JP2012147659A - 給電装置および給電装置を備えた非接触給電システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】給電装置と受電装置との配置(電磁共鳴結合における結合係数)がどのような場合であっても、給電装置における高周波電源から出力される電力に対する反射成分であるS11パラメータをモニターして、給電装置内における送電コイルと第1の共鳴コイルとの位置(距離)と、受電装置内における受電コイルと第2の共鳴コイルとの位置(距離)とのいずれか一方、または両方を変えることにより、電磁誘導結合における結合係数を調整し、S11パラメータを最小とすることができ、電力の伝送効率の向上を図ることができる給電装置、または非接触給電システムである。
【選択図】図1
Description
本実施の形態では、本発明の一態様である電磁共鳴方式における非接触給電を行う給電装置、および電磁共鳴方式による非接触給電システムについて説明する。具体的には、給電装置における高周波電源から出力される電力に対する反射成分を最小にするために、反射成分を示すS11パラメータに基づいて給電装置101における第1の共鳴コイル106、または第1の共鳴回路111の位置(d)を移動させる構成である。なお、反射成分を示すS11パラメータを最小にすることは、伝送効率を示すS21パラメータを最大にすることと同義であるとする。
本実施の形態では、本発明の一態様である電磁共鳴方式における非接触給電を行う給電装置、および電磁共鳴方式による非接触給電システムについて説明する。具体的には、給電装置における高周波電源から出力される電力に対する反射成分を最小にするために反射成分を示すS11パラメータに基づいて給電装置101における第1の共鳴コイル106、または第1の共鳴回路111の位置(d)、および受電装置102における第2の共鳴コイル112、または第2の共鳴回路116の位置(d)を移動させる構成である。なお、反射成分を示すS11パラメータを最小にすることは、伝送効率を示すS21パラメータを最大にすることと同義であるとする。
本実施の形態では、上記実施の形態で説明した非接触給電システムを適用できる用途について説明する。なお本発明の非接触給電システムを適用できる用途としては、例えば携帯型の電子機器である、携帯電話、デジタルビデオカメラ、コンピュータ、携帯情報端末(モバイルコンピュータ、携帯電話、携帯型ゲーム機又は電子書籍等)が挙げられる。また、記録媒体を備えた画像再生装置(具体的にはDigital Versatile Disc(DVD)などが挙げられる。また、炊飯器、テレビ、冷蔵庫などの家電に適用することができる。また電力を基に動力を得る電気自動車等の電気推進移動体が挙げられる。以下、一例について図面を用いて説明する。
102 受電装置
103 高周波電源
104 カプラ(方向性結合器)
105 送電コイル
106 第1の共鳴コイル
107 容量素子
108 検出器
109 制御回路
110 移動手段
111 第1の共鳴回路
112 第2の共鳴コイル
113 容量素子
114 受電コイル
115 負荷
116 第2の共鳴回路
117 第1の制御回路
118 第1の移動手段
120 第1の送受信回路
121 第2の送受信回路
122 第2の制御回路
123 第2の移動手段
1101 給電装置
1102 受電装置
1103 携帯電話
1104 受電装置
1105 携帯電話
1201 給電装置
1202 受電装置
1203 電気自動車
Claims (10)
- 高周波電源に電気的に接続された送電コイルと、
前記送電コイルとの間で電磁誘導結合をする共鳴コイルを含む共鳴回路と、
前記高周波電源から出力される電力に対する反射成分を検出する検出器と、
前記検出器と電気的に接続された制御回路と、
前記制御回路と電気的に接続された移動手段とを有し、
前記反射成分に基づいて前記制御回路から送られる信号により、前記移動手段が前記共鳴回路の位置を制御することを特徴とする給電装置。 - 高周波電源に電気的に接続された送電コイルと、
前記送電コイルとの間で電磁誘導結合をする共鳴コイルを含む共鳴回路と、
前記高周波電源から出力される電力に対する反射成分を検出する検出器と、
前記検出器と電気的に接続された制御回路と、
前記制御回路と電気的に接続された移動手段とを有し、
前記反射成分に基づいて前記制御回路から送られる信号により、前記移動手段が前記送電コイルの位置を制御することを特徴とする給電装置。 - 高周波電源に電気的に接続された送電コイルと、
前記送電コイルとの間で電磁誘導結合をする共鳴コイルを含む共鳴回路と、
前記送電コイルにおけるS11パラメータを検出する検出器と、
前記検出器と電気的に接続された制御回路と、
前記制御回路と電気的に接続された移動手段とを有し、
前記反射成分に基づいて前記制御回路から送られる信号により、前記移動手段が前記共鳴回路の位置を制御することを特徴とする給電装置。 - 高周波電源に電気的に接続された送電コイルと、
前記送電コイルとの間で電磁誘導結合をする共鳴コイルを含む共鳴回路と、
前記送電コイルにおけるS11パラメータを検出する検出器と、
前記検出器と電気的に接続された制御回路と、
前記制御回路と電気的に接続された移動手段とを有し、
前記S11パラメータに基づいて前記制御回路から送られる信号により、前記移動手段が前記送電コイルの位置を制御することを特徴とする給電装置。 - 電磁共鳴結合に基づく電力伝送を行う給電装置と受電装置であって、
前記給電装置は、高周波電源に電気的に接続された送電コイルと、
前記送電コイルとの間で電磁誘導結合をする共鳴コイルを含む共鳴回路と、
