JP2014117049A - Non-contact power feeding system, power transmission system, power incoming system, power transmission method, power incoming method and program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、非接触給電システム、送電システム、受電システム、送電方法、受電方法及びプログラムに関する。 The present invention relates to a contactless power supply system, a power transmission system, a power reception system, a power transmission method, a power reception method, and a program.
ワイヤレス給電では、磁界共鳴を使った非接触給電システムが知られている。例えば、特許文献1には、送電装置と受電装置との間の1対1の給電方法が記載されている。また、特許文献2では、フロアーにコイル共鳴素子を敷き詰め、子機の位置までこのコイル共振素子の電力伝送経路を設けることで、子機に電力を伝送することが開示されている。また特許文献3では、複数の親機から主コイルに電流を流し、その他のコイルのうち、少なくとも1つのコイルへ逆向きの電流を流して漂流磁界を減らして親機と子機との結合を強めることが開示されている。
For wireless power feeding, a non-contact power feeding system using magnetic field resonance is known. For example,
ところで、複数の親機を設けた住宅などの部屋で、子機として複数のワイヤレス家電を使用する場合がある。この場合、複数の親機同士又は親機と子機の干渉により、親機から子機への電力の伝送効率が低下する場合があった。しかしながら、特許文献2では、電力伝送経路上のコイル共鳴素子に電流を流しているのでオーム損失が大きいため、高効率のエネルギーを伝送できない。また、特許文献3では、1ビットのオン状態とオフ状態の制御を行っているため、効率の向上には限界がある。このように、エネルギー伝送効率が十分でないという問題があった。
By the way, in a room such as a house provided with a plurality of master units, a plurality of wireless home appliances may be used as slave units. In this case, power transmission efficiency from the parent device to the child device may be reduced due to interference between a plurality of parent devices or between the parent device and the child device. However, in
そこで本発明の一態様は、上記問題に鑑みてなされたものであり、一台以上の送電装置から一台以上への受電装置へ非接触で電力を伝送する際のエネルギーの伝送効率を向上させることを可能とする非接触給電システム、送電システム、受電システム、送電方法、受電方法及びプログラムを提供することを課題とする。 Thus, one embodiment of the present invention has been made in view of the above-described problem, and improves energy transmission efficiency when transmitting power in a non-contact manner from one or more power transmission apparatuses to one or more power reception apparatuses. It is an object of the present invention to provide a non-contact power supply system, a power transmission system, a power reception system, a power transmission method, a power reception method, and a program that enable this.
(1)本発明の一態様は、一台以上の送電装置と、前記送電装置から磁界により非接触でエネルギーを受電する一台以上の受電装置とを備え、前記送電装置と前記受電装置の合計が三台以上である非接触給電システムであって、各送電装置及び各受電装置は、各送電装置及び各受電装置のアンテナ間のインピーダンスに関するインピーダンス情報に基づいて決定された電流または電圧を、前記アンテナに供給する電源を備える非接触給電システムである。 (1) One embodiment of the present invention includes one or more power transmission devices and one or more power reception devices that receive energy from the power transmission devices in a contactless manner using a magnetic field, and the sum of the power transmission devices and the power reception devices. Each of the power transmission devices and the power receiving devices has a current or voltage determined based on impedance information related to impedance between the antennas of the power transmission devices and the power reception devices. It is a non-contact electric power feeding system provided with the power supply supplied to an antenna.
(2)また、本発明の一態様は、上述の非接触給電システムであって、前記電流または電圧は、前記インピーダンス情報を参照して算出された固有ベクトルに基づいて決定されている。 (2) One embodiment of the present invention is the above-described contactless power supply system, in which the current or voltage is determined based on an eigenvector calculated with reference to the impedance information.
