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JP2011045161A - Power transmitter and noncontact power transfer system - Google Patents

Power transmitter and noncontact power transfer system

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JP2011045161A
JP2011045161A JP2009189925A JP2009189925A JP2011045161A JP 2011045161 A JP2011045161 A JP 2011045161A JP 2009189925 A JP2009189925 A JP 2009189925A JP 2009189925 A JP2009189925 A JP 2009189925A JP 2011045161 A JP2011045161 A JP 2011045161A
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antenna
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Masaki Horiuchi
Shigeru Kobayashi
雅城 堀内
茂 小林
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Nagano Japan Radio Co
長野日本無線株式会社
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power transmitter that causes transition to the optimum matching state in a short time. <P>SOLUTION: The power transmitter 2 includes a signal generation unit 11 that generates an alternating current signal S1, a transmission antenna 12 that is supplied with the alternating current signal S1 and generates an electromagnetic field, and a first matching unit 13 placed between the signal generation unit 11 and the transmission antenna 12. The power transmitter transmits power to a power receiver 3 having a reception antenna 21 that generates an induced voltage V1 by an electromagnetic field, and a rectification unit 23 that generates a voltage Vo supplied to a load 4 based on the induced voltage V1. The power transmitter further includes a first processing unit 15 that computes the coefficient k of coupling between the transmission antenna 12 and the reception antenna 21 and carries out the following processing: set value computation processing for computing a set value with respect to each parameter of the first matching unit 13 at which the power transmitter 2 and the power receiver 3 are brought into a matching state based on the computed coefficient k of coupling and setting processing for setting the value of each parameter for the computed set values. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、電磁誘導を利用して受電装置へ電力を伝送(送電)する送電装置、およびこの送電装置を備えた非接触型電力伝送システムに関するものである。 The present invention relates to a contactless power transmission system comprising transmitting power to the power receiving device by using electromagnetic induction (power) to the power transmitting device, and the power transmission device.

この種の非接触型電力伝送システムとして、下記特許文献1に開示されたデータキャリアシステムで利用されている非接触型電力伝送システムが知られている。 As contactless power transmission system of this type, contactless power transfer systems are known that are utilized in the disclosed data carrier system in Patent Document 1. このデータキャリアシステムは、応答器と、応答器へ電力を供給するために高周波の搬送波を送信すると共に応答器との間でデータを送受信する質問器とを備えている。 The data carrier system includes a transponder, and interrogator for transmitting and receiving data to and from the responder transmits a high frequency carrier to supply power to the transponder. また、質問器には、質問器を制御するための制御手段と、質問器のアンテナから送信された電力の強さをモニタするためのモニタ手段と、質問器のアンテナと送信回路とのインピーダンス整合を行うための整合手段と、整合手段に配置された複数のコンデンサを連続的な合成容量として指示させるための変換テーブル手段とが設けられている。 Further, the interrogator, and control means for controlling the interrogator, and a monitor means for monitoring the intensity of the transmitted power from the interrogator antenna, impedance matching between the antenna and the transmission circuit of the interrogator and matching means for performing a conversion table means for instructing a plurality of capacitors arranged in matching means as a continuous synthesis capacity is provided. この非接触型電力伝送システムによれば、アンテナから送信された電力の強度をモニタ手段によってモニタしつつ、これを基にして制御手段が整合手段のコンデンサ合成容量を加減して最も大きな電力が得られる点に整合させることができるため、アンテナの製造上のバラツキ、経年変化および湿度温度の変化などに対しても自動的に最適な整合状態に移行させることが可能となっている。 According to the contactless power transmission system, while monitoring by the monitor means the intensity of the power transmitted from the antenna, resulting greatest power control means on the basis of this is to moderate the capacitor combined capacitance of the matching means it is possible to match the point that is, manufacturing variations of the antenna, it is possible to shift automatically to the optimum alignment with respect to such aging and humidity temperature changes.

特開平10−303790号公報(第2−4頁、第1図) JP 10-303790 discloses (2-4 pages, Fig. 1)

ところが、上記したデータキャリアシステムで利用されている従来の非接触型電力伝送システムには、以下の改善すべき課題が存在している。 However, the conventional contactless power transmission system used in a data carrier system described above, there are problems to be improved in the following. すなわち、この非接触型電力伝送システムでは、質問器のアンテナから送信された電力の強度をモニタしつつ、質問器に設けた整合手段のコンデンサ合成容量を加減することにより、最も大きな電力が得られる点に質問器のアンテナと送信回路とのインピーダンス整合を行う構成を採用しているが、質問器と応答器との間の距離や、応答器に対する質問器のアンテナの向きによって質問器側でのアンテナのインピーダンスは様々に変化する。 In other words, this non-contact power transmission system, while monitoring the intensity of the power transmitted from the interrogator antenna, by adjusting the capacitor combined capacitance of the matching means provided in the interrogator, the largest power is obtained adopts a configuration for performing impedance matching between the antenna and the transmission circuit of the interrogator to the point, and the distance between the responder and the interrogator, the interrogator side by interrogator antenna orientation relative to the transponder the impedance of the antenna is changed in various ways. このため、この非接触型電力伝送システムには、質問器と応答器との間の距離や、応答器に対する質問器のアンテナの向きが変わる都度、上記のようにして、電力の強度をモニタしつつ、整合手段のコンデンサ合成容量を加減して、最も大きな電力が得られる点を検出しなければならないため、最適な整合状態に移行させるまでに時間がかかるという改善すべき課題が存在している。 Therefore, in this non-contact type power transmission system, and the distance between the responder and the interrogator, each time changing the antenna orientation of the interrogator to the response unit, as described above, by monitoring the intensity of the power while, by adjusting the capacitor combined capacitance of the matching means, the most since a large power must detect a point obtained, there are problems to be solved that it takes time until shifting to the optimum alignment .

本発明は、かかる課題を解決すべくなされたものであり、最適な整合状態に短時間で移行させ得る送電装置、および非接触型電力伝送システムを提供することを主目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, an optimal power transmission device capable of migrating in a short time to a consistent state, and a main object thereof is to provide a contactless power transmission system.

上記目的を達成すべく請求項1記載の送電装置は、交流信号を発生する信号発生部、前記交流信号の供給を受けて電磁場を発生させる送信アンテナ、および前記信号発生部と前記送信アンテナとの間に配設された第1整合部を有し、前記電磁場によって誘導電圧を発生する受信アンテナおよび当該誘導電圧に基づいて負荷に供給する電圧を生成する電圧生成部を有する受電装置に送電する送電装置であって、前記送信アンテナと前記受信アンテナとの間の結合係数を算出する結合係数算出部と、前記送電装置および前記受電装置が整合状態となる前記第1整合部の各パラメータについての設定値を前記算出された前記結合係数に基づいて算出する設定値算出処理、並びに当該算出した設定値に前記各パラメータの値を設定する設定処理を実行 Power transmission device according to claim 1, wherein to achieve the above object, a signal generator for generating an AC signal, the transmitting antenna generates an electromagnetic field supplied with said AC signal, and said signal generating portion with the transmitting antenna having a first matching portion disposed between and transmitting to the power receiving device having a voltage generator for generating a voltage supplied to the load based on the receiving antenna and the induced voltage generates an induced voltage by electromagnetic field transmission an apparatus, settings for each parameter of the first matching unit and the coupling coefficient calculating unit, the power transmission device and the power receiving device is matching state calculating the coupling coefficient between said receiving antenna and said transmitting antenna setting value calculation processing for calculating, based values ​​to the coupling coefficients the calculated and executes a setting process for setting the value of each parameter setting values ​​the calculated る処理部とを備えている。 And a that processing unit.

上記目的を達成すべく請求項2記載の非接触型電力伝送システムは、請求項1記載の送電装置と前記受電装置とを備えている。 Contactless power transmission system according to claim 2, wherein to achieve the above object, and a power receiving device and the power transmitting apparatus according to claim 1.

また、請求項3記載の非接触型電力伝送システムは、請求項2記載の非接触型電力伝送システムにおいて、前記受電装置は、前記受信アンテナと前記電圧生成部との間に配設された第2整合部を備え、前記処理部は、前記設定値算出処理において、前記送電装置および前記受電装置が整合状態となる前記第1整合部および前記第2整合部の各パラメータの設定値を前記算出された前記結合係数に基づいて算出し、前記設定処理において、当該算出した設定値に前記各パラメータの値を設定する。 Further, the contactless power transmission system according to claim 3, wherein, in the contactless power transmission system according to claim 2, wherein the power receiving device is disposed between said receiving antenna and said voltage generator comprising a second matching unit, wherein the processing unit in the set value calculation processing, the calculated set values ​​of the parameters of the power transmitting device and the first matching portion the power receiving device is aligned state and the second matching portion is calculated based on the coupling coefficient, in the setting processing to set the value of each parameter setting values ​​the calculated.

また、請求項4記載の非接触型電力伝送システムは、請求項2または3記載の非接触型電力伝送システムにおいて、前記受電装置は、前記処理部によって制御されて、前記受信アンテナを短絡状態および開放状態のうちの任意の一方の状態に移行させる短絡・開放部を備え、前記結合係数算出部は、前記受信アンテナが前記短絡・開放部によって前記短絡状態に移行させられたときの前記送信アンテナのインダクタンス値、および当該受信アンテナが前記短絡・開放部によって前記開放状態に移行させられたときの当該送信アンテナのインダクタンス値に基づいて、前記結合係数を算出する。 Further, contactless power transmission system according to claim 4, wherein, in claim 2 or 3 contactless power transmission system, wherein the power receiving device is controlled by the processing unit, the short-circuiting the receiving antenna state and comprising a short-circuit and opening unit for shifting to any one of the states of the open, the coupling coefficient calculation unit, the transmission antenna when the receiving antenna is caused to shift to the short-circuited state by the short-opening inductance value, and based on the inductance value of the transmission antenna when the receiving antenna is caused to shift to the open state by the short-opening, calculates the coupling coefficient.

請求項1記載の送電装置および請求項2記載の非接触型電力伝送システムでは、送電装置が、送信アンテナと受信アンテナとの間の結合係数を算出する結合係数算出部と、送電装置および受電装置が整合状態となる第1整合部の各パラメータについての設定値を算出された結合係数に基づいて算出する設定値算出処理、並びに算出した設定値に各パラメータの値を設定する設定処理を実行する処理部とを備えている。 In the claims 1 power transmission apparatus and claim 2 contactless power transmission system according according, the power transmission device, the coupling coefficient calculation unit for calculating the coupling coefficient between the transmitting antenna and the receiving antenna, the power transmission device and power reception device There executes setting processing for setting the value of each parameter setting value calculation process, as well as the calculated set value calculated on the basis of the coupling coefficients calculated set value for each parameter of the first matching unit for the alignment and a processing unit.

