| 研究課題/領域番号 |
17K14642
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| 研究種目 |
若手研究(B)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 研究分野 |
電力工学・電力変換・電気機器
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| 研究機関 | 信州大学 |
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研究代表者 |
宮地 幸祐 信州大学, 学術研究院工学系, 准教授 (80635467)
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| 研究協力者 |
水野 勉
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2019-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2018年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2018年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2017年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
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| キーワード | 非接触給電 / 磁界共振 / 軽負荷 / 集積回路 / 軽負荷効率 / 磁界共振型非接触給電 / 軽負荷制御 / 高効率電源回路 / 集積回路設計 |
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| 研究成果の概要 |
体内埋め込み医療デバイスのような消費電力が少ない軽負荷デバイスへの非接触給電を想定し、出力5～100mWの範囲内で最高効率50%の電力伝送効率を目指した。送受電回路中の共振電力を最小限に維持するように送電共振器電流を一定値に留める制御、およびサブハーモニック周波数制御とConstant-Idle-Time制御を組み合わせた送電電力制御を提案した。180nm標準CMOSプロセスを用いた集積回路設計試作を行い、前者では2.4V、12mA出力時に実測にて28.2%、後者では2.4V、20mA出力時にシミュレーションにて42.0%の伝送効率を得た。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
回路の駆動を極力減らすため、軽負荷効率の大きな改善が実際に確認された。小電力インプラント型医療デバイスへの応用の場合、体外の送電デバイスに搭載するバッテリーの長時間駆動化や小型化に直結し、対象者のQoLの向上に大きく貢献すると考えられる。また、IoTセンサーノードへの給電を想定する場合、将来的には多数の小電力センサーや端末の同時給電の高効率化に大きく寄与すると考えられる。これは給電対象となるセンサーが多数あったとしても、その一部のみが給電を要求することが考えられるためである。これらより、将来のインフラ・医療を支える小型電子機器の基盤電源技術としての意義があると思われる。
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