業界団体がパートナーシップを組むなど、新たな動きがみられるワイヤレス給電市場。世界での売上高は、2013年から2018年にかけて約40倍になる見通しだ。
無線給電のニーズは、モバイル機器だけではなく産業機器の分野でも高まっている。「TECHNO-FRONTIER 2013」(テクノフロンティア2013)では、コンテックや昭和飛行機工業などが、産業機器向けに大電力を給電するデモンストレーションを行った。
ワイヤレス給電技術については、電磁誘導(MI:Magnetic Induction)方式と磁気共鳴(MR:Magnetic Resonance)方式の2つの標準化が進められています。いずれもコンパクトに実装でき、コストを抑えられることから、民生機器市場におけるワイヤレス給電の主要な方式となっています。本稿では、ワイヤレス給電の市場と、MI方式、MR方式の両技術の現状について説明します。
村田製作所は、新しいワイヤレス給電技術「直流共鳴方式」を開発した。共鳴現象を利用するという点では従来の技術と同様だが、直流電圧を高周波交流電圧に変換せずに電力を伝送できるため、電力伝送効率が向上するという。
モバイル機器向けワイヤレス給電システムの市場が本格的に立ち上がる日は近い――。Integrated Device Technology(IDT)は、「対応するモバイル端末が投入された後、2013年後半から、コーヒーショップやファストフード店でモバイル機器向けのワイヤレス給電サービスが始まるなどインフラ整備が進む。地域的には米国や韓国などが先行しそうだ」と予測している。
IDTのワイヤレス給電用レシーバICは、電磁誘導方式の規格であるWPCとPMAの両方に対応している。
モバイル機器を通勤中に充電、カフェで充電――。“すき間時間”を利用して携帯電話機などを充電できる、便利な技術がワイヤレス充電です。今回は、電磁誘導方式のワイヤレス充電の仕組みを解説します。
ルネサスが発表したNFCマイコンと受電IC、送電ICを用いることで、1つのアンテナでワイヤレス給電とNFCが可能になる。このため、スマートフォンなどの受電側にアンテナを追加する必要がない。
電気自動車や携帯型機器へ、コードを使わずに電力を送る無線充電技術。研究で先行する米国企業の特許を調査会社のパテント・リザルトがまとめた。上位5団体は、他の企業を寄せ付けないほど強力な3グループを形成していた。
電気自動車(EV)や携帯型機器へ、コードを使わずに電力を送る無線充電技術。前回に続き、今回は日本における特許の実態を紹介する。調査会社のパテント・リザルトによれば、セイコーエプソンを筆頭にトヨタ自動車やパナソニック電工の特許が強い。
スマートフォンやタブレットPCといったモバイル機器を中心に製品化が続く、ワイヤレス給電技術。まだ先だと見られていた電気自動車への展開が、基礎研究から実証段階へと移りつつある。
ここ最近、注目を集めるワイヤレス給電技術の試作品やデモも、「CEATEC JAPAN 2011」に数多く披露されていた。
電源ケーブルを使わずに、機器に非接触で電力を供給する「ワイヤレス給電技術」。ここ数年、注目が集まっているが、一時的なブームで終わってしまうのだろうか…。2011年から始まる数年間が、今後の普及を占う節目になりそうだ。
日立マクセルに続きパナソニックも、ワイヤレス給電関連の製品を投入した。いずれも、「Wireless Power Consortium(WPC)」のQi規格に準拠しており、互換性が確保されていることが特徴だ。
数m と長い距離を高効率でワイヤレス給電できる可能性を秘めるのが、「共鳴型」と呼ぶ新技術である。2007 年に初めて動作が実証された後、さまざまな企業や研究機関が開発を活発に進めている。しかし、実用化に向けてはまだ多くの課題がありそうだ。
電源ケーブルを使わずに電力を送る「ワイヤレス送電技術」に大きな技術進展があった。数mの距離を高効率で電力伝送できる可能性を秘めた「共鳴(Resonance)方式」の登場だ。
モバイル機器を通勤中に充電、カフェで充電――。“すき間時間”を利用して携帯電話機などを充電できる、便利な技術がワイヤレス充電です。今回は、電磁誘導方式のワイヤレス充電の仕組みを解説します。
配線を介さずにさまざまな電気製品に電力を伝送する――この長年の夢は実現可能なのだろうか。本稿では、実用化済みのものから研究段階のものまで、ワイヤレス電力伝送にかかわる最新技術を紹介する。
スマートフォンや電気自動車を充電する電源ケーブルを無くし、非接触で充電するワイヤレス給電技術。共鳴型と呼ぶ方式を積極的に開発するMassachusetts Institute of Technology(MIT)とWiTricityの特許戦略をまとめた調査リポートが発行された。
