Системы беспроводной передачи энергии (WPT) передают электрическую энергию от источника питания к нагрузке без физических разъемов или проводов, используя электромагнитные поля. Эта идея возникла еще в 1890-х годах, когда Никола Тесла, как известно, экспериментировал с беспроводной передачей энергии. Сегодня системы WPT широко используются для питания смартфонов, электрических зубных щеток и беспроводных датчиков для Интернета вещей. Типичная система WPT имеет передающую катушку, подключенную к источнику питания. Этот передатчик преобразует подаваемую мощность в электромагнитное поле, которое поступает на приемную катушку, которая затем питает электрическое устройство.
Сегодня она окружает нас повсюду — от зарядки зубных щеток до умных домов. Но у современных систем WPT есть слабое место: при изменении нагрузки падает стабильность напряжения и эффективность.
Проблема стабильности и ее решение
Ключевой вызов — режим работы без нагрузки (LI), требующий идеальной точности параметров компонентов (катушек, конденсаторов). Традиционные методы проектирования основаны на сложных уравнениях, игнорирующих реальные условия. Команда профессора Хироо Секия из Университета Тиба (Япония) совершила прорыв, применив машинное обучение! Их исследование, опубликованное в IEEE Transactions 18 июня 2025 года, предлагает:
- Моделирование системы через дифференциальные уравнения с учетом реальных характеристик компонентов.
- Численное решение «шаг за шагом» до стабильного состояния.
- Оптимизацию генетическим алгоритмом, улучшающим ключевые показатели: стабильность напряжения, КПД и снижение гармонических искажений.
Результаты, которые впечатляют
Тестирование на системе класса EF показало:
- Обычные системы теряли стабильность напряжения (колебания до 18%) при изменении нагрузки.
- Система с LI-режимом и ИИ-оптимизацией сократила отклонения до 5%!
- Эффективность подачи энергии достигла 86.7% на частоте 6.78 МГц при мощности 23 Вт.
- Учет паразитных емкостей (например, диодов) резко повысил производительность при малых нагрузках.
Почему это важно для телекоммуникаций?
Стабильное питание критично для телеком-оборудования: базовые станции 5G, удаленные датчики IoT, серверные узлы. Технология LI-WPT от Университета Тиба позволяет:
- Снизить затраты на обслуживание (меньше сбоев из-за перепадов напряжения).
- Упростить монтаж устройств в труднодоступных местах (без прокладки кабелей).
- Повысить автономность инфраструктуры для «умных городов».
Как подчеркивает проф. Секия: «Независимость от нагрузки — ключ к социальной реализации WPT. Наша цель — сделать ее обычным явлением за 5–10 лет».
Перспективы для вашего бизнеса
Внедрение таких систем открывает возможности для yes-telecom.ru:
- Разработка решений для беспроводной зарядки телеком-оборудования.
- Внедрение энергоэффективных датчиков IoT с автономным питанием.
- Снижение эксплуатационных расходов клиентов за счет стабильного КПД.
Исследование также доказывает: ИИ меняет проектирование в силовой электронике, открывая эру автоматизированных решений.
Заключение
Беспроводная передача энергии перестает быть экзотикой. С методами машинного обучения от лидеров вроде Университета Тиба, она становится надежнее, дешевле и ближе к массовому внедрению. Для индустрии телекома это шанс создать инфраструктуру будущего — без проводов, с максимальной устойчивостью. Начните интеграцию инноваций WPT уже сегодня, чтобы завтра быть на шаг впереди!
