磁気共鳴による電力伝送             2010/3/17 新掲載 特許申請中

磁気共鳴非接触電力伝送 (Magnetic Resonance Contactless Power Transmission)



超小型発信回路より エナメル線(ホームセンターで買えるもの)をφ80mmで10回巻いたものをコイルとして
コイルからコイルに電力を電送して赤色LEDを点灯させています。
電源はNiMH電池2本の2.4V 電流は光の反射で数値が写っていませんが7mA程度です。
電池一本からでも作動させることは可能です。

※台紙の下は石定盤で鉄板ではありません。
(事務机の上では、特性が変わり、鉄板(強磁性体)が近くにあると高周波損失が増えます)
以下の発振周波数は約500kHzとなっており、テスターの表示電流はあまり信用できません。

また、LEDが点灯する程度の最も簡単な装置であり、最低条件での実験です。

回路を大きくすれば大きな電力の電送も同じようにでき、アンテナ(コイル)径を大きくすれば
伝送距離も比例して大きくなります。
また、微調整はしていませんので、トリマ等で周波数同調を調整すれば未だ効率は上がります。



コイルを重ね他だけの状態での点灯(肉眼では赤く光っているのですが・・・)
LEDの斜め上にある5mm角の小さい基板が基本回路です。(この回路ではLED光らせる程度しかできません)

 

コイルの間にプチプチを挟んで点灯、タネの無いことがご理解いただけるでしょうか?


コイル同士をどのくらい離しても電力を伝送できるか簡単な実験です。
電源はNiMH電池4本で4.8V 電流は20mA程度(基礎回路が19mA程度消費してます)

 
30mm離した状態で結構明るく光っています。LEDの消費電力は3mA程

 
50mm離したところまだ明るく光ってます。LED消費電力2mA程度

 
70mm離したところ、未だ点灯していますが暗くなってきました。LED消費電力1mA程度
今の所、荒調整でコイルの直径が伝送最大距離となっています。

これ以上は現在の条件では点灯しませんでした。


これは、単四NiMHを一本(1.2V)にてLED点灯可能を実現したものです。 2010/4/17 追加

受信用コイルには徴小電波でも小型で効率の良いフェライトコア(AMラジオのバーアンテナと同じ原理)を用いて
○50mm20巻のループアンテナから電力を送信しています。LEDは防水のためビニルテープで密封。
※消費電流は6mA程度なので、850mAHの電池一本で3-4日は連続点灯できる計算になります。
(750mA/hのもので実測3日半点灯していました)
尚LEDは点灯に2V程度必要なので、電池一本を直接繋いでも点灯できません。



発信コイルの上に水の入ったコップを置きLEDを浸積して点灯させています。
水中でも電力の伝送が容易に行え、金魚鉢や水槽の中にイルミネーション装飾が簡単にできるようになります。
勿論電線は有りませんので金魚に付けることも可能です。



静止画ではよく分からないと思いますので、YouTube動画をご覧下さい。2010/4/3
(録画時の実験では伝送距離が100mmまで延びています)

磁気共鳴非接触電力伝送 1 (4.8V電源)

磁気共鳴非接触電力伝送 2 (低電圧2.4V)

磁気共鳴非接触電力伝送 水中編 3 (低電圧1.2V)



これは、デサルフェーターDSC-003とLEDインジケーターを光らせたものと新しく磁気共鳴を利用して比較したものです。

真ん中がデサルフェーターDSC-003で、左が現在の作動確認要LEDインジケーターで右が磁気共鳴インジケーター
磁気共鳴を利用していないものは、単純に磁気結合(トランスなどと同じ)で、磁気の源に密着させないと効率が悪いものでした。
肉眼では明るさが一目瞭然なのですが・・・

  
目視で点灯確認できる距離までそれぞれを離したものです。
磁界の発信源は同一ですから、磁気共鳴回路にすると飛躍的に効率よく伝達できるか分かります。
※磁界の強さは距離の二乗に比例しますから、この距離の違いは見た目より大きいのです。


また、この共鳴現象をセンサーに利用したものは検出距離精度を大幅に向上させることが出来ます。






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