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Establishment of Complete Theory on Resonance, Energy Transfer Mechanism and Efficiency Maximization for Multiple-Input Multiple-Output Inductive Power Transfer

研究課題

研究課題/領域番号 18K13758
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分21020:通信工学関連
研究機関奈良先端科学技術大学院大学

研究代表者

DUONG QuangThang  奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 助教 (40757811)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2018年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
キーワードkQ積理論 / 多対多伝送 / 無線給電 / efficiency maximization / energy transfer / design flexibility / maximal efficiency / Inductive power transfer / MIMO / Resonance / Efficiency maximization / Poynting vector
研究成果の概要

本研究は、複数の送電コイルと複数の受電コイルからなる多対多無線給電を研究対象にし、最大効率制御の理論の構築と、柔軟と安全な給電の実現を目的とし、5つの検討に分けて進めた。検討1では、コイル電流の位相の統一により高効率伝送に必要な共振条件を達成した。検討2では、さらに電流振幅をコイル系パラメータに合わせて最大効率を達成できた。検討3では、エネルギーの流れを解析に加え、最大効率制御のためのkQ積理論を完成させた。検討4と5では、複数送電コイルの磁界制御効果と電力分散効果を活用し、受電対象への電力分配と安全な給電を実現した。本研究は、4件の雑誌論文、12件の学会発表及び2件の受賞で成功に終えた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

無線給電のための最大効率制御についてはすでにkQ積理論が提案されたが、これは送電コイルが1つ、受電コイルが1つの伝送に限定された理論である。本研究はこの理論を任意の数の送受電コイルからなる多対多伝送に拡張することにより、一般化したkQ積理論を完成させ、システム評価及び最適化設計のための1つのツールを構築した。
また、本研究では多対多伝送により柔軟かつ安全な無線給電は可能であることを示し、この分野の今後の発展を促進できたと考える。

報告書

(3件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 3件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 8件、 招待講演 5件)

  • [雑誌論文] Load-Independent Voltage Control for Multiple-Receiver Inductive Power Transfer Systems2019

    • 著者名/発表者名
      Vo Quoc-Trinh、Duong Quang-Thang、Okada Minoru
    • 雑誌名

      IEEE Access

      巻: 7 ページ: 139450-139461

    • DOI

      10.1109/access.2019.2943541

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Experimental Evaluation of Maximum Achievable Efficiency for Multiple-Receiver Inductive Power Transfer Systems2018

    • 著者名/発表者名
      SUGIYAMA Reona、DUONG Quang-Thang、OKADA Minoru
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences

      巻: E101.A 号: 11 ページ: 1861-1868

    • DOI

      10.1587/transfun.E101.A.1861

    • NAID

      130007502859

    • ISSN
      0916-8508, 1745-1337
    • 年月日
      2018-11-01
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Receive Power Control in Multiuser Inductive Power Transfer System Using Single-Frequency Coil Array2018

    • 著者名/発表者名
      DUONG Quang-Thang、OKADA Minoru
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Communications

      巻: E101.B 号: 10 ページ: 2222-2229

    • DOI

      10.1587/transcom.2017EBP3387

    • NAID

      130007491207

    • ISSN
      0916-8516, 1745-1345
    • 年月日
      2018-10-01
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Maximum Efficiency Formulation for Multiple-Input Multiple-Output Inductive Power Transfer Systems2018

    • 著者名/発表者名
      Duong Quang-Thang、Okada Minoru
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques

      巻: 66 号: 7 ページ: 3463-3477

    • DOI

      10.1109/tmtt.2018.2805339

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] kQ-Theory for MIMO IPT2019

    • 著者名/発表者名
      Duong Quang-Thang, Okada Minoru
    • 学会等名
      2019 Asia-Pasific Microwave Conference
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Illustration of Energy Flows in IPT Systems with Multiple Transmitters and/or Multiple Receivers2019

    • 著者名/発表者名
      Duong Quang-Thang, Okada Minoru
    • 学会等名
      2019 Asian Wireless Power Transfer Workshop
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Serial Compensation for Two-receiver Inductive Power Transfer Systems with Load-independent Output Voltages2019

    • 著者名/発表者名
      Vo Quoc-Trinh, Duong Quang-Thang, Okada Minoru
    • 学会等名
      2019 Asian Wireless Power Transfer Workshop
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Recent Research Activities on Dynamic Charging Techniques2019

    • 著者名/発表者名
      Duong Quang-Thang
    • 学会等名
      2019 International Symposium for Advanced Computing and Information Technology
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 動的ワイヤレス給電の最新研究動向2019

    • 著者名/発表者名
      Duong Quang-Thang
    • 学会等名
      ワイヤレスコンソーシアム合同WG
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Resonance in Two-receiver Inductive Power Transfer Systems with Two Coplanar Transmitters2019

    • 著者名/発表者名
      Vo Quoc-Trinh, Duong Quang-Thang, Okada Minoru
    • 学会等名
      The 12th International Conference on Advanced Technologies for Communication (ATC 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Efficiency Improvement for Three-coil Cooperative Inductive Power Transfer Systems2019

    • 著者名/発表者名
      Vo Quoc-Trinh, Duong Quang-Thang, Okada Minoru
    • 学会等名
      Wireless Power Week 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] MIMO-IPT for Flexible Wireless Charging2018

    • 著者名/発表者名
      Duong Quang-Thang
    • 学会等名
      2018 International Symposium for Advanced Computing and Information Technology
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Performance Comparison for SISO and MISO Inductive Power Transfer2018

    • 著者名/発表者名
      Duong Quang-Thang, Okada Minoru
    • 学会等名
      2018 Vietnam-Japan International Symposium on Antennas and Propagation
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] A Secure Inductive Power Transfer Using 2x2 MIMO2018

    • 著者名/発表者名
      Duong Quang-Thang, Okada Minoru
    • 学会等名
      2018 IEEE PELS Workshop on Emerging Technologies: Wireless Power
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Maximum Transfer Efficiency of MIMO-WPT System2018

    • 著者名/発表者名
      T. Aoki, Q. Yuan, Duong Quang-Thang, Okada Minoru, H. M. Hsu
    • 学会等名
      2018 IEEE Wireless Power Transfer Conference
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Transmitter-Side Voltage Control for Two-Receiver Inductive Power Transfer System2018

    • 著者名/発表者名
      Quoc-Trinh Vo, Duong Quang-Thang Duong, Okada Minoru
    • 学会等名
      2018 Asian Wireless Power Transfer Workshop
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2021-02-19  

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