• 無線電力伝送技術
• 【参考】無線電力伝送の方式と特長
• 高効率マイクロ波電力増幅技術
• 学会発表実績
• 過去の開発事例

無線電力伝送技術

近年注目が高まっている無線電力伝送技術の開発を進めています。龍谷大学　石崎研究室のご指導をいただき、特に伝送距離を伸ばすことが可能となる共振器結合方式に関する設計技術を構築いたしました。

【知財権】
特許第6024013 号 「無線電⼒伝送システム」
特許第6024015 号 「無線電⼒伝送装置」
特許第6644234 号 「無線電⼒伝送装置」

 

※共振結合コイルの設計技術

無線電力伝送システムの概略 * お客様のご要望に応じて対応可能
基板コイル	銅線コイル

※共振結合コイルの設計事例

送電用コイル （直径5cm,スパイラル巻き）	送電用コイル （直径5cm,エッジワイズ巻き）	受電用コイル （直径1cm、2層）
図．伝送効率の測定結果

※3Ｄフリーアクセス無線電力伝送を実現するための要素技術

• 2017年3月13日に『「磁界共鳴方式ワイヤレス給電」の設計・評価サービスを開始』をプレスリリース
• 設計・評価サービスの内容は「ワイヤレス給電（無線電力伝送）」のページをご覧ください
• ワイヤレス給電についてのワイヤレス給電関連社長ブログもご覧ください

【参考】無線電力伝送の方式と特長

	動作原理	等価回路（ブロック図）	特徴
電磁誘導 方式			距 離	～数cm
			効 率	高い
			媒 体	磁界
共振器結合 方式			距 離	～数m
			効 率	高い
			媒 体	電磁界 （主に磁界）
電界結合 方式			距 離	～数mm
			効 率	高い
			媒 体	電界
マイクロ波 方式			距 離	～数百km
			効 率	低い
			媒 体	電波 (マイクロ波)

高効率マイクロ波電力増幅技術

モバイル通信分野では送受信されるデータの増大に伴い、通信の高速化、大容量化が進められており、低消費電力化がますます重要となっています。

これに貢献する技術として、東北大学 電気通信研究所 21世紀情報通信研究開発センターのご指導の下、送信電力増幅器の高調波注入による高効率化技術の開発しました。

本開発の一部は科学技術振興機構 開発成果最適展開支援プログラム(A-STEP)の支援を受けて⾏われました。
以下にA-STEP 開発成果の概要をご紹介いたします。

■A-STEP開発成果概要

（１）適用プログラム：

A-STEP産学共同促進ステージ（ハイリスク挑戦タイプ）

（２）期間：2014/12/1－2017/11/30

（３）研究機関：

東北大学電気通信研究所 21世紀情報通信研究開発センターおよび株式会社Wave Technology

（４）研究テーマ：

低炭素社会に貢献する情報通信用高効率送信電力増幅モジュールの開発

（５）開発成果概要：

本開発では2倍波フィードバックを用いて増幅器に高調波(2倍波)を注入する技術を開発しCMOS電力増幅器、及びGaNドハティ電力増幅器に適用しました。CMOS電力増幅器ではACLR=-38dBc時の電力付加効率改善量2.2%、GaNドハティ電力増幅器では8dBバックオフ時電力付加効率改善量2.6%をそれぞれ達成し、本技術が高効率化に有効であることを確認しました。

高調波注入CMOS電力増幅器 (f=2.2GHz)	高調波注入CMOS電力増幅器の特性評価結果
高調波注入ドハティ電力増幅器 (f=2.6GHz)	高調波注入ドハティ電力増幅器の特性評価結果

【取得特許】

• 特許第5713197号 「バラン」
• 特許第5829885号 「バラン」
• 特許第6497564 号 「バラントランスおよびそれを⽤いた電⼦機器」
• 特許第6589208 号 「バラントランスおよびそれを⽤いた電⼒増幅器」
• 特許第6736024 号 「ドハティ増幅器」

【出願中】

• 特開2016-076752 「プシュプル電力増幅器」

【関連ページ】　WTIの高周波・無線技術全般についてはこちらをクリックしてください

■高周波(RF)・無線関連その他サービスご紹介
高周波(RF)・無線　設計受託
高周波(RF)電力増幅器開発
各種高周波(RF)部品開発
無線通信モジュール用アンテナ設計・評価受託
高周波マッチング工房
高周波開発インサイドストーリー　～「貴重な存在」と云われるからこそ、「責任」と「やりがい」がある～