したがって、この送電装置および非接触型電力伝送システムによれば、各結合係数について、送電装置および受電装置が整合状態となっているときの第1整合部の各パラメータの値を予め求めておくことにより、公知の手法によって容易に算出し得る送電装置の送信アンテナと受電装置の受信アンテナとの間の結合係数を算出するだけで、算出した結合係数における送電装置および受電装置を整合状態とし得る第1整合部の各パラメータの値を短時間に算出することができるため、送電装置および受電装置を短時間に整合状態に移行させることができる。 Therefore, according to the power transmitting apparatus and contactless power transmission system, for each coupling coefficient, the power transmitting device and the power receiving device is previously obtained values ​​of the parameters of the first matching unit in advance of when they are a consistent state Accordingly, the may be a coupling coefficient just calculated, aligning the power transmitting apparatus and the power receiving device in a calculated coupling factor state between the receiving antennas of the transmitting antenna and the power receiving device of the power transmission device capable of readily calculated by known methods it is possible to calculate the value of each parameter of the first matching portion in a short time, it can be shifted in a consistent state power transmission device and a power receiving device in a short time.

請求項3記載の非接触型電力伝送システムでは、受電装置は受信アンテナと電圧生成部との間に配設された第2整合部を備え、処理部は、設定値算出処理において、送電装置および受電装置が整合状態となる第1整合部および第2整合部の各パラメータの設定値を算出された結合係数に基づいて算出し、設定処理において、算出した設定値に各パラメータの値を設定する。 In the claims 3 contactless power transmission system according powered device includes a second matching portion disposed between the receiving antenna and the voltage generating unit, processing unit, in the setting value calculation process, the power transmission device and the power receiving device is calculated based on the coupling coefficient calculated set value of each parameter of the first matching unit and the second matching unit becomes aligned state, the setting processing to set the value of each parameter to the calculated set value .

したがって、この非接触型電力伝送システムによれば、送電装置にのみ第1整合部を配設して送電装置および受電装置を整合状態とする構成と比較して、送電装置に対して受電装置が様々な距離に配置されたとしても、送電装置だけでなく、第2整合部が配設された受電装置についても、常に各装置間の距離の長短に応じた整合状態に移行させることができるため、電力の伝達効率の低下を最小限に抑えつつ、良好に電力伝送できる送電装置と受電装置との間の距離の範囲を広げることができる。 Therefore, according to the contactless power transmission system, by comparing the power transmitting device and a receiving device by disposing a first matching unit only to the power transmitting device configured to alignment, the power receiving apparatus to the power transmission apparatus even if they are located at different distances, the power transmission device as well, the power receiving apparatus in which the second matching portion is also disposed, it is possible to shift constantly on the length alignment state corresponding to the distance between the devices , it is possible to widen the range of the distance between while minimizing a decrease in power transmission efficiency, and good power transmission can power transmitting apparatus and the power receiving apparatus.

請求項4記載の非接触型電力伝送システムでは、受電装置は、処理部によって制御されて、受信アンテナを短絡状態および開放状態のうちの任意の一方の状態に移行させる短絡・開放部を備え、結合係数算出部は、受信アンテナが短絡・開放部によって短絡状態に移行させられたときの送信アンテナのインダクタンス値、および受信アンテナが短絡・開放部によって開放状態に移行させられたときの送信アンテナのインダクタンス値に基づいて、公知の手法(後述する式(1)の使用)によって結合係数を算出する。 The contactless power transmission system according to claim 4, wherein the power receiving device is controlled by the processing unit, provided with a short-circuit and opening unit for shifting to any one of the state of the receiving antenna short circuit state and an open state, coupling coefficient calculation unit, the receiving antenna is the inductance value of the transmitting antennas when caused to transition to the short circuit state by a short-opening, and the transmitting antennas when the receiving antenna is caused to shift to an open state by a short-opening based on the inductance value, to calculate the coupling coefficient by a known method (used below to equation (1)). したがって、この電力伝送システムによれば、結合係数を自動的に算出すると共に、算出した結合係数に基づいて自動的に送電装置と受電装置とを整合状態に移行させることができる。 Therefore, according to the power transmission system, as well as automatically calculate the coupling coefficient, it is possible to automatically move the power transmitting apparatus and the power receiving apparatus to the matching state based on the calculated coupling factor.

電力伝送システム1のブロック図である。 It is a block diagram of a power transmission system 1. 送電装置2における第1整合部13の回路図である。 It is a circuit diagram of the first matching unit 13 in the power transmitting apparatus 2. 受電装置3における第2整合部22の回路図である。 It is a circuit diagram of a second matching unit 22 in the power receiving device 3. 各結合係数kにおいて、第1整合部13および第2整合部22を構成する各可変コンデンサ13a,13b,22a,22bの静電容量値C1,C2,C3,C4を変化させたときの電力値W3の変化の様子を説明するための説明図である。 In each coupling coefficient k, the variable capacitors 13a, 13b, 22a, 22b of the capacitance values ​​C1, C2, C3, C4 power value when changing the constituting the first matching unit 13 and the second matching unit 22 W3 is an explanatory diagram for explaining the manner of change of. 電力伝送システム1における電力伝送処理の動作を説明するためのフローチャートである。 Is a flow chart for explaining the operation of the power transmission process in the power transmission system 1. 図5の整合調整処理の動作を説明するためのフローチャートである。 Is a flow chart for explaining the operation of the alignment adjusting process of FIG. 送電装置2における第1整合部13Aおよび送信アンテナ12、並びに受電装置3における第2整合部22Aおよび受信アンテナ21の構成を示す構成図である。 First matching unit 13A and the transmitting antenna 12 in the power transmission device 2, and is a configuration diagram showing a configuration of the second matching portion 22A and the receiving antenna 21 in the power receiving device 3. 送電装置2における第1整合部13Bおよび送信アンテナ12、並びに受電装置3における第2整合部22Bおよび受信アンテナ21の構成を示す構成図である。 First matching unit 13B and the transmission antenna 12 of the transmitting device 2, and is a configuration diagram showing a configuration of the second matching portion 22B and the receiving antenna 21 in the power receiving device 3.

以下、添付図面を参照して、送電装置および非接触型電力伝送システムの実施の形態について説明する。 Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, illustrating embodiments of the power transmitting apparatus and contactless power transmission system.

図1に示す非接触型電力伝送システム(以下、単に「電力伝送システム」ともいう)1は、一例として送電装置2および受電装置3を備え、受電装置3が送電装置2から非接触で電力を受電すると共に、受電した電力を負荷(本例では、一例としてバッテリ)4に対して出力可能に構成されている。 Contactless power transmission system (hereinafter, simply referred to as "power transfer system") shown in FIG. 1 1 is provided with a power transmission device 2 and the power receiving device 3 as an example, the power receiving device 3 power contactlessly from the power transmission device 2 while receiving, load power received (in this example, a battery as an example) and output it to configured for 4.

送電装置2は、信号発生部11、送信アンテナ12、第1整合部13、反射電力計測部14、第1処理部15、第1通信部16、接続切換部17、インダクタンス測定部18、および記憶部19を備えて構成されている。 Power transmission device 2, the signal generator 11, transmitting antenna 12, the first matching unit 13, the reflected power measurement unit 14, the first processing section 15, the first communication unit 16, connection switching part 17, an inductance measurement unit 18, and memory It is configured to include a section 19. 信号発生部11は、交流信号S1を発生して出力する。 Signal generator 11 generates and outputs an alternating current signal S1. また、信号発生部11は、第1処理部15によって制御されて、交流信号S1の出力電力値を変更可能に構成されている。 The signal generator 11 is controlled by the first processing section 15, and is capable of changing the output power value of the AC signal S1.

具体的には、信号発生部11は、交流信号S1を規定電力値W1aで出力する状態、および交流信号S1を規定電力値W1a未満の電力値W1bで出力する状態のうちの任意の一方の状態で動作可能となっている。 Specifically, the signal generator 11, any one of the states of the state of outputting the alternating signal S1 to the specified power value W1a, and outputs an AC signal S1 at a power value W1b less than the predetermined power value W1a state in has become operational. また、信号発生部11は、出力している交流信号S1の出力電力値W1(規定電力値W1aと電力値W1bとを特に区別しないときには「電力値W1」ともいう)を出力電力情報として第1処理部15に出力する機能を備えている。 Further, the signal generator 11, first as the output power information (also referred to as "power value W1" when not particularly distinguished specified power value W1a and the power value W1b) output power value W1 of the AC signal S1 and outputs and a function of outputting to the processing unit 15.

送信アンテナ12は、一例としてコイル形状(つるまきバネ形状や、平面コイル等のループコイル形状)に形成されている。 Transmit antenna 12 (or helical spring shape, a loop coil shape such as a planar coil) coil shape as an example is formed on. また、送信アンテナ12は、受電装置3に配設された後述の受信アンテナ21と電磁結合する。 The transmission antenna 12 is electromagnetically coupled to a receiving antenna 21 which will be described later is disposed in the power receiving device 3. 第1整合部13は、信号発生部11と送信アンテナ12との間に配設されて(具体的には、信号発生部11と送信アンテナ12とを接続する伝送路に介装されて)、受信アンテナ21との間の距離に応じて変化する送信アンテナ12のインピーダンス(入力インピーダンス)に信号発生部11側のインピーダンスを整合させる(信号発生部11と送信アンテナ12とを整合状態に移行させる)。 First matching unit 13, is disposed between the signal generator 11 and transmitting antenna 12 (specifically, is interposed transmission line connecting the signal generator 11 and transmitting antenna 12), impedance of the transmitting antenna 12, which changes according to the distance between the receiving antenna 21 matches the impedance (input impedance) to the signal generating unit 11 side (shifting the signal generator 11 and transmitting antenna 12 to the alignment state) .

