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グリーン・エレクトロニクス 【シリーズ一覧へ】

非接触で電力を伝送して利便性や安全性を向上させる

グリーン・エレクトロニクス No.6

ワイヤレス給電の技術と実際

トランジスタ技術SPECIAL編集部 編
B5判 128ページ(2C:96,1C:32)
定価2,376円(税込)
JAN9784789848367

2011年9月1日発行

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 特集では,電源ケーブルを使わずに非接触で電力を伝送して機器を利用するための給電技術----ワイヤレス給電の技術について解説します.
 ワイヤレス給電は,従来から電動歯ブラシなどに利用されてきましたが,昨今では携帯音楽プレーヤや移動体端末などへの応用が期待されてきています.業界での標準化も進みつつあり,さまざまな機器を同時に充電できるようなシステムが登場してきています.
 工場などの生産現場では,可動部分への給電と同時にデータを伝送することのできるシステムも実現されています.また,電気自動車の充電をワイヤレス化することにより,バス停などでの自動的な短時間充電が行えるようになり,搭載電池の小型軽量化や利便性の向上につながります.
 ワイヤレス給電にはさまざまな方式がありますが,いずれの方式による実現に際しても,やはり高効率化は重要なテーマとして注目されています.


目次

 非接触で電力を伝送して利便性や安全性を向上させる
特集 ワイヤレス給電の技術と実際

 携帯機器向けの充電機能に特化した
第1章 非接触電力伝送モジュールのしくみと実際
 ■ 非接触電力伝送トランスの理論
 ■ 非接触伝送トランス駆動回路の実際
 ■ 携帯電話向けワイヤレス充電の基本構成
 ■ 実用化されているデバイス
 ■ 送電制御側デバイス
 ■ 受電制御側デバイス
 ■ 特性
 ■ 標準化の動き

 センサ用から発展した高信頼が特徴の「リモートシステム」
第2章 生産現場で活用されるワイヤレス給電&信号通信の実際
 ■ 生産ライン向けのワイヤレス給電&信号通信
 ■ リモートシステムの動作原理
 ■ 開発初期から現在までの発展経過

 航続距離や充電問題の改善を図る
第3章 電気自動車への非接触給電の応用
 ■ 非接触給電装置の設計/製作/性能評価
 ■ 非接触給電装置を導入した電気自動車
 ■ 非接触給電装置導入により実現される電気自動車の短距離走行/高頻度充電運行

 ワイヤレス・パワー・コンソーシアムで標準化を進める
第4章 ワイヤレス給電の業界標準規格Qi(チー)の最新動向
 ■ WPCの動きと会員数の拡大
 ■ 5W Qi(チー)規格の各充電方式の特徴
 ■ Qi製品のリリース状況
 ■ 日本市場での加速
 ■ コラム Qiのロゴとエム・シー・エム・ジャパンについて

 600kHzの共振周波数で約90%の効率を実現
第5章 電界結合によるワイヤレス電力伝送
 ■ ワイヤレス電力供給技術の方式
 ■ 電界結合方式(共鳴型)の種類
 ■ 電磁波の放射
 ■ 適用用途

 接触給電にせまる高効率と安定した負荷変動率が得られる
第6章 非接触給電型スイッチング電源の試作実験
 ■ 従来の非接触給電のしくみと特徴
 ■ 高効率化のためのアイデア
 ■ 非接触給電の試作回路
 ■ 電圧共振させる方法
 ■ 最重要部品…トランスの製作
 ■ 部品の実装と動作チェック
 ■ 試作した非接触給電回路の特性

 数cm-数十cm/10Wの高効率伝送に挑戦
第7章 長距離ワイヤレス給電の実験と研究
7-1 ワイヤレス給電電源の試作と実験
 ■ 実験回路の概要
 ■ 構成部品と働き
 ■ 電源回路のふるまい
 ■ 給電/受電コイルと2次側チョーク・コイルの設計
 ■ 試作器の出力性能
7-2 共振用のコイルとコンデンサの値
 ■ 受電回路
 ■ 給電回路
7-3 電力伝送用コイルの等価回路から共振状態を求める
 ■ 結合係数を求める
 ■ トランスをコンデンサと共振させる
7-4 スムーズに電力を運ぶ四つのテクニック
 ■ その(1)…給電側と受電側に直列共振回路を設ける
 ■ その(2)…二つの共振回路を駆動周波数で共鳴させる
 ■ その(3)…共振回路のL,C,kを「臨界結合条件」が成立する値に設定する
 ■ その(4)…伝送エネルギーを1点の周波数に集約する
7-5 コア付きコイルを使って電源を小型化する
 ■ コアで磁束を集めて飛ばす
 ■ 実験の準備
 ■ 実験
7-6 2m先まで無駄なくエネルギーを伝送する
 ■ 空間に存在する三つの電磁界
 ■ 2m先だって効率良く伝送できる
7-7 30cm先に10Wを伝送する
 ■ スイッチング周波数80kHzのときの伝送効率を実測
 ■ スイッチング周波数3MHzのときの伝送効率を実測
 ■ コラム 電圧測定で結合係数を調べる方法
 ■ コラム 負荷の有無によるQの変動への対応
 ■ コラム ワイヤレス電力供給の方式
 ■ コラム ワイヤレス給電キット頒布サービスのお知らせ

 非安定化ながら3Wクラスの出力が得られる
Appendix 1石式ワイヤレス給電の試作実験


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