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【24h】

数十Wの電力を数十cm先に伝送！磁界共鳴方式ワイヤレス給電回路のシミュレーション設計術

机译：数十Wの電力を数十cm先に伝送！磁界共鳴方式ワイヤレス給電回路のシミュレーション設計術

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無線給電は最近のスマートフォンでも使われている技術で，充電台に置くだけで充電されるとても便利な機能です．充電台とスマートフォンの中にコイルがあり，磁気結合によって電力が伝送されるのです．磁界を用いるワイヤレス給電方式には，電磁誘導方式と磁界共鳴方式があります．前者は回路構成が簡単で高効率ですが，伝送距離が数cmと短いのが欠点です．コードレス電話の子機や電動歯ブラシに使われています．後者はコイルの送電側と受電側の共振を利用して，コイルの直径によりますが数mの電力伝送が可能です．本稿では，シミュレーションで磁界共鳴方式の動作（図1）を確認します．原理的には電磁誘導方式と同じですが，送受電コイルの距離が変化することでトランスの結合係数が変わり，伝送電力が最大となる周波数が変動します．この周波数の近傍で回路のトランスの入力インピーダンスの位相がゼロになることを利用して，最大電力伝送となる周波数を自動で追従する回路を検討します．図2に示すのはコイルに流れる電流と電圧の波形です．最初のうちは位相がずれていますが，周波数が変化して位相差がゼロになるようすが分かります．

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