(3)また、本発明の一態様は、上述の非接触給電システムであって、アンテナ間のインピーダンス行列またはアドミッタンス行列Aのn行m列の成分(n,mは整数)をA[n,m](A[n,m]は実数であり、A[n,m]=A[m,n])とするとき、行列Bを(Np+Nc)×(Np+Nc)次元のエルミート行列とし(但し、Npは送電装置の数、Ncは受電装置の数)、nが送電装置かつmが受電装置を表すとき行列Bのn行m列の成分B[n,m]=A[n,m]/2とし、nが送電装置かつmが受電装置を表すとき成分B[n,m]=A*[n,m]/2=A*[m,n]/2とし(*は複素共役を表す)、n及びmが受電装置を表すとき成分B[n,m]=Re[A[n,m]]とし、n及びmが送電装置を表すとき成分B[n,m]=0とし、行列Cの二乗C2をエルミート行列とし、行列D=(C−1)〜BC−1(ここで、〜は転置を表す)の固有ベクトルをXとするとき、前記各送電装置及び各受電装置が備える電源は前記固有ベクトルXに基づいて決定された電流または電圧を前記アンテナに供給する。
(3) One embodiment of the present invention is the contactless power feeding system described above, in which an impedance matrix between antennas or an admittance matrix A having n rows and m columns (n and m are integers) is represented by A [n, m] (A [n, m] is a real number and A [n, m] = A [m, n]), the matrix B is a (Np + Nc) × (Np + Nc) -dimensional Hermitian matrix (provided that Np is the number of power transmission devices, Nc is the number of power reception devices), and when n is a power transmission device and m is a power reception device, the component B [n, m] = A [n, m] / n in n rows and m columns of the
(4)また、本発明の一態様は、上述の非接触給電システムであって、前記電源が供給する電流または電圧は、前記固有ベクトルXが規格化された規格化固有ベクトルを基準として予め決められた範囲のベクトルに、左から前記行列Cを乗じて得た行列の対応する成分に比例する。 (4) One embodiment of the present invention is the contactless power supply system described above, wherein a current or voltage supplied by the power source is determined in advance with a normalized eigenvector obtained by standardizing the eigenvector X as a reference. It is proportional to the corresponding component of the matrix obtained by multiplying the range vector by the matrix C from the left.
(5)また、本発明の一態様は、上述の非接触給電システムであって、前記規格化固有ベクトルを基準として予め決められた範囲のベクトルと前記規格化固有ベクトルの差のベクトルの大きさの二乗は2−√2以下である。 (5) According to another aspect of the present invention, there is provided the above-described contactless power supply system, wherein a square of a magnitude of a difference between a vector in a predetermined range based on the normalized eigenvector and the normalized eigenvector Is 2-√2 or less.
(6)また、本発明の一態様は、上述の非接触給電システムであって、前記各送電装置及び各受電装置が備える電源はそれぞれ行列CXの成分のうち該電源が対応する成分に比例する電流または電圧を前記アンテナに供給する。 (6) One embodiment of the present invention is the contactless power supply system described above, in which the power supplies included in the power transmission devices and the power reception devices are proportional to the components corresponding to the power supply among the components of the matrix CX. A current or voltage is supplied to the antenna.
(7)また、本発明の一態様は、上述の非接触給電システムであって、前記行列Dの固有値のうち最大固有値に対応する固有ベクトルに比例した電流または電圧を前記アンテナに供給する。 (7) One embodiment of the present invention is the above-described contactless power feeding system, wherein a current or voltage proportional to an eigenvector corresponding to a maximum eigenvalue among eigenvalues of the matrix D is supplied to the antenna.
(8)また、本発明の一態様は、上述の非接触給電システムであって、前記行列Cの二乗C2は単位行列である。 (8) Further, an embodiment of the present invention, there is provided a contactless power supply system described above, the square C 2 of the matrix C is the identity matrix.
(9)また、本発明の一態様は、上述の非接触給電システムであって、前記行列Cの二乗C2はインピーダンス行列の実部またはアドミッタンス行列の実部である。 (9) One embodiment of the present invention is the contactless power feeding system described above, wherein the square C 2 of the matrix C is a real part of an impedance matrix or a real part of an admittance matrix.
(10)また、本発明の一態様は、上述の非接触給電システムであって、前記行列Cの二乗C2はインダクタンス行列である。 (10) One embodiment of the present invention is the above-described contactless power feeding system, in which the square C 2 of the matrix C is an inductance matrix.
