磁気結合ワイヤレス給電技術における効率と待機電力について

摘要

Wireless energy transmission technique, which is the transmission of electrical energy from a power source to an electrical load without interconnecting conductors, is attracting attention as improvement of convenience. A short-distance wireless charging system of low power becomes widely used in the market, and a middle- or a long-distance wireless transmission technique with resonant coupling has been developed toward high power. With wireless energy transfer, efficiency and standby energy are more significant problems. Efficiency of wireless energy transfer by electromagnetic induction can be improved close to a high-frequency inverter system such as switching power supply through system design with emphasis on efficiency. In this paper, we describe an efficiency characteristic of wireless energy transfer and a difference between switching power supply and wireless energy transfer. It is shown that wireless energy transfer can be obtained the high efficiency of more than 80 percent through the measured results in kHz and MHz range. Furthermore, approach to reducing standby energy is described briefly.%ワイヤレス電力伝送技術が注目されている．小出力で近接型の充電システムが市場に普及しはじめ，中・長ギャップ間を給電する共振を積極活用したワイヤレス給電技術については，研究開発が加速している．これらは今後高出力化に向けた研究開発が進められると考えられる．一方ギャップを介して給電されるイメージにより効率の低さや待機電力の増大が心配されている．しかし，電磁誘導を利用するワイヤレス給電では効率重視の視点でシステム構成や設計を最適化すれば，スイッチング電源等の高周波インバータを利用するシステムと同等レベルの効率に近づけられる．本稿では効率の一般論を述べた後，スイッチング電源とワイヤレス給電の本質的な差異を述べ，効率に関わる要素とその特性を述べる．kHz帯，MHz帯での実証特性を示し高効率が可能なことを示す．併せて，ワイヤレス給電における待機電力の定義と削減方針を簡単に述べる．