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非接触給電システム
非接触給電システム 概要
非接触給電(ワイヤレス給電)は総務省の指針もあり、さまざまな企業や研究機関が開発を進めている。
そのほとんどが、MITが2007年に発表した磁界共鳴方式を進めているが、近距離、小電力では置くだけ充電器等の商品発表があるものの大電力(1KW程度)の用途では、実験レベルでの発表もない現状である。
そんな中、日本テクモは、電磁誘導方式を発展させ、今までの常識を超える距離で大電力伝送を可能にした。
この方式を改良電磁誘導方式(AMR方式)と呼ぶこととする。
構造が簡単で設計も簡単なので、小規模から大電力まで、近距離から中距離まであらゆる分野、用途で使用でき、この方式が非接触給電、ワイヤレス給電、無線電力伝送の主流となるであろう。
100W~1.5kw給電テスト(MAX距離300mm)
床又は壁面に配置された1次コイルから、(間隙30~300mm)離れた出力コイル(2次コイル)に非接触にて電力を供給する、非接触給電(ワイヤレス給電)装置を紹介する。 
非接触給電装置は電磁誘導作用により給電側の1次コイルから受電側の2次コイルに電力を伝達するもので、原理は変圧器と同じであるが1次側と2次側とは分離されており空間の磁束変化により電力の伝達が行われる。
そのため空間距離が増すと著しく磁気結合度が悪くなり電力伝達能力が低下する。 
本装置は、出力コイル近傍に、独立したブースタコイル(共振回路)を設け、1次コイルからの磁束を集約し、磁気結合度を増すことにより、1次コイルからの電力伝達能力を大幅に改善した。 
その結果1次コイルを長方形としても必要な電力伝達能力が維持でき、長手方向の移動給電を可能とした。
<高周波電源>(コンバータ)
入力:AC100V
出力:AC170V、25KHz

<1次コイル>(給電コイル)
外形寸法:200W×700L×8D(ゴムマット)

<ブースタ コイル>
外形寸法:300×230×30
<出力コイル>(ピックアップコイル)・
外形寸法:φ150
出力電圧:MAX150Vrms

<テスト用負荷>
100W電球(AC100V)、1.5kw(200w5本、100w5本)
50W 非接触給電(充電)システム 詳しくはこちら│クリックでPDFが開きます
本システムは高周波電源、給電コイル、受電コイル、受電コントロールユニットで構成され、AC100V商用電源から
50Wの電力を非接触で受電側負荷へ供給する非接触給電システムである。
高周波電源で給電コイルを駆動して、ギャップ5~20mm離れた受電コイルに非接触で電力を送り、受電コイルで受信した
高周波電力を受電コントロールユニットにて直流に変換し、定電圧で出力する。
図面
高周波電源 1)高周波電源
外形寸法: 130W×70H×200D (アルミケース)
電源入力: AC100V 50,60Hz max2A
高周波出力: ±50V 70KHz~90KHz 矩形波
動作表示: 電源ON(緑)、出力ON(赤)
I/F: 高周波出力のON、OFF
出力電流モニタ
給電・充電コイル 2)給電コイル 標準
外形寸法: 120W×90H×18D
動作表示灯付き、コイル駆動で点灯

3)受電コイル 標準
外形寸法: 120W×90H×18D
共振周波数: 約87KHz
動作表示灯付き、受電で点灯
受電コントローラ 4)受電コントローラ
外形寸法: 120W×90H×18D
入力: 受電コイル高周波電力
出力: 定電圧(設定範囲 10V~35V)±5%、 50W
コントロール入力: 設定電圧(10V~35V)で出力停止。
(バッテリ端子の電圧を監視し、充電停止が可能)
非接触給電テスト教材
改良電磁誘導方式(AMR方式)を広く理解してもらい、用途開発と更なる性能向上・発展を願ってAMR方式の原理を学び体感してもらう為に
以下の(1)(2)の教材にまとめました。 
(1)AMR方式教材50W 詳しくはこちら│クリックでPDFが開きます
目的:受電側共振の効果を体感
全体接続例
図面
テスト例
通常トランス動作 1.通常トランス動作

給電コイルに受電コイルを挿入したフェライトコアを近付ける
負荷ランプで 伝送距離と伝送パワーを確認。
電流検出CTで電流波形と周波数を確認、
高周波電源の周波数を変えて伝送パワーの変化を確認
共振コイルの効果 2.共振コイルの効果

給電コイルに対向して100mm程度はなれた位置に受電コイルを挿入した共振コイルを置き、高周波電源のパネル面のツマミを回し、周波数を共振コイルの共振周波数(約24KHz)に合わせます。
共振点では、負荷ランプが点灯します。
そこで共振コイルを給電コイルに近づけていき、負荷ランプの明るさの変化で、伝送距離と伝送パワーの確認。
近づけ過ぎると共振コイルに大電流が流れ発熱します。
受電コイルの電圧も高くなりランプが切れます。
安全の為、電源周波数を共振点から少しズラして使用してください。
(2)非接触給電体験学習セット 詳しくはこちら│クリックでPDFが開きます
目的:給電側、受電側の回路技術習得
基本形から段階的に機能を追加しながら回路技術を学ぶ
図面
高周波電源基板1 1.高周波電源基板1
外形寸法:
給電コイルの設計方法、と周波数の設定方法を学ぶ。
電源: 付属のACアダプタ
給電コイルの駆動方法、ソフトスタートの効果を学ぶ。
共振周波数: 約65KHz
給電コイル: 約50μH
電側バッテリ充電基板 2.受電側バッテリ充電基板
外形寸法:
共振回路の設計方法を学ぶ
共振周波数: 約130KHz
バッテリ充電方法を学ぶ
受電コイル: 約50μH
バッテリ: ニッケル水素電池
3.6V 800mAh
LED負荷基板 3.LED負荷基板
外形寸法:
LED: 高輝度赤LED 12個
消費電流: 30mA(3.6Vで)

受電側バッテリ充電基板に接続し、デモ用負荷とする。
この基板を複数枚帯状に増設し、面発光源として利用可。
4.モータ負荷基板
5.定電圧出力基板 (準備中)
受電コイルからの高周波電力を直流電圧に変換し、5Vの一定電圧で出力する。
モバイル機器等の充電に使用可。
6.高周波電源基板2 (準備中)
ハーフブリッジ出力回路とMOSゲート駆動方式を学ぶ。
テスト例
高周波電源基板1 1)ミニスタンドの充電
高周波電源基板1 2)ミニスタンドの応用例
高周波電源基板1 3)LED照射帽子
面発光源の応用例
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