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2013 Fiscal Year Annual Research Report

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

Research Project

Project/Area Number 13J08797
Research InstitutionChiba University

Principal Investigator

永島 和治  千葉大学, 大学院融合科学研究科, 特別研究員(DC1)

Keywords高効率・低コスト / 共振型DC/DCコンバータ / 無線電力伝送
Research Abstract

今年度は, 高効率・低コストを両立する共振型DC/DCコンバータの開発・設計, インバータの解析, 無線電力伝送システムの解析について研究を行い, その成果を論文として発表した. 今年度の補助金は, 主に回路開発のための実験準備品・消耗品, 海外発表・共同研究のための旅費に当てられた.
1. 高効率・低コストを両立する共振型DC/DCコンバータの設計・開発についての論文は, 「回路とシステムワークショップ」等で発表を行った. これまで設計が難しいとされていた, 回路構成について設計・開発に成功した. この成果により, 高効率・低コストを両立する無線電力伝送システムの基礎となる回路の設計が可能になった.
2. インバータの解析についての論文は, Japan-Korea Joint Technical Workshop on Semiconductor Power Converter等で発表を行い, 論文誌IEEE transactions on Industrial Electronicsに掲載決定された. 高効率インバータの解析を行い, 高効率を達成できるパラメータ領域を明らかにした. また, 高効率を達成できるパラメータ領域の拡張に成功した. この成果により, パラメータ変動があっても高効率を維持できる制御手法の確立が可能となる.
3. 無線電力伝送システムの解析についての論文は, 電子情報通信学会無線電力伝送時限研究会にて発表し, 国際学会IEEE International Sympopsium on Cricuits and Systemsで発表予定である. 高効率DC/DCコンバータを無線電力伝送システムに適用・解析を行い, システムの設計・高効率化に成功した. この成果は, 無線電力伝送システムの包括的な設計において基礎となる研究である.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

高効率・低コストを両立するDC/DCコンバータの開発に成功した. また, 高効率インバータの解析を行い, 高効率を達成できるパラメータ領域を明らかにし, パラメータ変動に対して高効率を達成できる領域の拡大に成功した. これらの成果から, 申請者の研究計画はおおむね順調に進展していると結論づけられる.

Strategy for Future Research Activity

共振型DC/DCコンバータについて, 1入力1出力の回路構成から, 1入力・多出力の回路構成に発展させることが早急の課題である. しかしながら, 多出力化はこれまでの研究成果を用いれば, スムーズに移行できると考えており, 高効率・低コストを両立する多出力DC/DCコンバータの開発・設計が完了する. その後, 多出力DC/DCコンバータについて, これまでの研究成果として得られた回路解析手法を適用することで, 高効率を達成するパラメータ領域を明らかにし, 高効率を維持できる制御手法を確立する.

  • Research Products

    (10 results)

All 2014 2013 Other

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (8 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Waveform equations, output power, and power conversion efficiency or class-E inverter outside nominal operation2014

    • Author(s)
      Tomoharu Nagashima
    • Journal Title

      IEEE Transactions on Industrial Electronics

      Volume: 61 Pages: 1799-1810

    • DOI

      10.1109/TIE.2013.2267693

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Analytical design procedure for resonant inductively coupled wireless power transfer with class-E^2 DC-DC converter2014

    • Author(s)
      Tomoharu Nagashima
    • Organizer
      2014 IEEE International Symposium on Circuits and Systems (ISCAS2014)
    • Place of Presentation
      Melbourne Convention and Exhibition Centre(オーストラリア)
    • Year and Date
      20140601-05
  • [Presentation] E^2級DC-DCコンバータを用いた磁界共鳴型無線電力伝送システムの解析的設計2014

    • Author(s)
      永島 和治
    • Organizer
      電子情報通信学会無線電力伝送時限研究会
    • Place of Presentation
      佐賀大学(佐賀県)
    • Year and Date
      20140130-31
  • [Presentation] Design of high-efficiency inductive-coupled wireless power transfer system with class-DE transmitter and class-E rectifier2013

    • Author(s)
      Kazuhide Inoue
    • Organizer
      The 39th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society (IECON 2013)
    • Place of Presentation
      Austria Center Vienna(オーストリア)
    • Year and Date
      20131110-13
  • [Presentation] E_M級インバータを用いた共振型dc/dcコンバータ2013

    • Author(s)
      関屋 大雄
    • Organizer
      電子情報通信学会非線形問題研究会
    • Place of Presentation
      サンポートホール高松(香川県)
    • Year and Date
      20131028-29
  • [Presentation] Design of class-E inverter with inductive impedance inverter for achieving ZVS at any load resistance2013

    • Author(s)
      Tomoharu Nagashima
    • Organizer
      2013 Japan-Korea Joint Technical Workshop on Semiconductor Power Converter
    • Place of Presentation
      名古屋工業大学(愛知県)
    • Year and Date
      20131011-13
  • [Presentation] Inductively coupled wireless power transfer with class-E^2 DC-DC converter2013

    • Author(s)
      Tomoharu Nagashima
    • Organizer
      The 21th European Conference of Circuits Technology and Devices (ECCTD2013)
    • Place of Presentation
      Internationales Congress Center Dresden (ドイツ)
    • Year and Date
      20130908-12
  • [Presentation] E_M級インバータとE級整流器から構成される高周波数高効率共振型コンバータ2013

    • Author(s)
      関屋 大雄
    • Organizer
      第26回 回路とシステムワークショップ
    • Place of Presentation
      淡路夢舞台国際会議場(兵庫県)
    • Year and Date
      20130729-30
  • [Presentation] DE級送電器とE級整流器を用いた電磁誘導型無線電力伝送システムの設計2013

    • Author(s)
      井上 一秀
    • Organizer
      電気学会半導体電力変換研究会
    • Place of Presentation
      機械振興会館(東京都)
    • Year and Date
      20130725-26
  • [Remarks] 関屋研究室ホームページ

    • URL

      http://www.s-lab.nd.chiba-u.jp/achievements/

URL: 

Published: 2015-06-25  

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