JP2009296857A - 伝送システム、給電装置、受電装置、及び伝送方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】交流信号を生成する交流信号生成部、誘導成分及び/または容量成分を有し、前記交流信号生成部により生成された前記交流信号を共振させる第1共振部、及び共振された前記交流信号を静電界における電位差として外部に放射する給電電極、を備える給電装置と、静電界における電位差を感知して電気信号を生成する受電電極、誘導成分及び/または容量成分を有し、前記受電電極により生成された前記電気信号を共振させる第2共振部、及び共振された前記電気信号を直流信号に変換して直流電力を生成する整流部、を備える受電装置と、を含む伝送システムを提供する。
【選択図】図6
Description
まず、磁界または電波を用いて電力を伝送する関連技術における技術的な課題について、図3〜図5を用いてあらためて説明する。
まず、図6〜図10を用いて、静電界を用いた電力伝送の基本的な原理について説明する。これらの説明は、後述する本発明の第1〜第6の実施形態の前提となる。
以下、図11〜図14を参照しながら、本発明の第1の実施形態に係る伝送システム100について説明する。第1の実施形態に係る伝送システム100では、受電装置の有する誘導素子または容量素子を制御することにより供給電力の最大化を図る。
次に、図15及び図16を参照しながら、本発明の第2の実施形態に係る伝送システム200について説明する。本実施形態に係る伝送システム200では、給電装置において生成される交流信号の角周波数を制御することにより供給電力の最大化を図る。
次に、本発明の第3の実施形態として、静電界を用いて電力を伝送するシステムの位置ずれに対する耐性をさらに向上させる伝送システム300について説明する。
ここまでに説明した第1〜第3の実施形態においては、給電電極及び受電電極を共に2枚以上備える例について説明を行った。しかしながら、対向する1対の給電電極及び受電電極によって静電界を用いて電力を伝送することも可能である。その場合、導電体とその導電体が設置された空間との間に形成される静電容量が、共振に寄与する。
ここまでに説明した第1〜第4の実施形態においては、給電装置から受電装置へ電力のみを伝送する例について説明を行った。しかしながら、電力の伝送に用いられる周波数とは異なる周波数を利用して、給電装置と受電装置との間でさらに無線通信を行うことも可能である。かかる無線通信により、例えば第2の実施形態において説明した給電装置における角周波数の制御を、受電装置にて測定した情報に基づいて行うことができる。
第5の実施形態においては、給電装置と受電装置が共に電力伝送と無線通信の両方に対応した例について説明を行った。これに対し、例えば受電装置に補助的な電源を備えて、給電装置が電力伝送の仕組みを有していない場合にも動作可能な受電装置を実現してもよい。
152、252、352、452、552、652 給電装置
154、254、354、454、554、654 受電装置
60、260、560 交流信号生成部
62 第1共振部
64、66、364、366、464 給電電極
80、82、340、480 受電電極
84、184 第2共振部
86 整流部
120、220、520、620 電力測定部
130、230、530 制御部
342 第1選択部
344 第2選択部
346 選択判定部
590、690 第1通信部
592、692 第2通信部
694 電源選択部
696 2次電源部
Claims (16)
- 交流信号を生成する交流信号生成部;
誘導成分及び/または容量成分を有し、前記交流信号生成部により生成された前記交流信号を共振させる第1共振部;
及び共振された前記交流信号を静電界における電位差として外部に放射する給電電極;
を備える給電装置と:
静電界における電位差を感知して電気信号を生成する受電電極;
誘導成分及び/または容量成分を有し、前記受電電極により生成された前記電気信号を共振させる第2共振部;
及び共振された前記電気信号を整流する整流部;
を備える受電装置と:
を含む伝送システム。 - 前記受電装置は、
前記整流部により前記電気信号が整流されて生じる電力の電力値を測定する電力測定部と;
前記電力測定部により測定された前記電力値に基づいて前記第2共振部の誘導成分及び/または容量成分を制御する制御部と;
