CN106340939A - 非接触送电装置以及电力传输系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及非接触送电装置以及电力传输系统，电源ECU执行送电电力控制以及导通电流控制，所述送电电力控制通过调整逆变器的输出电压的占空比来将送电电力控制为目标电力，所述导通电流控制通过调整逆变器的驱动频率来将导通电流控制为目标值。电源ECU在由导通电流控制进行的逆变器的驱动频率的调整期间，从逆变器供给到送电部的电流超过了预定的限制值的情况下，使送电电力控制中的目标电力降低。

Description

非接触送电装置以及电力传输系统

技术领域

本发明涉及非接触送电装置以及电力传输系统，尤其涉及以非接触方式向受电装置送电的非接触送电装置中的电力控制技术。

背景技术

日本特开2014-207795号公报公开了以非接触方式从供电装置(送电装置)向车辆(受电装置)供电的非接触供电系统。在该非接触供电系统中，供电装置具备送电线圈、逆变器以及控制部。送电线圈以非接触方式向装载在车辆上的受电线圈送电。逆变器生成与驱动频率相应的交流电流并向送电线圈输出。控制部从车辆侧取得对电池的充电电力指令以及对电池的输出电力，对逆变器的驱动频率进行反馈控制，以使输出电力跟随充电电力指令(参照日本特开2014-207795号公报)。

逆变器是电压型的逆变器，在将与驱动频率相应的送电电力向送电部供给的情况下，通过调整逆变器输出电压的占空比(duty)从而能够控制送电电力。另外，通过调整逆变器的驱动频率，能够控制表示逆变器输出电压的上升时的逆变器输出电流的导通(turn-on)电流。

此外，在电压型逆变器中，已知在输出电压上升时一旦流动与输出电压符号相同的输出电流(正的导通电流)，逆变器的续流二极管中就会流动恢复(recovery)电流。一旦流动恢复电流，续流二极管就会发热，损失会增大。由此，通过调整逆变器的驱动频率来将导通电流控制为目标值(例如0以下)，可抑制恢复电流的产生。

然而，在调整逆变器的驱动频率来搜索期望的逆变器工作点的过程中，存在从逆变器供给到送电部的电流超过预定的限制值(额定电流等)而产生过电流的可能性。关于抑制这种过电流的技术问题及其解决方案，在上述的日本特开2014-207795号公报中并没有特别进行研究。

发明内容

因而，本发明的目的在于，在以非接触方式向受电装置送电的非接触送电装置中，抑制从逆变器供给到送电部的电流成为过电流。

另外，本发明的另一目的在于，在以非接触方式从送电装置向受电装置送电的电力传输系统中，抑制送电装置的从逆变器供给到送电部的电流成为过电流。

根据本发明，非接触送电装置具备送电部、电压型的逆变器以及控制逆变器的控制部。送电部构成为以非接触方式向受电装置送电。逆变器向送电部供给与驱动频率相应的送电电力。控制部执行第一控制以及第二控制。第一控制为，通过调整逆变器的输出电压的占空比(duty)，将送电电力控制为目标电力(送电电力控制)。第二控制为，通过调整逆变器的驱动频率，将表示输出电压的上升时的逆变器的输出电流的导通电流控制为目标值(导通电流控制)。此外，导通电流的目标值例如设定于不会在逆变器的续流二极管中产生恢复电流的范围内。而且，控制部在由第二控制进行的驱动频率的调整期间，从逆变器供给到送电部的电流(以下也称为“送电电流”)超过了预定的限制值的情况下，使第一控制中的目标电力降低。

另外，根据本发明，电力传输系统具备送电装置以及受电装置。送电装置具备送电部、电压型的逆变器以及控制逆变器的控制部。送电部构成为以非接触方式向受电装置送电。逆变器向送电部供给与驱动频率相应的送电电力。控制部执行第一控制(送电电力控制)以及第二控制(导通电流控制)。而且，控制部在由第二控制进行的驱动频率的调整期间送电电流超过了预定的限制值的情况下，使第一控制中的目标电力降低。

在上述的各发明中，在逆变器的驱动频率的调整期间送电电流超过了限制值的情况下，通过使目标电力降低可抑制送电电流。因此，根据这些发明，能够抑制送电电流成为过电流。

此外，所谓从逆变器供给到送电部的电流(送电电流)，既可以是流向送电部的电流，也可以是逆变器的输出电流。另外，所谓送电电流超过限制值，既可以设成是送电电流的有效值超过限制值，也可以设成是送电电流的最大值(峰值)超过限制值。

