Hercules: 平面上での無線電力共有実現のための再構成可能な磁界共振結合モジュールの設計

• 成末義哲

  東京大学大学院情報理工学系研究科

• 川原圭博

  東京大学大学院情報理工学系研究科|MIT Media Lab

• 浅見徹

  東京大学大学院情報理工学系研究科

抄録

遍在する機器への給電は,ユビキタスコンピューティング環境実現に向けた大きな課題である.現在発売されている Qi 規格等の非接触給電手法は,基本的に金属接点やコネクタを介さず充電が可能な点と点を結ぶケーブルの無線化手法にすぎない.マイクロ波や電磁誘導を用いて平面上の任意の点に給電可能な無線給電シートも開発されているが,これらは開発者が設計した形と大きさでしか使うことができないため,形状や大きさの変更はコストが高くつく.本稿では,(1) ユーザが自由に形状を変更可能であり,(2) シート上に存在する全ての端末が互いに電力を送受信可能であるという二つの特徴を持つ無線給電シートを低コストで実現する,磁界共振結合モジュール Hercules (HExagonal Resonant Coupling Units for wireLess Energy Sharing) を提案する.六角形の Hercules を任意のタイル状に並べるだけで,各モジュールが磁界により共振結合し,無線給電シート (Herculesシート) を構成する.各モジュールの接続は接点を持たない点が最も大きな特徴である.従来の無線給電シートでは,シート上のあらかじめ決められたポートからシート上の端末群に対して無線給電を行うのに対し,本手法ではシート上の任意の端末から他の端末群への電力伝送も可能である.これにより残余電力量の多い端末から充電を必要とする端末群へ電力を分け与えると言った新たなアプリケーションが可能になる.磁界共振結合型の無線給電方式を用いて給電範囲を二次元的に拡張する場合,単に中継共振器をシート状に多数配置するだけでは,各中継共振器における電流分布が不均一になり,電力伝送が不可能となる場所がシート上に発生する.この問題を解決するために,我々は平面上の各共振器の電流が等しくなるような共振器のインピーダンス設計手法を考案することで Hercules の設計が可能となった.本稿では,Hercules の概要及び設計手法と,LTspice を用いた回路シミュレーション結果について述べる.

収録刊行物

• 情報処理学会研究報告. UBI, [ユビキタスコンピューティングシステム]

  情報処理学会研究報告. UBI, [ユビキタスコンピューティングシステム] 2013 (2), 1-8, 2013-07-24

  一般社団法人情報処理学会

キーワード

• センサネットワーク

詳細情報

• CRID: 1573105977740127872
• NII論文ID: 110009591628
• NII書誌ID: AA11838947
• ISSN: 09196072
• 本文言語コード: ja
• データソース種別:
  • CiNii Articles