をさらに備える、請求項1に記載の伝送システム。 - 前記制御部は、前記第2共振部の有するバリキャップ素子に印加される電圧を変化させることにより前記第2共振部の容量成分を制御する、請求項2に記載の伝送システム。
- 前記制御部は、コイルの内部を少なくとも部分的に貫通するように把持された制御材を制動することにより前記第2共振部の誘導成分を制御する、請求項2に記載の伝送システム。
- 前記給電装置は、
前記給電装置から供給される電力の電力値を測定する電力測定部と;
前記電力測定部により測定された前記電力値に基づいて前記第1共振部の誘導成分及び/または容量成分を制御する制御部と;
をさらに備える、請求項1に記載の伝送システム。 - 前記制御部は、前記第1共振部の有するバリキャップ素子に印加される電圧を変化させることにより前記第1共振部の容量成分を制御する、請求項5に記載の伝送システム。
- 前記制御部は、コイルの内部を少なくとも部分的に貫通するように把持された制御材を制動することにより前記第1共振部の誘導成分を制御する、請求項5に記載の伝送システム。
- 前記給電装置は、
前記給電装置から供給される電力の電力値を測定する電力測定部と;
前記電力測定部により測定された前記電力値に基づいて前記交流信号生成部の生成する交流信号の角周波数を制御する制御部と;
をさらに備える、請求項1に記載の伝送システム。 - 前記制御部は、前記電力測定部により測定された前記電力値が所定の閾値よりも小さい場合には前記交流信号生成部の生成する交流信号の出力を低下させる、請求項8に記載の伝送システム。
- 前記給電電極の大きさと前記受電電極の大きさとが異なる、請求項1に記載の伝送システム。
- 前記受電電極は、複数の電極を含み;
前記受電装置は、
前記複数の電極の中から指定された電極をそれぞれ選択可能な第1選択部及び第2選択部と;
前記複数の電極からそれぞれ出力される電気信号の信号強度に基づいて、前記複数の電極を第1の集合と第2の集合とに分類し、前記第1選択部に前記第1の集合に属する電極を選択することを指定し、及び前記第2選択部に前記第2の集合に属する電極を選択することを指定する選択判定部と;
をさらに備える、
請求項1に記載の伝送システム。 - 前記受電装置は、
前記整流部により前記電気信号が整流されて生じる電力の電力値を測定する電力測定部と;
前記電力測定部により測定された前記電力値を前記受電電極を介して無線信号により送信する第1通信部と;
をさらに備え、
前記給電装置は、
前記受電装置から送信された前記電力値を前記給電電極を介して受信する第2通信部と;
前記第2通信部により受信された前記電力値に基づいて前記交流信号生成部の生成する交流信号の角周波数を制御する制御部と;
をさらに備える、
請求項1に記載の伝送システム。 - 前記受電装置は、
前記受電電極を介して前記給電装置との間で無線通信を行う第1通信部と;
前記第1通信部に接続された2次電源部と;
前記整流部により前記電気信号が整流されて生じる電力の電力値を測定する電力測定部と;
前記電力測定部により測定された前記電力値が所定の閾値よりも大きい場合には、前記整流部から前記第1通信部へ電力を供給させ、前記電力測定部により測定された前記電力値が所定の閾値よりも小さい場合には、前記2次電源部から前記第1通信部へ電力を供給させる電源選択部と;
をさらに備える、
請求項1に記載の伝送システム。 - 交流信号を生成する交流信号生成部と;
誘導成分及び/または容量成分を有し、前記交流信号生成部により生成された前記交流信号を共振させる共振部と;
共振された前記交流信号を静電界における電位差として外部に放射する給電電極と;
を備える給電装置。 - 静電界における電位差を感知して電気信号を生成する受電電極と;
誘導成分及び/または容量成分を有し、前記受電電極により生成された前記電気信号を共振させる共振部と;
共振された前記電気信号を整流する整流部と;
を備える受電装置。 - 交流信号を生成するステップと;
給電装置の共振部と受電装置の共振部とにより形成される共振回路の誘導成分及び/または容量成分によって、生成された前記交流信号を共振させるステップと;
共振された前記交流信号を静電界における電位差として前記給電装置から放射するステップと;
前記受電装置において静電界における電位差を感知して電気信号を生成するステップと;
生成された前記電気信号を整流するステップと;
を含む伝送方法。
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