以RF無線充電技術實現助聽器設計

作者 : Maurizio Di Paolo Emilio,Power Electronics News & EEWeb主編

總部位於美國加州的Energous宣佈,其WattUp無線充電技術將為EarTechnic即將推出的助聽裝置Tie-X進行無線充電...

頻繁更換小型電池是許多穿戴式裝置解決方案的問題,在某些情況下,對於消費者來說幾乎是不可能的。無線充電技術消除了頻繁更換電池或連接電源線的需要,提供了更高的靈活性、便利性和安心性。

無線充電技術可以支援多種應用,例如智慧型手機和穿戴式裝置。

總部位於美國加州的Energous宣佈,其WattUp無線充電技術將為EarTechnic即將推出的助聽裝置Tie-X進行無線充電。

Energous執行長Steve Rizzone在接受採訪時指出,需要更換密封產品中的電池是一個問題,這可能使市場上的許多醫療解決方案不可行。Energous的WattUp無線充電技術使下一代助聽器成為可能,而無需擔心更換電池,畢竟這對許多用戶來說一直是繁瑣的任務。此外,智慧型手機應用程式(app)警報可在電量下降時提醒使用者為裝置充電。

醫療裝置和無線電力

對於那些失去聽力的人來說,助聽器可以改變他們的生活。然而,更換小型電池對某些人來說可能是一個挑戰,尤其是老年人。這些小型電池必須經常更換,裝置才能繼續運行。

Rizzone說:「耳後、耳道和植入物:這些助聽器的主要目標是讓產品盡可能方便客戶(通常是老年人)使用,但更換微型電池對他們來說是一個挑戰。大多數助聽器的電池需要每三天更換一次,而且裝置的小尺寸意味著電池也很小,對於行動不便的人來說也很難更換。」

他並補充說,「低功率裝置通常是更小且彎曲的裝置,無法使用Qi (基於線圈的充電)進行充電。」

Energous的WattUp無線充電技術基於射頻(RF),適用於沒有平坦表面的小型產品和裝置。該技術支援接觸式和空中下載(OTA)無線充電——減少了基於線圈解決方案的定位和干擾問題。具有單個放大器和天線的架構的簡單性,使其足夠小以適應各種用例。在頻率方面,該解決方案基於Energous的900MHz技術。

Rizzone說:「路徑損耗的影響與圍繞發射、SAR和共存的監管現實相結合,清楚地表明900MHz是全球無線電力部署的最佳路徑,特別是考慮到我們當前的目標市場。」

WattUp技術佈局、發射器和接收器。

WattUp技術

無線充電技術對於低功率應用特別有用,例如需要非常緊湊尺寸的助聽器。然而,挑戰之一在於低功率應用中採用無線充電技術的難度。Energous的WattUp接收器技術支援接觸式充電,也支援長達15英呎的無線充電。

WattUp的接收器技術可以擴展以適應各種尺寸的電子裝置,包括像入耳式助聽器一樣小的裝置。發射器技術可以透過不同的技術選項(近場、中場和遠場)整合到不同的外形尺寸中。這可以包括一個小型、低成本的WattUp發射器(例如,用於替換USB電纜和電源配接器),或用於平板電腦和智慧型手機以及其他小型電子裝置的快速充電發射器,提供功率取決於充電技術的類型。該技術確保接收器和發射器之間的互通性。

Rizzone說:「Energous的WattUp無線充電技術採用天線和矽ASIC,適用於無法考慮線圈的應用。基於RF的技術減少了消費者在使用基於線圈的解決方案時遇到的放置和干擾問題。充電功率對於嵌入Energous技術的每種產品都是特定的,並由合作夥伴公司(在本例中為EarTechnic)根據電池等元件確定。」

正如Energous所指出的,進一步的應用包括該技術在American Equus EQx VitalsSensor中的使用,這是一種無線充電的馬健康監測感測器。該感測器採用WattUp無線充電技術,專為專業馬術市場而設計,旨在監測動物的重要參數,例如溫度、心率和腿部位置。

 

WattUp Technology

該公司新的Power Hub發射器中採用的WattUp技術是一種非波束成形、單天線和單功率放大器(PA)設計,它基於一種架構方法,可為小型無線充電建立路徑。

「雖然我們的波束成形技術將專注於充電更長的距離和提供更多的電力,但WattUp PowerHub專注於以最經濟的方式實現更短的距離。」Rizzone補充說,「在傳統的波束成形系統中,我們需要更多的天線和放大器,這會增加成本和傳輸裝置的尺寸。」

因此,目標是在發射裝置前創建一個1公尺的「充電區」,可以同時為智慧眼鏡、助聽器和穿戴式裝置等多個接收器充電,而不受定位或方向的限制。

編譯:趙娟

(參考原文:Designing Hearing Aids with RF-based Wireless Power Technology,by Maurizio Di Paolo Emilio)

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