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無線電力伝送技術を応用してインバーターよりもはるかに小型かつ高効率に

パナソニック、世界初のマイクロ波で制御する超小型電力変換システムを開発

2014年02月10日 17時20分更新

文● 行正和義

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試作モジュール

 パナソニックは2月10日、マイクロ波を用いてパワーデバイスを制御する電力変換システムを世界で初めて開発し、半導体チップに集積化することに成功したと発表した。従来のインバーターなどの電力変換システムに比べ大きさを1/100以下になるほか電力損失も低減される。

 交流モータの回転速度やトルクを変えるような場合、現在は一般的にインバーターが使われているが、インバーターでは交流から直流に変換したのち直流から交流にする処理を行うため電力損失が10%近く存在し、さらに電解コンデンサを使うこともあって小型化が難しく寿命が短いという問題があった。

 開発された電力変換装置は磁界共鳴方式によるワイヤレス電力伝送技術を応用したもので、高電圧で動作する双方向型GaNパワーデバイスと、マイクロ波による非接触電力伝送を用いた絶縁ゲート駆動回路を半導体チップに集積化。入力した交流を別の振幅・周波数の交流に直接電力変換する。

開発した技術を用いた電力変換システムの試作モジュール

 従来の電力変換システムに比べて電力損失が少ないほか、サイズは1/100と超小型となり、電解コンデンサが不要なので10年以上という長寿命な動作が可能という。また、双方向型GaNパワーデバイスによるマトリクス(3☓3)コンバータ方式を採用していいるため、交流モーターを半導体素子だけで駆動できるなど、駆動系を大幅にシンプル化・小型化できる。

 家電や自動車、産業用機械や情報機器などさまざまな部分に使われているモーターと、その回転数制御を行うインバーターを小型化・高効率できる技術は、身の回りにある多くの機器のコンパクト化と省電力に大きく貢献しそうだ。

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