(New type of wireless charger can charge multiple devices simultaneously)
2021-07-21 フィンランド・アールト大学
・ アールト大学が、複数の電子デバイスに無線給電する、ワイヤレス・パワー・トランスファー(WPT)システムを開発。
・ 決まった場所での充電から電子デバイスを解放するフリーポジションのワイヤレス充電技術は世界的に研究が進められているが、多くが複雑な制御や検出機能を使用する。トランスミッタによる電子デバイスの存在と位置の検出に必要なカメラやセンサーが、ワイヤレス充電デバイスの重量とコストを引き上げている。
・ 新 WPT システムは、充電対象のデバイスの移動に合わせて給電チャネルを全方向で自動的に調整し、新レシーバを搭載した携帯電話、ラップトップや小型機器等の全デバイスに同時に給電する。
・ トランスミッタの特殊設計コイル（トロイダルとポロイダル）が生成する 2 種類の電磁場を通じたレシーバとトランスミッタのカップリングにより、効率的な送電を実現した。
・ 現時点では最大 20cm の距離で 90%の伝送効率を達成しているが、低い効率性では給電距離が延長される。トランスミッタとレシーバのサイズがピーク効率での最大給電距離を決定するが、適切なエンジニアリングによるサイズダウンが可能。ピーク効率は、技術の改良で向上できる。
・ 新技術の実用化にはトランスミッタによる電磁場が人体に安全であることの確認が必要だが、同技術では磁場を利用するため、有害な影響が懸念される電場の発生は最小限に抑えられる。
・ 新トランスミッタは特許出願済み。同大学では、Parkzia プロジェクト(フィンランド経済・雇用省傘下の政府機関である Business Finland とアールト大学が資金を提供）を通じ、ロボットの待機場所を充電スポットに転換する、産業アプリケーションに向けたワイヤレス充電技術の開発も進めている。
URL: https://www.aalto.fi/en/news/new-type-of-wireless-charger-can-charge-multiple-devices-simultaneously
＜NEDO海外技術情報より＞
（関連情報)
IEEE Transactions on Industrial Electronics 掲載論文(アブストラクトのみ：全文は有料）
Self-tuning Omnidirectional Wireless Power Transfer using Double Toroidal Helix Coils
URL: https://ieeexplore.ieee.org/document/9492820
Abstract
We suggest and study a novel omnidirectional wireless power transfer (WPT) system based on unusual double toroidal helix coils. The suggested antenna is a double-helix coil wounded around a torus. It creates two mutually orthogonal magnetic fields. One is toroidal and confined inside the torus, another one is poloidal and is distributed outside it. The intensities of these two fields can be independently tuned via the geometry of the turns. The coupling coefficients are tailored to ensure high efficiency regardless of the receiver position and orientation, without any active circuitry for tuning or control. This topology provides self-tuning functionality which is achieved when the coupling between the transmitter and receiver is minimized while the coupling in the pairs transmitter-repeater and repeater-receiver is strong. The system consists of three transmitter-repeater pairs orthogonal to each other, ensuring omnidirectional functionality. Experimental results confirm self-tunability and high efficiency for any position and orientation of receivers. The proposed double-helix antenna is applicable to different WPT applications where the coupling/decoupling between coils can be freely controlled.