(11)また、本発明の一態様は、磁界により非接触でエネルギーを供給する第1のアンテナと、該第1のアンテナに第1の電気量を供給することにより電力を放出する第1の電源とを備える送電装置を複数備える送電システムと、磁界により非接触でエネルギーを受電する第2のアンテナと、該第2のアンテナに第1の電気量を供給することにより電力を吸収する第2の電源とを備える受電装置を複数備える受電システムとを備える非接触給電システムであって、前記送電システムは、前記第1のアンテナに発生する第1の電気量と同相の第2の電気量成分を抽出する第1の抽出部と、前記第1の抽出部が抽出した第2の電気量成分に基づく値を、複数の前記送電装置間で規格化する第1の規格化部と、前記第1の規格化部が規格化した後の第2の電気量を前記第1の電源に生成させる第1の電源制御部と、を備え、前記受電システムは前記アンテナに発生する第1の電気量と同相の第2の電気量成分を抽出する第2の抽出部と、前記第2の抽出部が抽出した第2の電気量成分に基づく値を、前記複数の受電装置間で規格化する第2の規格化部と、前記第2の規格化部が規格化した後の第2の電気量を前記第2の電源に生成させる第2の電源制御部と、を備え、前記第1の電気量が電圧かつ前記第2の電気量が電流であるか、または前記第2の電気量が電流かつ前記第2の電気量が電圧である非接触給電システムである。
(11) According to one embodiment of the present invention, a first antenna that supplies energy in a contactless manner with a magnetic field, and a first antenna that discharges electric power by supplying a first amount of electricity to the first antenna. A power transmission system including a plurality of power transmission devices including a power source; a second antenna that receives energy in a non-contact manner by a magnetic field; and a second antenna that absorbs power by supplying a first amount of electricity to the second antenna. A non-contact power feeding system including a power receiving system including a plurality of power receiving devices, wherein the power transmission system is a second electric quantity component in phase with the first electric quantity generated in the first antenna. A first normalization unit that normalizes a value based on the second electrical quantity component extracted by the first extraction unit among a plurality of the power transmission devices, and the first After
(12)また、本発明の一態様は、磁界により非接触でエネルギーを供給するアンテナと、該アンテナに第1の電気量を供給することにより電力を放出する電源とを備える送電装置を複数備える送電システムであって、前記アンテナに発生する第1の電気量と同相の第2の電気量成分を抽出する抽出部と、前記抽出部が抽出した第2の電気量成分に基づく値を、複数の前記送電装置間で規格化する規格化部と、前記規格化部が規格化した後の第2の電気量を前記電源に生成させる電源制御部と、を備え、前記第1の電気量が電圧かつ前記第2の電気量が電流であるか、または前記第1の電気量が電流かつ前記第2の電気量が電圧である送電システムである。 (12) One embodiment of the present invention includes a plurality of power transmission devices including an antenna that supplies energy in a contactless manner with a magnetic field, and a power source that discharges power by supplying a first amount of electricity to the antenna. In the power transmission system, an extraction unit that extracts a second electric quantity component in phase with the first electric quantity generated in the antenna, and a plurality of values based on the second electric quantity component extracted by the extraction unit A normalization unit that normalizes between the power transmission devices, and a power supply control unit that causes the power source to generate a second electric quantity after the normalization unit has standardized, wherein the first electric quantity is In the power transmission system, the voltage and the second quantity of electricity are current, or the first quantity of electricity is current and the second quantity of electricity is voltage.