优选，控制部在由第二控制进行的驱动频率的调整期间送电电流超过了限制值的情况下，通过从目标电力减去与送电电流相对于限制值的超过量成比例的修正量来使目标电力降低。

通过设为如此结构，能够以简易的结构来迅速抑制超过限制值的过电流。

优选，控制部通过从目标电力减去与超过量的积分值成比例的修正量来使目标电力降低。

通过设为如此结构，能在送电电流变为超过限制值的大小的情况下，将送电电流控制为限制值。因此，根据本发明，能够切实地抑制过电流，并且能够将目标电力的降低量控制在最小限度。

本发明的上述目的以及其他目的、特征、方案以及优点，根据与附图关联而理解的关于本发明的下面的详细说明而得到明确。

附图说明

图1是本发明的实施方式的非接触送电装置所适用的电力传输系统的整体结构图。

图2是示出了图1所示的送电部以及受电部的电路结构的一例的图。

图3是示出了图1所示的逆变器的电路结构的图。

图4是示出了逆变器的开关波形、以及输出电压和输出电流的波形的图。

图5是由电源ECU执行的送电电力控制以及导通电流控制的控制框图。

图6是图5所示的目标电力修正部的控制框图。

图7是示出了送电电力以及导通电流的等高线的一例的图。

图8是用于说明由电源ECU执行的逆变器的工作点搜索处理的流程图。

图9是表示目标电力修正部的其他构成的控制框图。

具体实施方式

下面，参照附图，对本发明的实施方式进行详细说明。此外，对图中相同或者相当的部分赋予相同附图标记而不再重复其说明。

图1是本发明的实施方式的非接触送电装置所适用的电力传输系统的整体结构图。参照图1，该电力传输系统具备送电装置10以及受电装置20。受电装置20例如能够装载于可使用从送电装置10供给并蓄积的电力来行驶的车辆等。

送电装置10包括功率因数改善(PFC(Power Factor Correction：功率因数校正))电路210、逆变器220、滤波电路230以及送电部240。另外，送电装置10还包括电源ECU(Electronic Control Unit：电子控制单元)250、通信部260、电压传感器270以及电流传感器272、274。

PFC电路210能够将从交流电源100(例如系统电源)接收的交流电力进行整流及升压并向逆变器220供给，并且，通过使输入电流接近于正弦波来改善功率因数。在该PFC电路210中，能够采用公知的各种各样的PFC电路。此外，也可以代替PFC电路210，而采用没有功率因数改善功能的整流器。

逆变器220将从PFC电路210接收的直流电力变换为具有预定的传输频率的送电电力(交流)。由逆变器220生成的送电电力经由滤波电路230而被供给至送电部240。逆变器220是电压型逆变器，构成逆变器220的各开关元件与续流二极管以反并联方式连接。逆变器220例如由单相全桥电路构成。

滤波电路230设置在逆变器220与送电部240之间，抑制从逆变器220产生的谐波噪声。滤波电路230例如由包括电感器以及电容器的LC滤波器构成。

送电部240经由滤波电路230从逆变器220接收具有传输频率的交流电力(送电电力)，并通过在送电部240的周围所产生的电磁场，以非接触方式向受电装置20的受电部310送电。送电部240例如包含用于以非接触方式向受电部310送电的谐振电路。谐振电路可由线圈以及电容器构成，但是，在仅由线圈就形成了期望的谐振状态的情况下也可以不设置电容器。

电压传感器270检测逆变器220的输出电压，向电源ECU250输出该检测值。电流传感器272检测逆变器220的输出电流，向电源ECU250输出该检测值。基于电压传感器270以及电流传感器272的检测值，能够检测出从逆变器220向送电部240供给的送电电力(即，从送电部240向受电装置20输出的电力)。电流传感器274检测流向送电部240的电流，向电源ECU250输出该检测值。

此外，关于送电电力的检测，既可以代替电流传感器272而使用电流传感器274，也可以通过在PFC电路210与逆变器220之间的直流线路上检测电压以及电流从而计算出送电电力。

电源ECU250包括CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)、存储装置、输入输出缓冲器等(均未图示)，接收来自各种传感器和/或设备的信号，并且，进行送电装置10中的各种设备的控制。作为一例，电源ECU250在从送电装置10向受电装置20的电力传输执行时，进行逆变器220的开关控制以使逆变器220生成送电电力(交流)。关于各种控制，并不限于由软件进行的处理，也能够通过专用的硬件(电子电路)进行处理。