本例では、一例として、第1整合部13は、図2に示すように、送信アンテナ12に対して直列(具体的には、送信アンテナ12および後述する可変コンデンサ13bからなる並列回路に対して直列)に接続された可変コンデンサ13a(静電容量値C1)と、送信アンテナ12に対して並列に接続された可変コンデンサ13b(静電容量値C2)とを備えて構成されている。 In the present embodiment, as one example, the first matching unit 13, as shown in FIG. 2, in series (specifically to the transmission antenna 12, to the parallel circuit of the transmitting antenna 12 and the later-described variable capacitor 13b a variable capacitor 13a connected in series) (capacitance value C1), is constituted by a variable capacitor 13b connected in parallel (the capacitance value C2) to the transmission antenna 12. また、第1整合部13は、可変コンデンサ13a,13bの各静電容量値C1,C2が第1処理部15から出力される制御信号S2によって別個独立して制御されることにより、送信アンテナ12(詳しくは、信号発生部11側から見た送信アンテナ12の入力インピーダンス)と信号発生部11(詳しくは、送信アンテナ12側から見た信号発生部11側の出力インピーダンス)とを整合可能となっている。 The first matching unit 13, the variable capacitor 13a, by each of the electrostatic capacitance value C1, C2 and 13b are separately independently controlled by a control signal S2 output from the first processing unit 15, transmitting antenna 12 (for more information, signals input impedance of the transmitting antenna 12 seen from the generator 11 side) and the signal generating unit 11 (specifically, the signal output impedance of the generator 11 side as viewed from the transmitting antenna 12 side) and can align the ing.

反射電力計測部14は、信号発生部11と第1整合部13との間に配設されて(具体的には、信号発生部11と第1整合部13とを接続する伝送路に介装されて)、信号発生部11から送信アンテナ12に出力された交流信号S1のうちの送信アンテナ12で反射されて信号発生部11側に戻る交流信号S1の電力値(反射波電力値)W2を計測して反射電力情報として第1処理部15に出力する。 Reflected power measurement unit 14, interposed between the signal generator 11 to the disposed (specifically between the first matching unit 13, the transmission line connecting the signal generator 11 and the first matching unit 13 is), the transmitting antenna 12 power value of the alternating signal S1 is reflected back to the signal generator 11 side (the reflected wave power value) W2 of the signal generator 11 AC signal S1 output to the transmission antenna 12 from measurement and outputs the first processing section 15 as the reflected power information.

接続切換部17は、一例として、図2に示すように、2つの切換スイッチ17a,17bを備え、第1整合部13と送信アンテナ12との間に配設されて(具体的には、第1整合部13と送信アンテナ12とを接続する伝送路に介装されて)いる。 Connection switching part 17, as an example, as shown in FIG. 2, two change-over switches 17a, provided with 17b, the disposed (specifically between the first matching unit 13 and the transmitting antenna 12, the is it) are interposed in a transmission path connecting the first matching unit 13 and the transmitting antenna 12. また、接続切換部17は、各切換スイッチ17a,17bの切換状態が第1処理部15から出力される制御信号S3によって制御されることにより、送信アンテナ12の接続状態を、送信アンテナ12が第1整合部13に接続される接続状態、および送信アンテナ12がインダクタンス測定部18に接続される接続状態のうちのいずれか一方の接続状態に選択的に移行させる。 The connection switching unit 17, by the changeover switch 17a, the switching state of the 17b are controlled by a control signal S3 output from the first processing section 15, the connection state of the transmitting antenna 12, transmitting antenna 12 is first connection state of being connected to the first matching unit 13, and the transmission antenna 12 selectively proceeds to either the connection state of the connection state of being connected to the inductance measurement unit 18.

インダクタンス測定部18は、一例として、デジタルマルチメータで構成されて、接続切換部17によって送信アンテナ12が接続された状態において、送信アンテナ12のインダクタンス値Lを測定して、第1処理部15に出力する。 Inductance measurement unit 18, as an example, is constituted by a digital multimeter, in the state in which the transmitting antenna 12 is connected by a connection switching part 17, by measuring the inductance L of the transmitting antenna 12, the first processing section 15 Output.

第1処理部15は、一例としてCPUおよび内部メモリ(いずれも図示せず)を含んで構成されて、接続切換部17に対して制御信号S3を出力することにより、第1整合部13およびインダクタンス測定部18のうちの一方を送信アンテナ12に選択的に接続する接続処理、受電装置3に対して短絡・開放部27の接続状態(後述する通常接続状態、開放接続状態、および短絡接続状態のうちのいずれか1つの接続状態)を規定するための制御情報D3を送信する接続切換処理、送信アンテナ12のインダクタンス値Lを測定するインダクタンス測定処理、インダクタンス測定部18から入力した送信アンテナ12のインダクタンス値Lに基づいて、送信アンテナ12と受信アンテナ21との間の結合係数kを算出する結合係数算出処理、 The first processing unit 15 is configured to include a CPU and an internal memory (both not shown) as an example, by outputting a control signal S3 to the connection switching section 17, the first matching unit 13 and the inductance while the transmitting antenna 12 to selectively connect to the connection process, the connection state (described below normal connection state of the short-circuit and opening portion 27 with respect to the power receiving apparatus 3 of the measuring unit 18, an open connection state, and the short-circuited state connection switching process for transmitting control information D3 for defining one of the connection state) of the inner inductance measurement process of measuring the inductance value L of the transmitting antenna 12, the inductance of the transmitting antenna 12 input from the inductance measurement unit 18 based on the value L, the coupling coefficient calculation processing of calculating the coupling coefficient k between the transmitting antenna 12 and receiving antenna 21, よび信号発生部11に対する電力制御処理を実行する。 Performing power control processing for the signal generator 11 and. すなわち、本例では、第1処理部15は、上記したように結合係数kを算出する結合係数算出処理を実行する結合係数算出部としても機能する。 That is, in this example, the first processing section 15 also functions as a coupling coefficient calculating unit for executing the coupling coefficient calculation processing of calculating a coupling coefficient k as described above.

また、第1処理部15は、算出した結合係数kにおける整合状態での第1整合部13および後述する第2整合部22の各パラメータ(可変コンデンサ13a,13b,22a,22bの各静電容量値C1,C2,C3,C4)の設定値を算出する設定値算出処理、算出した各設定値に第1整合部13の各パラメータの値を設定すると共に、算出した第2整合部22についての各パラメータの設定値(本例では可変コンデンサ22a,22bの各静電容量値C3,C4)をパラメータ情報D1として第1通信部16を経由して受電装置3に送信する設定処理、および受電装置3の電力計測部24で計測された後述の電力値W3を第1通信部16を経由して受信する受信処理を実行する。 The first processing unit 15, the parameter (the variable capacitor 13a of the second matching unit 22 to the first matching unit 13 and later in the alignment state in the calculated coupling coefficient k, 13b, 22a, each of the electrostatic capacitance of 22b values ​​C1, C2, C3, C4) set value calculation processing for calculating a set value of, and sets the value of each parameter of the first matching unit 13 to the setting value calculated, the calculated for the second matching unit 22 setting process of transmitting the parameter information D1 as the first power receiving device 3 via the communication unit 16 (variable capacitors 22a, each of the electrostatic capacitance value of 22b C3, C4 in this example) set values ​​of the parameters, and the power receiving device a power value W3 below measured by the power measuring unit 24 of the 3 via the first communication unit 16 executes a reception process of receiving.

第1通信部16は、一例として無線送受信器で構成されて、受電装置3の後述する第2通信部26と通信可能に構成されている。 The first communication unit 16 is constituted by a radio transceiver as an example, configured to communicate with the second communication unit 26 (described later) of the power receiving device 3. また、第1通信部16は、受電装置3の無線信号についての受信強度D2を検出して受信強度情報として第1処理部15に出力する機能を備えている。 The first communication unit 16 has a function of outputting as the reception intensity information by detecting the reception intensity D2 of the radio signal of the power receiving device 3 to the first processing unit 15.

記憶部19は、一例として、不揮発性のメモリで構成されて、結合係数k毎に、送電装置2および受電装置3を整合状態に移行させるための第1整合部13および第2整合部22の各パラメータ情報(可変コンデンサ13a,13b,22a,22bの各静電容量値C1,C2,C3,C4)が予め記憶されている。 Storage unit 19, as an example, is a non-volatile memory, coupled to each coefficient k, the first matching unit 13 and the second matching unit 22 for shifting the transmission device 2 and the power receiving device 3 in a consistent state each parameter information (variable capacitors 13a, 13b, 22a, each of the electrostatic capacitance of 22b values ​​C1, C2, C3, C4) are stored in advance. この場合、結合係数kは、送電装置2の送信アンテナ12と受電装置3の受信アンテナ21との間の距離や、送信アンテナ12に対する受信アンテナ21の向きなどに起因して変化するパラメータであり、受信アンテナ21を開放状態にしたときの送信アンテナ12のインダクタンス値Loと、受信アンテナ21を短絡状態にしたときの送信アンテナ12のインダクタンス値Lsとを求めて、公知の下記式(1)に代入して算出される。 In this case, the coupling coefficient k is, and the distance between the receiving antenna 21 of the transmitting antenna 12 and the power receiving device 3 of the power transmission apparatus 2, a parameter that varies due like the orientation of the receiving antenna 21 with respect to the transmitting antenna 12, seeking an inductance value Lo of the transmitting antenna 12 when the receiving antenna 21 to the open state, the transmitting antenna 12 when the receiving antenna 21 is short-circuited and the inductance Ls, substituted in the known formula (1) It is calculated by.
k=√(1−Ls/Lo) ・・・・ (1) k = √ (1-Ls / Lo) ···· (1)

一方、本願出願人は、送信アンテナ12と受信アンテナ21との間の距離、および向きを変化させながら、結合係数kを種々変化させると共に、交流信号S1の電力を一定(規定電力値W1a)にした状態で、受電装置3において各結合係数kのときに負荷4に供給される電力(受電装置3の電力計測部24で計測される後述の電力値W3)を、第1整合部13および第2整合部22の各パラメータ情報(可変コンデンサ13a,13b,22a,22bの静電容量値)を変化させつつ測定した。 On the other hand, the present applicant, the distance between the transmitting antenna 12 and receiving antenna 21, and while changing the direction, the coupling coefficient k causes changed variously, the power of the AC signal S1 constant (prescribed power value W1a) in a state, the power (electric power value W3 below measured by the power measuring unit 24 of the power receiving device 3) supplied to the load 4 at the coupling coefficient k in the power receiving apparatus 3, the first matching unit 13 and the each parameter information 2 matching unit 22 was measured (variable capacitors 13a, 13b, 22a, the capacitance value of 22b) while changing the. その結果、図4に示すように、いずれの結合係数k(一例としてkが、0.01,0.02,0.05,0.1,0.2の場合を図示している)においても、電力値W3がピークとなる、つまり、送電装置2および受電装置3の双方が整合状態となる各パラメータ情報(可変コンデンサ13a,13b,22a,22bの静電容量値)の組み合わせが常に存在していることを本願出願人は見出した。 As a result, as shown in FIG. 4, (k as an example, illustrates that the case 0.01,0.02,0.05,0.1,0.2) any of the coupling coefficient k also in the power value W3 reaches a peak, i.e., the combination of the parameter information both of the power transmitting device 2 and the power receiving device 3 is aligned state (variable capacitors 13a, 13b, 22a, the capacitance value of 22b) is always present that are present applicant has found. なお、同図中ではZ軸を電力値W3とし、X軸を可変コンデンサ13bの静電容量値C2、Y軸を可変コンデンサ13aの静電容量値C1としているため、各△、□、○、▽、◇の印は、残りのパラメータである受電装置3側の可変コンデンサ22a,22bの静電容量値C3,C4の組を示している。 Incidentally, since the in the figure is the power value and W3, the capacitance value C1 of the capacitance value C2, Y-axis variable capacitor 13a of the X-axis variable capacitor 13b to the Z-axis, each △, □, ○, ▽, indicia ◇ indicates the set of remaining parameters is a power reception device 3 side of the variable capacitor 22a, 22b capacitance value C3 of, C4.

