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講演抄録/キーワード
講演名 2012-11-09 14:15
ZigBee端末への間欠マイクロ波電力伝送のための受電装置の改良
市原卓哉三谷友彦篠原真毅京大
抄録 (和) ワイヤレスセンサネットワークでは各センサ端末のバッテリを定期的に交換する必要があり,コスト上の問題となっている.そこで本研究はマイクロ波電力伝送を用いてバッテリ交換の不要なワイヤレスセンサネットワークの実現を目指す.本研究の送電対象となるZigBee端末の通信は一定時間に短時間通信を行う.そこで,通信を行なっていない時間に送電を行うことで送電マイクロ波が通信に干渉せずに電力を供給することに成功した.その時の受電電力利用効率は27.5%であった.これは電圧安定化回路の入力電圧に対してその入力インピーダンスが変化するため,RF-DC整流回路の最適負荷からずれることに起因する.そこで,効率の改善をするための受電装置を改良について検討を行った.改良方法としてRF-DC整流回路自身の改良と新たな回路の挿入の2点考えられる.前者では反射波利用型RF-DC整流回路について検討した.ある入力電力の範囲では1素子用いる時より広い負荷範囲で50%以上の効率を維持することができたが,サーキュレータの挿入損失によって全体の効率は低下した.次にブーストコンバータを利用したRF-DC-DC回路を用いる検討を行った.これを用いることで最適負荷の3.9倍から13.7倍の範囲で70%以上の効率を維持することができた. 
(英) Battery problems of a wireless sensor device including its lifetime and exchange cost are serious obstacles to constructing a wireless sensor network. In the previous study we realized to drive a ZigBee device, which is compatible with a wireless sensor network, by intermittent microwave power transmission with the ZigBee device kept participating in the communication network. However, the conversion efficiency from receiving power to ZigBee consumption was only 27.5%. The low efficiency was caused by a gap between the actual load of the RF-DC rectifier and its optimal load because the input voltage of a stable output circuit affected its input impedance. The objective of the present study is improvement of receiving equipment in order to realize high RF-DC efficiency in the wide range of output load. We investigated two ways for the improvement by simulation. First, we simulated a RF-DC rectifier with reflection. We found out that totally efficiency dropped because of the insertion loss of a circulator though the range of the efficiency of 50% or more became wide by using the RF-DC rectifier with reflection. Next, we simulated a RF-DC-DC circuit with a DC-DC PWM boost converter. The conversion efficiency was over 70% in the wide range of load from 3.9 times to 13.7 times of the optimal load of the RF-DC rectifier.
キーワード (和) マイクロ波電力伝送 / ZigBee / ワイヤレスセンサネットワーク / RF-DC-DC回路 / / / /  
(英) Microwave Power Transmission / ZigBee / Wireless Sensor Network / RF-DC-DC Circuit / / / /  
文献情報 信学技報
資料番号  
発行日  
ISSN Print edition: ISSN 0913-5685  Online edition: ISSN 2432-6380
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研究会情報
研究会 EE WPT  
開催期間 2012-11-08 - 2012-11-09 
開催地(和) 機械振興会館 
開催地(英)  
テーマ(和) 回路・制御技術関連,無線電力伝送,一般 
テーマ(英)  
講演論文情報の詳細
申込み研究会 WPT 
会議コード 2012-11-EE-WPT 
本文の言語 日本語 
タイトル(和) ZigBee端末への間欠マイクロ波電力伝送のための受電装置の改良 
サブタイトル(和)  
タイトル(英) The Improvement of Receiving Equipment for an Intermittent Microwave Power Transmission to a ZigBee device 
サブタイトル(英)  
キーワード(1)(和/英) マイクロ波電力伝送 / Microwave Power Transmission  
キーワード(2)(和/英) ZigBee / ZigBee  
キーワード(3)(和/英) ワイヤレスセンサネットワーク / Wireless Sensor Network  
キーワード(4)(和/英) RF-DC-DC回路 / RF-DC-DC Circuit  
キーワード(5)(和/英) /  
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キーワード(7)(和/英) /  
キーワード(8)(和/英) /  
第1著者 氏名(和/英/ヨミ) 市原 卓哉 / Takuya Ichihara / イチハラ タクヤ
第1著者 所属(和/英) 京都大学 (略称: 京大)
Kyoto University (略称: Kyoto Univ.)
第2著者 氏名(和/英/ヨミ) 三谷 友彦 / Tomohiko Mitani / ミタニ トモヒコ
第2著者 所属(和/英) 京都大学 (略称: 京大)
Kyoto University (略称: Kyoto Univ.)
第3著者 氏名(和/英/ヨミ) 篠原 真毅 / Naoki Shinohara / シノハラ ナオキ
第3著者 所属(和/英) 京都大学 (略称: 京大)
Kyoto University (略称: Kyoto Univ.)
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講演者
発表日時 2012-11-09 14:15:00 
発表時間 25 
申込先研究会 WPT 
資料番号  
巻番号(vol) IEICE-112 
号番号(no)  
ページ範囲  
ページ数 IEICE-6 
発行日  


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