作为由电源ECU250执行的主要的控制，电源ECU250在从送电装置10向受电装置20的电力传输执行时，执行用于将送电电力控制为目标电力的反馈控制(以下也称为“送电电力控制”)。具体而言，电源ECU250通过调整逆变器220的输出电压的占空比(duty)，将送电电力控制为目标电力。此外，输出电压的占空比被定义为，正(或者负)的电压输出时间相对于输出电压波形(矩形波)的周期之比。通过改变逆变器220的开关元件(导通/截止(ON/OFF)占空比为0.5)的工作定时，能够调整逆变器输出电压的占空比。目标电力例如能够基于受电装置20的受电状况来生成。在该实施方式中，在受电装置20中基于受电电力的目标值与检测值的偏差来生成送电电力的目标电力，并从受电装置20向送电装置10进行发送。

另外，电源ECU250执行上述的送电电力控制，并且执行用于将逆变器220中的导通电流控制为目标值的反馈控制(以下也称为“导通电流控制”)。具体而言，电源ECU250通过调整逆变器220的驱动频率(开关频率)，将导通电流控制为目标值。导通电流是指，在逆变器220的输出电压上升时的逆变器220的输出电流的瞬时值。若导通电流为正，逆变器220的续流二极管中将会流动逆向的恢复电流，续流二极管中就会出现发热即发生损失。由此，将导通电流控制的上述目标值(导通电流目标值)设定于不会在逆变器220的续流二极管中产生恢复电流的范围内，基本上设定为0以下的预定值(虽然功率因数优良的“0”是理想的，但也可以取余裕而设定为负值，另外，在由恢复电流引起的损失可忽略不计的程度内也可以设定为小的正值)。

进而，在该实施方式的送电装置10中，为了使得从逆变器220供给到送电部240的电流不会成为过电流，电源ECU250在由导通电流控制进行的逆变器驱动频率的调整期间，从逆变器220供给到送电部240的电流超过了预定的限制值(例如额定电流)的情况下，使送电电力控制中的目标电力降低。关于包括该目标电力的调整的送电电力控制以及导通电流控制，稍后进行详细说明。

此外，关于上述的从逆变器220供给到送电部240的电流，以下设为流向送电部240的电流(由电流传感器274检测)，但也可以是逆变器220的输出电流(由电流传感器272检测)。

通信部260构成为与受电装置20的通信部370进行无线通信，除了接收从受电装置20发送的送电电力的目标值(目标电力)，还与受电装置20交换送电的开始、停止和/或受电装置20的受电状况等信息。

另一方面，受电装置20包括受电部310、滤波电路320、整流部330、继电器电路340以及蓄电装置350。另外，受电装置20还包括充电ECU360、通信部370、电压传感器380以及电流传感器382。

受电部310以非接触方式接收从送电装置10的送电部240输出的电力(交流)。受电部310例如包含用于以非接触方式从送电部240受电的谐振电路。谐振电路可由线圈以及电容器构成，但是，在仅由线圈就形成了期望的谐振状态的情况下也可以不设置电容器。受电部310将接收到的电力经由滤波电路320向整流部330输出。

滤波电路320设置在受电部310与整流部330之间，抑制在受电时所产生的谐波噪声。滤波电路320例如由包括电感器以及电容器的LC滤波器构成。整流部330将由受电部310接收到的交流电力进行整流从而向蓄电装置350输出。

蓄电装置350是能够再充电的直流电源，例如由锂离子电池、镍氢电池等二次电池构成。蓄电装置350对从整流部330输出的电力进行蓄积。并且，蓄电装置350将该蓄积的电力供给至未图示的负载驱动装置等。此外，作为蓄电装置350，也能够采用大容量的电容器。

继电器电路340设置在整流部330与蓄电装置350之间，在由送电装置10进行的蓄电装置350充电时被导通。此外，虽未特别图示，但是在整流部330与蓄电装置350之间(例如，整流部330与继电器电路340之间)，也可以设置对整流部330的输出电压进行调整的DC/DC转换器。

电压传感器380检测整流部330的输出电压(受电电压)，向充电ECU360输出该检测值。电流传感器382检测来自整流部330的输出电流(受电电流)，向充电ECU360输出该检测值。基于电压传感器380以及电流传感器382的检测值，能够检测出受电部310的受电电力(即，蓄电装置350的充电电力)。此外，关于受电电力的检测，也可以通过在受电部310与滤波电路320之间的电力线、或者滤波电路320与整流部330之间的电力线上检测电压及电流，从而检测受电电力。

充电ECU360包括CPU、存储装置、输入输出缓冲器等(均未图示)，接收来自各种传感器和/或设备的信号，并且，进行受电装置20中的各种设备的控制。关于各种控制，并不限于由软件进行的处理，也能够通过专用的硬件(电子电路)进行处理。

