高電力伝送効率と低コストを両立する一送信多受信の無線電力伝送システムの開発

开发同时实现高电力传输效率和低成本的单发射、多接收无线电力传输系统

• 批准号: 13J08797
• 负责人: 永島 和治
• 金额: $ 2.11万
• 依托单位: Chiba University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2013
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2013-04-01 至 2016-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13J08797/
• 关键词: 無線電力伝送システム; パラメータ変動; 動作解析; 効率最大化; 高効率制御; 高効率・低コスト; 共振型DC/DCコンバータ; 1入力多出力; 注入同期型発振器; 同期範囲導出; 無線電力伝送

今年度は，無線電力伝送システムの動作解析，システム解析を基にした効率向上を可能にする設計手法，低コストシステムの提案および高効率を維持する制御手法の提案について研究を行い，その成果を論文として発表した．A. 無線電力伝送システムの動作解析についての論文は，IEEE Transactions on Industrial Electronicsに投稿済みである．昨年度の成果である，"高効率な共振型DC/DCコンバータの動作解析"を無線電力伝送システムに応用したことで，パラメータ変動による動作を解析的に表現した．これにより，様々なパラメータ変動，特にコイルの位置ずれおよび負荷変動，に対しての出力電力・効率変動の原因が解析的に明らかとなった．B. システム解析を基にした効率向上を可能にする設計手法についての論文は，IEEE International Symposium on Circuits and Systems等で発表/発表予定である．システム全体の解析により効率を数式化し，"効率最大"という最適化問題を解くことで，さらなる高効率を達成するシステムの設計方法を提案することに成功した．C. 低コストシステムの提案および高効率を維持する制御手法の提案についての論文は，International Conference on Renewable Energy Research and Applicationsで発表を行った．機能を共有化できる回路素子に着目し，回路トポロジーを工夫したことで，素子数を減少させたシステム構成の提案に成功した．さらに，そのシステムにおいて，位置ずれ・負荷変動に対して”出力一定”かつ”最大効率”を達成する制御手法を提案し，実験により制御手法の妥当性を確認した．

This year, the wireless power transmission system motion analysis, system analysis, basic efficiency, upward possible design methods, low cost system proposal and high efficiency to maintain the proposal of control methods, research progress, and the results of the paper are presented. IEEE Transactions on Industrial Electronics Last year's results showed that "high efficiency resonant DC/DC converter motion analysis" wireless power transmission system use, motion analysis performance. For example, if the load changes, the power output changes, and the power output changes, the power output changes, and the power output changes, the power output changes, and the power output changes. IEEE International Symposium on Circuits and Systems, etc. The optimization problem is solved by numerically calculating the efficiency of the whole system, and the design method of the system is proposed successfully. International Conference on Renewable Energy Research and Applications. The number of elements in the loop is reduced. In this case, the position of the system is determined by the load variation, and the control method is proposed to achieve the maximum efficiency.

项目成果

Analytical expression of phase-controlled class-D inverter at any duty ratio

任意占空比下相控D类逆变器解析表达式

• 发表时间: 2016
• 作者: Tomoharu Nagashima;Xiuqin Wei;Hisa-Aki Tanaka;and Hiroo Sekiya;Tomoharu Nagashima;Takumi Noda;Yuta Yamada
• 通讯作者: Yuta Yamada

Inductively coupled wireless power transfer with class-E2 DC-DC converter

使用 E2 类 DC-DC 转换器进行电感耦合无线功率传输

• DOI: 10.1109/ecctd.2013.6662278
• 发表时间: 2013
• 期刊: 2013 European Conference on Circuit Theory and Design (ECCTD)
• 作者: T. Nagashima;Kazuhide Inoue;Xiuqin Wei;Elisenda Bou;E. Alarcón;H. Sekiya
• 通讯作者: H. Sekiya

Analytical design of resonant inductively coupled wireless power transfer system with class-E^2 DC-DC converter

采用 E^2 类 DC-DC 转换器的谐振电感耦合无线电力传输系统的分析设计

• 发表时间: 2014
• 作者: Tomoharu Nagashima;Xiuqin Wei;and Hiroo Sekiya
• 通讯作者: and Hiroo Sekiya

Steady-state analysis and design of class-D ZVS inverter at any duty ratio

任意占空比下D类ZVS逆变器的稳态分析与设计

• DOI: 10.1109/tpel.2015.2400463
• 发表时间: 2016
• 期刊: IEEE Transactions on Power Electronics
• 影响因子: 6.7
• 作者: Xiuqin Wei;Hiroo Sekiya;Tomoharu Nagashima;Marian K. Kazimierczuk;and Tadashi Suetsugu
• 通讯作者: and Tadashi Suetsugu

Locking range derivations for injection-locked class-E oscillator applying phase reduction theory

应用相位缩减理论的注入锁定 E 类振荡器的锁定范围推导

• DOI: 10.1109/tcsi.2014.2327276
• 发表时间: 2014
• 期刊: IEEE Transactions on Circuits and Systems Part I: Regular Papers
• 作者: Tomoharu Nagashima;Xiuqin Wei;Hisa-Aki Tanaka;and Hiroo Sekiya
• 通讯作者: and Hiroo Sekiya