したがって、本願出願人は、各結合係数kにおいて、電力値W3(受電電力)がピークとなる各パラメータ情報(可変コンデンサ13a,13b,22a,22bの静電容量値C1,C2,C3,C4)の組み合わせを予め実験やシミュレーションで算出して、記憶部19に記憶しておくことにより、上記式(1)によって結合係数kを求めると共に、求めた結合係数kに対応する各パラメータ情報を記憶部19を参照して求め、求めた各パラメータ情報を第1整合部13および第2整合部22に適用することにより、極めて短時間に送電装置2および受電装置3を整合状態に移行させることができることを見出した。 Accordingly, applicant has in the coupling coefficient k, the parameter information power value W3 (reception power) has a peak (the variable capacitor 13a, 13b, 22a, 22b of the capacitance values ​​C1, C2, C3, C4) the combination is calculated in advance by experiment or simulation of, and are stored in the storage unit 19, along with determining the coupling coefficient k by the above formula (1), stores each parameter information corresponding to the coupling coefficient k obtained unit calculated with reference to 19, by applying the respective parameter information required for the first matching unit 13 and the second matching unit 22, to be able to shift the power transmission device 2 and the power receiving device 3 in a very short time in a consistent state It was heading. したがって、記憶部19には、このようにして求めた各結合係数kに対応する各パラメータ情報(可変コンデンサ13a,13b,22a,22bの静電容量値C1,C2,C3,C4)がデータテーブルとして予め記憶されている。 Therefore, the storage unit 19, the parameter information corresponding to each coupling coefficient k thus determined (variable capacitors 13a, 13b, 22a, 22b of the capacitance values ​​C1, C2, C3, C4) is a data table It is stored in advance as.

受電装置3は、受信アンテナ21、第2整合部22、整流部23、電力計測部24、第2処理部25、第2通信部26および短絡・開放部27を備えて構成されている。 The power receiving device 3 includes a receiving antenna 21, the second matching unit 22, rectifier 23, power measuring section 24, the second processing section 25 is configured to include a second communication unit 26 and the short-circuit and opening portion 27. 受信アンテナ21は、一例として送信アンテナ12と同一のコイル形状に形成されて、送信アンテナ12と同一のインダクタンスを有している。 Receiving antenna 21 is formed on the same coil shape and transmitting antenna 12 as an example, has the same inductance and transmitting antenna 12. また、受信アンテナ21は、送電装置2の送信アンテナ12と電磁結合して(つまり、送信アンテナ12によって発生させられた電磁場により)、その両端間に誘導電圧V1を発生させる。 The receiving antenna 21, transmitting antenna 12 and electromagnetically coupled power transmission apparatus 2 (i.e., the electromagnetic field which is generated by the transmitting antenna 12) to generate an induced voltage V1 across it.

第2整合部22は、受信アンテナ21と整流部23との間に配設されて(具体的には、受信アンテナ21と整流部23とを接続する伝送路に介装されて)、送信アンテナ12との間の距離に応じて変化する受信アンテナ21のインピーダンス(出力インピーダンス)と整流部23側のインピーダンスとを整合させる(受信アンテナ21と整流部23とを整合状態に移行させる)。 The second matching unit 22 is disposed between the receiving antenna 21 and the rectifier 23 (specifically, is interposed transmission line connecting the receiving antenna 21 and the rectifier 23), the transmitting antenna impedance of the receiving antenna 21 changes depending on the distance between the 12 (output impedance) and (shifts the receiving antenna 21 and a rectifier 23 to a consistent state) for matching the impedance of the rectifier 23 side.

本例では、一例として、第2整合部22は、図3に示すように、受信アンテナ21に対して並列に接続された可変コンデンサ22a(容量値C3)と、受信アンテナ21に対して直列(すなわち、受信アンテナ21および可変コンデンサ22aからなる並列回路に対して直列)に接続された可変コンデンサ22b(容量値C4)とを備え、第1整合部13と同一の回路に構成されている。 In the present embodiment, as one example, the second matching unit 22, as shown in FIG. 3, a variable capacitor 22a (capacitance value C3) connected in parallel to the receiving antenna 21, in series to the receiving antenna 21 ( that is, a variable capacitor 22b connected in series) with respect to a parallel circuit consisting of the receiving antenna 21 and a variable capacitor 22a (capacitance value C4), are formed on the same circuit as the first matching unit 13. また、第2整合部22は、可変コンデンサ22a,22bの各静電容量が第2処理部25から出力される制御信号S4によって別個独立して制御されることにより、受信アンテナ21(詳しくは、整流部23側から見た受信アンテナ21の出力インピーダンス)と整流部23(詳しくは、受信アンテナ21側から見た整流部23の入力インピーダンス)とを整合可能となっている。 The second matching unit 22, the variable capacitor 22a, by the capacitance of 22b are separately independently controlled by a control signal S4 output from the second processing unit 25, the receiving antenna 21 (specifically, output impedance) and rectifier 23 of the receiving antenna 21 as viewed from the rectifier 23 side (specifically, and can match the input impedance) and of the rectification section 23 as viewed from the reception antenna 21 side.

整流部23は、電圧生成部の一例であって、受信アンテナ21に生じる誘導電圧V1を第2整合部22を介して入力すると共に、この誘導電圧V1に基づいて、バッテリ4に供給する電圧(本例では直流電圧)Voを生成する。 Rectifier 23 is an example of the voltage generating unit, an induced voltage V1 generated in the receiving antenna 21 together with the second input via a matching unit 22, on the basis of the induced voltage V1, the voltage supplied to the battery 4 ( in the present example generates a DC voltage) Vo. 具体的には、整流部23は、整流回路および平滑回路で構成されて、第2整合部22から出力される誘導電圧(交流電圧)V1を整流・平滑して電圧Voを生成すると共に、生成した電圧Voをバッテリ4に出力する。 Specifically, rectifier 23 is constituted by a rectifier circuit and a smoothing circuit, with an induced voltage (AC voltage) V1 output from the second matching unit 22 by rectifying and smoothing generates a voltage Vo, generated and it outputs the the voltage Vo to the battery 4. また、本例では、一例として、受電装置3内の各構成要素は、この電圧Voを整流部23から供給されて作動する。 Further, in the present embodiment, as one example, the components of the power receiving device 3 operates is supplied with the voltage Vo from the rectifying section 23. なお、整流部23から供給された電圧Voを充電するバッテリを備え(図示せず)、このバッテリの電圧で受電装置3内の各構成要素を作動させてもよい。 Incidentally, a battery for charging the voltage Vo supplied from the rectifier 23 (not shown), may operate the respective components in the power receiving device 3 at a voltage of this battery. また、整流部23に代えて、電圧生成部を、例えば、DC−DCコンバータ、AC−DCコンバータ、またはAC−ACコンバータで構成することもできる。 Further, in place of the rectifier 23, a voltage generator, for example, can be configured DC-DC converter, AC-DC converter, or AC-AC converter.

電力計測部24は、整流部23とバッテリ4とを接続する伝送路に介装されて、受電装置3からバッテリ4に供給されている電圧Voの電力値W3を計測して供給電力情報として第2処理部25に出力する。 Power measuring section 24, is interposed in the transmission path connecting the rectifier 23 and the battery 4, first as the supply electric power information by measuring a power value W3 of voltage Vo is supplied from the power receiving device 3 to the battery 4 and outputs to the second processing unit 25. 第2処理部25は、一例としてCPUおよび内部メモリ(いずれも図示せず)を含んで構成されて、送電装置2からパラメータ情報D1および制御情報D3を受信する受信処理、受信した制御情報D3で示される接続状態に短絡・開放部27を移行させる切換処理、受信したパラメータ情報D1に基づいて第2整合部22を制御して受信アンテナ21とバッテリ4(具体的には整流部23およびバッテリ4)とを上記の整合状態に移行させる整合処理、および電力計測部24で計測された電力値W3を第2通信部26を経由して送電装置2に送信する送信処理を実行する。 The second processing section 25 is configured to include a CPU and an internal memory (both not shown) as an example, the receiving process of receiving parameter information D1 and the control information D3 from the power transmitting device 2, the control information D3 received reception antenna switching process to shift the short-opening 27 in the connected state, the second matching unit 22 on the basis of the parameter information D1 received control to that shown and the battery 4 (in particular the rectification unit 23 and the battery 4 ) a matching process to transition to a consistent state of the a, and executes transmission processing for transmitting the power transmission device 2 via a power value W3 measured by the power measurement unit 24 and the second communication unit 26. 第2通信部26は、一例として無線送受信器で構成されて、送電装置2の第1通信部16と通信可能に構成されている。 The second communication unit 26 is constituted by a radio transceiver as an example, and is configured to be capable of communicating with the first communication unit 16 of the power transmission device 2. また、第2通信部26は、送電装置2に受電装置3の存在を検出させるために、無線信号を定期的に出力する。 The second communication unit 26, in order to detect the presence of the power receiving device 3 to the power transmission device 2, and outputs a radio signal periodically.