(13)また、本発明の一態様は、磁界により非接触でエネルギーを受電するアンテナと、該アンテナに第1の電気量を供給することにより電力を吸収する電源とを備える受電装置を複数備える受電システムであって、前記アンテナに発生する第1の電気量と同相の第2の電気量成分を抽出する抽出部と、前記抽出部が抽出した第2の電気量成分に基づく値を、複数の前記受電装置間で規格化する規格化部と、前記規格化部が規格化した後の第2の電気量を前記電源に生成させる電源制御部と、を備え、前記第1の電気量が電圧かつ前記第2の電気量が電流であるか、または前記第1の電気量が電流かつ前記第2の電気量が電圧である受電システムである。 (13) Further, one embodiment of the present invention includes a plurality of power reception devices including an antenna that receives energy in a non-contact manner by a magnetic field and a power source that absorbs power by supplying a first amount of electricity to the antenna. In the power receiving system, an extraction unit that extracts a second electric quantity component in phase with the first electric quantity generated in the antenna, and a plurality of values based on the second electric quantity component extracted by the extraction unit A normalization unit that normalizes between the power receiving devices, and a power supply control unit that causes the power supply to generate a second electric quantity after the normalization unit normalizes, wherein the first electric quantity is In the power receiving system, the voltage and the second quantity of electricity are current, or the first quantity of electricity is current and the second quantity of electricity is voltage.
(14)また、本発明の一態様は、磁界により非接触でエネルギーを供給するアンテナと、該アンテナに第1の電気量を供給することにより電力を放出する電源とを備える送電装置を複数備える送電システムが実行する送電方法であって、抽出部が、前記アンテナに発生する第1の電気量と同相の第2の電気量成分を抽出する手順と、規格化部が、前記抽出部が抽出した第2の電気量成分に基づく値を、複数の前記送電装置間で規格化する手順と、電源制御部が、前記規格化部が規格化した後の第2の電気量を前記電源に生成させる手順と、を有し、前記第1の電気量が電圧かつ前記第2の電気量が電流であるか、または前記第1の電気量が電流かつ前記第2の電気量が電圧である送電方法である。 (14) Further, one embodiment of the present invention includes a plurality of power transmission devices including an antenna that supplies energy in a contactless manner with a magnetic field and a power source that discharges power by supplying a first amount of electricity to the antenna. A power transmission method executed by a power transmission system, wherein an extraction unit extracts a second electric quantity component in phase with a first electric quantity generated in the antenna, and a normalization unit extracts the second electric quantity component A procedure for normalizing a value based on the second electric quantity component between the plurality of power transmission devices, and a power supply control unit generates a second electric quantity after the normalization unit normalizes the power supply And the first electric quantity is a voltage and the second electric quantity is a current, or the first electric quantity is a current and the second electric quantity is a voltage. Is the method.
(15)また、本発明の一態様は、磁界により非接触でエネルギーを受電するアンテナと、該アンテナに第1の電気量を供給することにより電力を吸収する電源とを備える受電装置を複数備える受電システムが実行する受電方法であって、抽出部が、前記アンテナに発生する第1の電気量と同相の第2の電気量成分を抽出する手順と、規格化部が、前記抽出部が抽出した第2の電気量成分に基づく値を、前記複数の受電装置間で規格化する手順と、電源駆動部が、前記規格化部が規格化した後の第2の電気量を前記電源に生成させる手順と、を有し、前記第1の電気量が電圧かつ前記第2の電気量が電流であるか、または前記第1の電気量が電流かつ前記第2の電気量が電圧である受電方法である。 (15) Further, one embodiment of the present invention includes a plurality of power receiving devices including an antenna that receives energy in a non-contact manner by a magnetic field and a power source that absorbs power by supplying a first amount of electricity to the antenna. A power receiving method executed by the power receiving system, wherein the extraction unit extracts a second electric quantity component in phase with the first electric quantity generated in the antenna, and a normalization unit extracts the second electric quantity component. A procedure for normalizing a value based on the second electric quantity component between the plurality of power receiving devices, and a power source drive unit generates a second electric quantity after the normalization unit normalizes the power source And the first electric quantity is a voltage and the second electric quantity is a current, or the first electric quantity is a current and the second electric quantity is a voltage. Is the method.
