第1章 ワイヤレス電力伝送技術の基礎 |
1. ワイヤレス電力伝送の基礎(松木英敏) 1 |
1.1 非接触エネルギー伝送法の基礎 1 |
1.1.1 電磁界・電磁波の空間分布 1 |
1.2 非接触エネルギー伝送法の種類 3 |
1.2.1 マイクロ波伝送方式 4 |
1.2.2 エバネッセント波伝送方式 4 |
1.2.3 磁界共鳴方式 5 |
1.2.4 電界共鳴方式 6 |
1.2.5 電磁誘導方式 6 |
1.3 おわりに 8 |
2. シート型ワイヤレスインテリジェントシステム(関谷毅,染谷隆夫) 10 |
2.1 はじめに 10 |
2.2 ワイヤレス電力伝送シート 13 |
2.2.1 原理と構成 13 |
2.2.2 電力伝送実験 13 |
2.2.3 集積回路 15 |
2.3 ワイヤレス通信シート 17 |
2.3.1 強誘電体ポリマーと有機不揮発性メモリ 17 |
2.3.2 メモリセルの電気的特性 21 |
2.3.3 メモリセルの信頼性試験 22 |
2.3.4 通信シートの構造と原理 23 |
2.3.5 通信シートの電気的特性 25 |
2.4 課題と将来展望 27 |
2.5 まとめ 28 |
3. マイクロ波電力伝送技術-SPS-(橋本弘藏) 30 |
3.1 はじめに 30 |
3.2 特徴と伝送効率 30 |
3.3 マイクロ波電力伝送の歴史 33 |
3.4 宇宙太陽発電所(SPS) 34 |
3.5 おわりに 38 |
4. レーザ・マイクロ波電力伝送技術(小紫公也) 40 |
4.1 はじめに 40 |
4.1.1 移動体の可動性・航続距離とワイヤレス伝送技術 41 |
4.1.2 マイクロセンサ・ロボットとワイヤレス伝送技術 41 |
4.1.3 定点間のワイヤレス伝送 41 |
4.2 電磁ビームを利用した長距離ワイヤレス伝送 41 |
4.2.1 電磁ビーム伝送の特徴 41 |
4.2.2 ビームの形成 42 |
4.3 マイクロ波ビームエネルギー伝送 43 |
4.3.1 アクティブフェーズドアレイアンテナ 43 |
4.3.2 マイクロ波パワーアンプ 44 |
4.3.3 レトロディレクティブ機能を用いたターゲット追尾 44 |
4.3.4 レクテナ 45 |
4.3.5 無人飛行機への電力伝送システム 45 |
4.4 レーザーエネルギー伝送 46 |
4.4.1 レーザーアレイによる伝送 46 |
4.4.2 レーザー光の補足・追尾技術 47 |
4.4.3 大気密度の揺らぎと補償光学 47 |
4.4 レーザーエネルギー変換 48 |
4.5 おわりに 48 |
5. ワイヤレス電力伝送用磁性材料(佐藤忠邦) 49 |
5.1 はじめに 49 |
5.2 磁性材料の損失(鉄損,コアロス)について 50 |
5.3 実効透磁率について 51 |
5.4 周波数特性について 52 |
5.5 パワー用金属磁性材料 53 |
5.6 パワー用MnZnフェライト材料 54 |
5.7 パワー用NiZnフェライト材料 55 |
5.8 パワー用金属圧粉磁心材料 57 |
5.9 可撓性を有したパワー用磁心材料 58 |
6. 電磁界・電波防護指針(多氣昌生) 61 |
6.1 はじめに 61 |
6.2 生体EMCに関する取り組み 62 |
6.2.1 米国における初期の研究 62 |
6.2.2 非熱作用の議論 62 |
6.2.3 電磁界ドシメトリ 62 |
6.2.4 IEEE規格 63 |
6.2.5 国際非電離放射線防護学会(IRPA)と国際非電離放射線委員会(INIRC) 64 |
6.2.6 国際非電離放射線防護委員会(ICNIRP) 64 |
6.2.7 現在のIEEE/ICES規格 65 |
6.2.8 低周波電磁界に関する取り組み 65 |
6.2.9 わが国の取り組み 66 |
