Interference Reduction in Inductive Wireless Power Transfer
- Reference number
- ID20-0096
- Project leader
- Lau, Buon Kiong
- Start and end dates
- 210301-211231
- Amount granted
- 592 888 SEK
- Administrative organization
- Lund University
- Research area
- Information, Communication and Systems Technology
Summary
The current surge of interest in wireless charging of smartphones reflects the human desire for freedom from making wire connection. However, wireless power transfer (WPT) technology is still at its infancy, and recent trends reveal an growing interest of regulatory bodies to impose very strict limits on electromagnetic interference, which can severely impact future WPT applications. To address this challenge, this industrial PhD project aims to characterize and mitigate electromagnetic interference from WPT systems. The project is divided into 3 work packages (WPs): WP1 focuses on capturing the physical mechanism governing electromagnetic field around WPT devices, in the presence of surrounding objects. This is crucial to make guidelines and mathematical models on the field behavior. These outcomes will be used in WP2 to formulate effective techniques to reduce electromagnetic interference in WPT operation. Several techniques will be studied, including use of smart materials and advanced signal processing. WP3 provides experimental validation of several techniques and a technology demonstrator to spur scientific/commercial interest. The expected results are: 1) Detailed evaluation/comparison of innovative solutions to mitigate electromagnetic interference, and prototype systems to demonstrate the technologies, 2) In-house knowledge and expertise at nok9 on interference mitigation of WPT systems, 3) Increased collaboration between nok9 and Lund University.
Popular science description
Trådlös laddning av smartphones och andra batteri drivna enheter har blivit enormt populärt, det produceras hundratals miljoner enheter med denna teknologi årligen. Populariteten av trådlös laddning beror på den bekvämlighet det medför till vårt dagliga liv. Liksom trådlös kommunikation, erbjuder det möjlighet att ta bort en ytterligare kabelanslutning. Vidare innebär ankomsten av en standard för trådlös laddning att olika laddare och enheter görs kompatibla, i motsats till konventionella strömkablar med olika anslutningstyper och effektbehov. Den trådlösa laddningstekniken utökas nu i stor skala till andra applikationer, inklusive bärbara datorer och elbilar. På grund av det ökande allmänintresset av denna teknik blir regulatoriska organ oroliga för exponering av elektromagnetiska fält som genereras av dessa enheter. I vissa länder planeras mycket stränga gränser för elektromagnetiska fält för vissa applikationer. Trenden att införa stränga gränser leder till ett stort behov av att minska de elektromagnetiska fält (störningar) som normalt omger trådlösa laddare. Detta är en mycket utmanande uppgift eftersom trådlösa laddare överför energin till mottagarenheten genom det elektromagnetiska fältet. Detta projekt syftar till att lösa problemet genom att först förstå vilken typ av elektromagnetisk störning som omger dessa enheter och sedan minska interferensen med hjälp av flera innovativa tekniker. Det elektromagnetiska fältet som alstras av en trådlös laddare komplext då det påverkas av närvaron av magnetiska och metalliska föremål i laddaren. Tidigare studier på detta område är mestadels begränsade till mycket ideala fall, de fysiska mekanismer som i stor utsträckning påverkar fältbeteendet i verkliga fall är okända. Systematiska steg kommer att vidtas för att få en detaljerad förståelse av fältegenskaperna. Därefter ska dessa nyförvärvade kunskaperna användas för att med hjälp av flera tekniker reducera fältläckage i utrymmet utanför laddningssystemet. Detta kommer att bidra till att minimera allmän exponering av elektromagnetiska fält. För att säkerställa att metoderna som utvecklas i projektet kommer att fungera i praktiken, kommer experiment att genomföras för att validera dessa metoder i projektets sista fas. Avsikten är att ta fram en demostations prototyp för att kunna bygga vidare på vetenskapliga och kommersiella intressen kring vår fältreduceringsteknik.