小型设备充电不用愁,有WiFi就够了

Raghav Sharma博士(右)手持一块嵌入了大约50个转矩振荡器的芯片。

随着数字设备的兴起,用于设备间无线信息传输的WiFi源数量呈指数级增长,这令WiFi使用的2.4GHz无线频率几乎无处不在。研究人员认为,富余信号或许还有其他用途。techxplore.com 站当地时间5月18日 道,为了利用这种未被充分开发的能源,新加坡国立大学(NUS)和日本东北大学(TU)的联合研究小组开发了一项新技术。该技术以微型智能设备转矩振荡器(STOs)收集、转换无线电频率,从而为小型电子产品提供动力。在实验中,工程师已经成功利用WiFi波段信号为发光二极管(LED)无线供电。

“人类身处WiFi信号之中,但当我们不用WiFi信号连接互联 时,它们是不活跃的,这是一种巨大的浪费。”NUS电气与计算机工程教授Yang Hyunsoo说,“我们朝着将现有2.4GHz无线电波转化为绿色能源迈出了重要一步,这将减少日用电子产品对电池的依赖。通过这种方式,我们能将小型电子设备和传感器引入物联 ,以无线频率波进行无线供电。该成果有望对通信、计算和神经形态系统的节能应用开发产生巨大推动作用。”

STOs是一类产生微波的新兴器件,在无线通信系统中应用广泛。然而,由于STOs输出功率较低、线宽较宽,它的普及遭遇了极大阻碍。虽然工程师们能够通过多个STOs的相互同步来解决这些问题,但在当前方案中,多个STOs之间的短程磁耦合存在空间限制。另一方面,使用涡旋振荡器的远距离电同步频率响应只有几百兆赫兹,它还需要为单个STOs提供专用电流源,这反而会使问题复杂化。

为了克服空间和低频限制,Hyunsoo等提出了一种8个STOs的串联阵列。经由这个阵列,WiFi的2.4GHz电磁无线电波被转换成直流电压信号。随后,电流被传输到电容中,点亮1.6伏的LED。当电容充电五秒后,即便关闭无线电源,它也能为LED供能1分钟左右。

编译:雷鑫宇 审稿:西莫 责编:陈之涵

期刊编号:2041-1723

原文链接:
https://techxplore.com/news/2021-05-harvest-wi-fi-power-small-electronics.html

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