(16)また、本発明の一態様は、コンピュータに、アンテナに発生する第1の電気量と同相の第2の電気量成分を抽出する抽出ステップと、前記抽出ステップで抽出された第2の電気量成分に基づく値を、複数の送電装置間または複数の受電装置間で規格化する規格化ステップと、前記規格化ステップで規格化された後の第2の電気量を電源に生成させる電源制御ステップと、を実行させるためのプログラムであって、前記第1の電気量が電圧かつ前記第2の電気量が電流であるか、または前記第1の電気量が電流かつ前記第2の電気量が電圧であるプログラムである。 (16) Further, according to one embodiment of the present invention, an extraction step of extracting a second electric quantity component in phase with the first electric quantity generated in the antenna in the computer, and the second step extracted in the extraction step A normalization step for normalizing a value based on an electrical quantity component between a plurality of power transmission devices or between a plurality of power reception devices, and a power source that causes the power source to generate a second electrical quantity after standardization in the normalization step A program for executing the control step, wherein the first electric quantity is a voltage and the second electric quantity is a current, or the first electric quantity is a current and the second electric quantity. A program whose quantity is voltage.
本発明の一態様によれば、一台以上の送電装置から一台以上への受電装置へ非接触で電力を伝送する際のエネルギーの伝送効率を向上させることができる。 According to one embodiment of the present invention, energy transmission efficiency can be improved when power is transmitted in a non-contact manner from one or more power transmission devices to one or more power reception devices.
<第1の実施形態>
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。図1は、第1の実施形態における非接触給電システム1の構成を示す概略ブロック図である。非接触給電システム1は、送電システム10と、受電システム20とを備える。非接触給電システム1は、送電システム10から受電システム20へエネルギーを伝送させる。
<First Embodiment>
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic block diagram illustrating a configuration of a non-contact
送電システム10は、第1の送電装置11と、第2の送電装置12と、同期信号生成部
13を備える。以下、第1の送電装置11、第2の送電装置12それぞれを親機ともいう。第1の送電装置11は、電源111と、アンテナ112とを備える。第1の送電装置11は、電源111とアンテナ112とが接続された回路である。電源111は、一例として電流源であり、電流I[1]を生成し、生成した電流をアンテナ112に供給する。アンテナ112は、電源111から供給された電流で周囲に磁界を発生させる。アンテナ112は例えばインダクタであり、そのインダクタンスはLである。
The
第2の送電装置12は、電源121と、アンテナ122とを備える。第2の送電装置12は、電源121とアンテナ122とが接続された回路である。電源121は、一例として電流源であり、電流I[2]を生成し、生成した電流をアンテナ122に供給する。アンテナ122は、電源121から供給された電流で周囲に磁界を発生させる。アンテナ122は例えばインダクタであり、そのインダクタンスはLである。
The second
同期信号生成部13は、例えば第1の同期信号と該第1の同期信号よりも90度遅れた第2の同期信号を生成する。そして、同期信号生成部13は、生成した第1の同期信号を電源111と後述する電源121に出力する。また、同期信号生成部13は、生成した第2の同期信号を電源211と後述する電源221に出力する。同図では、同期信号生成部13から各電源への信号線は実線で示されているが、この第1の同期信号及び第2の同期信号の伝送は有線でも無線でもよい。
送電システム10の電源111と電源121は、同期信号生成部13から入力された第1の同期信号に同期した電流を生成する。受電システム20の電源211と電源221は、同期信号生成部13から入力された第2の同期信号に同期した電流を生成する。これにより、受電システム20の電源211と電源221の電流の位相は、送電システム10の電源111と電源121の電流の位相より90度遅れる。
The synchronization
The
受電システム20は、第1の受電装置21と、第2の受電装置22とを備える。以下、第1の受電装置21、第2の受電装置22それぞれを子機ともいう。第1の受電装置21は、電源211と、アンテナ212とを備える。第1の受電装置21は、電源211とアンテナ212とが接続された回路である。アンテナ212は、第1の送電装置11が備えるアンテナ112が発生する磁界により誘導される電流を電源211へ供給する。また、アンテナ212は、第2の送電装置12が備えるアンテナ122が発生する磁界により誘導される電流を電源211へ供給する。アンテナ212は例えばインダクタであり、そのインダクタンスはLである。
電源211は、アンテナ212から供給された電流を受け取る。電源211は、一例として電流源であり、アンテナ212から供給された電流を用いて電流I[3]を生成する。電源211は、例えば生成した電流I[3]を不図示の負荷に供給する。
The
The
