2020 Fiscal Year Annual Research Report
Development of ultra-thin and high efficient flexible transmission coil for wireless power transfer
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18H01422
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| Research Institution | Shinshu University |
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Principal Investigator |
水野 勉 信州大学, 学術研究院工学系, 教授 (90283233)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 磁束経路制御技術 / コイルのQ値 / 伝送効率 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ワイヤレス電力伝送システムの拡大に伴って、モバイル機器を対象とした国際標準規格、Qi規格がWPC (Wireless Power Consortium) によって策定されおり、送受電コイルは薄型で軽量、かつ高効率であることが必要である。
モバイル機器に搭載する事を想定した場合には占積率の高い平角導線を用いることが好ましい。しかし、表皮効果と近接効果に起因する交流抵抗が伝送効率を低下させる。交流抵抗の低減のために一般的に撚り線が用いられているが、平角導線と比較して占積率が悪く、生産コストが高い。
これに対して、平角導線は、断面形状が長方形であることから、表皮効果や近接効果が丸線と比較して顕著に表れる。そこで、平角導線を用いたコイルの表皮効果と近接効果に起因する交流抵抗の低減を図るために、磁性コンポジット材を使用した磁束経路制御技術(Magnetic Path Control Technology) をコイルに適用して交流抵抗の低減および伝送効率向上のためのコイルのQ値の増加を検討した。
その結果、伝送周波数200 kHzにおいて、従来のコイルと磁束経路制御技術を適用したコイルの交流抵抗は、それぞれ333.5ｍΩと232.5mΩで30%低減、また自己インダクタンスは8.29uHと8.35μHで0.7%増加、さらに、コイルのQ値は34.5と45.1で、31%増加した。コイル間の伝送効率は、96.1%で１%増加した。また、15W電力伝送における伝送コイルの発熱は、45.6℃から38.3℃へと7.3℃低減した。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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