2018 Fiscal Year Annual Research Report
Study on New Charge Pump Rectifier for Harvesting of Ambient Radio Waves for IoT
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16K06353
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
篠原 真毅 京都大学, 生存圏研究所, 教授 (10283657)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | ワイヤレス給電 / マイクロ波送電 / 整流回路 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では周辺の弱い電磁波から高効率で電気エネルギーを得るための新しいレクテナ(ダイオード整流器付アンテナ)、特に弱い電力でも高効率で所望電圧を発生できるレクテナ整流回路の研究開発を行なう。世界的には弱い電力でも所望の電圧を得ることが出来るCharge Pump整流回路の研究開発が進んでいる。しかし、Charge Pump整流回路は多数のダイオードとキャパシタで構成され、整流と昇圧を同時に行なうために、所望電圧はその回路段数を増やすことで用意に得られるが、損失が段数に比例して大きくなり、高い効率を得ることが出来ない。効率が低いと電力システムとしては不適であるといわざるを得ない。そこで、本研究ではこれまで申請者が研究開発を行なってきたSingle Shunt整流回路とCharge Pump整流回路をマージした新しい整流回路を考案し、その研究を行なっている。
昨年度はCharge Pump整流回路にF級共振回路を取り付け、Single Shunt整流回路と1段のCharge Pump整流回路をマージした形の新しい整流回路の開発を行い、最適負荷1300 ohmにおいて最高変換効率約71%を実現した。今年度最終年度は実測結果とシミュレーション結果の差の分析と対策を行い、ダイオードと線路特性インピーダンスの整合条件について検討した結果、異なる特性インピーダンスを持つ先端線路は回路全体の反射成分に強い影響を及ぼすことが分かった。この結果を踏まえ、2段チャージポンプ整流回路の設計も行い、45%の変換効率を実験で実現した。
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