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(技術士キーワード)ワイヤレス給電

2022年11月9日

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ワイヤレス給電の方式

電磁誘導方式

 ファラデーの電磁誘導則に基づいた方式のことをいいます。

 1次コイルと2次コイルで構成されます。

 1次コイル側に交流電圧を印加すると磁束が発生し、2次コイル側では、この磁束を打ち消すように誘導起電力が発生します。

 2次コイル側に発生する誘導起電力を、機器などの充電に用いています。

 コイルの位置ずれが発生すると、1次コイルで発生する磁束の一部しか2次コイルに貫通しないため、効率が低下します。

電磁界共振方式

 共振エネルギーにより給電する方式のことをいいます。

 送受電装置の両方に、共振周波数を一致させたコイルとコンデンサで構成されるLC共振器を用います。

 送信側から発生するノイズにより、周囲の機器へ電波障害が発生する恐れがあります。

電波方式

 送電側で電流を電磁波に変換し、受電側のアンテナで電磁波を検波する方式のことをいいます。

 整流回路を用いて直流電流に変換しています。

 2.4GHz帯や5.8GHz帯などの周波数を用いるのが一般的です。 

 2.5GHz帯はWi-Fiで用いられているため、周波数の混信が発生するおそれがあります。

電界結合方式

 送電側と受電側で対面した電極を設置し、コンデンサを形成します。送電側の電極に高周波数の交流電圧を印加すると、受電側にも電流が流れる現象を利用した方式です。

 位置ずれの影響が少なく、給電部の発熱が少なくなります。

 高電圧を使用する必要があり、また、大電力を伝送するには、電極を大きくする必要があります。

比較

項目電磁誘導方式電磁界共振方式電波方式電界結合方式
大電力化
給電効率○(〜90%)△(〜60%)×(〜数%)○(〜90%)
伝送距離×(〜1m)△(〜数m)○(数十m以上)×(〜数cm)
位置ずれ
コスト×
ワイヤレス給電方式の比較


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