短絡・開放部27は、一例として図4に示すように、2つの接断スイッチ27a,27bを備え、受信アンテナ21と第2整合部22との間に配設されている(具体的には、受信アンテナ21と第2整合部22とを接続する伝送路に介装されている)。 Short-opening 27, as shown in FIG. 4 as an example, two clutching switches 27a, provided with a 27b, a receiving antenna 21 disposed has been that (specifically between the second matching unit 22 is interposed transmission line connecting the receiving antenna 21 and the second matching unit 22). また、短絡・開放部27は、各接断スイッチ27a,27bの接断状態が第2処理部25から出力される制御信号S5によって制御されることにより、通常接続状態、開放接続状態、および短絡接続状態のうちのいずれか1つの接続状態に移行される。 Moreover, short-circuit and opening 27, by the disconnection switch 27a, the contact disconnection state of 27b are controlled by a control signal S5 output from the second processing section 25, the normal connection state, the open connection status, and short-circuit It is shifted to one of the connection states of the connected state.

この場合、短絡・開放部27は、通常接続状態では、接断スイッチ27aがオフ状態に、かつ接断スイッチ27bがオン状態に制御される。 In this case, short circuit and opening portion 27, the normal connection state, disconnection switch 27a is off, and disconnection switch 27b is controlled to the ON state. これにより、この通常接続状態では、受信アンテナ21は、その各端部が第2整合部22に(本例では、第2整合部22の可変コンデンサ22aの各端部に)通常状態で接続される。 Thus, in this normal connection state, the receiving antenna 21, each of its end (in this example, at each end of the variable capacitor 22a of the second matching unit 22) to the second matching unit 22 is connected in the normal state that. したがって、受信アンテナ21に生じる誘導電圧V1は、短絡・開放部27を介して第2整合部22に出力される。 Accordingly, the induced voltage V1 generated in the receiving antenna 21 is outputted to the second matching unit 22 via the short circuit-opening 27. また、短絡・開放部27は、開放接続状態では、接断スイッチ27bがオフ状態に制御される。 Moreover, short-circuit and opening 27, the open connection state, disconnection switch 27b is controlled to be off. これにより、受信アンテナ21と第2整合部22とが切り離されて、受信アンテナ21は開放状態に移行する。 Thus, it is separated from the receiving antenna 21 and the second matching unit 22, the receiving antenna 21 shifts to open. また、短絡・開放部27は、短絡接続状態では、各接断スイッチ27a,27bが共にオン状態に制御される。 Moreover, short-circuit and opening 27, the short-circuited state, the disconnection switch 27a, 27b is controlled to be both turned on. これにより、受信アンテナ21は、各接断スイッチ27a,27bによって短絡されて、短絡状態に移行する。 Thus, the receiving antenna 21, the disconnection switch 27a, is short-circuited by 27b, it shifts to short circuit condition.

次に、電力伝送システム1の電力伝送動作について説明する。 Next, an explanation is given regarding the electric power transmission operation of the power transmission system 1. 一例として、送電装置2が所定位置に予め配設された状態において、バッテリ4に接続された受電装置3をバッテリ4と共に送電装置2の近傍に移動させて、バッテリ4を充電する例を挙げて説明する。 As an example, in a state in which the power transmission device 2 is previously disposed at a predetermined position, the power receiving device 3 connected to the battery 4 is moved to the vicinity of the power transmission device 2 together with the battery 4, and an example of charging the battery 4 explain.

電力伝送システム1は、図5に示す電力伝送処理50を繰り返し実行する。 Power transmission system 1 repeatedly executes the power transmission process 50 shown in FIG. この電力伝送処理50では、送電装置2の第1処理部15が、まず、受電装置3を検出する処理を実行する(ステップ51)。 In the power transmission process 50, the first processing unit 15 of the power transmission device 2 first executes a process of detecting a powered device 3 (step 51). 具体的には、送電装置2では、第1通信部16が、受電装置3の第2通信部26から出力される無線信号による受信強度D2を繰り返し検出して出力する。 Specifically, the power transmitting device 2, the first communication unit 16 repeatedly detects and outputs the receiving intensity D2 by a radio signal output from the second communication unit 26 of the power receiving device 3. このため、この処理では、第1処理部15は、この受信強度D2が予め規定された基準強度に達したか否かを判別することにより、受電装置3の存在を検出する。 Therefore, in this process, the first processing section 15, by determining whether reaches the reference intensity this reception intensity D2 is predefined to detect the presence of the power receiving device 3.

上記処理において受電装置3の存在を検出したとき(つまり、受信強度D2が基準強度に達したとき)には、第1処理部15は、整合調整処理を実行する(ステップ52)。 When it detects the presence of the power receiving device 3 in the above process (that is, when the reception intensity D2 reaches the reference intensity), the first processor 15 executes the matching adjustment process (step 52). この調整整合処理では、図6に示すように、第1処理部15は、まず、接続処理を実行して、接続切換部17に対して制御信号S3を出力することにより、送信アンテナ12がインダクタンス測定部18に接続される接続状態に移行させる(ステップ71)。 In this adjustment alignment process, as shown in FIG. 6, the first processing section 15 first performs a connection processing, by outputting a control signal S3 to the connection switching section 17, the transmitting antenna 12 is an inductance It shifts to the connection state of being connected to the measurement section 18 (step 71).

次いで、第1処理部15は、接続切換処理を実行して、第1通信部16を介して受電装置3に対して、短絡・開放部27を開放接続状態に規定するための制御情報D3を送信することにより、受信アンテナ21を開放状態に移行させる(ステップ72)。 Then, the first processing unit 15 executes the connection switching process for the power receiving device 3 via the first communication unit 16, a control information D3 for defining a short-opening 27 to open the connection state by transmitting, it shifts the receiving antenna 21 to the open state (step 72). この場合、受電装置3では、第2処理部25が、受信処理を実行して、第2通信部26を介して制御情報D3を受信し、次いで、切換処理を実行して、制御情報D3の内容に沿った制御信号S5を短絡・開放部27に出力する。 In this case, the power receiving device 3, the second processing unit 25 executes a reception process to receive the control information D3 through the second communication unit 26, then performs a switching process, control information D3 It outputs a control signal S5 along with the contents short-to the open portion 27. これにより、短絡・開放部27は、第2処理部25によって開放接続状態に移行させられる。 Thus, short circuit and opening portion 27 is caused to shift to an open connection state by the second processing unit 25.

続いて、第1処理部15は、インダクタンス測定処理を実行して、送信アンテナ12のインダクタンス値Lを測定する(ステップ73)。 Subsequently, the first processor 15 executes the inductance measurement process to measure the inductance value L of the transmitting antenna 12 (step 73). このインダクタンス値Lは、開放状態の受信アンテナ21と結合している送信アンテナ12のインダクタンス値Loとなる。 The inductance value L becomes the inductance value Lo of the transmit antennas 12 which joins the receiving antenna 21 in an open state. 第1処理部15は、測定したインダクタンス値Loを記憶部19に記憶させる。 The first processing unit 15 stores the measured inductance value Lo in the storage unit 19.

次いで、第1処理部15は、再度、接続切換処理を実行して、第1通信部16を介して受電装置3に対して、短絡・開放部27を短絡接続状態に規定するための制御情報D3を送信することにより、受信アンテナ21を短絡状態に移行させる(ステップ74)。 Then, the first processing unit 15 again executes the connection switching process for the power receiving device 3 via the first communication unit 16, control information for specifying a short-opening 27 in the short-circuited state by sending D3, it shifts the receiving antenna 21 is short-circuited (step 74). この場合、受電装置3では、第2処理部25が、受信処理を実行して、第2通信部26を介して制御情報D3を受信し、次いで、切換処理を実行して、制御情報D3の内容に沿った制御信号S5を短絡・開放部27に出力する。 In this case, the power receiving device 3, the second processing unit 25 executes a reception process to receive the control information D3 through the second communication unit 26, then performs a switching process, control information D3 It outputs a control signal S5 along with the contents short-to the open portion 27. これにより、短絡・開放部27は、第2処理部25によって短絡接続状態に移行させられる。 Thus, short circuit and opening portion 27 is caused to shift to short-circuited state by the second processing unit 25.

続いて、第1処理部15は、インダクタンス測定処理を実行して、送信アンテナ12のインダクタンス値Lを測定する(ステップ75)。 Subsequently, the first processor 15 executes the inductance measurement process to measure the inductance value L of the transmitting antenna 12 (step 75). このインダクタンス値Lは、短絡状態の受信アンテナ21と結合している送信アンテナ12のインダクタンス値Lsとなる。 The inductance value L becomes the inductance Ls of the transmit antennas 12 which joins the receiving antenna 21 of the short-circuit state. 第1処理部15は、測定したインダクタンス値Lsを記憶部19に記憶させる。 The first processing unit 15 stores the measured inductance value Ls in the storage unit 19.

次いで、第1処理部15は、結合係数算出処理を実行して、記憶部19に記憶されている各インダクタンス値Lo,Lsと上記式(1)とに基づいて、送信アンテナ12と受信アンテナ21との間の結合係数kを算出し(ステップ76)、続いて、設定値算出処理を実行する(ステップ77)。 Then, the first processing section 15, the coupling coefficient calculation process running, the inductance value Lo stored in the storage unit 19, based on Ls and the equation (1), the transmitting antenna 12 and receiving antenna 21 calculating the coupling coefficient k between (step 76), followed by performing a set value calculation processing (step 77). この設定値算出処理では、第1処理部15は、記憶部19に記憶されているデータテーブルを参照することにより、ステップ76において算出した結合係数kに対応する静電容量値C1,C2,C3,C4を、第1整合部13および第2整合部22における各可変コンデンサ13a,13b,22a,22bに対する設定値として算出する。 In this setting value calculation processing, first processing unit 15, by referring to the data table stored in the storage unit 19, the capacitance value C1 corresponding to the coupling coefficient k calculated in step 76, C2, C3 the C4, calculates the variable capacitor 13a of the first matching unit 13 and the second matching unit 22, 13b, 22a, as a set value for 22b.