第2の受電装置22は、電源221と、アンテナ222とを備える。第1の受電装置21は、電源221とアンテナ222とが接続された回路である。アンテナ222は、第1の送電装置11が備えるアンテナ112が発生する磁界により誘導された電圧下でその電圧に仕事をさせる方向に電流を流すことにより、電源211は電力を吸収する。アンテナ222は例えばインダクタであり、そのインダクタンスはLである。
電源221は、一例として電流源であり、アンテナ222の両端にかかる電圧から電流I[4]を生成する。
The second power receiving device 22 includes a
The
ここで、全ての電源の周波数は、一例として50kHzである。全てのアンテナのインダクタンスLは一例として157μHで、xy面において直径が480mmの巻き線で、その巻き数が10である。ここで、y軸は図面に対して垂直な軸であり、図面を含む平面がy=0の平面である。全てのアンテナの巻き線の中心のy座標は一例として0である。全てのアンテナは、一例として左周りに巻かれた巻き線であり、巻き線の外側の端がプラス端子、巻き線の内側の端がマイナス端子である。これにより、全ての電流源の電流がプラスになったときに、全てのアンテナに同じ向きに電流が流れる。
また、全てのアンテナの組で相互インダクタンスは一例として4×4の実対称行列Mで表すことができる。である。具体的には、アンテナ112とアンテナ122の相互インダクタンスはM[1,2]である。アンテナ112とアンテナ212の相互インダクタンスはM[1,3]である。アンテナ112とアンテナ222の相互インダクタンスはM[1,4]である。アンテナ122とアンテナ212の相互インダクタンスはM[2,4]である。アンテナ122とアンテナ222の相互インダクタンスはM[3,4]である。
Here, the frequency of all the power supplies is 50 kHz as an example. The inductance L of all the antennas is 157 μH as an example, the winding is 480 mm in diameter on the xy plane, and the number of windings is 10. Here, the y-axis is an axis perpendicular to the drawing, and the plane including the drawing is a plane where y = 0. The y-coordinate of the center of all antenna windings is 0 as an example. All the antennas are wound around the left as an example, and the outer end of the winding is a plus terminal and the inner end of the winding is a minus terminal. Thereby, when the currents of all the current sources become positive, the currents flow in the same direction in all the antennas.
In addition, the mutual inductance can be expressed by a 4 × 4 real symmetric matrix M as an example in all antenna sets. It is. Specifically, the mutual inductance between the
親機と子機の位置関係は一例として以下の通りである。親機のアンテナと子機のアンテナ間のz方向の距離は、0.5mである。親機同士のアンテナ間のx方向の距離、及び子機同士のアンテナ間のx方向の距離は0.5mである。親機のアンテナと子機のアンテナ間のx方向の位置の違いはx1[m]である。 The positional relationship between the parent device and the child device is as follows as an example. The distance in the z direction between the main unit antenna and the sub unit antenna is 0.5 m. The distance in the x direction between the antennas of the parent devices and the distance in the x direction between the antennas of the child devices are 0.5 m. The difference in the position in the x direction between the antenna of the master unit and the antenna of the slave unit is x 1 [m].
続いて、送電装置の送電エネルギーを一定にした場合に受電装置に最大のエネルギーが供給される条件、すなわち伝送効率が最大になる条件について説明する。ここでは、送電装置がN台(Nは正の整数)、受電装置がM台(Mは正の整数)ある場合を想定する。
k番目(kは正の整数)の送電装置の電源が放出するエネルギーPower[k]は、次の式(1)で表される。
Next, a description will be given of a condition in which the maximum energy is supplied to the power receiving apparatus when the transmission energy of the power transmitting apparatus is constant, that is, a condition in which the transmission efficiency is maximized. Here, it is assumed that there are N power transmission devices (N is a positive integer) and M power reception devices (M is a positive integer).
The energy Power [k] released by the power source of the k-th power transmission device (k is a positive integer) is expressed by the following equation (1).
