ito ng low‑cost na alternatibo sa kasalukuyang kalagayan na nagpapabuti ng performance. Bukod pa rito, ang minimalist design ay nag‑aalok ng mas maraming control settings na nagbibigay-daan sa real‑time adaptation sa mga use case scenario.

Matatag na Paghahatid ng Kuryente

Ang pangunahing benepisyo na ibinibigay ng upgraded charging solution ay ang reliable at stable power delivery. Ang benepisyong ito ay mahalaga sa paglikha ng mas epektibo at kapaki‑pakinabang na electronics. Ang upgraded system ay humigit pa sa mga naunang bersyon at nagpo‑produce ng stable power throughput na may minimal na energy loss.

Walang Kailangan na Power Components

Isa pang malaking benepisyo ng pananaliksik na ito ay ang pag‑eliminate ng karagdagang power components. Ang bagong RTR ay hindi nangangailangan ng komplikadong system o karagdagang baterya, capacitors, o iba pang malalaking power components na magpapalaki sa form factor ng unit.

Walang Kailangan na Control Logic

Kasabay ng naunang punto, inaalis ng upgraded RTR ang pangangailangan ng pag‑integrate ng komplikadong feedback circuitry. Maraming enerhiya at espasyo ang nasasave, na nag‑eliminate ng pangangailangan para sa transmitter‑receiver communication systems. Ang resulta ay mas maliit at mas matibay na mga unit.

Mga Aplikasyon ng Pinahusay na Wireless Charging System

Halos walang katapusang aplikasyon ang meron para sa high‑performance wireless charging systems. Bukod sa pagpapagana ng iyong EV, telepono, o relo, maaaring mag‑supply ang mga unit na ito ng power sa mga computer, sensors, at iba pang device upang pasimplehin ang buhay ng bilyon‑bilyong tao. Narito ang ilan sa mga posibleng aplikasyon para sa high‑performance wireless charging stations.

Medikal

Maaaring gamitin ng industriya ng medikal ang teknolohiyang ito upang lumikha ng mas epektibong monitoring at treatment processes. Ang mga device na ito ay maaaring mag‑provide ng 24/7 coverage sa mga pasyente. Sa kasalukuyan, tinitingnan na ng mga inhinyero ang wearables, implants, at iba pang kritikal na medikal na device na maaaring makinabang sa teknolohiyang ito upang mapabuti ang kanilang kakayahan.

Logistika

Isa pang industriya na maaaring makinabang mula sa pinahusay na wireless charging capabilities ay ang logistics sector. Maaaring gamitin ng logistics sector ang pag-aaral na ito upang mapabuti ang kanilang tracking systems, kabilang ang IoT devices. Ang mga device na ito ay maaaring mag‑provide ng around‑the‑clock monitoring sa isang ganap na bagong antas gamit ang wireless charging solutions. Sa hinaharap, magiging secure ang iyong mga item sa pamamagitan ng IoT sensors sa mga warehouse, trak, at tindahan.

Mga Mananaliksik ng Pinahusay na Wireless Charging System

Ang pag‑aaral sa wireless charging ay pinamunuan ng mga mananaliksik mula sa Incheon National University, Incheon, Korea, kasama ang tulong ng isang koponan mula sa The University of Auckland, Auckland. Partikular, sina Saidul Alam Chowdhury, Seongmin Kim, Sangwon Kim, Inkui Cho, at Duk Ju Ahn ang nag‑ambag sa papel. Ngayon, ang koponan ay naglalayong palawakin ang kakayahan ng kanilang charging system at pababain ang gastos, upang mapadali ang malawakang integrasyon.

Mga Kumpanya na Nangunguna sa Wireless Charging

Ang pag‑dami ng mga wireless charging option ay nag‑resulta sa ilang kumpanya na naging dominanteng manlalaro sa merkado. Ang mga kumpanyang ito ay nag‑specialize sa R&D at patuloy na nag‑iintroduce ng mas capable at abot‑kayang mga device. Narito ang isang kumpanya na posibleng makakuha ng malaking ROI dahil sa anumang major tech breakthroughs sa industriya.

Energous Corporation

Energous Corporation (WATT ) ay pumasok sa merkado noong 2012. Ito ay itinatag sa San Jose, CA, at mula noon ay lumago upang maging nangungunang provider ng wireless charging system. Sa kasalukuyan, nag‑aalok ang kumpanya ng malawak na seleksyon ng wireless charging solutions mula sa tradisyonal na pads hanggang sa long‑range warehouse wireless charging solutions.

Ang pangunahing produkto ng Energous Corporation ay ang WattUp wireless power network. Ang mga device na ito ay gumagana kasama ang IoT units upang mag‑provide ng long‑range smart charging. Gumagamit ito ng radio frequency‑based charging at compatible sa napakalawak na seleksyon ng IoT devices at iba pang electronics.

Ang WATT ay itinuturing na isang malakas na karagdagan sa iyong portfolio para sa ilang pangunahing dahilan. Una, kamakailan lamang ay nakakita ang stock ng positibong galaw. Ang nangungunang papel ng kumpanya sa wireless charging sector, kasama ang mga pangakong tech updates, ay nagtutulak ng paglago na ito.

Sa kasalukuyan, ang WATT ay may market cap na $10.791M at 52‑week range na 0.2800 - 2.7000. Ang mga naghahanap ng kagalang‑gulang na manufacturer ng charging station ay dapat mag‑consider ng mas maraming pananaliksik tungkol sa Energous Corp at sa mga alok nito.

Pinakabagong Balita sa Energous Corporation

Mauunlad ang Wireless Charging Bilang Pamantayan Sa Hinaharap.

Halos walang duda na kapag nakalapit na ang wireless charging sa mga corded na alternatibo, ito ay magiging pamantayan. Ang pag‑save ng gastos, kaginhawahan, at flexibility ay patuloy na ginagawang paboritong opsyon ang wireless charging para sa mga user at manufacturer. Dahil dito, maaaring hindi na kailanman kailanganin mong maghanap ng charging cable o baterya muli.

Alamin ang iba pang makabagong power solutions DITO.

Sanggunian ng Pag-aaral:

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