次いで、第1処理部15は、設定処理を実行する(ステップ78)。 Then, the first processing unit 15 performs setting processing (step 78). この設定処理では、第1処理部15は、第1整合部13に対して制御信号S2を出力することにより、第1整合部13を構成する各可変コンデンサ13a,13bのパラメータの値(静電容量値)を、ステップ77で算出した静電容量値C1,C2に設定する。 In this setting process, first processing unit 15, by outputting a control signal S2 to the first matching unit 13, the value of the variable capacitors 13a, 13b of the parameters constituting the first matching portion 13 (electrostatic the capacitance value) is set to the capacitance value C1, C2 calculated in step 77. また、第1処理部15は、受電装置3の第2整合部22についての各パラメータの設定値(本例では可変コンデンサ22a,22bの各静電容量値C3,C4)をパラメータ情報D1として第1通信部16を経由して受電装置3に送信する。 The first processing unit 15, the set values ​​of the parameters of the second matching portion 22 of the power receiving device 3 (variable capacitor 22a in this embodiment, each of the electrostatic capacitance value C3 of 22b, C4) as the parameter information D1 via the first communication unit 16 transmits to the power receiving device 3.

この場合、受電装置3では、第2処理部25が、受信処理を実行してこのパラメータ情報D1を第2通信部26を介して受信し、次いで、整合処理を実行して、受信したパラメータ情報D1に基づいて第2整合部22に対して制御信号S4を出力して、第2整合部22の各可変コンデンサ22a,22bのパラメータ値(静電容量値)を、ステップ77で算出した静電容量値C3,C4に設定する。 In this case, the power receiving device 3, the second processing unit 25 executes the reception process receives the parameter information D1 through the second communication unit 26, then, by executing the alignment process, the received parameter information based on D1 outputs a control signal S4 to the second matching unit 22, the electrostatic the variable capacitor 22a of the second matching unit 22, the 22b parameter value (capacitance value) calculated at step 77 It is set to the capacitance value C3, C4. これにより、送電装置2および受電装置3が整合状態に移行される。 Thus, the power transmission device 2 and the power receiving device 3 is shifted to a consistent state.

最後に、第1処理部15は、接続処理を再度実行して、接続切換部17に対して制御信号S3を出力することにより、送信アンテナ12が第1整合部13に接続される接続状態に移行させる(ステップ79)。 Finally, the first processing unit 15 executes the connection process again, by outputting a control signal S3 to the connection switching section 17, the connection state transmitting antenna 12 is connected to the first matching unit 13 shifts (step 79). また、第1処理部15は、接続切換処理を再度実行して、第1通信部16を介して受電装置3に対して、短絡・開放部27を通常接続状態に規定するための制御情報D3を送信する(ステップ80)。 The first processing unit 15, connection switching processing by executing again, against the power receiving apparatus 3 via the first communication unit 16, control information for specifying a short-opening 27 in the normal connection state D3 It transmits the (step 80). この場合、受電装置3では、第2処理部25が、受信処理を実行して第2通信部26を介して制御情報D3を受信し、次いで、切換処理を実行して、制御情報D3の内容に沿った制御信号S5を短絡・開放部27に出力する。 In this case, the power receiving device 3, the second processing unit 25, via the second communication unit 26 to execute the reception process receives control information D3, and then, by executing the switching process, the contents of the control information D3 and it outputs a short-circuit and opening section 27 a control signal S5 along. これにより、短絡・開放部27は、通常接続状態に移行する。 Thus, short circuit and opening unit 27 shifts to the normal connection state. これにより、整合調整処理52が完了する。 Thus, alignment adjustment processing 52 is completed. なお、上記したステップ79,80の処理については、上記ステップ74の完了後であれば、整合調整処理52内のいずれのタイミングで実行してもよい。 The processing of steps 79 and 80 described above, if after the completion of step 74 may be executed at any timing alignment adjustment processing 52.

次いで、第1処理部15は、小電力での送電を開始する(ステップ53)。 Then, the first processing unit 15 starts transmitting at low power (step 53). 具体的には、第1処理部15は、信号発生部11に対する制御を実行して、交流信号S1を電力値W1bで出力させる。 More specifically, the first processing section 15 executes a control for the signal generator 11 to output the alternating current signal S1 by the power value W1b. これにより、信号発生部11から出力された交流信号S1が、反射電力計測部14および第1整合部13を経由して送信アンテナ12に供給されて、小電力での送電が開始される。 Thus, the AC signal S1 output from the signal generator 11 is supplied to the transmitting antenna 12 via the reflected power measurement unit 14 and the first matching unit 13, the power transmission at low power is started. また、反射電力計測部14は、反射波電力値W2を計測して出力する。 Also, the reflected power measuring unit 14 measures and outputs the reflected wave power value W2.

一方、受電装置3では、送信アンテナ12と電磁結合する受信アンテナ21に誘導電圧V1が発生し、整流部23が、短絡・開放部27および第2整合部22を介して出力されるこの誘導電圧V1を整流して電圧Voを生成する。 Meanwhile, the power receiving device 3, the induced voltage V1 is generated in the transmitting antenna 12 and receiving antenna 21 electromagnetically coupled, the induced voltage rectifier 23 is output via the short circuit-opening 27 and the second matching unit 22 to generate a voltage Vo by rectifying the V1. これにより、バッテリ4に対する電圧Voの供給が開始されると共に、受電装置3内の電力計測部24、第2処理部25および第2通信部26がこの電圧Voの供給を受けて作動を開始する。 Thus, the supply voltage Vo of the battery 4 is started, the power measurement unit 24 in the power receiving device 3, the second processing section 25 and the second communication unit 26 starts to operate by being supplied with the voltage Vo . 具体的には、電力計測部24は、整流部23からバッテリ4に供給される電圧Voについての電力値W3の計測および第2処理部25への出力を開始する。 Specifically, the power measuring unit 24 starts output of the measurement and the second processing unit 25 of the power value W3 of the voltage Vo supplied from the rectifier 23 to battery 4. また、第2通信部26は、送電装置2の第1通信部16との通信を開始する。 The second communication unit 26 starts communication with the first communication unit 16 of the power transmission device 2.

次いで、第1処理部15は、反射電力計測部14から出力される反射波電力値W2を取得し(ステップ54)、反射波電力値W2が予め規定されたしきい値以下であるか否かを判別する(ステップ55)。 Then, the first processing section 15 acquires the reflected wave power value W2 outputted from the reflected power measurement unit 14 (step 54), whether the reflected wave power value W2 is equal to or less than a predefined threshold determining (step 55). この比較の結果、反射波電力値W2がしきい値以下でないときには、第1処理部15は、ステップ52の整合調整処理において、第1整合部13および第2整合部22の各パラメータ(静電容量値)に対する設定が何らかの原因によって正常に行われていないと判別して、信号発生部11に対する制御を実行して、交流信号S1の出力を停止させ(ステップ56)、電力伝送処理を終了させる。 The result of this comparison, when the reflected wave power value W2 is not less than the threshold value, the first processing section 15, the alignment adjustment process in step 52, the parameters (electrostatic the first matching unit 13 and the second matching unit 22 to determine that it is not normally performed for some reason set to volume value), by executing a control for the signal generating unit 11 stops the output of the AC signal S1 (step 56) to terminate the power transmission process . これにより、非効率な電力伝送が回避される。 Thus, inefficient power transfer is avoided.

一方、ステップ55での比較の結果、反射波電力値W2がしきい値以下のときには、第1処理部15は、送電・受電電力測定処理を実行する(ステップ57)。 On the other hand, the result of the comparison in step 55, when the reflected wave power value W2 is less than the threshold, the first processing section 15 executes the transmission and reception power measurement process (step 57). この送電・受電電力測定処理では、第1処理部15は、まず、信号発生部11から交流信号S1の電力値W1bを取得して、内部メモリに記憶する。 This power transmitting-receiving power measurement process, the first processing section 15 first obtains a power value W1b of the AC signal S1 from the signal generating unit 11, and stores in the internal memory. 次いで、第1処理部15は、受電装置3の第2処理部25に対して電力計測部24で計測された電力値W3を第2通信部26を介して送信させる送信処理を実行させると共に、第1通信部16を介して電力値W3を取得して、内部メモリに記憶する。 Then, the first processing unit 15 to execute a transmission process of transmitting the power value W3 measured by the power measuring unit 24 to the second processing unit 25 of the power receiving device 3 via the second communication unit 26, to obtain a power value W3 via the first communication unit 16, and stores in the internal memory. これにより、送電・受電電力測定処理が完了する。 Thus, transmission and reception power measurement process is completed. なお、受電装置3の第2処理部25が、電力計測部24からの電力値W3の取得と、第2通信部26からの電力値W3の送信とを繰り返し実行する構成を採用してもよい。 Incidentally, the second processing unit 25 of the power receiving device 3 may be employed and obtaining power value W3 from the power measurement unit 24, a configuration to repeatedly perform the transmission power value W3 from the second communication unit 26 . この構成では、第1処理部15は、受電装置3から送信されてくる電力値W3を第1通信部16を介して受信すればよいため、第1処理部15が第2処理部25に対して電力値W3を送信させる送信処理は不要となる。 In this configuration, the first processing unit 15, since the power value W3 transmitted from the power receiving device 3 may be received via the first communication unit 16, the first processing section 15 to the second processing unit 25 transmission process of transmitting the power value W3 Te becomes unnecessary.

続いて、第1処理部15は、内部メモリに記憶されている各電力値W1b,W3に基づいて、伝達効率(比率)A(=W3/W1b)を算出して、予め決められた基準値以上であるか否かを判別する(ステップ58)。 Then, the first processing section 15, based on the respective power values ​​W1b, W3 stored in an internal memory, calculates the transmission efficiency (ratio) A (= W3 / W1b), a predetermined reference value it is determined whether the whether more (step 58). この判別の結果、伝達効率Aが基準値未満のときには、第1処理部15は、送信アンテナ12と受信アンテナ21との電磁的な結合状態が電力伝送には適さない状態にあると判別して、信号発生部11に対する制御を実行して、小電力(電力値W1b)での交流信号S1の出力を停止させて(ステップ56)、電力伝送処理を終了させる。 The result of this determination, when transmission efficiency A is less than the reference value, the first processing section 15, the electromagnetic coupling state between the transmitting antenna 12 and receiving antenna 21 is determined to be in a state not suitable for power transmission executes a control for the signal generator 11, to stop the output of the AC signal S1 at low power (power value W1b) (step 56) to terminate the power transmission process. これにより、非効率な電力伝送が回避される。 Thus, inefficient power transfer is avoided.

