新的无线充电技术可以让房间变成安全的无线“充电室”

新的无线充电技术可以让房间变成安全的无线“充电室”

无线供电有望将设备从电池和电缆中解放出来，但商业系统通常仅限于充电站。现在，科学家们发明了一种可以在房间任何地方安全充电的方法。

无线电力传输系统目前被用于为智能手机和电动牙刷等小型电子设备充电。然而，大多数依赖磁场的商业系统要求这些设备保持静止，并保持在充电垫或基座上或附近。

利用微波和其他形式的电磁辐射的无线能量传输策略可以在更远的距离实现有效充电。然而，基于微波的技术可能会对活体组织构成安全威胁，需要大型天线和复杂的机制来跟踪设备。

现在Sasatani和他的同事们已经开发出一种方法，可以安全地将一个房间变成一个无线充电站。他们建议，还可以缩小规模，制造小型充电柜，或扩大规模，将整个工厂或建筑物变成无线充电区。

这项被称为多模准静态腔共振的新技术，利用嵌入整个房间墙壁的导电表面和房间中间的导电杆，产生三维磁场图案，可以有效地与连接在电子设备上的小线圈接收器相互作用。研究人员在3米× 3米× 2米的铝制实验室内进行了实验，无论人或家具摆放在哪里，在房间的任何地方都可以无线供电，如智能手机、灯泡、电风扇等。

Sasatani说:“我们的技术可以在任何地方实现数十瓦的大规模电力传输，这是其他方法无法安全地实现的。与由线圈组成的无线充电板相比，我们的方法在设备位置上有更多的自由度。”

使这种方法有效的一个关键是限制有害的电场，可能损害生物组织。科学家们在墙壁上放置了一种电容器，这样结构可以产生磁场，在电容器内捕获电场的同时在房间内产生共鸣。

另一个挑战是产生一个可以到达房间每个角落的磁场，因为磁场通常以圆形的模式移动，在空房间中创造死点。为了解决这个问题，研究人员制造了多个三维磁场——一个绕着房间的中心磁极旋转，另一个在角落旋转，在相邻的墙壁之间移动，成功地消除了零区。

超过37%的电力传输效率可以在房间的任何地方实现，也可以在设备运行时实现 。接收器确实需要与磁场成直角排列，以达到最大的充电效率。

但是的方法有一个明显缺点，就是必须修改整个环境才能使其工作。

通过解剖假人进行的安全测试表明，新系统可以向房间的任何位置提供至少50瓦的电力，而不超过FCC和IEEE的电磁场暴露准则。研究人员表示，通过进一步调整，它们可以提供更大的能量。

Sasatani说:“我们注意到，我们的安全评估仍然是原始的，我们肯定需要对这个话题进行进一步的调查。”

这样的研究可能有助于推动新的物联网应用。它还可以帮助家庭、仓库或其他地方的移动机器人充电。目前，由于维护电池的成本，很难在任何地方安装小型计算机。因为这项技术可以省去人工充电，它可以成为智能设备普及的推动力。

该组织的技术可能最容易在新建建筑中实施，但对现有结构进行改造以适应这种充电也是可能的。

Sasatani说:“我们计划探索使用标准施工技术来建造这些系统。如果未来能开发出优良的导电涂料，我们还可以在墙壁上涂上导体来制造该系统。”