Powercast の Ubiquity は RF を使用してデバイスをワイヤレスで充電します

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Powercast は、無線周波数 (RF) 電力を使用してデバイスを無線で充電する Ubiquity ワイヤレス電力送信機を発表しました。

ペンシルベニア州ピッツバーグに拠点を置く同社は、今週ラスベガスで開催される大規模な技術見本市であるCES 2023で、超低コストのRF電力送信機であるユビキティ送信機を披露した。

これが少しクレイジーに聞こえるかもしれませんが、空気を介して電気を伝送して電子機器に電力を供給することは不可能に思えます。 ラジオの先駆者であるニコラ・テスラは、1900 年代初頭にそれを試みましたが失敗しました。 それ以来、同じことをしようとする試みは技術的なハードルに悩まされてきました。

しかし、Powercast は 2003 年に、送信機と受信機の間の接続時に独自の電力を供給する無線周波数を使用するというアイデアに着手しました。同社は、100 社以上の顧客に 1,000 万台以上のデバイスを出荷したと述べました。 同社は 79 件の特許を取得しています。 私は 2008 年にワイヤレス パワーについて書きましたが、私たちが入手したのは誘導充電デバイスだけです。

経済的な RF ワイヤレス トランスミッタとして設計された Powercast は、各家庭をカバーする複数の RF トランスミッタによって RF ワイヤレス パワーが実際にユビキタスになる可能性がある参入障壁を下げたと同社は述べています。

「Powercast のビジョンは、すべての家のすべての部屋に低コストの RF 送信機を設置することです」と Powercast の CEO、Charles Goetz 氏は声明で述べています。 「Wi-Fi ルーターと同様に、便利で非接触の「設定すればあとは忘れる」ワイヤレス充電が現実になる場合、家庭では十分な RF カバレッジを提供するために複数の RF トランスミッターが必要になります。そこで、私たちはコストを削減し、ユビキティ デザインを次の方法で共有しています。材料費が 5 ドルという低価格のリファレンス デザイン、または組み込み可能なモジュールにより、メーカーは RF 送信機能を自社製品に簡単に組み込み、家庭内の RF 送信ネットワークを高速化できます。」

Powercast の無線電力アーキテクチャには 2 つの側面があります。 RF を無線で送信する送信機と、その RF を空中から収集して DC (直流) に変換してデータ通信とデバイスへの電力供給を行う受信機がエンドデバイスに組み込まれています。

送信機側では、Powercast の Ubiquity にはいくつかの形式があり、いずれも RF 対応デバイスの充電と、家庭全体でのデータの送受信の両方が可能です。

メーカーには、家電製品、テレビ、ゲーム システム、コンピューター モニター、AI 対応ホーム アシスタントなどの自社製品をユビキティ RF トランスミッターに変えるための 2 つのオプションがあります。 ライセンス可能なリファレンス デザインを使用すると、メーカーは 5 ドル以下の部品表 (BOM) コストで、必要な電子部品だけを自社の回路基板に統合できます。

また、必要なすべての電子機器とハードウェアを含む、統合が簡単なドロップイン組み込み可能なモジュールも備えています。 メーカーは電源とアンテナを追加します。 パワーキャストはメーカーと協力して、特定の製品サイズに最適なアンテナ設計を検討します。

Powercast はまた、CES で展示するために、組み込み可能なモジュールとアンテナを組み合わせたスタンドアロンの Ubiquity トランスミッターも作成しました。 Powercast は、このポータブル スピーカー サイズの送信機を製造します。

受信側では、メーカーはPowercastの小型Powerharvester PCC110受信機チップと小型アンテナをエンドデバイスに約1ドルで組み込むことができ、RF送信機（PowercastのスタンドアロンのUbiquity、または埋め込み型Ubiquityを使用して作成されたRF送信製品）と連携できるようになります。モジュールまたはリファレンス デザイン。

このワイヤレス パワーオーバーディスタンス アーキテクチャにより、継続的で信頼性の高いバックグラウンド トリクル充電により、低電力デバイスを充電できます。 エンドデバイスの例には、テレビのリモコン、電動歯ブラシ、キーボードとマウス、ゲーム コントローラー、イヤホン、ヘッドフォン、スマート ウォッチ、フィットネス バンド、補聴器、時計、電気シェーバー、ホーム オートメーション デバイス、その他多くのデバイスが含まれます。

Powercast の研究開発ディレクター、Jason Gill 氏は声明で次のように述べています。エンジニアは、電力の送信とデータ通信の両方が可能な、高効率のシングル アンテナ ユビキティ設計を完成させました。メーカーは、充電式バッテリーを使用するか、バッテリーを使用せずに、環境に優しい RF 駆動のエコシステムを構築できます。どちらの場合も、使い捨てバッテリーの電子廃棄物や電子機器廃棄物が排除されます。電池交換が面倒。」

Ubiquity トランスミッターは最大 1 ワット (3W EIRP) を出力でき、充電ゾーンに入った複数の RF 対応デバイスを自動的に充電します。充電マットは必要ありません。 電力を大量に消費するデバイスは送信機から数フィート以内でより速く充電できますが、IoT センサーなどの超低電力デバイスは最大 120 フィートまで充電できます。

IDCのリサーチディレクター、フィル・ソリス氏は声明で「遠距離無線電力送信機の半導体市場は間もなく、収益のほとんどが消費者市場から得られる急成長軌道に乗るだろう」と述べた。 「受信機側では、消費者市場が2024年までに最大のセグメントとなり、2025年までに収益の大部分を占めるようになるでしょう。家庭内の多くのデバイスがワイヤレス電力の恩恵を受けられるようにするには、低コストのソリューションが必要です。」

ライセンス可能な Ubiquity リファレンス デザインは 2023 年 2 月に公開される予定です。Ubiquity モジュールとトランスミッターは 2023 年 6 月に公開される予定です。

送信機は、RF エネルギーをデバイスに埋め込まれた受信チップに無線で送信し、受信チップがそれを DC に変換してバッテリーを充電したり、デバイスに直接電力を供給します。 このリモート充電テクノロジーは Wi-Fi のように動作し、電力送信機の範囲内にある場合、有効なデバイスが自動的に充電します。

米国とカナダの規制により、送信可能な電力の量が制限されています。 FCC Part 15 に基づき、電力は 4 ワット EIRP に制限されており、Powercast は約 3 ワット EIRP をブロードキャストします。

システムまたはデバイスに組み込まれた小型の Powerharvester 受信機は、Powercast の Powercaster や PowerSpot などの専用送信機、または UHF RFID リーダーや NFC POS リーダーなどの予想される RF ソースから空中で送信された RF エネルギーを収集します。 次に、組み込まれた Powerharvester が RF を DC に変換して、バッテリーのないデバイスに直接電力を供給するか、バッテリーを再充電します。

同社は充電は安全だとしている。 一般的な携帯電話ユーザーは、適切に設置された Powercast 送信機から受信するよりも、自分の携帯電話からはるかに多くの RF エネルギーを受信します。 充電装置は壁を通り抜けることができます。

充電パッドや電動歯ブラシなどの一般的な誘導充電ソリューションでは、効率的に電力を伝送するために、電源と受信デバイスが互いに非常に近接している必要があり、通常はミリメートル以内であり、これは本質的にゼロ距離です。 この種のソリューションでは通常、特別な位置調整と充電パッドまたはクレードルが必要です。 Powercast の RF ベースのテクノロジーは、1 つ以上のデバイスに長距離電力を提供し、誘導ベースの充電テクノロジーと直接競合しません。

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