一方、伝達効率Aが基準値以上と判別したときには、第1処理部15は、送信アンテナ12と受信アンテナ21との電磁的な結合状態が電力伝送に適した状態にあると判別して、大電力での送電を開始させる(ステップ59)。 On the other hand, when the transmission efficiency A is determined to or greater than the reference value, the first processing section 15, the electromagnetic coupling state between the transmitting antenna 12 and receiving antenna 21 is determined to be in a state suitable for power transmission, a large to start transmission of the power (step 59). これにより、効率の良い電力伝送が可能な状態において、大電力での送電が開始される。 Thus, in a good power transfer state capable of efficient power transmission at high power it is started. 具体的には、第1処理部15は、信号発生部11に対する制御(電力制御処理)を実行して、交流信号S1を規定電力値W1aで出力させる。 More specifically, the first processing unit 15 executes the control for the signal generator 11 (electric power control processing) to output the alternating current signal S1 at specified power value W1a. これにより、送電装置2から受電装置3に対して、規定の電力が供給されて、受電装置3に接続されたバッテリ4が電圧Voで充電される。 Thus, with respect to the power receiving device 3 from the power transmission device 2, it is supplied prescribed power, battery 4 connected to the power receiving device 3 is charged by the voltage Vo. また、第1処理部15は、この大電力での送電の実行中に、予め規定された停止条件が満たされたか否かを判別して(ステップ60)、この停止条件が満たされたと判別したときには、信号発生部11に対する制御を実行して、交流信号S1の出力を停止させる(ステップ61)。 The first processing unit 15, during the transmission of this high power running, to determine whether the predefined stop condition is satisfied (step 60), it is determined that the stop condition is satisfied sometimes, it executes a control for the signal generator 11 to stop outputting the alternating signal S1 (step 61). これにより、電力伝送システム1での電力伝送処理が完了する。 Thus, the power transmission process in the power transmission system 1 is completed. この場合、停止条件としては、例えば、第1処理部15への電力伝送処理の強制停止信号の入力や、バッテリ4の充電が完了した旨の信号の入力などが挙げられる。 In this case, as the stop condition, for example, the input and the forced stop signal of the power transmission processing to the first processing unit 15, an input of a signal indicating that the charging of the battery 4 is completed and the like.

このように、この電力伝送システム1では、送電装置2の第1処理部15が、送信アンテナ12と受信アンテナ21との間の結合係数kに基づいて、送電装置2および受電装置3が整合状態となる第1整合部13および第2整合部22の各パラメータ(可変コンデンサ13a,13b,22a,22bの静電容量値)についての設定値を算出する設定値算出処理、並びにこの算出した設定値に各パラメータの値を設定する設定処理を実行して、送電装置2および受電装置3を整合状態に移行させる。 Thus, in the power transmission system 1, the first processing unit 15 of the power transmission device 2, based on the coupling coefficient k, the power transmission device 2 and the power receiving device 3 is alignment between the transmitting antenna 12 and receiving antenna 21 become the parameters of the first matching unit 13 and the second matching unit 22 setting value calculation process for calculating a set value for the (variable capacitors 13a, 13b, 22a, the capacitance value of 22b), and the calculated set value run a setting process for setting the value of each parameter, to shift the power transmission device 2 and the power receiving device 3 to a consistent state.

したがって、この送電装置2および電力伝送システム1によれば、各結合係数kについて、送電装置2および受電装置3が整合状態となっているときの第1整合部13および第2整合部22の各パラメータの値を予め求めておくことにより、公知の手法(上記の式(1))によって容易に算出し得る送電装置2の送信アンテナ12と受電装置3の受信アンテナ21との間の結合係数kを算出するだけで、算出した結合係数kにおける送電装置2および受電装置3を整合状態とし得る第1整合部13および第2整合部22の各パラメータの値を短時間に算出することができるため、送電装置2および受電装置3を短時間に整合状態に移行させることができる。 Therefore, according to the power transmission device 2 and the power transmission system 1, for each coupling coefficient k, each of the first matching unit 13 and the second matching unit 22 when the power transmitting device 2 and the power receiving device 3 is in the alignment by previously obtained values ​​of the parameters, the coupling coefficient between the known techniques the receiving antenna 21 of the transmitting antenna 12 and the power receiving device 3 (the above equation (1)) may be readily calculated by the power transmitting apparatus 2 k simply calculated, it is possible to calculate the value of each parameter of the first matching unit 13 and the second matching unit 22 for the power transmission device 2 and the power receiving device 3 in the calculated coupling coefficient k may be a consistent state in a short time , you can shift the power transmission device 2 and the power receiving device 3 in a short time to a consistent state.

また、この電力伝送システム1によれば、送電装置2に第1整合部13を配設すると共に、受電装置3に第2整合部22を配設して、送電装置2および受電装置3を整合状態とし得る第1整合部13および第2整合部22の各パラメータの値を、算出した結合係数kに基づいて算出する構成としたことにより、送電装置2にのみ第1整合部13を配設して送電装置2および受電装置3を整合状態とする構成と比較して、送電装置2に対して受電装置3が様々な距離に配置されたとしても、送電装置2だけでなく、第2整合部22が配設された受電装置3についても、常に各装置2,3間の距離の長短に応じた整合状態に移行させることができるため、電力の伝達効率の低下を最小限に抑えつつ、良好に電力伝送できる送電装置2と受電装置3 Furthermore, according to the power transmission system 1, matching the first matching unit 13 as well as disposed in the power transmitting device 2, the second matching unit 22 and provided to the power receiving device 3, a power transmission device 2 and the power receiving device 3 the value of each parameter of the first matching unit 13 and the second matching unit 22 which may be a state, with the construction in which is calculated based on the calculated coupling coefficient k, arranged the first matching unit 13 only to the power transmitting device 2 the power transmission device 2 and the power receiving device 3 as compared with the configuration in which the alignment and, even if the power receiving device 3 to the power transmission device 2 arranged at different distances, as well as the power transmission device 2, a second matching for even power receiving apparatus 3 parts 22 are disposed, at all times since it is possible to shift to a consistent state corresponding to the length of the distance between the devices 2 and 3, while minimizing a decrease in power transmission efficiency, power transmission device 2 and the power receiving device 3 which can be favorably power transmission の間の距離の範囲を広げることができる。 It is possible to widen the range of the distance between.

また、この電力伝送システム1では、受電装置3は、第1処理部15(直接的には第2処理部25)によって制御されて、受信アンテナ21を短絡状態および開放状態のうちの任意の一方の状態に移行させる短絡・開放部27を備え、結合係数算出部として機能する第1処理部15は、受信アンテナ21が短絡・開放部27によって短絡状態に移行させられたときの送信アンテナ12のインダクタンス値Ls、および受信アンテナ21が短絡・開放部27によって開放状態に移行させられたときの送信アンテナ12のインダクタンス値Loに基づいて、公知の手法によって結合係数kを算出する。 Further, in the power transmission system 1, the power receiving device 3 (the direct second processing unit 25) first processing unit 15 is controlled by any one of the receiving antennas 21 a short-circuited state and an open state state with the short circuit and opening portion 27 to shift to the first processing unit 15 which functions as a coupling coefficient calculating unit, the transmitting antenna 12 when the receiving antenna 21 is allowed to shift to a short-circuited state by the short-circuit and opening portion 27 inductance value Ls, and based on the inductance value Lo of the transmitting antenna 12 when caused to shift to the open state receiving antenna 21 by a short-opening 27, calculates the coupling coefficient k by known techniques. したがって、この電力伝送システム1によれば、結合係数kを自動的に算出すると共に、算出した結合係数kに基づいて自動的に送電装置2と受電装置3とを整合状態に移行させることができる。 Therefore, according to the power transmission system 1, as well as automatically calculate the coupling coefficient k, it is possible to shift the automatic transmission unit 2 and the power receiving device 3 to the matching state based on the calculated coupling coefficient k .

なお、第1整合部13および第2整合部22を図2,3に示すように、2つのコンデンサで構成した例を挙げて説明したが、図7に示すように、3つのコンデンサで第1整合部13Aおよび第2整合部22Aを構成することもできるし、図8に示すように、1つのコンデンサとアンテナの一部となっているインダクタとで第1整合部13Bおよび第2整合部22Bを構成することもできる。 Incidentally, the first matching unit 13 and the second matching portion 22 as shown in FIGS. 2 and 3, has been described by way of example in which two capacitors, as shown in FIG. 7, the three capacitors 1 may constitute a matching portion 13A and the second matching unit 22A, as shown in FIG. 8, one capacitor and the first matching portion 13B and the second matching portion 22B in an inductor that is part of the antenna It can also be configured. なお、図7,8においては、整合部の構成の相違を説明するために必要な構成要素のみを図示しているが、各整合部を除く他の構成要素は電力伝送システム1と同一である。 Note that, in FIGS. 7 and 8, but shows only components necessary for explaining the differences in the configuration of the matching portion, the other components except the respective matching portion is the same as the power transmission system 1 .

この場合、図7の構成では、第1整合部13Aを構成する各コンデンサCa,Cb,Ccの直列合成容量値、コンデンサCaの静電容量値を各コンデンサCa,Cb,Ccの直列合成容量値で除算した値、第2整合部22Aを構成する各コンデンサCd,Ce,Cfの直列合成容量値、およびコンデンサCdの静電容量値を各コンデンサCd,Ce,Cfの直列合成容量値で除算した値が、電力伝送システム1の第1整合部13および第2整合部22を構成する各可変コンデンサ13b,13a,22a,22bの静電容量値C2,C1,C3,C4にそれぞれ対応する。 In this case, in the configuration of FIG. 7, the capacitors Ca for constituting the first matching unit 13A, Cb, serial combined capacitance value of Cc, the capacitance value of each capacitor Ca of the capacitor Ca, Cb, serial combined capacitance value Cc in dividing the value, the capacitors Cd constituting the second matching unit 22A, divided Ce, serial combined capacitance value of Cf, and the capacitance value of the capacitor Cd in series combined capacitance of the capacitors Cd, Ce, Cf value, the variable capacitor 13b constituting the first matching unit 13 and the second matching unit 22 of the power transmission system 1, 13a, 22a, the capacitance value C2 of 22b, C1, C3, corresponding respectively to C4.