作为由充电ECU360执行的主要的控制，充电ECU360在从送电装置10受电的期间，生成送电装置10中的送电电力的目标值(目标电力)，以使受电装置20中的受电电力达到期望的目标值。具体而言，充电ECU360基于受电电力的检测值与目标值的偏差，生成送电装置10中的送电电力的目标值。然后，充电ECU360将所生成的送电电力的目标值(目标电力)通过通信部370向送电装置10发送。

通信部370构成为与送电装置10的通信部260进行无线通信，除了向送电装置10发送在充电ECU360中生成的送电电力的目标值(目标电力)，还与送电装置10交换与电力传输的开始、停止相关的信息，并向送电装置10发送受电装置20的受电状况(受电电压、受电电流、受电功率等)。

图2是示出了图1所示的送电部240以及受电部310的电路结构的一例的图。参照图2，送电部240包括线圈242以及电容器244。电容器244用于补偿送电电力的功率因数而设置，与线圈242串联连接。受电部310包括线圈312以及电容器314。电容器314用于补偿受电电力的功率因数而设置，与线圈312串联连接。此外，这种电路结构也称为SS方式(一次串联二次串联方式)。

此外，虽未特别图示，但是送电部240以及受电部310的结构并不限定于这种SS方式的结构。例如，也能够采用如下方式：在受电部310中线圈312与电容器314并联连接的SP方式(一次串联二次并联方式)、进一步在送电部240中线圈242与电容器244并联连接的PP方式(一次并联二次并联方式)等。

再次参照图1，在该电力传输系统中，从逆变器220经由滤波电路230向送电部240供给送电电力(交流)。送电部240以及受电部310各自包括线圈和电容器，并设计为在传输频率下进行谐振。表示送电部240以及受电部310的谐振强度的Q值优选为100以上。

在送电装置10中，当从逆变器220向送电部240供给送电电力时，通过在送电部240的线圈与受电部310的线圈之间所形成的电磁场，能量(电力)从送电部240向受电部310移动。移动到受电部310的能量(电力)经由滤波电路320以及整流部330而被供给至蓄电装置350。

图3是示出了图1所示的逆变器220的电路结构的图。参照图3，逆变器220是电压型逆变器，包括电力用半导体开关元件(以下，也简单称为“开关元件”)Q1～Q4以及续流二极管D1～D4。在直流侧的端子T1、T2上连接着PFC电路210(图1)，在交流侧的端子T3、T4上连接着滤波电路230。

开关元件Q1～Q4例如由IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor：绝缘栅双极晶体管)、双极晶体管、MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor：金属氧化物半导体场效应晶体管)、GTO(Gate Turn Off thyristor：门极可关断晶闸管)等构成。续流二极管D1～D4分别与开关元件Q1～Q4以反并联方式连接。

在端子T1、T2之间，施加有从PFC电路210输出的直流电压V1。而且，随着开关元件Q1～Q4的开关工作，在端子T3、T4之间产生输出电压Vo以及输出电流Io(图中，设用箭头表示出的方向为正值)。在该图3中，作为一例，示出了开关元件Q1、Q4为导通(ON)，开关元件Q2、Q3为截止(OFF)的状态，这种情况下的输出电压Vo大致变为电压V1(正值)。

图4是示出了逆变器220的开关波形、以及输出电压Vo和输出电流Io的波形的图。与图4一并参照图3，以时刻t4～t8的一个周期为例进行说明。在时刻t4，若在开关元件Q2、Q4分别处于截止、导通的状态下开关元件Q1从截止切换成导通并且开关元件Q3从导通切换成截止(图3所示的状态)，则逆变器220的输出电压Vo从0上升到V1(正值)。

在时刻t5，若在开关元件Q1、Q3分别处于导通、截止的状态下开关元件Q2从截止切换成导通并且开关元件Q4从导通切换成截止，则输出电压Vo变为0。

在时刻t6，若在开关元件Q2、Q4分别处于导通、截止的状态下开关元件Q1从导通切换成截止并且开关元件Q3从截止切换成导通，则输出电压Vo变为-V1(负值)。

在时刻t7，若在开关元件Q1、Q3分别处于截止、导通的状态下开关元件Q2从导通切换成截止并且开关元件Q4从截止切换成导通，则输出电压Vo再次变为0。

然后，在从时刻t4经过一个周期后的时刻t8，若在开关元件Q2、Q4分别处于截止、导通的状态下开关元件Q1从截止切换成导通并且开关元件Q3从导通切换成截止，则输出电压Vo从0上升到V1(正值)(与时刻t4相同的状态)。

