Design of Novel Systems for Position Independent Energy and Data Transfer

Questa tesi propone un quadro teorico e pratico per la modellazione, l'analisi e il progetto di un sistema completo per il trasferimento di energia e dati indipendente dalla posizione del ricevitore. Il trasferimento di energia è trattato sia per scenari industriali, che richiedono alte potenze ed efficienze, sia per quelli di impianti biomedicali, che presentano distanze significative ma non necessitano di particolari efficienze. Nel primo caso, il metodo proposto consente una tensione al ricevitore costante, indipendente dalla posizione, in una direzione, e dal carico del ricevitore, senza nessuna necessità di controllo in retroazione. Si basa sulla ottimizzazione geometrica di un link induttivo composto da tre spire e su inverter e rettificatore risonanti, in classe EF ed E, rispettivamente, funzionanti a 6.78MHz. Consente inoltre di localizzare il ricevitore in maniera passiva e indipendente dal ricevitore. Nel secondo caso, la soluzione proposta consente di alimentare dispositivi impiantabili indipendentemente dalla loro rotazione. Il trasferimento dei dati a banda larga si inserisce nello scenario industriale, integrandosi in un unico sistema di potenza e dati, con la possibilità anche di interagire tra loro. Attraverso l'uso di hardware di consumo, consente bande superiori a 100Mb/s, indipendentemente dalla posizione, con ottima resistenza alle interferenze.