2022 年度研究成果報告書

災害時フレキシブル無線電力伝送用受電デバイスの研究開発

研究課題

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研究課題/領域番号	20K04594
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21060:電子デバイスおよび電子機器関連
研究機関	電気通信大学
研究代表者	石川亮電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 教授 (30333892)
研究期間 (年度)	2020-04-01 – 2023-03-31
キーワード	高周波 / マイクロ波 / 無線電力電送 / 整流器 / 広ダイナミックレンジ / トランジスタ大信号モデル
研究成果の概要	本研究では、マイクロ波電力を直流電力に変換するために用いられる整流器の共通課題である電力変換効率の入力電力変動による大幅な効率低下を解決すべく、電力供給量に応じて能動的に変換効率の最適化を行う新たな構成を有する高効率整流器デバイス開発を実施した。その成果の一つとして、提案手法に基づき設計・試作した整流器において、2.27 GHzにおいて、入力電力レベルが0 dBmから25 dBmの範囲（300倍の違い）で高周波ー直流電力変換効率60%以上、9 dBmから 24 dBmの範囲で70%以上という良好な広ダイナミックレンジ高効率性能が達成された。
自由記述の分野	電気電子工学
研究成果の学術的意義や社会的意義	地球温暖化による自然災害の規模拡大化に伴い、電力供給の寸断が大きな問題となっており、臨時の電力供給手段の確保が重要な課題であり、これを解決することに社会的意義がある。この解決手段の一つがマイクロ波無線電力伝送であり、それを成すマイクロ波電力を直流電力に変換する高効率整流器である。本課題では、整流器の共通課題である電力変換効率の入力電力変動による大幅な低下を解決すべく、提案高効率トランジスタ整流器構成に、電力供給量に応じて能動的に変換効率の最適化を行う新たな構成を付加し、いかなる場所に設置されたとしても最大限の変換効率を維持して安定した電力供給を実現するデバイスを開発した点に学術的意義がある。