無線電力伝送システム構築のための磁界結合共振器の課題の検討

澤原 裕一  石崎 俊雄  粟井 郁雄  

誌名
電子情報通信学会論文誌 C   Vol.J98-C   No.12   pp.430-438
公開日: 2015/11/11
Online ISSN: 1881-0217
DOI: 
論文種別: 特集論文 (大学発マイクロ波論文特集)
専門分野: 
キーワード: 
磁界結合共振器,  誘電体,  隔壁,  直接励振方式,  ワイヤレス給電,  

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あらまし: 
磁界結合共振器を用いて結合共振器型ワイヤレス給電システムを構築する際に起きうる二つの課題に対して検討を行った.一つ目は,誘電体である人体や水,隔壁が共振器近傍に存在したり,それら媒質を介した給電したりする際の伝送特性の変動である.二つ目は,直接励振方式を用いた際に起きる共振器特性の劣化である.誘電体に対しては,電界を局所的に閉じ込めて給電に磁界のみを用いる磁界結合共振器により伝送特性の大幅な改善が得られる.そこで,従来の一重スパイラルコイル共振器と著者らが提案した2重スパイラルコイル共振器の基本的な共振器特性について解析を行い,共振器構造と電気的パラメータの関係を明らかにした上で,誘電体に対する両者の耐性を比較した.また,直接励振における特性劣化の原因が,平衡-不平衡接続におけるコモン電流に起因した同軸ケーブルからの放射によるエネルギー損失であると考え,バランまたは擬似バランを用いて改善できることを実証した.これらの検討結果を用いることにより,水中無線給電や壁越しの無線給電のための結合共振器型ワイヤレス給電システム構築の指針を確立することができた.