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マイクロ波帯電子管を用いる大電力無線電力伝送システム

使用微波波段电子管的高功率无线电力传输系统

基本信息

批准号：
19J12459
负责人：
楊波
金额：
$ 1.09万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-25 至 2021-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19J12459/
关键词：
マグネトロンフェーズドアレー無線電力伝送マイクロ波

项目摘要

マイクロ波無線電力伝送の送電部と受電部の整流回路などを研究し、大電力無線電力伝送システムを完成した。5.6メール伝送距離における最高送電効率（収集効率×受電整流効率）が15.1%までに至っている。マイクロ波送電電力は724Wの場合に受電部直流電力109Wが得られた。送電部の5.8GHzマグネトロンフェーズドアレーは送電方向を制御でき、マイクロ波の変換効率が64%までに向上し、最大電力は1870Wまでに出力可能である。半導体フェーズドアレーに比べて、より低コストかつ高効率的なシステムが完成された。共同開発で受電部に関わる高効率整流回路が研究により、5Wの入力電力のもとで整流回路の効率は世界最高レベルの91%までに完成した。一方、大電力マイクロ波が必要な課題であるマグネトロンの合成出力の研究により、合成効率は95.7%までに実現できた。無線電力伝送システムを完成した上で、電力と情報を同時に伝送できる進化版無線電力伝送システムも研究していた。完成したマグネトロンフェーズドアレーの無線電力と情報伝送システムにおいて、マイクロ波電力はメインローブで送電され、マイクロ波情報はサイドローブで弱い電力でアンテナの全面放射方向に送信された。送電部の最大マイクロ波電力は1637Wであり、これは現在最強電力の電力と情報伝送システムとなる。この研究成果は国際学会AWPT2020に掲載され、学生賞を受賞した。本研究によって、無線電力伝送技術はIoTセンサーなどの低電力デバイスのみならず、携帯電話、ドローン、電気自動車などの高電力デバイスへのワイヤレス充電にも適用できる。また、本システムを通して、大規模無線電力伝送システムが必要な技術の有効性を検証できる。さらに、マグネトロンの素子数を増えつつシステムの拡大は可能となる。これは将来の宇宙太陽光発電所の超大規模送電システムの構築と深く繋がる。

Research on Rectifier Circuit of Power Transmission Department and Power Receiving Department for Wireless Power Supply of Large Power 5.6 Maximum transmission efficiency (collection efficiency × rectification efficiency) from 15.1% to 15.1% When the power transmission is 724W, the DC power of the power receiving unit is 109W. The 5.8 GHz power transmission unit has a power transmission direction control, a power conversion efficiency of 64%, and a maximum power output of 1870W. The semiconductor industry has a high efficiency and low cost. The high efficiency rectifier circuit for the power receiving part of the common development has been studied, and the efficiency of the rectifier circuit for the input power of 5W has been completed to the highest level in the world. The research on the synthetic output of a large power plant shows that the synthetic efficiency is 95.7%. Wireless power transmission system is completed, power and information are transmitted simultaneously, and the evolution of wireless power transmission system is studied. Complete the wireless power supply and information transmission system of the power supply and information transmission system. The maximum wave power of the power transmission unit is 1637W. The maximum wave power of the power transmission unit is 1637W. The maximum wave power of the power transmission unit is 1637 W. The results of this research were presented at the International Society AWPT2020 and awarded to students. This research aims to provide wireless power transmission technology for IoT applications such as mobile phones, mobile phones, and electric vehicles. The feasibility of large-scale wireless power transmission systems is demonstrated. In addition, the number of elements in the production process has increased. The construction of super large-scale power transmission system of the future solar photovoltaic power generation station will be carried out in depth.