負荷非依存E/F級インバータを用いた多受電無線電力伝送システム
王 寒簫, 小宮山 裕太郎, 魏 秀欽, 小西 晃央, グエン キエン, 関屋 大雄
電子情報通信学会電子通信エネルギー技術研究会 , vol.123, no.119, pp.61-66, July, 2023. [pdf document]

<Abstract>

本稿では,負荷非依存 E/F 級インバータを用いた一送電多受電無線電力伝送 (Wireless Power Transfer: WPT) システムを提案する.提案回路は,一対多の WPT システムにおいて負荷変動及びコイルの位置ずれに対してロバスト 性を持つ.各受電回路における負荷変動は,純粋な抵抗成分の変化としてインバータ側に現れるため,負荷非依存動 作により一定出力電圧及び零電圧スイッチング (zero-voltage switching: ZVS) が維持される.また,位置ずれに対して は,整流器の後段に搭載したポストレギュレータにより一定出力電圧が維持される.この時,ポストレギュレーショ ンはインピーダンス変換の作用も持ち,インバータから見た受電回路のインピーダンスは一定となる.そのため,送 電回路の電圧波形は変化せず,常に ZVS を達成する.さらに,提案回路は整流器として入力リアクタンス成分を持た ない D 級整流器を採用しているため,受電回路の数の変化に対してもインバータは ZVS を達成する.したがって,提 案回路は複雑な制御や無線通信を用いず,各受電回路の自律的な協調動作を実現する.本稿では提案回路の回路解析 を与えている.また,2 つの受電回路を持つ WPT システムで実験検証を行い,提案回路の有効性を確認した. キーワード E/F 級インバータ,負荷非依存動作,無線電力伝送,多受電回路,ソフトスイッチング