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2015 年度 実績報告書

入力インピーダンスの整合が可能なワイヤレス電力伝送向け受電側整流器の開発

研究課題

研究課題/領域番号 14J10028
研究機関長岡技術科学大学

研究代表者

日下 佳祐  長岡技術科学大学, 工学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2014-04-25 – 2016-03-31
キーワード非接触給電 / ワイヤレス給電 / ワイヤレス電力伝送 / 電力変換器 / コンバータ / AC-DC / 整流器
研究実績の概要

近年,地球環境問題の解決やエネルギー問題の観点から,電気自動車の普及拡大が図られている。しかしながら,電気自動車のバッテリーを充電するためにはユーザ自らが電気自動車にケーブルを接続する必要がある。充電に用いるケーブルは重く,取り回しに難があることからユーザに広く受け入れられているとは言えず,電気自動車の普及を妨げる一因となっている。
本研究は,電気自動車のバッテリ充電時の利便性を改善するため,小型なワイヤレス電力伝送システムを開発することを目的とする。従来の研究では,数十kHzから数百kHzの伝送周波数を用いて実用化が図られてきたが,システムの小型軽量化の観点からはより高周波である数十MHz帯で電力を伝送することが期待される。しかしながら,このような高周波帯では受電側整流器の入力部においてインピーダンスの不整合が発生し,高効率な伝送が困難であるという問題があった。
本研究では上記の問題を解決するため,回路の入力インピーダンスを整合可能な受電側整流器を開発し,実用化に向けた試験を行った。特に本年度は実用化に向けて,実装技術の改善を図った。高周波帯では回路パターンにより多くのノイズが発生するため,これにより周辺回路の誤動作を招きかねない。そこで,本年度はRF/マイクロ波回路設計・解析ソフトを用いて電磁界解析を行い回路パターンの設計を行った。加えて,ワイヤレス電力伝送システムから発生するノイズを抑制するため,新たな電力変換器の駆動方法の検討と実験を行った。実験により提案するノイズ抑制手法が有効であることを確認し,国際会議において発表を行った。

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Dual Active Bridge Converter動作を応用した非共振型非接触給電システムの基礎検証2016

    • 著者名/発表者名
      日下佳祐, 伊東淳一
    • 雑誌名

      電気学会論文誌D

      巻: 136 ページ: 189-197

    • DOI

      http://doi.org/10.1541/ieejias.136.189

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Galvanic Isolation System with Wireless Power Transfer for Multiple Gate Driver Supplies of Medium-voltage Inverter2016

    • 著者名/発表者名
      (4)Keisuke Kusaka, Koji Orikawa, Jun-ichi Itoh, Isamu Hasegawa, Kazunori Morita, Takeshi Kondo
    • 雑誌名

      IEEJ Journal of Industry Applications

      巻: 5 ページ: 206-214

    • DOI

      http://doi.org/10.1541/ieejjia.5.206

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Redution on Radiation Noise Level for Inductive Power Transfer Systems with Spread Spectrum focusing on Combined Impedance of Coils and Capacitors2016

    • 著者名/発表者名
      Kent Inoue, Keisuke Kusaka, Jun-ichi Itoh
    • 学会等名
      IEEE Energy Conversion Congress and Exposition 2016
    • 発表場所
      Milwaukee, WI, USA
    • 年月日
      2016-09-18 – 2016-09-22
  • [学会発表] Reduction in Radiation Noise Level for Inductive Power Transfer System with Spectrum Spread2016

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Kusaka, Kent Inoue, Jun-ichi Itoh
    • 学会等名
      EVTeC & APE Japan 2016
    • 発表場所
      Yokohama, Japan
    • 年月日
      2016-05-25 – 2016-05-27
    • 国際学会
  • [学会発表] インピーダンスに着目したスペクトラム拡散法によるワイヤレス電力伝送システムの放射ノイズレベル低減2016

    • 著者名/発表者名
      井上拳斗, 日下佳祐, 伊東淳一
    • 学会等名
      平成28年電気学会全国大会
    • 発表場所
      宮城県
    • 年月日
      2016-03-16 – 2016-03-18
  • [学会発表] Galvanic Isolation System for Multiple Gate Drivers with Inductive Power Transfer -Drive of Three-phase Inverter-2015

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Kusaka, Masakazu Kato, Koji Orikawa, Jun-ichi Itoh, Isamu Hasegawa, Kazunori Morita, Takeshi Kondo
    • 学会等名
      IEEE Energy Conversion Congress and Exposition 2015
    • 発表場所
      Montreal, Canada
    • 年月日
      2015-09-20 – 2015-09-24
    • 国際学会
  • [学会発表] スペクトラム拡散を用いた非接触給電システムの放射ノイズレベル低減法2015

    • 著者名/発表者名
      井上拳斗, 日下佳祐, 伊東淳一
    • 学会等名
      平成27年電気関係学会北陸支部連合大会
    • 発表場所
      石川県
    • 年月日
      2015-09-12 – 2015-09-13
  • [学会発表] デュアルアクティブブリッジコンバータ動作を応用した非共振型非接触給電システム2015

    • 著者名/発表者名
      日下佳祐, 伊東淳一
    • 学会等名
      平成27年電気学会産業応用部門大会
    • 発表場所
      大分県
    • 年月日
      2015-09-02 – 2015-09-04
  • [学会発表] デュアルアクティブブリッジコンバータ動作を応用した非共振型非接触給電システムの実機検証2015

    • 著者名/発表者名
      日下佳祐, 伊東淳一
    • 学会等名
      電気学会半導体電力変換研究会
    • 発表場所
      京都府
    • 年月日
      2015-07-06 – 2015-07-07

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公開日: 2016-12-27  

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