磁界共鳴型ワイヤレス給電における周波数分割現象の考察とPLLを用いた極大電力点自動追従回路の検討

藤田 誉大  和田 和千  

誌名
電子情報通信学会論文誌 B   Vol.J102-B   No.6   pp.459-472
発行日: 2019/06/01
Online ISSN: 1881-0209
DOI: 10.14923/transcomj.2018JBP3031
論文種別: 論文
専門分野: 電子通信エネルギー
キーワード: 
ワイヤレス給電,  磁界共鳴,  周波数分割現象,  周波数追従,  極大電力点追従,  PLL,  

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あらまし: 
磁界共鳴型ワイヤレス給電回路は,コイル間の結合係数や負荷抵抗の値により決定される周波数特性をもつ.このうち特定の周波数(極大電力周波数)においては,送電側から見た回路全体のインピーダンスが極小値をとり,高効率かつ大電力の送電が可能である.極大電力周波数の近傍においては,一次側から見た回路全体のリアクタンスが零になる周波数ZRFが存在し,該周波数においては一次側の電圧位相と電流位相とが一致する.本論文においては,ZRFにおいてそれら位相が一致することに着目し,PLLを用いたZRFの自動追従回路を実装し,その検討を行う.更に,磁界共鳴型ワイヤレス給電回路の回路方程式を解析することにより,ZRFを回路定数の関数として代数的に求め,高効率が得られるコイル間結合係数の範囲を明らかにする.以上より,ZRFにおいて高効率かつ大電力の伝送を行うシステムの構築可能性を,理論と実験の両方の側面から示す.