Aumentando la eficiencia de recarga inalámbrica
La transferencia de energía inalámbrica ha demostrado ser muy útil en dispositivos electrónicos como implantes médicos y teléfonos inteligentes. En la mayoría de los casos, esto se hace alineando o «acoplando» dos bobinas de cable separadas (el transmisor Tx y el receptor Rx). La corriente eléctrica que circula en la bobina Tx crea entonces un campo magnético que transfiere energía a la bobina Rx. Recientemente, se ha explorado el uso de múltiples Tx, que pueden cubrir una amplia área de carga.
Sin embargo, aunque se han estudiado con gran detalle métodos para transferir energía de forma inalámbrica con la máxima eficiencia en sistemas de Tx único, no ocurre lo mismo con los sistemas con bobinas de Tx múltiple. La maximización de la eficiencia en el problema de los multi-Tx es un desafío porque el Rx podría estar ubicado en cualquier lugar de la superficie cubierta por los Tx, lo que daría lugar a un acoplamiento más fuerte con algunos y a un acoplamiento insignificante con otros. Hasta la fecha, no ha habido ningún esquema de control que pueda optimizar las corrientes entregadas a cada Tx en tiempo real, hasta ahora.
En un estudio publicado en la revista IEEE Transactions on Power Electronics, unos científicos de la Universidad Nacional de Incheon, Corea, idearon una estrategia de control eficaz para maximizar la eficiencia en la carga inalámbrica multi-Tx. En primer lugar, formularon una base teórica y encontraron importantes relaciones entre muchas variables del problema, como la conexión entre el grado de acoplamiento de cada Tx con el Rx, su impedancia «percibida» o «reflejada» del Rx, y la corriente óptima que debe ser alimentada.
Con este conocimiento, los investigadores implementaron un método novedoso, de máxima eficiencia y relativamente más simple para la carga inalámbrica de multi-Tx. «Nuestra estrategia rompe con el enfoque más tradicional de localizar el Rx con un sensor de posición y solo encender el Tx más cercano a él», explica el profesor Dukju Ahn. «En su lugar, descubrimos que el grado de acoplamiento de cada Tx puede medirse indirectamente en tiempo real a través de su impedancia, lo que nos permite ajustar dinámicamente la salida de cada bobina de Tx para lograr la máxima eficiencia».
El Profesor Ahn también declaró que, aunque se han publicado anteriormente otras técnicas, su rendimiento se evaluó haciendo que la Rx se detuviera en diferentes lugares. «La tecnología de carga inalámbrica está destinada a aplicaciones que implican receptores en movimiento. En este sentido, nuestro trabajo es el primero en verificar la eficiencia de un esquema de control multi-Tx compatible con un receptor que realmente se está moviendo en tiempo real», comenta.
La tecnología de carga inalámbrica ayudará a eliminar los obstáculos de las fuentes de alimentación alámbricas en muchas aplicaciones. Con una eficiente transferencia de energía inalámbrica multi-Tx, podríamos ser capaces de eliminar las grandes y pesadas baterías que utilizan los actuales vehículos eléctricos y los robots industriales, haciéndolas más baratas y fáciles de mover. (Fuente: NCYT Amazings)
