手机和平板电脑让我们无论身在何处都能保持系，但它们仍然依靠插头、插座和充电板来供电。阿尔托大学开发的新技术可能是未来几年这些和其他电子产品真正无线充电的关键。研究团队包括研究人员Prasad Jayathurathnage 博士和Xiaojie Dang 博士，以及Sergei Tretyakov 和Constantin Simovski 教授。研究结果于2021 年 7 月 21 日发表在IEEE Transactions on Industrial Electronics上。
虽然全球的研究人员都在研究自由位置无线充电——这可以将设备与设置的充电点分开——但最常见的解决方案涉及复杂的控制和检测功能。传统上，发射器必须首先检测设备的存在和位置，以便能够沿其方向发送能量，通常使用相机或传感器完成，从而增加了设备的体积和成本。
新的发射器通过在所有方向创建功率传输通道来绕过这一需求，在接收设备运动时自动调整通道。手机、笔记本电脑和其他配备新接收器的小家电等设备可以同时接收能量来为电池充电或直接为其功能供电——无需身体接触或被带到特定的地方。
“这款发射器的与众不同之处在于它是自调谐的，这意味着您不需要复杂的电子设备来连接嵌入设备中的接收器。由于它是自调谐的，您还可以在很宽的充电范围内自由移动设备，”阿尔托大学的博士后研究员 Prasad Jayathurathnage 解释说。
该团队通过设计发射器中使用的线圈达到了效果。通过以特定方式缠绕线圈，它们会产生两种电磁场：一种向外，另一种环绕。这些场耦合接收器和发射器以实现高效的功率传输。
目前，发射器在最远 20 厘米的距离内效率高达 90%，但继续在更远的距离工作，只是能量传输效率较低。原则上，随着技术的完善，峰值效率范围可能会扩大。
“目前，峰值效率的最大范围取决于发射器和接收器的尺寸。通过正确的工程设计，我们可以缩小它们，”Jayathurathnage 说。
虽然该团队已经证明了概念，但仍需要进行安全测试以确认发射器产生的电磁场对人体无害。然而，很明显，由于该技术依赖于磁场，因此已知是潜在有害影响的主要原因，由此产生的电场是最小的。
一旦被认为是安全的，在日益依赖智能设备的世界中，将技术应用于产品意味着更少的麻烦。
“真正的无线充电意味着更多的个人自由。你不必担心你把手机放在哪里，或者你是否记得把它插上电源，”Jayathurathnage 说。
研究团队已经为发射器申请了专利。该团队还通过 Parkzia 项目为工业应用开发无线充电的可能性，该项目将电动车等机器人的任何等待点都变成了充电点。
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