本研究の背景

高周波による非接触ワイヤレス電力伝送（Wireless Power Transfer：WPT）に関連する研究が進み，高効率の電力伝送が実現され、小型の電子製品の充電から電気自動車用の大容量の電源供給システムまでその応用が広がっている。WPT方法は電源供給側と負荷間に電力線を用いず，エネルギーのやり取りを行うことができるため，煩わしい配線接続を省けることが大きな長所である。このようなWPT方法を用いたゲート駆動方法も提案されており，高電圧マルチレベルインバータのゲート駆動用電源を高圧絶縁電源の代わりに絶縁材を介したWPTでゲート駆動電力を供給している。　

本研究の目的　

　本研究では，WPT方法による高効率な電力伝送とワイヤレスによる信号伝送法に着目し，パワー半導体を駆動するために必要なゲート駆動電力とスイッチングのオン・オフタイミングを同時に伝送できる非接触多重伝送によるゲート駆動方法を提案する。ゲート駆動電力と情報を同時に多重伝達することで，パワーデバイス駆動用の絶縁電源とゲート信号伝達用のディジタル・アイソレータ回路なしでゲート駆動できる。更に本提案方法のゲート回路では，エネルギーバッファ素子としての少容量コンデンサで実現できるので，パワーMOSFETのゲート・ソース間（IGBTではゲート・エミッタ間）端子に直接に接続し駆動できる回路である。

　

　In this paper, a new gate driving method using wireless power transfer (WPT) is proposed to drive power switching devices. The proposed method is a multiplex transmission which can transmit not only driving power but also gate-timing of turn-on and turn-off simultaneously by WPT. Also, the simple gate drive circuit which can be connected the power device with very small capacitor is proposed. The proposed method can be applied instead of a complicate isolation DC power supply and digital signal isolator or lever shift circuit for gate driving. In addition, the power circuit and control circuit can be electrically isolated by the adoption of WPT method. The experimental switching test is demonstrated to confirm the effectiveness of the proposed gate driving method. Experimental results show the switching characteristics which are turn-on and turn-off delay time due to apply the WPT gate drive method. Finally, to improve the efficiency of the proposed circuit, the primary side circuit is made LLC resonance circuit. And a single phase inverter circuit using the proposed circuit was realized.