在该图4中，示出了输出电压Vo的占空比为0.25的情况。而且，通过改变开关元件Q1、Q3的开关定时及开关元件Q2、Q4的开关定时，能够改变输出电压Vo的占空比。例如，相对于图4所示的情况，若将开关元件Q2、Q4的开关定时提前，则能够使输出电压Vo的占空比小于0.25(最小值为0)，若将开关元件Q2、Q4的开关定时延迟，则能够使输出电压Vo的占空比大于0.25(最大值为0.5)。

通过调整该输出电压Vo的占空比，能够改变送电电力。定性而言，能够通过增大占空比来增加送电电力，能够通过减小占空比来减少送电电力。由此，在该实施方式中，电源ECU250执行如下的送电电力控制：通过调整输出电压Vo的占空比，将送电电力控制为目标电力。

另外，在输出电压Vo上升时(时刻t4、时刻t8)的输出电流Io的瞬时值It相当于上述的导通电流。该导通电流It的值根据从PFC电路210提供给逆变器220的电压V1和/或逆变器220的驱动频率(开关频率)而变化，在此示出了流动正的导通电流It的情况。

一旦流动正的导通电流It，在与开关元件Q3反并联连接的续流二极管D3(图3)中将会流动反方向的电流即恢复电流。一旦续流二极管D3中流动恢复电流，续流二极管D3的发热就会增大，逆变器220的损失会增大。如果导通电流It小于等于0，续流二极管D3中就不会流动恢复电流，可抑制逆变器220的损失。

由于当逆变器220的驱动频率(开关频率)变化时导通电流It会发生变化，因此，通过调整逆变器220的驱动频率，能够控制导通电流It。因此，在该实施方式中，电源ECU250执行如下的导通电流控制：通过调整逆变器220的驱动频率，将导通电流It控制为目标值。而且，导通电流It的目标值基本上被设定为0以下的值，以使得不会在逆变器220中产生恢复电流。

再次参照图1，如上所述，在该实施方式中，通过调整逆变器220的输出电压的占空比，将从逆变器220向送电部240供给的送电电力控制为目标电力(送电电力控制)。另外，通过调整逆变器220的驱动频率(开关频率)，将导通电流控制为0以下的目标值，以使得不会在逆变器220中产生恢复电流(导通电流控制)。

在此，在调整逆变器220的驱动频率来搜索期望的逆变器工作点的过程中，存在流向送电部240的电流Is超过预定的限制值(额定电流等)而在送电部240中产生过电流的可能性(此外，电流Is为交流，关于与限制值的比较，既可以使用电流Is的有效值，也可以使用电流Is的最大值(峰值)。以下，设电流Is表示其有效值。)。由于送电部240的线圈242和受电部310的线圈312之间的耦合系数k与受电装置20的负载除以电流Is所得的值成比例(设受电装置20的负载为VR，k∝VR/Is)，因此，尤其在耦合系数k小的情况下，电流Is增大就可能产生过电流。

因此，在该实施方式的送电装置10中，在调整逆变器220的驱动频率来搜索期望的逆变器工作点的情况下，当流向送电部240的电流Is超过了限制值时，使送电电力控制中的目标电力降低。由此，能够抑制流向送电部240的电流Is，抑制在送电部240中产生过电流。下面，对由电源ECU250执行的送电电力控制以及导通电流控制的详细情况进行说明。

图5是由电源ECU250执行的送电电力控制以及导通电流控制的控制框图。参照图5，电源ECU250包括目标电力修正部450、运算部410、430以及控制器420、440。由目标电力修正部450、运算部410、控制器420以及控制对象的逆变器220而成的反馈环路构成送电电力控制。另一方面，由运算部430、控制器440以及逆变器220而成的反馈环路构成导通电流控制。

目标电力修正部450接收表示送电电力的目标值的目标电力Psr以及流向送电部240的电流Is的检测值。电流Is由电流传感器274(图1)检测。而且，若电流Is超过预定的限制值(例如电流Is的额定值)，则目标电力修正部450根据其超过量使目标电力Psr降低，向运算部410输出降低修正后的目标电力Psra。

图6是图5所示的目标电力修正部450的详细情况的控制框图。参照图6，目标电力修正部450包括运算部452、458、滤波部454以及修正量计算部456。

运算部452从流向送电部240的电流Is的限制值Isu(例如额定值)减去电流Is的检测值，向滤波部454输出该运算值。对于从运算部452接收的运算值，滤波部454对负值原样输出，对正值输出0。即，在电流Is超过限制值Isu时，滤波部454将超过量作为负值输出，在电流Is小于限制值Isu时，滤波部454的输出为0。