■参考資料

電波の周波数による分類・定義

■高周波(RF)・無線関連ブログ

　　　ブログ目次はこちら

■電子回路設計 ヒントPLUS☆（高周波(RF)・無線関連）

■関連YouTube動画へのリンク

概略コンセプトだけで設計/開発/コンサル受託｜WTI（シールドルームのご紹介）
高周波の電力増幅器｜ 評価系紹介 ｜WTI（高周波電力増幅器評価系のご紹介）

※※　お役立ち情報のご請求はこちら　※※

【当ページ関連の資料タイトル】
●「高周波(RF)回路設計サービスのご提案」
●「無線通信モジュール用アンテナ設計・評価受託」

学会発表実績

過去の開発事例

※ニッケル水素二次電池の急速充放電・劣化抑制技術
充電中の電池の劣化反応に着目して充電制御することにより急速充電、劣化抑制を実現する技術を開発
 (特許第5372208号)

分極電圧挙動の異常を検知して 可変充電電流制御を行うことで過充電を防止

充電制御模式図

 

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• ワイヤレス給電に関するWTIブログはこちら
  ワイヤレス給電関連ブログ

• 社長ブログ（固有技術開発関連）
  ワイヤレス給電の設計は経験とノウハウが必要
  中小企業でも、技術開発を頑張っている会社はある
  「技術力」で顧客に選ばれる設計/開発会社の特徴
  自主技術で勝負だ！ WTI
  「自主技術開発をやっておられる会社なので応募しましたー」って言われます
  自社開発の進捗フォローもしっかり
  びわ湖環境ビジネスメッセで、ワイヤレス給電デモ機を展示します
  びわ湖環境ビジネスメッセのワイヤレス給電展示、無事終わりました
  「新ものづくり新サービス展」今日から３日間　出展しています
  ワイヤレス給電の応用をこう考える
  他社に依頼して性能出ず。 WTIさんお願いします～
  関西ものづくり新撰2018選定証を交付いただきました
  ワイヤレス給電技術の引合を次々にいただいています
  ６月８日（金） 「神戸ものづくり中小企業展示商談会」に出展
  無接点給電/ケーブルレス給電 得意です！

 

 WTIの技術、設備、設計/開発会社の使い方、採用関連など、幅広い内容を動画で解説しています。

●当社カスタム電源設計サービスの特長
●電源設計実績（電源方式・電力別）
●電源設計サービスの流れ（受託／請負）
●電源設計実務の内容
●電源評価事例
●カスタム電源設計事例

当社カスタム電源設計サービスの特長

• 0.1W以下の小電力からkWオーダーの大電力まで幅広く対応いたします。
• 汎用電源では対応できない、ご使用機器に合わせた形状・サイズ、カスタム入出力機能にお応えいたします。
• 経験豊かなエンジニアがご相談を承ります。仕様や機能を決めかねておられるお客様はまずご相談ください。お客様と一緒に仕様や機能を構築いたします。
• パワーデバイス部門、高周波デバイス部門、応力・熱シミュレーション部門など、社内のコア技術を活用することにより、難易度の高いカスタム電源の設計を可能とします。
• 必要に応じてお客様の社内に駐在し、お客様の設計基準・開発ルールに基づいて設計を行います。
• 基板設計や試作実装のみ、評価のみなど、設計の一部受託も行いますので、お気軽にご相談ください。

電源設計実績（電源方式・電力別）

当社は、絶縁方式・非絶縁方式共に数kWまでの多様なカスタム電源の設計実績がございます。
この実績に基づき、お客様のご要求仕様、用途に合わせて最適な回路方式を選定し、電源の受託設計サービスをご提供いたします。

