| 講演名 | 2023-07-20 CC/CV出力負荷非依存高周波WPTシステムの設計 厳 佳欣(千葉大), 朱 聞起(千葉大), 小宮山 裕太郎(千葉大), 小西 晃央(千葉大), 魏 秀欽(千葉工大), グエン キエン(千葉大), 関屋 大雄(千葉大), |
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| 抄録(和) | 本研究では, 二次電池への充電を視野に入れた定電流(Constant Current: CC)出力および定電圧(Constant Voltage: CV) 出力の切替えを達成する負荷非依存高周波無線電力伝送(Wireless Power Transfer: WPT) システムを提案する. 提案回路では受電機側に単一のスイッチ素子を加えることにより, 補償回路のトポロジを変化させ, さらに負荷非依存E級インバータと組み合わせることで CC/CV給電の切替を達成する. その結果, CC/CVの切替えは受電側で完結し, またE級インバータは負荷非依存動作により常に零電圧スイッチング (Zero-Voltage Switching: ZVS)を達成する. したがって, 送受電機間の無線通信が不要となる. 負荷非依存動作によるCC/CV双方の給電モードにおけるZVSの達成により, 提案システムでは特別な制御なしに高周波動作においても高電力伝送効率を実現する. したがって, 提案WPTシステムはコストの削減, システムの簡素化, 回路の小型化を実現する. 提案システムに対する解析を行い, 解析表現に基づくシステム設計手法を示す. さらに実機実験によりそれらの妥当性を確認した. |
| 抄録(英) | This paper proposes a load-independent high-frequency wireless power transfer (WPT) system that achieves switching between constant current (CC) and constant voltage (CV) outputs, considering the charging of rechargeable batteries. In the proposed circuit, a single switch component is added on the receiver side to change the topology of the compensation circuit and combined with a load-independent class E inverter to achieve CC/CV mode switching. As a result, the switching between CC and CV modes is accomplished on the receiver side, and the class E inverter consistently achieves zero-voltage switching (ZVS) due to its load-independent operation. Consequently, wireless communication between the transmitter and receiver becomes unnecessary. By achieving ZVS in both CC and CV modes through load-independent operation, the proposed system achieves high power transfer efficiency even at high frequencies without the need for special control mechanisms. Therefore, the proposed WPT system contributes to cost reduction, system simplification, and circuit downsizing. The circuit experiments were conducted to verify the effectiveness of the proposed circuits. |
| キーワード(和) | 無線電力伝送 / 一定電圧出力 / 一定電流出力 / 負荷非依存 |
| キーワード(英) | wireless power transfer / constant voltage output / constant current output / load-independent |
| 資料番号 | EE2023-11 |
| 発行日 | 2023-07-13 (EE) |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | EE / IEE-SPC |
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| 開催期間 | 2023/7/20(から2日開催) |
| 開催地（和） | デザインクリエイティブセンター神戸（KIITO） |
| 開催地（英） | |
| テーマ（和） | エネルギー技術、半導体電力変換、一般 |
| テーマ（英） | |
| 委員長氏名（和） | 中島 善康(NXTEC) |
| 委員長氏名（英） | Yoshiyasu Nakashima(NXTEC) |
| 副委員長氏名（和） | 関屋 大雄(千葉大) / 艸分 宏昌(JAXA) |
| 副委員長氏名（英） | Hiroo Sekiya(Chiba Univ.) / Hiroaki Kusawake(JAXA) |
| 幹事氏名（和） | 雪田 和人(愛知工大) / 松井 信正(長崎総科大) |
| 幹事氏名（英） | Kazuto Yukita(Aichi Inst. of Tech.) / Nobumasa Matsui(Nagasaki Inst. of Applied Science) |
| 幹事補佐氏名（和） | 米澤 遊(名大) / 古川 雄大(長崎総合科学大) / 湯淺 一史(NTTファシリティーズ) |
| 幹事補佐氏名（英） | Yuu Yonezawa(Nagoya Univ.) / Yudai Furukawa(Nagasaki Inst. of Applied Science) / Kazufumi Yuasa(NTT Facilities) |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Technical Committee on Energy Engineering in Electronics and Communications / Technical Meeting on Semiconductor Power Converter |
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| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | CC/CV出力負荷非依存高周波WPTシステムの設計 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Design of CC/CV Output Load-Independent High-Frequency WPT System |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | 無線電力伝送 / wireless power transfer |
| キーワード(2)（和/英） | 一定電圧出力 / constant voltage output |
| キーワード(3)（和/英） | 一定電流出力 / constant current output |
| キーワード(4)（和/英） | 負荷非依存 / load-independent |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 厳 佳欣 / Yan JiaXin |
| 第 1 著者 所属（和/英） | 千葉大学(略称：千葉大) Chiba University(略称：Chiba University) |
| 第 2 著者 氏名（和/英） | 朱 聞起 / Wenqi Zhu |
| 第 2 著者 所属（和/英） | 千葉大学(略称：千葉大) Chiba University(略称：Chiba University) |
| 第 3 著者 氏名（和/英） | 小宮山 裕太郎 / Yutaro Komiyama |
| 第 3 著者 所属（和/英） | 千葉大学(略称：千葉大) Chiba University(略称：Chiba University) |
| 第 4 著者 氏名（和/英） | 小西 晃央 / Akihiro Konishi |
| 第 4 著者 所属（和/英） | 千葉大学(略称：千葉大) Chiba University(略称：Chiba University) |
| 第 5 著者 氏名（和/英） | 魏 秀欽 / Xiuqin Wei |
| 第 5 著者 所属（和/英） | 千葉工業大学(略称：千葉工大) Chiba Institute of Technology(略称：Chiba Institute of Technology) |
| 第 6 著者 氏名（和/英） | グエン キエン / Kien Nguyen |
| 第 6 著者 所属（和/英） | 千葉大学(略称：千葉大) Chiba University(略称：Chiba University) |
| 第 7 著者 氏名（和/英） | 関屋 大雄 / Hiroo Sekiya |
| 第 7 著者 所属（和/英） | 千葉大学(略称：千葉大) Chiba University(略称：Chiba University) |
| 発表年月日 | 2023-07-20 |
| 資料番号 | EE2023-11 |
| 巻番号（vol） | vol.123 |
| 号番号（no） | EE-119 |
| ページ範囲 | pp.55-60(EE), |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | 2023-07-13 (EE) |