負荷非依存EF級インバータを用いた電界結合型無線電力伝送システムの解析と設計
小林巧弥,小宮山裕太郎,小西晃央,小田博章,伊藤勇輝,三島大地,上松武,グエンキエン,関屋大雄
電気情報通信学会電子通信エネルギー技術研究会(EE), July, 2024. [pdf document]

<Abstract>

本研究では，負荷非依存EF級インバータを用いた電界結合型WPTシステムを提案する．提案システムは，負荷非依存EF級インバータ、2対のカップリングコンデンサ，LCCLフィルタ、D級整流器で構成される．従来の負荷非依存E級インバータを用いた電界結合型WPTシステムでは，スイッチの大きな電圧ストレスに起因する高耐圧スイッチ導入により回路コストが増加し，大電力化に向けたボトルネックとなる．また，スイッチの時比率が決定すると入出力電圧比は一意に決まり，設計の幅が狭いことも課題である．提案システムはEF級インバータを用いることでスイッチの電圧ストレスを軽減するとともに，負荷非依存EF級インバータの定電流出力特性をLCCLフィ?ルタによって定電圧特性へ反転させ，負荷変動によらず零電圧スイッチング(Zero?Voltage?Switching:?ZVS)と一定出力電圧を達成する．また，LCCLフィルタの設計次第では，出力電圧を任意に調整することも可能である．本研究は提案回路の設計手法を解析的に示し，実機検証によって提案回路の有効性を示す．