6.3 ICNIRPガイドライン 67 |
6.3.1 変動電磁界の防護指針の根拠 67 |
6.3.2 基本制限と安全率 68 |
6.4 ワイヤレス電力伝送における人体防護 69 |
7. コグニティブ無線技術による周波数共用法(藤井威生) 72 |
7.1 ワイヤレス電力伝送とコグニティブ無線技術 72 |
7.2 コグニティブ無線とは 73 |
7.3 スペクトルセンシング 74 |
7.3.1 電力検出を用いたスペクトルセンシング 75 |
7.3.2 周期性特徴抽出を用いたスペクトルセンシング 76 |
7.3.3 マッチドフィルタを用いたスペクトルセンシング 77 |
7.3.4 スペクトルセンシング手法の比較 78 |
7.4 協調スペクトルセンシング 79 |
7.5 周波数共用技術 80 |
7.5.1 電力制御を用いる周波数共用 80 |
7.5.2 MACによる時間共用 81 |
7.5.3 ダイナミックスペクトル制御による共用 81 |
7.6 コグニティブ無線の実用化動向 81 |
7.7 まとめ 82 |
第2章 産業機器応用技術 |
1. 電気自動車用非接触充電システム(IPS)(高橋俊輔) 83 |
1.1 電気自動車用充電装置に求められる機能 83 |
1.2 非接触式給電の方式 85 |
1.3 電気自動車用電磁誘導型非接触式充電装置の事例と技術的な課題 86 |
1.4 電気自動車用非接触充電システム(IPS)の開発内容 87 |
1.4.1 システム構成 87 |
1.4.2 コイル形状 88 |
1.4.3 リッツケーブル 90 |
1.4.4 通信システム 90 |
1.4.5 試験結果 90 |
1.5 電気自動車用非接触充電システムの今後の展開 91 |
2. 建築物内のマイクロ波電力伝送システム(篠原真毅,丹羽直幹) 93 |
2.1 はじめに 93 |
2.2 建物内マイクロ波配電システムの概要 93 |
2.3 マイクロ波の発生から伝搬-導波路(矩形導波管)- 96 |
2.4 マイクロ波の電力変換-大電力用レクテナとコンセントアダプタ- 99 |
2.5 おわりに 102 |
3. EV用無線給電システム(マイクロ波)(橋本隆志,岸則政,篠原真毅) 105 |
3.1 はじめに 105 |
3.2 マイクロ波を用いたEV無線給電システム 106 |
3.2.1 マイクロ波送電システム 107 |
3.2.2 マイクロ波受電システム 108 |
3.3 3次元電磁界シミュレーションを用いての安全性検討 109 |
3.4 マイクロ波を用いたEV用無線充電システムの実験 113 |
3.5 性能向上へのアプローチ(1)-DC-DCコンバータ投入の効果- 116 |
3.6 性能向上へのアプローチ(2)-高効率レクテナの実現- 117 |
3.7 まとめ-EVに対する性能指標の考え方と今後の課題- 117 |
4. 電気自動車用無線充電システム(マイクロ波)(安間健一,福田信彦,二村幸基) 121 |
4.1 開発背景,目的について 121 |
4.2 無線充電システム原理 122 |
4.3 本システムの設備概要 123 |
4.3.1 電源系 123 |
4.3.2 送電系 125 |
4.3.3 給湯系 125 |
4.3.4 遮蔽系 125 |
4.3.5 受電系 125 |
4.3.6 放熱系 126 |
4.4 本システムの特長・利点 126 |
4.5 現在の開発状況 126 |
4.6 課題と今後の展望(実用化に向けた課題と展開) 127 |
4.6.1 送受電効率の不足 127 |
4.6.2 耐環境性能の未確保 130 |
5. 円形コイルを用いた回転トランス(小田原幸生) 131 |
5.1 はじめに 131 |