電源設計サービスの流れ（受託／請負）

仕様決め	お客様のご要求に基づき、電気的特性やサイズ、機能など詳細仕様を決定します。 また、仕様が流動的な場合、開発途中での仕様変更にも柔軟に対応いたします。
回路設計	用途に合わせた回路選定・部品選定を行います。またご要求仕様に合わせ保護回路や調光回路など付加機能を設計いたします。
機構設計	サイズや形状、またIP規格を満足する筐体設計など、お客様のご要求に応じ機構設計を行います。 また、熱シミュレーションを活用し、自然対流の最適化やFANの流量設計を行い、小型化やFANレス化を可能とします。
基板設計	回路設計者と基板設計者がコラボし、パターンレイアウト・引き回しを検討し、基板設計を行います。電源設計のノウハウを生かし、低ノイズ・高効率を実現いたします。
試作評価	電気的特性や温度、シーケンスなど評価し、ご要求仕様を満足すべく幅広い評価を実施いたします。（電源評価事例参照）
納品	開発した電源と合わせて、理論計算などの設計資料や評価データ、CADデータやソースプログラムなど、お客様のご要求に応じた成果物を納品させていただきます。

電源設計実務の内容

電源評価事例

カスタム電源設計事例

当社カスタム電源設計サービスの特長
電源設計実績（電源方式・電力別）
電源設計サービスの流れ（受託／請負）
電源設計実務の内容
電源評価事例
カスタム電源設計事例

ワイヤレス給電（無線電力伝送）のページはこちら

WTIブログもご覧ください
技術者は原理原則の理解が大事なんです！
太陽光発電システムの縁の下の力持ち　～パワコンとは～
自動車の電動化を支える機器の開発
回路図には登場しないインダクタンスに注意
電源にもデジタルの波が カスタム電源設計とは？
電源機器の寿命検証
DC-DCコンバータ設計　電源設計時の着眼点
SiCデバイスを使って電源を高効率化してみました
電気自動車の家での活用法
電源に思ふ（スイッチング電源・リニア電源・デジタル電源）

電子回路設計 ヒントPLUS☆（電源関連）
～パワエレ設計（スイッチング素子）～
～パワエレ設計（ダイオードの選定）～
～パワエレ設計（IGBTの選定）～
～パワエレ設計（MOSFETの選定）～
～パワエレ設計（電解コンデンサの選定）～
～パワエレ設計（フィルムコンデンサの選定）～
～パワエレ設計（リアクトルの選定）～

 WTIの技術、設備、設計/開発会社の使い方、採用関連など、幅広い内容を動画で解説しています。

 

【製品開発のトータルコーディネートが可能】

Wave Technology（WTI）には、製品開発で必要となる全ての設計部隊（電気、機構、基板、ソフト）が揃っており、これらを一括で受託し社内で綿密に連携して設計を進めるため、デザイン、コスト、性能などを最適化した製品に仕上げることが可能です。

また、位置検出、ワイヤレス給電、信号処理、画像認識、AI など近年の製品開発でニーズの多い要素技術についても社内外のネットワークを活用し製品に組み込むことが可能です。

【試作もスピーディーに対応】

Wave Technology（WTI）は試作専門の製造メーカと複数のネットワークを有しております。
また、部品調達は基本的にネット通販で行うため、部品の納期に伴う試作遅れなどは発生しません。

設計段階から試作時の入手性を見据えて部品を選定するため部品の納期トラブルは発生しません。
4層基板であればプリント基板の製造から実装までおよそ2週間で対応いたします。

充実した評価設備で機能・性能を確認
電気的な検証に必要なオシロスコープ、マルチメータ、スペクトラムアナライザー、ネットワークアナライザ、恒温槽はもとより、200名規模の設計会社としては異例の電波暗室や防水試験機まで保有しており製品として求められる機能・性能を確認いたします。

電波暗室	防水試験機

電気設計受託範囲

仕様検討	詳細設計	試作機製作	検証
●システム検討 ●ハードウェア検討 ●ソフトウェア検討 ●仕様書作成	●アナログ回路設計 ●デジタル回路設計 ●高周波回路設計 ●FPGA設計 ●ソフトウェア設計 ●基板レイアウト設計 ●筐体設計	●部材調達 ●基板製作 ●部品実装 ●筐体製作 ●動作確認	●検証計画作成 ●ハードウェア検証 ●ソフトウェア検証 ●EMI検証 ●検証報告書作成
Wave Technology（WTI）のワンストップサービス

