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無線電力伝送のための高周波パワーエレクトロニクス理論の確立

研究課題

研究課題/領域番号 18K04137
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分21020:通信工学関連
研究機関名古屋工業大学

研究代表者

平山 裕  名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (70372539)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワード無線電力伝送 / マイクロ波 / アンテナ / パワーエレクトロニクス / 結合共振 / アンテナ工学
研究成果の概要

無線電力伝送技術には、インバーターの応用としてのパワーエレクトロニクスに基づく技術と、アンテナ・高周波回路の考え方に基づいたマイクロ波技術によるものがある。それぞれの分野における研究は活発に行われているが、さらなる発展のためには、両者を融合した理論体系の確立が有用である。本研究では、「周波数変換」「インピーダンス変換」「伝搬モード変換」の考え方に基づいた、無線電力伝送工学の体系化を行った。さらに、その応用として、高周波におけるインピーダンス整合を、パワエレ回路のDC-DCコンバーターで実現する方法を提案した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

無線電力伝送技術の実用化のためには、電力を扱うパワーエレクトロニクス工学と、高周波を扱うマイクロ波工学の融合が必要である。本研究は、両分野の考え方を統一的に説明できる基盤を準備したことにより、一方の分野の考え方が、他方の分野にどのように対応するかが明解になり、技術の融合を容易にしたことが、学術的意義である。さらに、その有用性を実証するために、マイクロ波技術とパワエレ工学を融合した「複素MPPT回路」を提案し、無線電力伝送の高効率化を実現したことが、社会的意義である。

報告書

(5件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 7件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Folded dipole antenna with class-F load function for rectenna of microwave power transfer2020

    • 著者名/発表者名
      Oshima Takase、Hirayama Hiroshi
    • 雑誌名

      IEICE Communications Express

      巻: 9 号: 11 ページ: 524-528

    • DOI

      10.1587/comex.2020XBL0105

    • NAID

      130007934430

    • ISSN
      2187-0136
    • 年月日
      2020-11-01
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Reduction of Human Interaction with Wireless Power Transfer System Using Shielded Loop Coil2020

    • 著者名/発表者名
      Kumazawa Akihiko、Diao Yinliang、Hirata Akimasa、Hirayama Hiroshi
    • 雑誌名

      Electronics

      巻: 9 号: 6 ページ: 953-953

    • DOI

      10.3390/electronics9060953

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Folded Spiral Resonator with Double-Layered Structure for Near-Field Wireless Power Transfer2020

    • 著者名/発表者名
      Arai Takaya、Hirayama Hiroshi
    • 雑誌名

      Energies

      巻: 13 号: 7 ページ: 1581-1581

    • DOI

      10.3390/en13071581

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Near-field Wireless Power Transfer for Moving Vehicle Using Collinear Array Antenna2019

    • 著者名/発表者名
      Takase OSHIMA, Hiroshi HIRAYAMA
    • 雑誌名

      IEICE Communications Express

      巻: 8 ページ: 617-622

    • NAID

      130007755176

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Transmission efficiency improvement using shielded loop antenna for coupled-resonant wireless power transfer2019

    • 著者名/発表者名
      Kumazawa Akihiko、Hirayama Hiroshi
    • 雑誌名

      IEICE Communications Express

      巻: 8 号: 12 ページ: 485-489

    • DOI

      10.1587/comex.2019GCL0015

    • NAID

      130007755149

    • ISSN
      2187-0136
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Double-layered folded spiral resonator for coupled-resonant wireless power transfer2019

    • 著者名/発表者名
      Arai Takaya、Nimura Kohei、Hirayama Hiroshi
    • 雑誌名

      IEICE Communications Express

      巻: 8 号: 12 ページ: 490-494

    • DOI

      10.1587/comex.2019GCL0016

    • NAID

      130007755155

    • ISSN
      2187-0136
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] A Basic Consideration of RF-DC Conversion Circuit Using Quadrature Hybrid for Complex Maximum Power Point Tracking2021

    • 著者名/発表者名
      Kouzaburo Tanahashi, Hiroshi Hirayama
    • 学会等名
      Proc. of AWPT2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 90°ハイブリッドを用いた複素 MPPT による RF-DC 変換回路の提案2021

    • 著者名/発表者名
      棚橋功三郎, 平山裕
    • 学会等名
      電子情報通信学会WPT研究会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 棚橋功三郎、中江拓真、平山裕2021

    • 著者名/発表者名
      複素MPPTを用いたRF-DC変換回路の提案
    • 学会等名
      電子情報通信学会2021年総合大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 無線電力伝送用高機能アンテナ2020

    • 著者名/発表者名
      平山裕
    • 学会等名
      MWE2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Impedance Matching Mechanism of Shielded Loop Antenna for Wireless Power Transfer2018

    • 著者名/発表者名
      Akihiko Kumazawa,Hiroshi Hirayama
    • 学会等名
      AWPT 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Basic Characteristics of a Double-layered Folded Spiral Resonator for Coupled-resonant Wireless Power Transfer2018

    • 著者名/発表者名
      Kohei Nimura,Hiroshi Hirayama
    • 学会等名
      AWPT 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Mechanism of SAR Reduction of Shielded-Loop Antenna in Wireless Power Transfer2018

    • 著者名/発表者名
      Kenta Yamada,Hiroshi Hirayama
    • 学会等名
      AWPT 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Wireless Power Transfer for Moving Vehicle Using Collinear Array Antenna2018

    • 著者名/発表者名
      Jun Deguchi,Hiroshi Hirayama
    • 学会等名
      AWPT 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Basic Design and Analysis of Folded Dipole Antenna for 5.8 GHz Wireless Power Transfer2018

    • 著者名/発表者名
      Reiji Nishigaki,Hiroshi Hirayama
    • 学会等名
      AWPT 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Characteristic Comparison of Various Kinds of Couplers for Near-Field Wireless Power Transfer2018

    • 著者名/発表者名
      Takaya Arai,Hiroshi Hirayama
    • 学会等名
      AWPT2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 無線電力伝送におけるシールデッドループアンテナを用いたSAR低減2018

    • 著者名/発表者名
      山田健太・平山 裕
    • 学会等名
      2018年電子情報通信学会総合大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 結合共振型無線電力伝送における一層型,二層型フォールテットス ハイラル共振器の比較検討2018

    • 著者名/発表者名
      二村康平,平山裕
    • 学会等名
      2018年電子情報通信学会東海支部連合大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] コリニアアレーアンテナを用いた近傍界による走行中無線給電に関する検討2018

    • 著者名/発表者名
      出口潤,平山裕
    • 学会等名
      MIKA2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 結合共振型無線電力伝送におけるシールデッドループアンテナを用いたインピーダンス整合2018

    • 著者名/発表者名
      山田健太,平山裕
    • 学会等名
      MIKA2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 結合型無線電力伝送における自己共振型・LC共振型結合器の諸特性の比較2018

    • 著者名/発表者名
      新井貴也,平山裕
    • 学会等名
      電子情報通信学会無線電力伝送研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [図書] Wireless Power Transfer: Theory, technology, and applications2018

    • 著者名/発表者名
      Naoki Shinohara (編集)
    • 総ページ数
      14
    • 出版者
      The Institution of Engineering and Technology
    • ISBN
      9781785613463
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-01-30  

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