また、図8の構成では、送信アンテナ12における交流信号S1の印加点間のインピーダンスZ1、コンデンサCaの静電容量値、コンデンサCbの静電容量値、および受信アンテナ21における誘導電圧V1の出力端子間のインピーダンスZ2が、電力伝送システム1における各可変コンデンサ13a,13b,22a,22bの静電容量値C1,C2,C3,C4にそれぞれ対応する。 In the configuration of FIG. 8, the output terminal of the transmission impedance Z1 between the application point of the AC signal S1 at the antenna 12, the capacitance value of the capacitor Ca, the capacitance value of the capacitor Cb, and induced in the receiving antenna 21 a voltage V1 impedance Z2 between the respective variable capacitors 13a in the power transmission system 1, 13b, 22a, 22b of the capacitance values ​​C1, C2, C3, corresponding respectively to C4. これにより、図7,8に示すいずれの構成においても、上記した電力伝送システム1のとき(第1整合部13および第2整合部22を図2,3に示すように、2つのコンデンサで構成したとき)と同様にして、各整合部の4つのパラメータの値(静電容量値やインダクタンス値)の組合せの中で、電力値W3がピークとなるものが結合係数k毎に常に存在する。 Thus, in the configuration of any of FIG. 7 and 8, when the power transmission system 1 described above (the first matching unit 13 and the second matching portion 22 as shown in FIGS. 2 and 3, consists of two capacitors the time) and in the same manner, in the combination of the values ​​of the four parameters of each matching section (capacitance value or inductance value), those power value W3 reaches a peak always present for each coupling coefficient k. したがって、図7,8に示すいずれの構成を採用した場合においても、電力値W3がピークとなる各整合部のパラメータの組を結合係数k毎に予め求めておくことにより、電力伝送システム1と同様にして、結合係数kを算出し、算出した結合係数kに基づいて、各整合部を整合状態に短時間に移行させることができる。 Therefore, even when adopting any of the configurations shown in FIGS. 7 and 8, by previously obtained a set of parameters for each matching unit for power value W3 has a peak for each coupling coefficient k, and the power transmission system 1 Similarly, to calculate the coupling coefficient k, based on the calculated coupling factor k, it can be shifted to a short time of each matching section to a consistent state.

また、第1処理部15が結合係数kを算出する結合係数算出部としても機能する構成について上記したが、第1処理部15以外の構成要素が、2つのインダクタンス値Lo,Lsに基づいて結合係数kを算出する構成を採用してもよいのは勿論である。 Also, although an arrangement in which the first processing unit 15 also functions as a coupling coefficient calculation unit for calculating the coupling coefficient k, the components other than the first processing section 15, the two inductance values ​​Lo, based on Ls bond it is of course possible to employ a configuration to calculate the coefficients k. 一例として、2つのインダクタンス値Lo,Lsを測定するインダクタンス測定部18が結合係数kを算出して、第1処理部15に出力する構成を採用することもできる。 As an example, two inductance values ​​Lo, by calculating the inductance measurement unit 18 is a coupling coefficient k of measuring Ls, it is possible to use a construction for outputting the first processing unit 15.

また、送電装置2および受電装置3の双方に整合部(第1整合部13、第2整合部22)を配設することにより、送電装置2にのみ第1整合部13を配設して送電装置2および受電装置3を整合状態とする構成よりも、電力の伝達効率の低下を最小限に抑えつつ、良好に電力伝送できる送電装置2と受電装置3との間の距離の範囲を広げることができる構成について上記したが、結合係数kに基づいて整合部のパラメータを算出する構成については、受電装置には整合部を配設せずに、送電装置にのみ整合部を配設して、送電装置および受電装置を整合状態に移行させる電力伝送システムにも適用することができる。 The power transmission device 2 and both the matching portion of the power receiving device 3 (the first matching unit 13, the second matching unit 22) by providing a by disposing a first matching unit 13 only to the power transmitting device 2 transmitting device 2 and than configured for the receiving device 3 and the matching state, while minimizing the decrease in power transmission efficiency, better to widen the range of the distance between the power transmission device 2 and the power receiving device 3 which can power transmission although an arrangement can, the configuration for calculating the parameters of the matching unit based on the coupling coefficient k, without disposing the matching unit to the power receiving device, by disposing the alignment unit only to the power transmitting device, it can be applied to a power transmission system to shift the power transmitting device and the power receiving device in a consistent state. この構成では、送電装置2および受電装置3の双方に整合部13,22を配設して整合状態に移行させる上記の電力伝送システム1よりも送電範囲は狭まるものの、受電装置3に整合回路を配設する必要が無い分だけ、電力伝送システムの構成を簡略化することができる。 In this configuration, the power transmission device 2 and the power transmitting range than the power transmission system 1 in which both the by arranging the matching section 13, 22 is shifted to a consistent state of the power receiving device 3 but narrows, the matching circuit to the power receiving device 3 by the amount need not be provided, it is possible to simplify the configuration of the power transmission system. なお、結合係数kに基づいて整合部のパラメータを算出する構成については、受電装置にのみ整合部を配設して送電装置および受電装置を整合状態とする電力伝送システムに適用することもできる。 The configuration for calculating the parameters of the matching unit based on the coupling coefficient k, it is also possible to apply the power transmission device and power reception device by disposing the matching section only to the power receiving device in a power transmission system to a consistent state.

また、電力伝送システム1は、非接触で充電を行う様々な電気機器(電気カミソリ、電動歯ブラシ、バッテリ駆動方式の自動車)に適用することができると共に、送電装置2から電力が供給されているときにのみ作動して、この電力の供給が停止したときに作動を停止するバッテリ4を有さない電気機器(例えば、RFIDなどのICカード)にも適用できるのは勿論である。 The power transmission system 1, various electrical appliances for charging in a non-contact it is possible to apply to the (electric razor, electric toothbrush, car battery driving method), when the power from the power transmitting apparatus 2 is supplied only operating on the electrical apparatus the supply of the electric power has no battery 4 to stop the operation when the user stops (e.g., IC cards such as RFID) is of course applicable to. このようにバッテリ4を有さない電気機器に電力伝送システム1を適用したときには、これらの電気機器を構成する電気回路が電力伝送システム1の負荷となる。 When applying the power transmission system 1 to the electric device in this manner no battery 4, an electric circuit configuring these electric appliances is the load of the power transmission system 1.

1 電力伝送システム 2 送電装置 3 受電装置 4 バッテリ 11 信号発生部 12 送信アンテナ 13 第1整合部 15 第1処理部 17 接続切換部 18 インダクタンス測定部 21 受信アンテナ 22 第2整合部 25 第2処理部 27 短絡・開放部 S1 交流信号 V1 誘導電圧 Vo 電圧(負荷に供給する電圧) 1 power transmission system 2 power transmission apparatus 3 receiving apparatus 4 Battery 11 signal generating section 12 transmitting antenna 13 first matching unit 15 first processing unit 17 connection switching part 18 inductance measurement unit 21 receive antenna 22 second matching section 25 second section 27 short-circuit and opening portion S1 AC signal V1 induced voltage Vo voltage (voltage supplied to the load)

Claims (4)

  1. 交流信号を発生する信号発生部、前記交流信号の供給を受けて電磁場を発生させる送信アンテナ、および前記信号発生部と前記送信アンテナとの間に配設された第1整合部を有し、前記電磁場によって誘導電圧を発生する受信アンテナおよび当該誘導電圧に基づいて負荷に供給する電圧を生成する電圧生成部を有する受電装置に送電する送電装置であって、 Signal generator for generating an AC signal having a first matching portion disposed between the transmitting antenna generates an electromagnetic field by receiving supply of the AC signal, and said signal generating portion and said transmitting antenna, said the power transmission device for transmitting to the power receiving device having a voltage generator for generating a voltage supplied to the load based on the receiving antenna and the induced voltage generates an induced voltage by electromagnetic field,
    前記送信アンテナと前記受信アンテナとの間の結合係数を算出する結合係数算出部と、 A coupling coefficient calculating unit for calculating the coupling coefficient between the transmitting antenna and the receiving antenna,
    前記送電装置および前記受電装置が整合状態となる前記第1整合部の各パラメータについての設定値を前記算出された前記結合係数に基づいて算出する設定値算出処理、並びに当該算出した設定値に前記各パラメータの値を設定する設定処理を実行する処理部とを備えている送電装置。 The power transmitting device and the power receiving device is a set value calculation processing for calculating, based on the coupling coefficient of the set value is the calculation of each parameter of the first matching unit for the alignment, and the set value the calculated transmission and a processor for executing a setting process for setting the value of each parameter devices.
  2. 請求項1記載の送電装置と前記受電装置とを備えている非接触型電力伝送システム。 Contactless power transmission system comprising a power transmitting device of claim 1, wherein the said receiving device.
  3. 前記受電装置は、前記受信アンテナと前記電圧生成部との間に配設された第2整合部を備え、 The power receiving device includes a second matching portion disposed between said receiving antenna and the voltage generator,
    前記処理部は、前記設定値算出処理において、前記送電装置および前記受電装置が整合状態となる前記第1整合部および前記第2整合部の各パラメータの設定値を前記算出された前記結合係数に基づいて算出し、前記設定処理において、当該算出した設定値に前記各パラメータの値を設定する請求項2記載の非接触型電力伝送システム。 Wherein the processing unit in the set value calculation processing, the coupling coefficient of the set values ​​of the parameters are the calculation of the power transmitting device and the power receiving device is aligned state said first aligning portion and the second matching portion based calculated, in the setting process, contactless power transmission system according to claim 2, wherein for setting the value of each parameter setting values ​​the calculated.
  4. 前記受電装置は、前記処理部によって制御されて、前記受信アンテナを短絡状態および開放状態のうちの任意の一方の状態に移行させる短絡・開放部を備え、 The power receiving device is controlled by the processing unit, provided with a short-circuit and opening unit for shifting to any one of the state of the receiving antenna short circuit state and an open state,
    前記結合係数算出部は、前記受信アンテナが前記短絡・開放部によって前記短絡状態に移行させられたときの前記送信アンテナのインダクタンス値、および当該受信アンテナが前記短絡・開放部によって前記開放状態に移行させられたときの当該送信アンテナのインダクタンス値に基づいて、前記結合係数を算出する請求項2または3記載の非接触型電力伝送システム。 The coupling coefficient calculation unit moves to the open condition the inductance value of the transmitting antennas, and the receiving antenna by the short-opening when the receiving antenna is caused to shift to the short-circuited state by the short-opening the on the basis of the inductance value of the transmitting antennas, according to claim 2 or 3 contactless power transmission system according to calculate the coupling coefficient when allowed it was.
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