対応可能デバイス一覧

※本表に無いデバイスについてもご相談に応じます。

主な開発実績

ゴルフカートナビ開発事例（←クリック！）
ゴルフカートの位置情報を920 MHzの特定小電力無線モジュールによって本部に集約するユニット

デジタル制御電源開発事例（←クリック！）
システム要求に対してMPU（dsPIC）がリアルタイムに電源を制御し、動的に電圧、電流を可変させることができる電源

その他の主な開発実績

開発件名	概要	開発要素
高精度位置測位 ユニット	車に搭載するユニットでGNSS位置情報に加え、加速度センサ、ジャイロセンサの他、無線通信で得られる情報も利用して高精度で位置を測定する装置。 通信キャリアが提供する位置補正情報をLTE通信により取得し、高精度な位置情報を演算する。	回路、基板、筐体、ファームウェア、PC用アプリケーションソフト
高速通信制御 ユニット	高速シリアル通信をCPUで制御し、逐次更新される大容量環境データを高速で処理するシステム。	回路、基板、筐体、ファームウェア
自動車運転状態 解析ユニット	車に搭載するユニットで加速度センサ、ジャイロセンサから得られるデータをSDカードに保存する。このデータをPC用アプリケーションで解析することによって、ドライバーの運転状態（急発進などの有無）を解析する装置	回路、基板、筐体、ファームウェア、PC用アプリケーションソフト
バイク用位置 情報通信ユニット	バイクの位置情報を3G回線で本部に送信するユニット	回路、基板、筐体、ファームウェア
	ファームウェア： GPSモジュールからの位置情報を取得し、プロトコル変換して３Gで送信する処理を1チップマイコンに搭載
Wakeup Receiver	一定周期で起動し電波が届いた時だけ完全に起動する無線LANモジュール	回路、基板、筐体
無線機用パワー アンプ評価ソフト	無線機用パワーアンプ（PA）を制御する基板とその評価プログラム PLL、AGCをパソコンから制御し、レベル測定してグラフ化するGUIソフト	PC用アプリケーションソフト
店内連絡 システム	店舗内で使用する業務用無線機	回路、基板
RF IC（LTE用IC）制御ボード	LTE用RF ICの制御ボードおよびRF ICを搭載するサブシステムボード	回路、FPGA、GUIソフトウェア
物質分析装置	測定対象物にLED光を照射し、反射光を測定。測定結果をホスト（パソコン）にBluetoothまたはUSB通信で送信し、ホスト側でパターンマッチングにより対象物を特定する装置	回路、基板、筐体、ファームウェア、PC用アプリケーションソフト
	ファームウェア： 測定端末側の制御ソフトウエア（Bluetoothデバイス側） 処理結果をBluetoothモジュールを使って通信
業務用カメラ 制御基板	カメラからの映像、音声データを光ケーブルから受信しO/E変換後FPGA内で映像データに加工を施しホストCPUに受け渡す機能を有するボードの開発	回路、FPGA設計、基板
ジョイスティック 制御基板	ジョイスティックからのアナログ出力をマイコンのADCでデジタル変換しそのデータをホストCPUに受け渡すための制御ボード	回路、基板、ファームウェア
	ファームウェア： EOLになった接点式ジョイスティックの置き換えを実現するために、1チップマイコンがキャリブレーション情報を制御しアナログジョイスティックで旧システムを実現
LCDバックライト 制御ボード	LCDバックライト用制御ボード	回路、基板、ファームウェア
	ファームウェア： 電源制御とPWMを使った調光機能を1チップマイコンに搭載
EV用 モータ制御基板	EV車用のモータ制御基板、IPM（インテリジェントパワーモジュール）駆動電源の開発	回路、基板
エアコン異常検知 監視ストレージ	エアコン稼働状態（消費電力、エラー発生の有無など）をロギングするシステム	回路、基板
信号発生器	10 MHz入力から2系統の122 MHz (0 dBm)　を生成し出力するボード	回路、基板
光LANユニット	通信レート1.25 Gbpsの光通信制御ボード FPGAで通信データのパケット化などの高速処理を行う	回路、FPGA、ファームウェア、基板、筐体
PCモニタ用 光LANユニット	通信レート1.25 Gbpsの光LANネットワーク内に設置し通信内容をPCでモニタする装置　PCとの通信にはUSB3.0を使用する	回路、FPGA、ファームウェア、基板、筐体
