東京大學開發出了可按客戶需求自由剪裁形狀的無線充電薄膜，並在尺寸爲400mm×400mm的柔性基底層上實際製作了重量爲82g的無線充電薄膜（圖1）。該充電薄膜採用對人體影響較小的數百kHz至數MHz磁場和線圈之間最大運送5W左右的電力。
圖1：可以裁切的無線充電薄膜
剪裁充電薄膜，將其張貼到家俱和衣服上時，通常從薄膜的外側開始。不過，以往的無線充電薄膜的線圈陣列很多都是以矩陣狀佈線，裁切後，縱橫連接的線圈的一部分就會失落功能。爲了避免電流源部分被切斷，此次將電流源配置在薄膜中央，利用H樹形佈線法從中央向外側進行佈線（圖2）。採用這種佈線後，即便裁切後電流也會流向線圈陣列。另外，在H樹形佈線中，電流源到各線圈的佈線長度相同，因此可抑制從電流源到各線圈之間電阻抗的變動，這是高頻電路特有的現象。
圖2：（a）正方形線圈陣列的H樹形佈線，可以變爲：（b）形狀可變更爲長方形、圓形、心形、星形等凸形圖、（c）L形、T形、H形及＋形等凹形圖。不過，（d）無法變更成裁掉中心的連接器或者把與連接器連接的佈線全部裁掉的形狀。
透過儘量密集地配置線圈，使得需要充電的設備放在薄膜的任何位置都能供電。不過，線圈越緊密，線圈之間的磁干擾越強，反而會影響供電效率。因此，採用了使同時通電的線圈之間保持距離，進行分時供電的方法（圖3）。透過將彼此不相鄰的線圈陣列劃分爲同一組，並反復分組供電，可以避免相鄰線圈之間的磁干擾。由此，透過結合H樹形佈線和分時供電法，實施了能在裁切後的薄膜上最大限度進行無線充電的系統。
圖3：（a）分時供電。爲避免相鄰的線圈同時通電，以最小分割數將線圈陣列分組，（b）反復分組供電。由此可以避免相鄰線圈之間產生磁干擾。
利用上述提案方法，有望爲家俱（圖4）、包和衣服（圖5）及收納盒（圖6）等生活用品輕鬆賦予無線充電功能。今後將研究利用印刷電子學統一印刷薄膜内的佈線和元件的方法。
圖4：可無線充電的家俱。
圖5：可無線充電的包和衣服。
圖6：可無線充電的收納盒。
文 JST客觀日本編輯部
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