ここで、I[k]はk番目の送電装置の電源が生成する電流である。電流I*[k]は、電流I[k]の複素共役である。E[k]はk番目の送電装置の電源が生成する電圧である。ベクトルからk番目の成分を抽出する行列をP[k]とする。ここで行列P[k]はk行k列の成分のみが1で他の成分は0の行列である。ここで、式(1)は、行列P[k]を用いて、次の式(2)で表される。 Here, I [k] is a current generated by the power source of the kth power transmission device. The current I * [k] is a complex conjugate of the current I [k]. E [k] is a voltage generated by the power source of the kth power transmission device. Let P [k] be a matrix for extracting the k-th component from the vector. Here, the matrix P [k] is a matrix in which only the components of k rows and k columns are 1 and the other components are 0. Here, the expression (1) is expressed by the following expression (2) using the matrix P [k].
ここで、上付きの符号〜は転置を表す。符号〜が上に付されたP[k]は、行列P[k]を転置した行列でありP[k]〜と表す。以降、転置は上付きの符号〜で表す。同様に、符号〜が上に付されたI*は、行列(列ベクトル)I*を転置した行列(行ベクトル)でありI*〜と表す。符号〜が上に付されたIは、行列(列ベクトル)Iを転置した行列(行ベクトル)である。アドミッタンス行列Yは、対角成分がアンテナの自己アドミッタンスを表し、非対角成分がアンテナ間の相互アドミッタンスを表す行列である。アドミッタンス行列Yのn行n列成分は、n番目のアンテナの自己アドミッタンスである。また、アドミッタンス行列Yのn行m列成分は、n番目のアンテナとm番目のアンテナの相互アドミッタンスである。
符号〜が上に付された行列Yは、行列Yを転置した行列である。符号〜が上に付された行列Y*は、行列Y*を転置した行列である。ここで、行列Y*は、行列Yの複素共役である。行列(列ベクトル)E*は、行列(列ベクトル)Eの複素共役である。
式(2)の最右辺の括弧内の第二項はスカラーであるから、転置しても値を不変である。そこで、式(2)の最右辺の括弧内の第二項を転置すると、式(2)は次の式(3)で表される。
Here, the superscript sign represents transposition. P [k] with a symbol “˜” attached above is a matrix obtained by transposing the matrix P [k] and is expressed as P [k] ˜ . Hereinafter, the transposition is represented by a superscript sign. Similarly, I * is that attached to the upper code-is a matrix (column vector) I * a transposed matrix (row vector) I * represents a ~. I with a symbol ~ is a matrix (row vector) obtained by transposing the matrix (column vector) I. The admittance matrix Y is a matrix whose diagonal component represents the self-admittance of the antenna and whose non-diagonal component represents the mutual admittance between the antennas. The n-row, n-column component of the admittance matrix Y is the self-admittance of the nth antenna. Further, the n-th row and m-th column component of the admittance matrix Y is a mutual admittance between the n-th antenna and the m-th antenna.
The matrix Y with the sign “˜” attached thereto is a matrix obtained by transposing the matrix Y. Code ~ is attached to the upper matrix Y * is a transposed matrix matrix Y *. Here, the matrix Y * is a complex conjugate of the matrix Y. The matrix (column vector) E * is a complex conjugate of the matrix (column vector) E.
Since the second term in parentheses on the rightmost side of Equation (2) is a scalar, the value is unchanged even if it is transposed. Therefore, when transposing the second term in parentheses on the rightmost side of equation (2), equation (2) is expressed by the following equation (3).
ここで、最右辺に含まれる行列Sの成分S[k]は、次の式(4)で定義される。 Here, the component S [k] of the matrix S included in the rightmost side is defined by the following equation (4).
ここで、行列E*の上に符号〜が付された行列をE*〜と表すと、E*〜S[n]Eは、n番目の送電装置の電源が放出するエネルギーを表すから、子機が受電するエネルギーは次の式(5)で表される。 Here, when representing a matrix code ~ is attached to the top of the matrix E * E * a ~, E * ~ S [n ] E , since represents the energy power of the n-th power transmitting device to release the child The energy received by the machine is expressed by the following formula (5).
ここで、式(5)の右辺ので、E*〜とEに挟まれた部分を行列Bとすると、行列
Bは、次の式(6)で表される。
Here, assuming that the portion between E * ˜ and E on the right side of the equation (5) is a matrix B, the matrix B is represented by the following equation (6).