病院内ネットワーク システム	医療機器のデータを病院内で使用可能な315 MHzの微弱無線を使用し集約するシステム 315MHz帯を使用したシリアル通信の無線化	回路、ファームウェア、基板、筐体
	ファームウェア： 有線通信をプロトコル変換し無線通信を実現。音声アラームなどの情報も通信相手に通知。送受信機の1チップマイコンにファームウェアを搭載
音声合成ユニット	日本語のテキストデータを音声にして読み上げる装置 市販品のPCボード（Intel製Edisonボード）を内蔵する OSはYocto Linux v1.6	回路、ファームウェア、基板、筐体、PCアプリケーションソフト
LED照明用 スイッチング電源	最大22 W　16 VのLEDを駆動するためのLEDコントローラ基板 PWMパルスによって調光制御が可能	回路、基板
ニッケル水素用 急速充電器	6chニッケル水素電池用急速充電器 Wave Technology（WTI）で開発した劣化抑制充電アルゴリズムを採用	回路、ファームウェア、基板、筐体
	ファームウェア： 充電器の２次電池充電制御ソフトウエア 当社独自アルゴリズムで劣化を抑制しつつ急速充電に対応 充電器の１チップマイコンに搭載
モバイルPV充電器	リチウムイオン電池を内蔵し太陽電池やUSBからの充電が可能 リチウムイオン電池に蓄電した電力を基にスマートホンなどのモバイル端末を充電する	回路、ファームウェア、基板
	ファームウェア： 太陽電池内蔵のUSBモバイルバッテリの充放電制御プログラム
ZigBee RFモジュール	NXP製ARM内蔵RF ICを使用した2.4 GHz ZigBeeモジュール	回路、基板
車載用 Hブリッジコントローラ	車の駐車ブレーキ制御コントローラ 車載用モータドライバICをMPUから制御する	回路、基板
ワイヤレス マイクシステム	300 MHz帯のワイヤレスマイクシステム 主にチューナ受信部の開発を担当	回路、基板、ファームウェア
	ファームウェア： 通信システムの制御ファームウェア 通信情報に付加された制御信号をデコードする処理を1チップマイコンに搭載
920MHz 無線モジュール	Silicon Labs　RF ICを使用した920 MHz無線モジュール	回路、基板
ナットライナー用 モータコントロール ユニット	自動車の生産工場などで使用されるナット類を締める装置に内蔵されるモータコントロール用の基板	回路、基板
太陽追尾架台用 制御基板	太陽光発電用ソーラパネルが太陽に対して常に最適な向きになるようにモータで制御する装置に内蔵されるDCブラシレスモータ制御基板	回路、基板
血液透析用 排液モニタ装置	血液透析装置の排液ラインに光学的センサ（受発光1セット）を2セット装着し、2セットの間にフィルターを設置することで、排液のフィルター前後（濾過前後）の吸光度を測定する。測定結果を演算することによってフィルターでトラップされた大分子量物質の漏出量などを推算する装置	回路、基板、ファームウェア、筐体
	ファームウェア： 検出器のLED制御と光センサーの情報を処理し状況を監視できるファームウェア 検出器の１チップマイコンに搭載

検証業務受託

 

《技術コンサルティングのご案内》 WTIは、EMC 対策コンサルサービスを「テクノシェルパ」のブランド名で行っております。以下のようなお悩み・ご要望にお応えします。 「いろいろ対策してみたがノイズが落ちない」 「自社電波暗室が混んでいるので、社外の電波暗室で現物を前にして相談したい」 「他業務に追われて、じっくりノイズ対策を検討する時間がない」 「試作前の設計段階でEMC 設計としての妥当性について第三者検証を受けたい」 詳しくは「テクノシェルパ」のEMC 対策コンサルサービスのページをご覧ください。

 

「EMI（伝導・放射ノイズ）対策検証受託サービス」の説明はこちら
「電波暗室レンタルサービス」の説明はこちら
「FPGA設計受託サービス」の説明はこちら
「ソフトウェア設計受託サービス」の説明はこちら

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【当ページ関連の資料タイトル】
●「電気設計受託サービス」
●「ノイズビジョン～電波暗室レンタルサービス～」

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●「テクノシェルパ」ブログ
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