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グリーン・エレクトロニクス 【シリーズ一覧へ】

水にも埃にも強い手ぶらコードレス電源の作り方

グリーン・エレクトロニクスNo.19

キットで体験! CとLと非接触パワー伝送の実験

トランジスタ技術SPECIAL編集部 編
B5判 144ページ
定価2,808円(税込)
JAN9784789848503

2017年4月1日発行

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 電源ケーブルを接続することなく電力を伝達できるワイヤレス給電の実用化が進んでいます.早くからは家電用として電動歯ブラシやコードレスホン,近年ではチー規格対応のスマートホンなど,すでに日々の生活空間のなかに製品として取り入れられています.これらは取り扱う電力が比較的小容量のものが中心ですが,産業界ではFA機器のコンベアなどの工場設備,交通関連では電気自動車や電動バスなどの数百Wから数十kWクラスの大電力用途への応用など,ワイヤレス給電技術の利便性を活用した製品化が始まっています.
 特集では,ワイヤレス給電の基本技術である電磁誘導,電磁界共鳴,電界結合方式の原理について,エレクトロニクス・エンジニアから営業技術者および,これからパワー・エレクトロニクスを学びたい学生向けにわかりやすく解説しています.具体的な給電の様子を見える形にした実験を中心として,理論面を含めて学べるように構成されています.


目 次

水にも埃にも強い手ぶらコードレス電源の作り方
特集 キットで体験! CとLと非接触パワー伝送の実験

最新ワイヤレス給電をザックリおさらい
Introduction 給電方式と最新標準化の動向*
■ ワイヤレス給電のひろがり
■ ワイヤレス給電の進化
■ ワイヤレス給電は三つの方式がある
■ モバイル機器の標準化の動き
■ 車のワイヤレス給電には安全規格との協調も必要
■ 将来のワイヤレス給電技術

第1部 製作と実験

コイルとコンデンサのふるまいから理解する
第1章 実験キットで学ぶワイヤレス給電の基礎
■ ワイヤレス給電を体験してみよう
■ ワイヤレス給電に使われるコンデンサとコイル
■ コンデンサ/ コイルの応用…トランス,共振動作
■ 実験ボードの動作…ワイヤレス給電の動作
■ 実験キットの回路
■ コラム 表皮効果とリッツ線

電磁気学のおさらいから始める
第2章 プリント基板コイルを使ったワイヤレス給電
■ ワイヤレス給電の利点
■ ワイヤレス給電とは
■ 磁界結合方式を使った回路
■ 簡単な回路で作れる
■ アイデア次第でこんなことも!
■ ワイヤレス給電の将来的な展開
■ コラム 表皮効果と近接効果とは?

ついに突破口が見つかったワイヤレス給電の新方式
第3章 磁界共振理論の問題を微修正して効率とロバスト性を改善
■ ワイヤレス給電の課題
■ 回路の説明
■ 共振原理の見直しが必要
■ 調相結合とは何か
■ 並列共振周波数と直列共振周波数を分析
■ 正しい磁界共振の周波数設定
■ コラム1 Qiの共振回路について
■ コラム2 特殊なレギュレータについて
■ コラム3 紛らわしい意味の違う二つの漏れインダクタンス
■ コラム4 ワイヤレス電力給電実験キット
Appendix ZVS 動作について

第2部 理論と解析

ロバスト性の高いシステム構築が可能な並列共振方式
第1章 電界結合による非接触電力供給の技術
■ 電界結合とは
■ 電界結合の回路方式
■ 直列共振方式
■ 並列共振方式

独創的で高効率なワイヤレス給電システムの開拓に向けて
第2章 ワイヤレス結合の最新常識「kQ積」をマスタしよう
■kQ積への近道
■ 結合系のkQ積のまとめ
■ コラム1 T 型抵抗回路のESR
■ コラム2 巻き線トランスのQファクタと結合係数
■ コラム3 距離減衰から考える伝送線路のkQ積
■ コラム4 電力伝送効率をLTspice で計算すると…
■ コラム5 実用システムのkQ積

電気と磁気を統合した回路モデルで電力伝送特性を理論的につかむ!
第3章 回路方程式と伝達関数で理解するワイヤレス給電
■ 伝達関数のおさらい
■ ワイヤレス給電の方式分類
■ 電気系と磁気系とを統合するための基礎式
■ 二つのコイル間の相互誘導
■ 静電誘導(電界結合)は双対性で理解できる
■ 伝達関数を使った理論解析
■ 2次側コンデンサの効果をベクトルで解析
■ パワー・エレクトロニクス技術を応用したシステム

汎用オシロスコープで自己/ 相互インダクタンス,伝送効率を測定
第4章 インダクタンス測定とワイヤレス給電の評価方法
■ 自己インダクタンスの測定
■ 相互インダクタンスの測定
■ ワイヤレス給電の測定例
■ コラム1 インダクタンスの自動測定
■ コラム2 インダクタンスについてのおさらい

ワイヤレス給電の用途拡大! 工場から農業まで…
第5章 多種多様なフィールドで活用されるワイヤレス給電
■ なぜ,ワイヤレス給電が求められるのか?
■ ワイヤレス給電の実用事例
■ 工場内でのワイヤレス給電(産業用ロボット)
■ 医療用途におけるワイヤレス給電
■ 車両用途でのワイヤレス給電
■ 農業用途でのワイヤレス給電
■ コラム ワイヤレス給電の方式

ケーブルの要らない新しい世界に向けて…
第6章 ワイヤレス給電を始めるまえに押さえておきたい10の基本
■ 基本1 ワイヤレス給電と無線通信の違い
■ 基本2 ワイヤレス給電の五つの方式
■ 基本3 ワイヤレス給電とIH クッキング・ヒータ
■ 基本4 磁界共鳴方式と電磁誘導方式の違い
■ 基本5 トランスやコンデンサとどう違うのか
■ 基本6 広がる利用分野
■ 基本7 電波法と標準化
■ 基本8 遠方への不要輻射と漏洩電磁界
■ 基本9 近傍の電磁界強度
■ 基本10 大電力/ 走行中給電…これからの発展

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※ *印の記事は,「トランジスタ技術」に掲載された記事を再収録したものです.初出誌は,各記事の稿末に記載してあります.



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