Güçlü ve Verimli Kablosuz Güç Aktarımı İçin Yeni Bir Sistem İcat Edildi
Elektronik cihazları kablosuz teknoloji ile şarj etmek için mevcut yöntemler sadece genel sistem parametreleri belirli bir aktarım mesafesine uyacak şekilde ayarlanmışsa çalışır. Sonuç olarak, bu yöntemler sabit güç aktarım uygulamaları ile sınırlıdır. Yâni güç alan bir aygıt, güç aktarımının başarılı olması için onu besleyen kaynaktan belirli bir mesafeyi korumalıdır.
Stanford Üniversitesi’ndeki araştırmacılar son zamanlarda bir cihaz ile güç kaynağı arasındaki mesafeye bakılmaksızın daha verimli kablosuz güç aktarımı sağlayabilecek yeni bir teknik geliştirdiler. Nature Electronics’te yayınlanan makaleleri, elektronik cihazların kablosuz şarjı için mevcut araçların bazı mevcut sınırlamalarının üstesinden gelmeye yardımcı olabilir.
Araştırmayı yapan araştırmacılardan Sid Assawaworrarit “Çalışmamızın temel amacı dinamik kablosuz şarj önündeki engelin üstesinden gelmekti,” diyor. “Fikrimiz, dengeli kazanç ve kayıplı sistemleri ilgilendiren parite-zaman simetrisine (PT simetri) dayanmaktadır.” diye ekliyor.
Assawaworrarit ve meslektaşı Shanhui Fan, sağlam bir kablosuz güç aktarımı sağlayabilen doğrusal olmayan bir PT simetrik devre kurulumu başlattı. Bir cihaz belirli bir alanda hızla hareket ederken bile bu yeteneği korudu. Sistemleri umut verici sonuçlar elde ederken, genel verimliliği tatmin edici olmaktan çok uzaktı. Yeni çalışmalarında araştırmacılar, daha önce geliştirilen sistemlerini daha sağlam ve verimli hale getiren bir tasarım stratejisi getirdiler.
Assawaworrarit, “Sistemimizin sağlamlığı, önerilen kablosuz güç aktarım sistemimizin kaynak tarafına bir amplifikatör bir kazanç elemanı olarak dahil edilerek sağlandı.” “Kazanç, zaman içinde salınımların en hızlı büyüyen salınım olduğu sistemde salınımların oluşmasına izin verir. Bu, güç kaynağı ve yükün uzayda ayrılması dışında, bir osilatörde olanlara benzer.”
Sistem öz frekansı, bir sistemin iyi çalıştığı ve gücün bir cihaza verimli transferini kolaylaştıran frekanstır. Araştırmacılar tarafından tasarlanan sistemde, bu salınım frekansı, milisaniyeden daha düşük bir zaman diliminde güç alan cihazın hareketi olabilecek değişen koşullara kendi kendine adapte olur, böylece cihaz hızlı hareket halindeyken bile etkili bir aktarım noktası sağlar.
Kablosuz Güç Sistemi Nasıl Yapıldı ?
Assawaworrarit, “Sistemimizin yüksek verimliliği, kazanç öğesini dikkatle tasarlayarak elde edildi.” Dedi. “Daha önceki çalışmalarımızda kullanılan kullanıma hazır bir amplifikatör, DC güç kaynağının çıkışında salınım olarak dışarı çıkmayan ve dolayısıyla düşük verimliliğe sahip bir kısmını çıkararak bir giriş sinyalinin güçlendirilmiş bir versiyonunu üretir. “
Anahtarlamalı amplifikatörler kullanarak Assawaworrarit ve Fan, önceki araştırmalarında geliştirdikleri devre kurulumunun genel performansını engelleyen verimlilik kaybını önleyebildiler. Kullandıkları amplifikatörler, bir transistörü kontrollü bir anahtar olarak çalıştırarak verim kaybını önledi.
Anahtarlamalı amplifikatörler kullanarak Assawaworrarit ve Fan, önceki araştırmalarında geliştirdikleri devre kurulumunun genel performansını engelleyen verimlilik kaybını önleyebildiler. Kullandıkları amplifikatörler, bir transistörü kontrollü bir anahtar olarak çalıştırarak verim kaybını önledi, bu da sistem açıkken veya kapalıyken güç tüketmiyor.
Ancak, anahtarlamalı amplifikatörler, genellikle frekansa duyarlı olan verimli bir anahtarlama koşulunu ve çıkış gücünü karşılama ihtiyacı nedeniyle genellikle dar bir çalışma frekansı bandı için tasarlanmıştır. Doğru devre tasarımı ile aktarım mesafesindeki kuplaj ve öz frekans değişimlerinden gelen katkılar iptal edilir. Bu nedenle verimli anahtarlama koşulu, çok çeşitli aktarım mesafesi için korunabilir.
Araştırmacılar tarafından tasarlanan kablosuz şarj için yeni sistemin temel avantajı, bir cihazın güç kaynağından ne kadar uzakta olduğuna bakılmaksızın sağlamlığıdır. Sistem milisaniyenin altında bir zaman diliminde hızlı bir şekilde adapte olabiliyor. Yâni bir cihaz çok yüksek hızlarda hareket ediyor olsa bile, misal olarak söz konusu cihaz bir otoyolda hız yapan bir araçsa, uzaktan kablosuz şarj edilebilir.
Assawaworrarit, “Bir sonraki çalışmalarımızda keşfetmeye değer birkaç yol var.” Dedi. “Hareket halindeki bir arabayı şarj etmek gibi bazı uygulamalar için, yolun altına gömülü bir dizi kaynak bobin bulundurmak yararlıdır. Böyle bir durumda, optimum yerleştirme ve etkileşimleriyle ilgili çalışmalar yararlı olmalıdır. özellikle araç uygulamaları için de transfer edilmesi önemlidir. “
Bu haberimizde de bu tarz bir sistemden bahsetmiştik. Kıymetli yorumlarınızı aşağıya bekliyoruz.