修正量计算部456接收滤波部454的输出并计算目标电力Psr的修正量。具体而言，修正量计算部456由比例项460构成。比例项460通过对滤波部454的输出乘以预定的比例增益KP，计算出与电流Is相对于限制值Isu的超过量成比例的目标电力Psr的修正量(降低量)。此外，该比例项460具有正的增益，因此，修正量计算部456的输出成为与电流Is相对于限制值Isu的超过量成比例的负值。

运算部458将修正量计算部456的输出与目标电力Psr相加，并将该运算结果作为目标电力Psra进行输出。此外，由于修正量计算部456的输出是与电流Is相对于限制值Isu的超过量成比例的负值，因此，目标电力Psra成为比目标电力Psr小的值，二者之差与电流Is相对于限制值Isu的超过量成比例。

再次参照图5，运算部410从由目标电力修正部450得到的修正后的目标电力Psra减去送电电力Ps的检测值，向控制器420输出该运算值。此外，送电电力Ps例如能够基于电压传感器270以及电流传感器272(图1)的检测值而算出，但也可以基于在PFC电路210(图1)与逆变器220之间的直流线路上检测的电压及电流而算出。

控制器420基于目标电力Psra与送电电力Ps的偏差，生成逆变器220的输出电压Vo的占空比指令值。控制器420例如通过执行以目标电力Psra与送电电力Ps的偏差作为输入的PI控制(比例积分控制)等来计算操作量，将该计算出的操作量作为占空比指令值。由此，以使送电电力Ps接近于目标电力Psra的方式调整了输出电压Vo的占空比，将送电电力Ps控制成了目标电力Psra。

此外，在该实施方式中，设为在受电装置20中基于受电电力的目标值与检测值的偏差而生成目标电力Psr。因此，若在送电装置10中通过根据电流Is相对于限制值Isu的超过量来使目标电力降低从而送电电力Ps降低，则在受电装置20中受电电力会降低，其结果是，会导致在受电装置20中生成的目标电力Psr增加。因此，在该实施方式中，在根据电流Is相对于限制值Isu的超过量来使目标电力降低时，例如，设为不允许基于受电电力生成的目标电力Psr的增加。

另一方面，关于导通电流控制，运算部430从导通电流的目标值Itr减去导通电流It的检测值，向控制器440输出该运算值。此外，导通电流的目标值Itr如上所述那样基本被设定为0以下的值。另外，导通电流It的检测值为由电压传感器270(图1)检测到输出电压Vo的上升时的电流传感器272(图1)的检测值(瞬时值)。

控制器440基于导通电流的目标值Itr与导通电流It的偏差，生成逆变器220的驱动频率(开关频率)指令值。控制器440例如通过执行以导通电流的目标值Itr与导通电流It的偏差作为输入的PI控制等来计算操作量，将该计算出的操作量作为上述的频率指令值。由此，以使导通电流It接近于目标值Itr的方式调整了逆变器220的驱动频率，将导通电流It控制成了目标值Itr。

此外，对逆变器220的输出电压Vo的占空比进行调整的送电电力控制，与对逆变器220的驱动频率进行调整的导通电流控制彼此干涉。根据通过送电电力控制而调整的占空比，也可能有无法通过导通电流控制来将导通电流It控制为目标值Itr的情况。

图7是示出了送电电力Ps以及导通电流It的等高线的一例的图。参照图7，横轴表示逆变器220的驱动频率(开关频率)，纵轴表示逆变器220的输出电压Vo的占空比。

线PL1、PL2分别表示送电电力Ps的等高线。通过线PL1表示的送电电力大于通过线PL2表示的送电电力。从图中可知，实现某送电电力的占空比呈现频率依赖性。线IL1表示导通电流的等高线。图示的线IL1是导通电流变为0以下的预定值的等高线(在此，作为一例表示了导通电流为0的等高线)，随着占空比增大且频率降低，导通电流减小(朝负向增大)。

由斜线示出的区域S是在逆变器220中产生恢复电流的区域。即，在包含于区域S的逆变器220的工作点，导通电流变为大于0，在逆变器220中产生恢复电流。以下，也将区域S称为“禁止带S”。此外，在该实施方式中，禁止带S的边界并非导通电流为0的线，而设为允许小的正值的导通电流。

