Ki Cordless Kitchen: hoogvermogen draadloze energieoverdracht vraagt nieuwe vermogenselektronica

Met de introductie van de Ki Cordless Kitchen‑standaard zet de Wireless Power Consortium (WPC)[1] een volgende, technisch uitdagende stap in de evolutie van draadloze energieoverdracht.

Waar Qi en Qi2 zich beperken tot het efficiënt laden van accu’s in het vermogensbereik tot enkele tientallen watts, is Ki ontworpen voor directe vermogensoverdracht tot 2,2 kW. Daarmee wordt draadloze voeding voor keukenapparatuur zoals waterkokers, blenders en foodprocessors realiteit.

Tijdens het Power Electronics & Energy Storage 2026 event geeft Will Ettes, senior designer power electronics bij Philips, een diepgaande toelichting op de vermogens elektronische consequenties van deze standaard. Zijn presentatie maakt duidelijk dat Ki niet slechts een opschaling van Qi is, maar een fundamenteel ander systeemontwerp vereist.

Van laden naar direct voeden

Een cruciaal verschil met eerdere WPC‑standaarden is dat Ki geen energie opslaat in een lokale accu. Het draadloos overgedragen vermogen voedt de belasting direct: verwarmingselementen, motoren en vermogenselektronica worden zonder buffer aangestuurd. Dit stelt hoge eisen aan de stabiliteit en dynamiek van het systeem, vooral bij snelle belastingvariaties die typisch zijn voor huishoudelijke apparatuur.

Daarbij komt dat Ki expliciet is opgezet als interoperabele standaard. Zenders en ontvangers van verschillende fabrikanten moeten betrouwbaar samenwerken, wat betekent dat de vermogenselektronica bestand moet zijn tegen een breed scala aan mechanische en elektrische randvoorwaarden.

Grote spreiding in magnetische koppeling

Een van de grootste technische uitdagingen die Will benoemt, is de variatie in magnetische koppeling tussen zender en ontvanger. In een keukenomgeving is de afstand tussen de spoelen sterk afhankelijk van de dikte van het werkblad. Afstanden van 15 tot 40 mm zijn realistisch, terwijl de diameter van de ontvangerspoel varieert tussen 8 en 18 cm.[2]

Het gevolg is een uitzonderlijk groot bereik in koppelfactor, van circa k = 0,15 tot 0,75. Voor ontwerpers betekent dit dat spanning, stroom en resonantiecondities over een breed spectrum kunnen verschuiven, terwijl het uitgangsvermogen constant moet blijven.

Load‑resonante invertertopologieën

Om dit probleem beheersbaar te maken, maakt Ki gebruik van load‑resonante invertertopologieën. Door de resonantie zowel aan de zender- als de ontvangerzijde te positioneren, kan het systeem efficiënter omgaan met variaties in koppeling en belasting. Tegelijkertijd blijven gunstige schakelcondities, zoals zero‑voltage switching, over een groot werkgebied behouden.

Volgens Will is deze keuze essentieel om bij kilowattvermogens zowel het rendement als de thermische en elektromagnetische marges binnen acceptabele grenzen te houden. Bovendien biedt de load‑resonante benadering meer vrijheid in het magnetisch ontwerp van spoelen en ferrietstructuren.

Gelaagde regelstrategie

Een tweede sleutel tot robuuste werking is de combinatie van meerdere regelmechanismen. De Ki‑standaard ondersteunt:

• Duty‑cycle‑regeling voor nauwkeurige vermogensinstelling rond nominale koppeling;
• Frequentieregeling om verschuivende resonantiepunten te compenseren;
• Burst‑mode‑regeling voor stabiele werking bij lage belasting of ongunstige koppeling.

Deze meerdimensionale aanpak maakt het mogelijk om het systeem stabiel te houden over het volledige vermogens- en koppelfactorbereik, terwijl EMC‑emissies en componentstress worden beperkt.

Veiligheid en EMC als randvoorwaarde

Naast efficiëntie speelt veiligheid een centrale rol in het Ki‑ontwerp. Vermogensoverdracht start uitsluitend na digitale handshaking tussen zender en ontvanger. Bij verplaatsing of kantelen van het apparaat wordt het vermogen direct uitgeschakeld. Daarmee is Ki intrinsiek veilig, zelfs bij hoge vermogens.

Voor vermogenselektronica‑ontwerpers betekent dit dat vermogensregeling, communicatie en veiligheid niet los van elkaar kunnen worden gezien. EMC‑compliance in een huishoudelijke omgeving is daarbij een expliciete ontwerpeis, geen nabehandeling.

Relevantie voor de ontwerper

De Ki Cordless Kitchen‑standaard is daarmee meer dan een consumenteninnovatie. Het is een praktijkvoorbeeld van hoogvermogen inductieve energieoverdracht in een complexe, realistische toepassing. De inzichten uit de presentatie van Will Ettes zijn direct relevant voor ontwerpers die werken aan resonante converters, draadloze energieoverdracht of vermogenselektronica in variabele systeemomgevingen.

Ki laat zien dat draadloze energieoverdracht op kilowattniveau technisch haalbaar is, mits topologie, magnetisch ontwerp en regelstrategie integraal worden benaderd. Voor de vermogenselektronica vormt de keuken daarmee onverwacht een high‑end applicatie.

Meer weten? Will Ettes geeft op 27 mei 2026 tijdens Power Electronics & Energy Storage de afsluitende plenaire lezing. Bekijk het programma en meld je aan op de website.

[1] Home | Wireless Power Consortium

[2] The Ki Cordless Kitchen standard – FHI, federatie van technologiebranches