5.2 コアタイプ回転トランスの電気・磁気特性 131 |
5.2.1 励磁コイルにおける磁束密度分布 132 |
5.2.2 コアタイプ回転トランスの電気的特性の計算 132 |
5.2.3 コア形状による磁気抵抗Rと磁気利用率rの傾向 132 |
5.3 給電回路の動作 134 |
5.4 応用事例 136 |
5.4.1 励磁コイル並列配置シミュレーション 136 |
5.4.2 回転式トルク検出器への応用 137 |
5.5 おわりに 138 |
6. 非接触給電技術(阿部茂) 139 |
6.1 はじめに 139 |
6.2 非接触給電の特徴と研究動向 139 |
6.3 非接触給電のシステム構成 140 |
6.4 一次直列二次並列コンデンサ方式の特性 142 |
6.5 おわりに 145 |
7. 非接触給電装置(植平眞) 148 |
7.1 はじめに 148 |
7.2 非接触給電の原理と構成 148 |
7.2.1 原理 148 |
7.2.2 構成 149 |
7.3 非接触給電の特徴 150 |
7.4 非接触給電の方式 151 |
7.4.1 イミタンス変換回路を用いた高周波電源 151 |
7.4.2 イミタンス変換回路を用いた受電部 152 |
7.4.3 分割直列共振方式の受電部 153 |
7.5 非接触給電を使った搬送システム 154 |
7.5.1 有軌道の天井走行台車 154 |
7.5.2 有軌道の地上走行台車 156 |
7.6 おわりに 157 |
第3章 民生家電機器応用技術 |
1. 携帯用電子機器の非接触給電技術(安倍秀明) 159 |
1.1 はじめに 159 |
1.2 電磁誘導給電の訴求ポイントと実用化商品 159 |
1.3 分離着脱式トランスと非接触給電システムの等価回路 160 |
1.4 実用化のための問題点と課題 163 |
1.5 基本技術 164 |
1.5.1 分離着脱式トランスの結合係数増大技術 164 |
1.5.2 負荷整合技術 165 |
1.5.3 ソフトスイッチング回路 166 |
1.6 実用技術 166 |
1.6.1 コールドスタンバイと本体検知 166 |
1.6.2 金属異物の加熱対策 167 |
1.6.3 電力伝送と信号送受信機能を持つ非接触充電システム 167 |
1.7 出力安定化技術 167 |
1.8 超薄型平面コイルと薄型充電器による面給電システム 169 |
1.9 おわりに 169 |
2. 非接触ICカード技術「FeliCa」での電力/信号伝送(北真登) 171 |
2.1 FeliCaの概要 171 |
2.1.1 FeliCaとは 171 |
2.1.2 導入事例 171 |
2.2 FeliCaの技術 171 |
2.2.1 FeliCaの仕組み 171 |
2.2.2 ハードウェア構成とその課題 175 |
2.2.3 ソフトウェア処理によるメモリ保護 178 |
2.3 おわりに 181 |
3. 蛍光灯給電技術と屋内向け位置管理システムへの応用(松田淳一) 182 |
3.1 技術開発の背景 182 |
3.2 蛍光灯給電技術の概要 182 |
3.3 蛍光灯給電技術の応用-屋内向け位置管理システム“SmartLocator”- 184 |
3.3.1 屋内向け位置管理システムの技術動向と課題 184 |
3.3.2 “SmartLocator”のシステム構成と特長 185 |
3.3.3 “SmartLocator”の適用ソリューション 187 |
4. 医療機器用充電システム(佐藤文博) 191 |
4.1 はじめに 191 |
4.2 人工臓器へのワイヤレス電力伝送 191 |
4.3 治療デバイスへのワイヤレス電力伝送 194 |
4.4 計測機器へのワイヤレス電力伝送(ワイヤレス通信) 195 |
4.5 おわりに 197 |