工作点P0是逆变器220的工作点的目标值。即，在线PL1、IL1分别表示目标电力Psr以及导通电流目标值Itr的情况下，逆变器220被控制在线PL1、IL1的交点即工作点P0。由粗线表示的线示出了在逆变器220的启动处理执行时的工作点的推移。如图所示，禁止带S在占空比小时呈扩大的趋势。由此，在逆变器220启动时(占空比从0起增大的送电电力上升时)，以使工作点快速通过禁止带S的方式，将调整占空比的送电电力控制的增益增大。由此，工作点以由粗线示出的方式推移。

一旦工作点到达实现目标电力Psr的线PL1，则逆变器220的驱动频率被调整从而工作点推移到目标P0。基本上，工作点会一边维持目标电力Psr(顺着线PL1)一边推移到目标P0(虚线A)。然而，在此，在逆变器220的驱动频率的调整期间，流向送电部240的电流Is超过了限制值(额定值)，因此，根据其超过量使目标电力Psr降低，其结果是，工作点如线B那样推移。由此，能够抑制送电部240中产生过电流。

图8是用于说明由图1所示的电源ECU250执行的逆变器220的工作点搜索处理的流程图。此外，该流程图所示的处理按预定时间或者在预定条件成立时从主程序调出并执行。

参照图8，电源ECU250判定是否有从送电装置10向受电装置20送电的开始指示(步骤S10)。该送电开始指示既可以在送电装置10或者受电装置20中基于由利用者做出的指示而得到，也可以伴随由计时器等提示的充电开始时刻的到来而生成。在没有送电开始指示时(步骤S10：否)，电源ECU250不执行后面的一系列处理而将处理移至步骤S80。

若在步骤S10中判定为有送电开始指示(步骤S10：是)，则电源ECU250对送电电力Ps的目标电力Psr以及导通电流It的目标值Itr(初始值)进行设定(步骤S20)。此外，目标电力Psr如上述那样基于受电装置20的受电状况而生成，而在送电还未开始的该时刻，被设定为预先确定的初始值。导通电流目标值Itr的初始值例如被设定为0。

若目标电力Psr以及导通电流目标值Itr(初始值)被设定，则电源ECU250执行送电电力控制以及导通电流控制(步骤S30)。此外，若伴随送电电力控制的执行而开始从送电装置10向受电装置20的送电，则根据受电装置20的受电状况来修正目标电力Psr，当在受电装置20中受电电力接近目标值时，目标电力Psr也变得稳定。

若送电电力控制以及导通电流控制被执行，则电源ECU250从电流传感器274(图1)取得流向送电部240的电流Is的检测值(步骤S40)。然后，电源ECU250判定检测出的电流Is是否超过了预定的限制值(例如额定电流等)(步骤S50)。如上所述，存在如下情况：在一边通过送电电力控制将送电电力控制为目标电力一边调整逆变器220的驱动频率来搜索期望的逆变器工作点(导通电流目标值)的过程中，流向送电部240的电流Is超过限制值(额定电流等)。尤其是在送电部240的线圈242和受电部310的线圈312之间的耦合系数k小的情况下容易产生该过电流。

若在步骤S50中判定为电流Is超过了限制值(步骤S50：是)，则电源ECU250使送电电力控制的目标电力降低预定量(步骤S60)。具体而言，在图5以及图6所示的目标电力修正部450中，计算出与电流Is相对于限制值Isu的超过量成比例的量(对超过量乘以预定的比例增益KP而得到的值)来作为目标电力的降低量。当在步骤S50中判定为电流Is为限制值以下时(步骤S50：否)，不执行步骤S60所示的处理而将处理移至步骤S70。

接下来，电源ECU250判定逆变器220的工作点的搜索是否完成(步骤S70)。基本上，由在步骤S20中设定的目标电力以及导通电流目标值的初始值所决定的工作点就是工作点搜索的目标工作点，但当在步骤S60中实施了目标电力的降低时，由降低后的目标电力以及导通电流目标值所决定的工作点会成为目标工作点。

然后，若判定为逆变器220的工作点到达期望的目标工作点且工作点的搜索完成(步骤S70：是)，则将处理移至步骤S80。另一方面，若在步骤S70中判定为工作点的搜索尚未完成(步骤S70：否)，则电源ECU250将处理返回步骤S30，继续执行送电电力控制以及导通电流控制。

如上，在该实施方式中，在逆变器220的驱动频率的调整期间，流向送电部240的电流Is(也可以是逆变器220的输出电流)超过了限制值Isu的情况下，通过使目标电力Psr降低来抑制电流Is。因此，根据该实施方式，能够抑制送电部240中产生过电流。

