Пробив: нова система за безжично предаване на енергия остава стабилна при всякакво натоварване

Безжичното предаване на енергия не е нова идея – още Никола Тесла е експериментирал с нея. Днес технологията намира приложение в зареждането на смартфони, електрически четки за зъби и IoT устройства. Сега екип от японски учени прави крачка напред – те са създали метод, базиран на машинно обучение, който позволява на безжичните системи да работят стабилно дори при промени в напрежението и натоварването.

Обичайните безжични системи изискват точно изчислени индуктивности и кондензатори, определени чрез сложни уравнения при идеални условия. На практика обаче реални фактори – като паразитни капацитети, производствени отклонения или промени в околната среда – често водят до нестабилност и спад в ефективността. Това се отразява на изходното напрежение и може да наруши нормалната работа на системата.

Изследователите от Университета в Чиба решават проблема, като прилагат машинно обучение за оптимизация на параметрите. Те моделират поведението на системата чрез диференциални уравнения, които описват напрежението и тока, и след това използват алгоритъм, който многократно коригира параметрите, докато се постигне стабилност и висока ефективност.

В практическите тестове учените проектират безжична система от клас EF, съчетана с изправител от клас D. Докато традиционните EF инвертори работят добре само при определени условия, новата система успява да ограничи колебанията на напрежението до под 5% (при обичайни стойности около 18%).

Резултатите показват, че тя може да пренася 23 W мощност с ефективност 86,7% при честота 6,78 MHz. Благодарение на прецизното моделиране на паразитните ефекти, ефективността се запазва дори при по-ниски натоварвания, а стабилността на изходния ток остава висока – ключов фактор за надеждността на системата.

Тази разработка отваря вратата към бъдеще, в което безжичното предаване на енергия може да се превърне в стандарт, а захранващите кабели да останат в миналото.