多数デバイスへ同時給電可能な，電磁理論的に安全かつ高効率なユビキタス無線給電技術

无处不在的无线电力传输技术，从电磁理论来看安全高效，可以同时为多个设备供电

• 批准号: 22K17867
• 负责人: 白井 僚
• 金额: $ 2.91万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K17867/
• 关键词: 無線給電; 磁界結合; 水中無線給電; 電磁理論; 磁界; 金属異物検知; 無線給電; 磁界結合; 水中無線給電; 電磁理論; 磁界; 金属異物検知

本研究は，多数の機器への同時給電に最適な給電方式を提案し，またその安全性を電磁理論に基づき解明することを主たる目的とする．そこで本年度は特に「送電コイルと受電コイル間の磁界結合が極小時に無線給電が可能な手法について，検討を進めた．以下詳述する．通常の無線給電回路では，1つの送電回路が一つの受電回路に対して，磁界を通じて電力伝送する，1対1の無線給電を行うのが一般的である．一方で本研究では，一つの無線送電回路が不特定多数の受電回路に対して無線給電を行う，1対多の無線給電回路を検討する．したがって，送電回路は必ずしも受電回路の近傍には設置されない．また給電可能範囲を広げるため，送電回路の磁界生成用コイルは，受電回路のコイルよりも大きくなる．こうした条件下においては，送電コイルと受電コイル間の磁界結合が非常に微弱になる．磁界結合の度合いは，結合係数というパラメータによってあらわされる．従来研究における1対1の無線給電では，結合係数が概ね0.1以上となるケースが多かった．一方1対多の無線給電を行う場合，結合係数が0.01よりも小さい場合において無線給電が可能である必要があることが，研究により明らかになった．また，このような場合において，受電コイルを流れる電流を適切にスイッチングすることで，低結合係数であっても，効率よくエネルギーを受電する手法を提案した．本研究で提案した手法を実機評価したところ，結合係数が0.008以下の場合であっても，小規模集積回路や，センシング回路などを動作させるのに十分な電力が得られることが明らかになった．

这项研究旨在提出一种最适合同时喂养多个设备的电源系统，并根据电磁理论阐明其安全性。特别是，今年，我们一直在考虑一种允许无线电源在电源传输线圈和接收线圈之间的磁场耦合时馈电的方法。下面详细描述了这一点。在典型的无线电源电路中，一对一的无线电源电路通常是通过磁场传输电源的电源，并提供了一个无线电源电路。另一方面，在这项研究中，我们将考虑一个一对多的无线电源电路，其中一个无线电源传输电路为未指定的电源接收电路提供无线电源。因此，不一定安装电动电路在电动接收电路附近。此外，为了扩大电源的范围，电源传输电路的磁场生成线圈变得大于电源接收电路的线圈。在这些条件下，电源传输线圈与接收线圈之间的磁场耦合变得非常弱。磁场耦合非常弱。因此，磁场耦合不一定是。先前研究中1到一的无线电源的程度已由称为耦合系数的参数表示。过去，在许多情况下，耦合系数通常高于0.1。另一方面，研究表明，当执行一对多无线电源时，当耦合系数小于0.01时，无线电源是必要的。此外，在这种情况下，我们提出了一种方法，即使使用低耦合系数使用较低的耦合系数，也通过正确切换流过接收线圈的电流。当在实际机器中评估这项研究中提出的技术时，据透露，即使耦合系数低于0.008，也可以获得足够的功率来操作小型集成电路，传感电路等。