富士通研究所では、コイルの導線間の浮遊容量ではなく、コンデンサ素子をコイルに外付けして共振させるようにした。送電側/受電側コイルの寸法や形状、周囲の状況に応じて、外付けするコンデンサの最適な値を見つけ出す方法に、同研究所の独自性がある。
2011年から無線充電技術の研究開発に取り組むIHIが実証実験の段階に進む。三井ホームと共同で、「戸建て住宅+EV」という無線充電のシステム作りに乗り出す。
充電ケーブルが不要な非接触充電。EVへの適用を目指した実験がいよいよ始まった。三菱自動車や米WiTricityと組むIHIがテスト用EVを試作し、1年間のテストに取り組む。
電気自動車(EV)が抱える課題の1つが充電インフラだ。三菱自動車は充電ケーブルを使わない非接触充電の研究を開始。トヨタ自動車や日産自動車なども同様の研究に取り組んでおり、EVと非接触充電を組み合わせたシステム普及が見えてきた。
トランスを含むスイッチング電源の設計には、特有の難しさがある。磁性部品であるトランスを、電気回路の設計にどう取り込むかという課題だ。
Wireless Power ConsortiumのQi規格に準拠したワイヤレス給電用コントローラICを製品化したIDT。同社がワイヤレス給電市場に参入した背景や、同社の第1弾製品が意味することを、製品説明会やプレスリリースの内容から読み解いてみよう。
クロック生成/分配ICや高速シリアルインタフェース対応スイッチICで知られるIntegrated Device Technology(IDT)が、ワイヤレス給電市場に参入する。第1弾として、機能集積度が高く独自の動作モードを搭載した、Qi規格準拠のコントローラICを発表した。
日立マクセルは、電磁誘導方式のワイヤレス給電規格「Qi(チー)」を採用したスタンド型ワイヤレス充電器「エアボルテージ ワイヤレス充電スタンド」を発売する。
電気自動車(EV)や携帯型機器へ、コードを使わずに電力を送る無線充電技術。前回に続き、今回は日本における特許の実態を紹介する。調査会社のパテント・リザルトによれば、セイコーエプソンを筆頭にトヨタ自動車やパナソニック電工の特許が強い。
EVは運転しやすく乗り心地もよい。価格も手ごろになってきた。だが、誰にでも向くわけではない。充電インフラに課題があるからだ。EVの普及を加速するには無線充電が必要だという主張は正しい。Qualcommの取り組みから将来のEVの姿を予測する。
眼球に装着したコンタクトレンズにテキストメッセージを映し出したり、実際の風景に仮想情報空間を重ねて表示したり――そんなサイエンスフィクション(SF)のアイテムが現実になるかもしれない。
東京大学と慶應義塾大学の研究グループが開発した非接触充電システムを使えば、負荷が変動しているときにも安定して電力を供給できる。2つの送電コイルを使い、それぞれに供給する電圧の位相差を適応制御することで実現した。
携帯電話機の無線充電はごく当たり前の技術に育ってきた。クアルコムは英国の政府機関と協力して、携帯電話機の次に、EVの無線充電にも取り組む。50台のEVを使って商用化を前提とした実験を開始する。
モーター用インバータなどに使う大電力トランジスタの絶縁型ゲート駆動回路を、1/10以下に小型化できるという。駆動用PWM信号で5.8GHzの搬送波を変調し、非接触で大電力トランジスタ側に伝える。ゲート駆動回路の絶縁電源とフォトカプラが不要になり、1個の半導体チップに回路全体を集積できるようになる。
村田製作所が量産を開始したワイヤレス給電モジュールは、デザインの自由度が高いことや位置自由度が高いことが特徴。日立マクセルが2011年11月25日発売予定のiPad2向けワイヤレス給電セットに採用された。
村田製作所が量産を開始したワイヤレス給電モジュールは、デザインの自由度が高いことや位置自由度が高いことが特徴。日立マクセルが2011年11月25日発売予定のiPad2向けワイヤレス給電セットに採用された。
太陽光発電を使いながらも、安定的に電力を供給できる可能性を秘めるのが、「宇宙太陽発電衛星(SPS)」である。宇宙空間に大規模な太陽光発電システムを設置し、マイクロ波帯の電磁波を使って、地上に電力を送る。
アンテナと整流回路を組み合わせたいわゆる「レクテナ」を使う。物流用RFIDタグへのワイヤレス給電や、産業用電子レンジなどの大電力マイクロ波を利用する装置における電力回生を提案する。
村田製作所は、電界結合方式を使ったワイヤレス給電システム「LXWSシリーズ」を開発した。「電界結合方式を採用したワイヤレス給電システムに関して、研究開発段階の事例はあったものの、実際に市場に投入するのは当社が業界初だ」(同社)。
村田製作所がワイヤレス給電システムに採用した電界結合とは、送電側/受電側が電磁気的に結合しているとき、電界成分による結合が支配的となっている状態を指す。