前記高周波電源から出力される電力に対する反射成分を検出する検出器と、
前記検出器と電気的に接続された制御回路と、
前記制御回路と電気的に接続された移動手段とを有し、
前記反射成分に基づいて前記制御回路から送られる信号により、前記移動手段が前記共鳴回路の位置を制御することを特徴とする非接触給電システム。 - 電磁共鳴結合に基づく電力伝送を行う給電装置と受電装置であって、
前記給電装置は、高周波電源に電気的に接続された送電コイルと、
前記送電コイルとの間で電磁誘導結合をする共鳴コイルを含む共鳴回路と、
前記高周波電源から出力される電力に対する反射成分を検出する検出器と、
前記検出器と電気的に接続された制御回路と、
前記制御回路と電気的に接続された移動手段とを有し、
前記反射成分に基づいて前記制御回路から送られる信号により、前記移動手段が前記送電コイルの位置を制御することを特徴とする非接触給電システム。 - 電磁共鳴結合に基づく電力伝送を行う給電装置と受電装置であって、
前記給電装置は、高周波電源に電気的に接続された送電コイルと、
前記送電コイルとの間で電磁誘導結合をする第1の共鳴コイルを含む第1の共鳴回路と、
前記高周波電源から出力される電力に対する反射成分を検出する検出器と、
前記検出器と電気的に接続された第1の制御回路と、
前記第1の制御回路と電気的に接続された第1の送受信回路とを有し、
前記受電装置は、負荷に電気的に接続された受電コイルと、
前記受電コイルとの間で電磁誘導結合をする第2の共鳴コイルを含む第2の共鳴回路と、
第2の送受信回路と、
前記第2の送受信回路と電気的に接続された第2の制御回路と、
前記第2の制御回路と電気的に接続された移動手段とを有し、
前記反射成分に基づいて前記第1の制御回路から送られる信号を前記第1の送受信回路から前記第2の送受信回路へ送信して前記第2の制御回路に送り、前記第2の制御回路から送られる信号により、前記移動手段が前記第2の共鳴回路の位置を制御することを特徴とする非接触給電システム。 - 電磁共鳴結合に基づく電力伝送を行う給電装置と受電装置であって、
前記給電装置は、高周波電源に電気的に接続された送電コイルと、
前記送電コイルとの間で電磁誘導結合をする第1の共鳴コイルを含む第1の共鳴回路と、
前記高周波電源から出力される電力に対する反射成分を検出する検出器と、
前記検出器と電気的に接続された第1の制御回路と、
前記第1の制御回路と電気的に接続された第1の送受信回路とを有し、
前記受電装置は、負荷に電気的に接続された受電コイルと、
前記受電コイルとの間で電磁誘導結合をする第2の共鳴コイルを含む第2の共鳴回路と、
第2の送受信回路と、
前記第2の送受信回路と電気的に接続された第2の制御回路と、
前記第2の制御回路と電気的に接続された移動手段とを有し、
前記反射成分に基づいて前記第1の制御回路から送られる信号を前記第1の送受信回路から前記第2の送受信回路へ送信して前記第2の制御回路に送り、前記第2の制御回路から送られる信号により、前記移動手段が前記受電コイルの位置を制御することを特徴とする非接触給電システム。 - 電磁共鳴結合に基づく電力伝送を行う給電装置と受電装置であって、
前記給電装置は、高周波電源に電気的に接続された送電コイルと、
前記送電コイルとの間で電磁誘導結合をする第1の共鳴コイルを含む第1の共鳴回路と、
前記高周波電源から出力される電力に対する反射成分を検出する検出器と、
前記検出器と電気的に接続された第1の制御回路と、
前記第1の制御回路と電気的に接続された第1の移動手段および第1の送受信回路とを有し、
前記受電装置は、負荷に電気的に接続された受電コイルと、
前記受電コイルとの間で電磁誘導結合をする第2の共鳴コイルを含む第2の共鳴回路と、
第2の送受信回路と、
前記第2の送受信回路と電気的に接続された第2の制御回路と、
前記第2の制御回路と電気的に接続された第2の移動手段とを有し、
前記反射成分に基づいて前記第1の制御回路から送られる信号により、前記第1の移動手段が前記第1の共鳴回路の位置を制御し、前記第1の制御回路から送られる信号を前記第1の送受信回路から前記第2の送受信回路へ送信して前記第2の制御回路に送り、前記第2の制御回路から送られる信号により、前記第2の移動手段が前記第2の共鳴回路の位置を制御することを特徴とする非接触給電システム。 - 電磁共鳴結合に基づく電力伝送を行う給電装置と受電装置であって、
前記給電装置は、高周波電源に電気的に接続された送電コイルと、
前記送電コイルとの間で電磁誘導結合をする第1の共鳴コイルを含む第1の共鳴回路と、
前記高周波電源から出力される電力に対する反射成分を検出する検出器と、
前記検出器と電気的に接続された第1の制御回路と、
前記第1の制御回路と電気的に接続された第1の移動手段および第1の送受信回路とを有し、
前記受電装置は、負荷に電気的に接続された受電コイルと、
前記受電コイルとの間で電磁誘導結合をする第2の共鳴コイルを含む第2の共鳴回路と、
第2の送受信回路と、
前記第2の送受信回路と電気的に接続された第2の制御回路と、
前記第2の制御回路と電気的に接続された第2の移動手段とを有し、
前記反射成分に基づいて前記第1の制御回路から送られる信号により、前記第1の移動手段が前記送電コイルの位置を制御し、前記第1の制御回路から送られる信号を前記第1の送受信回路から前記第2の送受信回路へ送信して前記第2の制御回路に送り、前記第2の制御回路から送られる信号により、前記第2の移動手段が前記受電コイルの位置を制御することを特徴とする非接触給電システム。
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