Mishima Tomokazu 副教授（神户大学海事科学研究生院）和赖清明副教授（台湾国立中兴大学）的研究合作成功开发了一种用于无线电力传输的新型功率控制器系统，该系统的精度高、效率高，电路比现有系统更简单。

该技术方案将有效减少无线电力传输设备中的电路元件数量，以及成本和重量。

图 1：研究背景和目标。图片来源：神户大学

这些研究成果在线发表在国际科学期刊IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Industrial Electronics上。

无线传输系统用于以非接触方式将电能传输到电动汽车内的电池，例如工厂中的自动导引车、电动汽车，和船只。因此，无线传输系统在提高电能利用的便利性和清洁能源的发展方面受到了各个领域的广泛关注。在无线传输系统中，非接触式电力传输发生在传输 (Tx) 线圈和接收 (Rx) 线圈之间。

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但是，如果两个线圈之间的距离（间隙）增加并且它们不再处于最佳位置，则会损失大量传输的功率。为了防止由这些事件引起的功率损失和效率降低，有必要根据电池容量控制电气参数，例如Tx和Rx线圈电流的频率。因此，电源转换和控制器设备的结构变得更加复杂。

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为了解决上述技术问题，Mishima 等人副教授。开发了一种新颖的控制策略，将谐振频率跟踪和负载阻抗调节应用于 Tx 侧的高频逆变器。谐振频率跟踪通过 Tx 线圈的电流和电压之间的相位差以高效的方式自动调整高频逆变器的运行。此外，将 delta sigma 变换（一种处理电信号的技术）应用于高频逆变器的脉冲密度调制，无需在 Rx 侧使用复杂的额外控制器。

通过这种方式，研究人员开发了一种新颖、实用且具有成本效益的功率控制方案，可实现无线功率传输 系统从 Tx 侧以高精度和高效率运行。

图 4：与现有技术的比较（实际效率）。图片来源：神户大学

研究人员已经成功地简化了 Rx 侧电源转换电路的结构以及电源控制器的逻辑方案。这一发展及其实验验证表明，减少组件数量是可能的，这将有助于实现高度可靠和具有成本效益的无线传输系统。例如，这项技术对电动汽车、无人机和其他此类车辆尤其有益，这些车辆对轻量化和紧凑尺寸很重要。

此外，研究成果还可应用于生物医学无线电能 植入式医疗设备（如心脏起搏器）的转移。