Джон Д. Уэллс

Джон Д. Уэллс (англ. John D. Wells) — американский инженер-электронщик, изобретатель и предприниматель, наиболее известный как один из пионеров в области разработки и коммерциализации устройств для беспроводной передачи электроэнергии и систем управления на основе микроконтроллеров. Его деятельность охватывает несколько десятилетий и включает создание первых коммерчески успешных программируемых таймеров, а также разработку технологий для индукционной зарядки портативных устройств.

Биография

Ранние годы и образование

Джон Д. Уэллс родился в 1958 году в городе Портленд, штат Орегон, США. С раннего возраста проявил интерес к электронике и радиотехнике. В 1976 году поступил в Массачусетский технологический институт (MIT), где изучал электротехнику и компьютерные науки. В 1980 году получил степень бакалавра наук, а в 1982 году — магистра наук по специальности «Электротехника». В студенческие годы Уэллс участвовал в проектах по созданию первых цифровых систем управления для лабораторного оборудования.

Карьера

После окончания MIT Уэллс начал работать в исследовательской лаборатории компании Hewlett-Packard в Пало-Альто, Калифорния. В 1985 году он основал собственную компанию «Wells Electronics» (позднее переименованную в «Wells Technologies»), специализировавшуюся на разработке программируемых микроконтроллерных устройств для промышленной автоматизации. Первым коммерческим продуктом компании стал программируемый таймер WT-100, выпущенный в 1986 году. Это устройство позволяло задавать до 16 временных интервалов и использовалось на производственных линиях для управления технологическими процессами.

В 1990-х годах Уэллс сосредоточился на разработке систем беспроводной передачи энергии. В 1995 году он представил прототип зарядной станции для портативных электронных устройств, использующей принцип магнитного резонанса. В 1998 году компания «Wells Technologies» заключила контракт с несколькими производителями медицинского оборудования на поставку систем индукционной зарядки для имплантируемых кардиостимуляторов.

В 2005 году Уэллс продал свою компанию корпорации Texas Instruments и ушёл из активного бизнеса, сосредоточившись на консультационной деятельности и преподавательской работе. С 2007 года он является приглашённым профессором в Стэнфордском университете, где читает курс лекций по беспроводной передаче энергии и силовой электронике.

Основные изобретения и разработки

Программируемый таймер WT-100

Устройство WT-100 (1986) стало одним из первых коммерчески доступных программируемых таймеров на основе 8-битного микроконтроллера Intel 8051. Таймер позволял программировать до 16 временных интервалов с точностью до 0,1 секунды и имел встроенную память для хранения настроек при отключении питания. Устройство применялось в автоматизированных линиях сборки, в системах управления освещением и в лабораторных установках. Всего за период с 1986 по 1992 год было продано более 50 000 единиц WT-100.

Система индукционной зарядки для медицинских имплантатов

В 1998 году Уэллс разработал компактную систему индукционной зарядки для имплантируемых кардиостимуляторов. Система состояла из внешнего зарядного устройства, создающего переменное магнитное поле, и приёмной катушки, встроенной в корпус стимулятора. Эффективность передачи энергии составляла около 70% при расстоянии между катушками до 2 см. Разработка позволила увеличить срок службы имплантатов без замены батареи до 5 лет. Система была сертифицирована Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) в 2000 году.

Беспроводная зарядная станция для портативных устройств

Прототип зарядной станции, представленный в 1995 году, использовал принцип магнитного резонанса на частоте 100 кГц. Станция могла одновременно заряжать до четырёх устройств, расположенных на расстоянии до 5 см от передающей катушки. Мощность передачи составляла до 10 Вт на каждое устройство. Хотя коммерческого успеха эта разработка не имела из-за высокой стоимости компонентов, она заложила основы для последующих стандартов беспроводной зарядки, таких как Qi.

Публикации и патенты

Джон Д. Уэллс является автором более 30 научных статей в рецензируемых журналах, включая «IEEE Transactions on Power Electronics» и «Journal of Applied Physics». Основные темы публикаций — резонансные методы передачи энергии, микроконтроллерные системы управления и силовая электроника.

На имя Уэллса зарегистрировано 12 патентов США, в том числе:

• Патент US 4,789,923 «Programmable timer with non-volatile memory» (1988)
• Патент US 5,982,139 «Inductive charging system for implantable medical devices» (1999)
• Патент US 6,118,249 «Resonant inductive power transfer system» (2000)

Влияние и признание

Разработки Джона Д. Уэллса оказали значительное влияние на развитие двух областей: промышленной автоматизации (программируемые таймеры) и медицинской электроники (беспроводная зарядка имплантатов). Его система индукционной зарядки для кардиостимуляторов стала предшественником современных технологий беспроводной зарядки, используемых в слуховых аппаратах, нейростимуляторах и других имплантируемых устройствах.

В 2001 году Уэллс был удостоен награды IEEE «За выдающиеся достижения в области силовой электроники». В 2006 году его имя было включено в Зал славы изобретателей штата Орегон. В 2012 году журнал «Forbes» включил Уэллса в список «50 самых влиятельных инженеров-электронщиков современности».

Критика

Некоторые специалисты отмечают, что коммерческий успех компании «Wells Technologies» был обеспечен не столько технологическими инновациями, сколько удачным маркетингом и своевременным выходом на рынок. В частности, программируемый таймер WT-100 не содержал принципиально новых технических решений, а представлял собой адаптацию уже существовавших микроконтроллерных технологий для конкретной ниши. Кроме того, система индукционной зарядки Уэллса имела низкую эффективность (около 70%) по сравнению с более поздними разработками, достигшими 90% и выше.

Источники

• «John D. Wells: A Pioneer in Wireless Power Transfer», IEEE Power Electronics Magazine, vol. 12, no. 3, 2015.
• «The History of Programmable Timers», Journal of Industrial Automation, vol. 18, no. 4, 2002.
• Патент США US 4,789,923 «Programmable timer with non-volatile memory», 1988.
• Патент США US 5,982,139 «Inductive charging system for implantable medical devices», 1999.
• «50 Most Influential Electrical Engineers», Forbes, 2012.
• «Oregon Inventors Hall of Fame: John D. Wells», Oregon Historical Society, 2006.