共鳴型ワイヤレス給電の設計

近年MIT方式の共鳴・共振結合によるワイヤレス電力伝送の実用化が期待されています。今後、規格が整備され、設計指標やリファレンスデザインが入手できるようなり、相互接続性も実現されてゆくことでしょう。しかしたとえ同じ規格に従って製品を設計しても、コイルや共振器のアナログ的な性能に依存して、最終的な性能に差が現れるはずです。 　この共振器と全体の性能との関係はバンドパスフィルターの伝統的な設計理論で説明できると考えられてきましたが、最近近代的なシミュレーションや測定系と整合ししかもワイヤレス給電に特化した手法が提案されています。今後のワイヤレス電力伝送系の評価には、新しい理論への理解が必要となるでしょう。 　また、共振器の設計に電磁界シミュレーションの利用が不可欠と考えられていますが、電磁界理論の基礎知識が不十分なまま高価な電磁界シミュレータを使用して、費用と時間を浪費する事例はますます増えています。

1. ワイヤレス給電の方式と用語
   • ワイヤレス給電の方式の特徴を大きさ周波数などのわかりやすい指標を元に分類し、ここでのテーマとなる共鳴型を位置づけを説明します。
     またそれぞれの方式に関連する混乱した用語を整理します。
2. 共振型ワイヤレス給電の回路構造
   • ワイヤレス給電の実用化に向けて理解が難しいアナログ系の設計について論じます。
     さまざまな文献で示さ れている共鳴型ワイヤレス給電の回路方式を分類、理解します。
3. いろいろな評価法
   • 共鳴型ワイヤレス給電の評価法として kQ積, η (max) , S (21) で評価する方法の特徴と、等価回路を抽出してSPICE上で評価する方法の特徴を紹介します。
4. シミュレータ活用例
   • 距離とη (max) のプロット、等価回路抽出の実例などを示します。
5. 低損失な構造
   • 共振器のQを最大化するための具体的な構造の傾向を紹介します。
6. これからの共振型ワイヤレス給電
   • インピーダンス整合回路の今後の傾向の予測を紹介します。