JP2011211895A - ワイヤレス給電装置、ワイヤレス受電装置およびワイヤレス給電システム、ワイヤレス給電方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ワイヤレス給電装置200においてワイヤレス受電装置300との間であらかじめ取り決められた送信側コードCODE1に応じて周波数変調または位相変調された電気信号S2を生成する。その電気信号S2を送信コイル16から送出し、電界、磁界、電磁界のいずれかを含む電力信号S1を生成する。ワイヤレス受電装置300は、受信コイル20を用いて電力信号S1を受信する。制御部26は、送信側コードCODE1と一致すべき受信側コードCODE2にもとづいて、受信コイル20および共振用キャパシタ22が形成する共振回路24のインピーダンスを変化させる。
【選択図】図1
Description
数m以上の比較的長い距離に給電する場合、電波受信型が利用される。電波受信型では、中波〜マイクロ波の帯域で数W以下の電力を伝送することができるが、電力の利用効率は低い。数m程度の中距離を、比較的高い効率で給電する手法として、電場・磁場共鳴型が着目されている(非特許文献1参照)。
一般的な共振は、複数サイクルにまたがるL−C間のエネルギー授受を意味する場合があるが、本発明では1サイクルのL−C間の完全なエネルギー授受を基本にしている点で特徴的である。また、エネルギーを授受するものはパッシブなインダクタLおよびキャパシタCに限らず、アクティブな回路、たとえばジャイレータ(Gyrator)などを用いてもよい。
ワイヤレス受電装置300は、ワイヤレス給電装置200から送出される、ある送信側コードCODE1に応じて周波数変調または位相変調された電力信号S1を受信する。ワイヤレス受電装置300は、受信コイル20、共振用キャパシタ22、制御部26、整流回路28、電力保存用キャパシタC1を備える。
一方ワイヤレス受電装置300においては、正しい受信側コードCODE2を知っていれば、ワイヤレス受電装置300の受信コイル20と、複数の給電ユニット2001〜200nそれぞれの送信コイル16との間で、調相結合トランスの原理により結合係数が高い状態を実現することができ、エネルギーを効率的に吸収することができる。この場合、各周波数のエネルギー漏れは最小となるであろう。
図6(a)において、共振用キャパシタ22aは、容量値がバイナリで重み付けされたキャパシタ8C、4C、2C、Cおよびそれらに対応するスイッチSW1〜SW4を含む容量セルとして構成される。図6(a)の共振用キャパシタ22aによれば、共振周波数frを多段階(たとえば16段階)で切りかえることが可能となる。
が設けられている。この構成では受信コイル20のタップから共振回路24に蓄えられたエネルギーが取り出され、整流回路28および電力保存用キャパシタC1へ供給される。
Claims (15)
- 給電装置から送出される、ある送信側コードに応じて周波数変調または位相変調された電界、磁界、電磁界のいずれかを含む電力信号を受信するワイヤレス受電装置であって、
前記電力信号を受信するための受信コイルと、
前記受信コイルとともに共振回路を形成する共振用キャパシタと、
前記給電装置で使用された送信側コードに対応すべき受信側コードにもとづいて前記共振回路のインピーダンスを変化させ、前記共振回路を前記電力信号と共振させる制御部と、
を備えることを特徴とするワイヤレス受電装置。 - 前記制御部は、前記送信側コードに対応した前記受信側コードをあらかじめ保持していることを特徴とする請求項1に記載のワイヤレス受電装置。
- 前記給電装置は、前記送信側コードに対応した前記受信側コードを前記電力信号とともに送出し、
前記制御部は、前記給電装置から前記受信側コードを受信し、受信したコードにもとづいて前記共振回路のインピーダンスを変化させることを特徴とする請求項1に記載のワイヤレス受電装置。 - 第1伝送チャンネルを介して、キーコードを受信する第1受信部と、
第2伝送チャンネルを介して、前記キーコードに応じて暗号化された暗号化受信側コードを受信する第2受信部と、
前記第1受信部にて受信した前記キーコードを用いて、前記第2受信部にて受信した前記暗号化受信側コードを復号し、前記受信側コードを生成するデコーダと、
をさらに備えることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載のワイヤレス受電装置。 - 前記第1伝送チャンネルは、インターネット網であり、
前記第2伝送チャンネルは、放送網であることを特徴とする請求項4に記載のワイヤレス受電装置。 - 放送波によりブロードキャストされる前記受信側コードを受信する受信部をさらに備えることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載のワイヤレス受電装置。
- 所定のインターネットサイトにアクセスすることにより、前記受信側コードを取得する受信部をさらに備えることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載のワイヤレス受電装置。
- 前記電力信号はパルス変調されていることを特徴とする請求項1から7のいずれかに記載のワイヤレス受電装置。
- ワイヤレス受電装置に対して電力信号を送出するワイヤレス給電装置であって、
前記ワイヤレス受電装置との間であらかじめ取り決められた送信側コードに応じて周波数変調または位相変調された電気信号を生成する変調器と、
前記電気信号を送信コイルから送出し、電界、磁界、電磁界のいずれかを含む電力信号を生成する送信部と、
を備えることを特徴とするワイヤレス給電装置。 - 請求項9に記載のワイヤレス給電装置と、
請求項1に記載のワイヤレス受電装置と、
を備えることを特徴とするワイヤレス給電システム。 - 所定の周期で更新される前記送信側コードを生成し、前記送信側コードに対応する受信側コードであって、所定のキーコードにもとづいて暗号化された暗号化受信側コードを生成するとともに、第1伝送チャンネルを介して前記ワイヤレス受電装置に前記キーコードを送信する暗号管理サーバーと、
第2伝送チャンネルを介して前記暗号化受信側コードを前記ワイヤレス受電装置に送信するブロードキャスト局と、
をさらに備えることを特徴とする請求項10に記載のワイヤレス給電システム。 - 放送波により前記受信側コードを前記ワイヤレス受電装置にブロードキャストするブロードキャスト局をさらに備えることを特徴とする請求項10に記載のワイヤレス給電システム。
- インターネットサイトであって、そのサイトにアクセスした前記ワイヤレス受電装置に対して前記受信側コードを配信するインターネットサイトをさらに備えることを特徴とする請求項10に記載のワイヤレス給電システム。
- 給電装置において、受電装置との間であらかじめ取り決められた送信側コードに応じて周波数変調または位相変調された電気信号を生成するステップと、
給電装置において、前記電気信号を送信コイルから送出し、電界、磁界、電磁界のいずれかを含む電力信号を生成するステップと、
受電装置において、受信コイルを用いて前記電力信号を受信するステップと、
受電装置において、前記送信側コードに対応すべき受信側コードにもとづいて、前記受信コイルおよび共振用キャパシタが形成する共振回路のインピーダンスを変化させ、前記共振回路を前記電力信号と共振させるステップと、
を備えることを特徴とする給電方法。 - 所定の周期で更新される前記送信側コードを生成するとともに、前記送信側コードに対応する前記受信側コードであって、所定のキーコードにもとづいて暗号化された暗号化受信側コードを生成するステップと、
前記キーコードを第1伝送チャンネルを介して前記受電装置に送信するステップと、
前記暗号化受信側コードを第2伝送チャンネルを介して前記受電装置に送信するステップと、
前記受電装置において、前記キーコードを用いて前記暗号化受信側コードを復号し、前記受信側コードを生成するステップと、
をさらに備えることを特徴とする請求項14に記載の給電方法。
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