移动充电黑科技：一米内，随便充！

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6月15日，《自然》刊登了中国科大校友范汕洄（8800）团队的主要成果：他创造出一种无线电力传输系统，能为LED灯在远离电源的过程中充电。在移动中的设备无线充电取得重大进展。范汕洄教授现供职于斯坦福大学电子工程系。

无线充电目前采用磁感应的技术，感应充电取决于至少两个线圈，一个在发射器中，一个在接收器中。当发射器线圈通电时产生电磁场将能量传递到接收器线圈。然而，为能以高效无线传递无线能量，目前的方法技术要求发射器和接收器几乎保持不动，或者不断调整电路的参数。这样如果向移动设备充电，系统的复杂性将大大增加。

典型的无线能量传输仅在特定距离有效，而新系统则在一定距离范围内有效

范汕洄团队开发的新系统可以使用简单的电子设备就能有效地为附近的移动设备提供恒定的电力。通常，无线充电技术使用无线电波来激发发射器线圈。范汕洄团队用通用放大器代替了这个无线电波源。如果线圈相同，无论线圈之间的距离如何，系统将自动选择使发射机到接收器的能量传输效率最大化的频率。这样发射器和接收器移动时，就不需要复杂电路设备来调整参数了。

范汕洄团队创建的无线电力传输系统是基于宇称—时间对称原理。测试实验使用位于收线圈上的LED灯，实验表明在1米范围内的不同距离均能实现高效电力传输，LED灯的亮度保持不变。“我们认为，随着电力可无线传输到移动的物体，我们向实现动态充电迈出了重要的一步”，范汕洄说。

物体在多数日常速度中（For most practical speeds），新无线电力传输系统可以在几百微秒内迅速调整从而对他们进行无线充电。在一米的距离范围内，能量传输的效率为90％左右。虽然目前团队使用的商用放大器在产生无线电力传输所需的振荡电场方面效率不高，但团队正致力于设计专门用于更高效的能量传输的放大器。

目前新技术的实验中能量功率仅毫瓦级别，而电动汽车充电则需要几十千瓦。然而，其技术所利用的宇称—时间对称原理应能扩大到更高的功率级别。对大功率电动汽车的无线充电对于该技术还是个挑战，但在这之前，该技术应用于移动设备和医疗植入物等小型设备的前景非常乐观。

范汕洄是该成果的通讯作者，值得一提的是该文第二作者余晓芳也毕业于中国科学技术大学（9602校友）。

范汕洄教授简介

范汕洄中学毕业于广东省实验中学，1988年考入中国科学技术大学少年班系教学改革试点班（零零班），1992年进入麻省理工学院（MIT）攻读物理学，并于1997年获得博士学位。范汕洄现任斯坦福大学（Stanford University）电子工程系教授。范汕洄博士是美国物理学会会士（APS Fellow）、国际电子电气工程师学会会士（IEEE Fellow）、国际光学工程学会会士(SPIE　Fellow）、美国光学学会会士（OSA Fellow）。英文主页请见这里。

新闻来源：范教授论文刊登于《自然》，论文题为《Robust wireless power transfer using a nonlinear parity–time-symmetric circuit》。 中国科大新创校友基金会根据IEEE英文报道Wireless Power to Moving Electric Vehicles Closer to Reality编译并整理。转载需注明出处。本文并未与范汕洄教授校对，如有不准确处由新创基金会负责。本文内嵌的视频分别来自腾讯与澎湃新闻，但实际均来自前述英文网页。

2017-06-16