研究対象

• Tesla Coil
• ER流体
• 振動発電
• ワイヤレス給電
• DCDCコンバータ

Tesla Coil

• Tesla Coil (テスラ・コイル)は高周波高電圧を発生させるLC共振を利用した回路です.



キーボードを使って放電と演奏を実現
2018年01月16日撮影





プログラミングで色んな曲を演奏できます.
2017年08月17日撮影

テスラコイルを駆動するには, 数100kHz以上の高周波インバータが必要です.
上記のテスラコイルはハーフブリッジの構成で製作しました.
私たちは, インバータや高周波スイッチングを研究対象にしています.

ER流体

• ElectroReological(ER)流体は印加する電界によって粘度(ドロドロやサラサラの指標)を自由に制御できる流体です.
  下の動画では, 2枚の平行平板電極に高電界(数kV/mm) あり or なし(E=0 or E>0)によって,
  ER流体の粘度が変化していることが分かります.


　　2015年10月15日撮影

ER流体をアプリケーションとして使うためには, 高電圧発生電源が必要です.
私たちは, Cockcroft-Walton回路をはじめとした, 高電圧電源を製作しています.


　　2017年10月26日撮影

ER効果を利用して, 落下時間を変えられる液時計を開発しました.
左は高電界なし, 右は高電界ありです. 落下している液(ER流体)の速度に注目ください.

振動発電

• 身の回りには様々な形態のエネルギーがあります. その中で, 振動によるエネルギーに注目しました.
  下の動画では, 振動エネルギーを圧電素子によって電気エネルギーに変換している様子です.


　　2017年07月14日撮影

振動エネルギーを効率的に回収するための電力変換回路が必要です.
さらに, 動画を見て分かる通り, 振動エネルギーから得られる電気エネルギーは交流であるため,
振動発電によるエネルギーを利用するには, 交流を直流に変換する整流器が必要です.
私たちは, 振動発電とそれに伴う電力変換回路を研究対象にしています.

ワイヤレス給電

• ワイヤレス給電とは, 線で結ばなくても電気エネルギーを送ることができる技術です.


　　2018年01月26日撮影

レールの下に巻いたコイルがあり, 電車にもコイルを積んでいます. コイル同士で電気エネルギーを送ります.
より良く電気エネルギーを送るためには, 送る側と受ける側の両方で, 共振を利用することが必要です.
私たちは, LLCコンバータをはじめとした, DCDCコンバータを製作しています.

DCDCコンバータ

• 電力変換回路では, スイッチを切り替えることで, 回路の出力電圧や出力電流などを調整します.
  直流から直流への変換例を下の動画に示します


　　2016年02月06日撮影 左が10Hz, 右が1kHzです.

電源とスイッチと白熱電球を直列に接続して, スイッチを1秒間に
左は10回, 右は1000回ONOFFさせて, ONの時間を調節することで
白熱電流の光の強さを調整しています.
光の強さを調整できていますが, 左はスイッチの回数が少ないので,
チカチカしています. 右はチカチカが分かりません.
このように, 人の目でチカチカが分からないくらい早く
スイッチさせる必要があります.
このようなスイッチングを利用した回路が電力変換回路です.
私たちは, 電力変換回路の全般を研究対象にしています.