Langaton lataus pian mahdollista kotikäytössä

Uusi langaton latausjärjestelmä voi ladata mihin vain sen ympärille asetettuja laitteita sen donitsinmuotoisen latausalueen ansiosta. Uusi järjestelmä on aiempaa kätevämpi ja luotettavampi kuluttajakäytössä.

Suurin haaste kaksisuuntaisen laturin luomisessa on ollut se, että latausalueen voimakkuus muuttuu sijainnin mukaan. Laitteet siis latautuvat kehnosti joissakin kohdissa, tai jos niitä ei ole suunnattu oikein. Yksi ratkaisu on luoda latausalue useilla eri virtalähteisiin kytketyillä lähetinkäämeillä, mutta se tekee lähettimestä monimutkaisemman ja järjestelmästä epäkäytännöllisen. Muut järjestelmät suuntaavat latausalueen oikein palautteen avulla, mutta myös niiden ohjausjärjestelmät ovat monimutkaisia ja kalliita.

Aalto-yliopiston tutkijat kehittivät uuden järjestelmän vastaamaan näihin haasteisiin.

”Lähdimme luomaan yksinkertaista ja edullista järjestelmää, jossa on vain yksi virtalähde”, kertoo tutkimusta vetänyt tutkijatohtori Nam Ha-Van.

Uuden mallin salaisuus on sylinterimäinen virtakäämi. Käämin yläosassa oleva lanka kiertyy vastakkaiseen suuntaan kelan alaosassa olevaan lankaan nähden ja Z-kirjaimen muotoinen silta yhdistää ne toisiinsa. Koska virta kulkee käämitysten läpi vastakkaisiin suuntiin, ne tuottavat toisiaan täydentäviä magneettikenttiä. Toinen kenttä virtaa ulos lieriömäisen käämin keskeltä yläkäämityksen ympärille ja takaisin yläosan läpi. Toinen kenttä taas virtaa ulos keskeltä, alakäämin ympäri ja takaisin alaosan kautta.

Tuloksena on tasainen magneettikenttä keskellä latauskäämiä. Alueelle sijoitetut vastaanottimet latautuvat tehokkaasti riippumatta niiden sijainnista tai suuntauksesta.

”Todistimme konseptin toimivaksi. Nyt voimme parantaa tehokkuutta – ehkä noin 90 prosenttiin – ja myös tehoa”, tohtorikoulutettava Yining Liu kertoo.

Kuluttajalaitteen ympäröivän sähkömagneettisen kentän simulaatioiden perusteella tutkijat totesivat altistumisen olevan turvallisuusmääräysten rajoissa, joten lisäturvallisuusselvityksiä on tehtävä ennen kuin teknologia voidaan ottaa käyttöön.

Uusi malli täydentää saman tutkimusryhmän tuoretta työtä, jossa virtaa voitiin siirtää latausalueella useisiin liikkuviin vastaanottimiin. Teknologioissa on kyse langattoman latauksen eri ulottuvuuksista: liikkumisvapaudesta teollisissa sovelluksissa ja vapaasta sijoittelusta kuluttajille ja pöytälaitteille.

Tulokset on julkaistu IEEE Transactions on Industrial Electronics -lehdessä. Open Access -artikkeli on luettavissa tästä linkistä.

Lisätietoja (englanniksi)

Nam Ha-Van
Tutkijatohtori
Aalto-yliopisto
puh 050 5606 892
nam.havan@aalto.fi