1mを越えるワイヤレス電力伝送の実証実験

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昨年度は、アンテナの場の理論を使わないで、集中回路としてモデル化し、そのパラメータを測定により求める手法を提案し、磁気結合型のヘリカルアンテナを中心に理論とその実証実験を行った。従来型の直列型等価回路ではなくで、直並列型等価回路を提案し、理論的なSパラメータと実測のS御パラメータを比べた。自己共振周波数、自己共振時の実数および虚数インピーダンス、反自己共振周波数を用いて、4つに未知がラメータを同定した。その結果、Sパラメータにおいて、ほぼ理論と実験の一致を確認した。さらに、この理論式より、伝送効率向上の方策を提案した。その結果、ヘリカルアンテナ2個(コイル半径15cm、巻き数5)を用いた場合の最高効率は、ギャップ8cmの距離において、効率99%が観測された。さらに、1mの距離での電力伝送では、複数のアンテナを用いて伝送距離を広げた6その結果、距離50cmにおいて、伝送効率70.8%、距離60cmにおいて、伝送効率63.1%が、また、距離1mにおいて伝送効率20.0%が実測された。当初の目的は達成できたが、しかし、実際に電源として使用する場合は、この高周波電圧を直流電源に変換する必要だある。14MHzの高周波電力を効率よく直流電力に変換するために、回路トポロジー、スイ、ッチングデバイス、回路の形状などに注意して回路設計を行い実験を行った。その結果、SiCSBDを用いてフルブリッジ整流器を構成し、フィルムコンデンサを平滑用に用いて実験を行った。その結果、30W入力時(74Vdc)に効率82%を得た。ダイオードの種類、コンデンサの種類、さらに、回路の物理的な配置を検討すれば、さらに高効率は交流直流変換効率が期待される。