另外，根据该实施方式，使目标电力Psr与电流Is相对于限制值Isu的超过量成比例地降低，因此，能够以简易的结构来迅速抑制超过限制值的过电流。

此外，在上述的实施方式中，设为目标电力修正部450的修正量计算部456(图6)由比例项460构成，但是，也可以进一步包括积分项。

图9是表示目标电力修正部450的其他构成的控制框图。此外，该图9对应于图6。参照图9，目标电力修正部450的修正量计算部456构成为除了比例项460还包括积分项462、积分增益项464以及运算部466。积分项462将滤波部454的输出的积分值进行输出。积分增益项464对积分项462的输出乘以预定的积分增益KI并输出。运算部466通过将比例项460的输出与积分增益项464的输出相加，计算出目标电力Psr的修正量(降低量)。此外，积分增益项464具有正的增益，因此，积分增益项464的输出成为与电流Is相对于限制值Isu的超过量的积分值成比例的负值。

运算部458将修正量计算部456的输出与目标电力Psr相加，并将该运算结果作为目标电力Psra输出。此外，由于修正量计算部456的运算部466的输出是与电流Is相对于限制值Isu的超过量成比例的负值、和与该超过量的积分值成比例的负值之和，因此，目标电力Psra成为比目标电力Psr小的值，二者之差是与超过量成比例的值和与超过量的积分值成比例的值的合计。

根据该构成，由于目标电力修正部450包括积分项，因此，在流向送电部240的电流Is变为超过限制值Isu的大小的情况下，电流Is被控制成限制值Isu。因此，能够切实地抑制电流Is变为过电流，并且能够将目标电力Psr的降低量控制在最小限度。

此外，目标电力修正部450的构成并不限定于图6、图9所示的构成，也可以使用比例控制、比例积分控制以外的控制方法来计算目标电力Psr的修正量。

此外，在上述中，电源ECU250对应于本发明中的“控制部”的一个实施例。另外，送电电力控制对应于本发明中的“第一控制”，导通电流控制对应于本发明中的“第二控制”。

虽然对本发明的实施方式进行了说明，但是，应该认为本次公开的实施方式在所有方面都是例示性而非限制性的内容。本发明的范围由权利要求来表示，包含与权利要求等同的意思以及范围内的所有变更。

Claims (6)

1.一种非接触送电装置，具备：

构成为以非接触方式向受电装置送电的送电部；

向所述送电部供给与驱动频率相应的送电电力的电压型逆变器；以及

控制所述逆变器的控制部，

所述控制部执行第一控制以及第二控制，

所述第一控制通过调整所述逆变器的输出电压的占空比来将所述送电电力控制为目标电力，

所述第二控制通过调整所述驱动频率来对表示所述输出电压上升时的所述逆变器的输出电流的导通电流进行控制，

所述控制部在由所述第二控制进行的所述驱动频率的调整期间，从所述逆变器供给到所述送电部的电流超过了预定的限制值的情况下，使所述第一控制中的所述目标电力降低。

2.根据权利要求1所述的非接触送电装置，其中，

所述控制部在由所述第二控制进行的所述驱动频率的调整期间所述电流超过了所述限制值的情况下，通过从所述目标电力减去与所述电流相对于所述限制值的超过量成比例的修正量来使所述目标电力降低。

3.根据权利要求2所述的非接触送电装置，其中，

所述控制部通过进一步从所述目标电力减去与所述超过量的积分值成比例的修正量来使所述目标电力降低。

4.一种电力传输系统，

具备送电装置以及受电装置，

所述送电装置包括：

构成为以非接触方式向所述受电装置送电的送电部；

向所述送电部供给与驱动频率相应的送电电力的电压型逆变器；以及

控制所述逆变器的控制部，

所述控制部执行第一控制以及第二控制，

所述第一控制通过调整所述逆变器的输出电压的占空比来将所述送电电力控制为目标电力，

所述第二控制通过调整所述驱动频率来对表示所述输出电压上升时的所述逆变器的输出电流的导通电流进行控制，

所述控制部在由所述第二控制进行的所述驱动频率的调整期间，从所述逆变器供给到所述送电部的电流超过了预定的限制值的情况下，使所述第一控制中的所述目标电力降低。

5.根据权利要求4所述的电力传输系统，其中，

所述控制部在由所述第二控制进行的所述驱动频率的调整期间所述电流超过了所述限制值的情况下，通过从所述目标电力减去与所述电流相对于所述限制值的超过量成比例的修正量来使所述目标电力降低。

6.根据权利要求5所述的电力传输系统，其中，

所述控制部通过进一步从所述目标电力减去与所述超过量的积分值成比例的修正量来使所述目标电力降低。