入力インピーダンスの整合が可能なワイヤレス電力伝送向け受電側整流器の開発

开发用于无线电力传输的接收侧整流器，允许输入阻抗匹配

基本信息

批准号：
14J10028
负责人：
日下佳祐
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Nagaoka University of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2014
资助国家：
日本
起止时间：
2014-04-25 至 2016-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

近年，地球環境問題の解決やエネルギー問題の観点から，電気自動車の普及拡大が図られている。しかしながら，電気自動車のバッテリーを充電するためにはユーザ自らが電気自動車にケーブルを接続する必要がある。充電に用いるケーブルは重く，取り回しに難があることからユーザに広く受け入れられているとは言えず，電気自動車の普及を妨げる一因となっている。本研究は，電気自動車のバッテリ充電時の利便性を改善するため，小型なワイヤレス電力伝送システムを開発することを目的とする。従来の研究では，数十kHzから数百kHzの伝送周波数を用いて実用化が図られてきたが，システムの小型軽量化の観点からはより高周波である数十MHz帯で電力を伝送することが期待される。しかしながら，このような高周波帯では受電側整流器の入力部においてインピーダンスの不整合が発生し，高効率な伝送が困難であるという問題があった。本研究では上記の問題を解決するため，回路の入力インピーダンスを整合可能な受電側整流器を開発し，実用化に向けた試験を行った。特に本年度は実用化に向けて，実装技術の改善を図った。高周波帯では回路パターンにより多くのノイズが発生するため，これにより周辺回路の誤動作を招きかねない。そこで，本年度はRF／マイクロ波回路設計・解析ソフトを用いて電磁界解析を行い回路パターンの設計を行った。加えて，ワイヤレス電力伝送システムから発生するノイズを抑制するため，新たな電力変換器の駆動方法の検討と実験を行った。実験により提案するノイズ抑制手法が有効であることを確認し，国際会議において発表を行った。

近年来，人们从解决全球环境问题和能源问题的角度出发，努力扩大电动汽车的普及。然而，为了给电动汽车的电池充电，用户必须自己将电缆连接到电动汽车。用于充电的电缆笨重且难以操纵，因此尚未被用户广泛接受，这也是阻碍电动汽车普及的因素之一。本研究的目的是开发一种紧凑的无线电力传输系统，以提高电动汽车电池充电的便利性。以往的研究尝试使用数十kHz至数百kHz的传输频率将电力投入实际使用，但从使系统更小、更轻的角度来看，建议以更高的频率传输电力，例如数十kHz至数百kHz。 MHz频段的预期。然而，在这样的高频带中，存在受电整流器的输入部产生阻抗失配，难以高效传输的问题。本研究中，为了解决上述问题，我们开发了一种能够匹配电路输入阻抗的接收侧整流器，并进行了实际使用测试。特别是，今年我们致力于改进安装技术，以实现商业化。在高频段，电路图案会产生大量噪声，这会导致外围电路发生故障。因此，今年我们使用射频/微波电路设计和分析软件进行电磁场分析和设计电路图案。此外，我们还研究并试验了一种新的电源转换器驱动方法，以抑制无线电力传输系统产生的噪声。我们通过实验证实了所提出的噪声抑制方法的有效性，并在国际会议上进行了展示。