次に、行列Bのn行m列成分をB[n,m]とすると、B[n,m]は次の値を取る。
(1)n、mがともに子機を表すときは、B[n,m]=Re[Y[n,m]]である。
(2)n、mがともに親機を表すときは、B[n,m]=0である。
(3)nが親機を、mが子機を表すときは、B[n,m]=Y[n,m]/2である。ここで、Y[n,m]は、アドミッタンス行列Yのn行m列の成分である。
(4)nが子機を、mが親機を表すときは、B[n,m]=Y[n,m]*/2である。ここで、Y[n,m]*は、アドミッタンス行列Yの複素共役の行列Y*のn行m列成分である。
Next, assuming that the n-row m-column component of the matrix B is B [n, m], B [n, m] takes the following values.
(1) When both n and m represent a slave unit, B [n, m] = Re [Y [n, m]].
(2) When both n and m represent a master unit, B [n, m] = 0.
(3) When n represents a parent device and m represents a child device, B [n, m] = Y [n, m] / 2. Here, Y [n, m] is a component of n rows and m columns of the admittance matrix Y.
(4) When n represents a child device and m represents a parent device, B [n, m] = Y [n, m] * / 2. Here, Y [n, m] * is n rows and m columns of a matrix of complex conjugate Y * of the admittance matrix Y.
上記の例では、B[n,m]がアドミッタンス行列Yを参照して決められたが、これに限らずインピーダンス行列を参照して決められてもよい。ここで、インピーダンス行列はアドミッタンス行列Yの逆行列である。インピーダンス行列は、対角成分がアンテナの自己インピーダンスを表し、非対角成分がアンテナ間の相互インピーダンスを表す行列である。
インピーダンス行列の場合も同様である。Y[n,m]=Y[m,n]であるので、B[m,n]=B[n,m]*である。よって、行列Bはエルミート行列になり実数の固有値を持つ。後述するように固有値は、λが固有値であれば、−λも固有値である。
In the above example, B [n, m] is determined with reference to the admittance matrix Y, but is not limited thereto, and may be determined with reference to the impedance matrix. Here, the impedance matrix is an inverse matrix of the admittance matrix Y. The impedance matrix is a matrix in which the diagonal component represents the antenna self-impedance and the non-diagonal component represents the mutual impedance between the antennas.
The same applies to the impedance matrix. Since Y [n, m] = Y [m, n], B [m, n] = B [n, m] * . Therefore, the matrix B becomes a Hermitian matrix and has a real eigenvalue. As will be described later, if λ is an eigenvalue, -λ is also an eigenvalue.
λの固有値に対する固有ベクトルが [Ip 〜,Ic 〜]〜(ここで、上付きの符号〜は転置を表す)であれば−λの固有値に対する固有ベクトルは[Ip 〜,−Ic 〜]〜である。この二つのベクトルは異なる固有値の固有ベクトルであるので直交する。したがって、Ip 〜*Ip―Ic 〜*Ic=0が成り立つ。よって、Ip 〜*Ip=Ic 〜*Icが成り立つ。したがって、次の式(7)が成り立つ。 eigenvectors [I p ~, I c ~ ] for eigenvalues lambda - (where the sign ~ superscript denotes the transpose) if the eigenvectors for the eigenvalue of -λ is [I p ~, -I c ~ ] Is . Since these two vectors are eigenvectors having different eigenvalues, they are orthogonal to each other. Therefore, I p to * I p −I c to * I c = 0 holds. Thus, I p ~ * I p = I c ~ * I c holds. Therefore, the following equation (7) is established.
このため、次の式(8)が成り立つとすると、式(9)が成り立つ。 For this reason, if the following equation (8) holds, equation (9) holds.
以上より、アンテナ間のアドミッタンス行列Yのn行m列の成分(n,mは整数)をY[n,m](Y[n,m]は実数であり、Y[n,m]=Y[m,n])とする。また、上述したように、行列Bを(Np+Nc)×(Np+Nc)次元のエルミート行列とし(但し、Npは送電装置の数、Ncは受電装置の数)、nが送電装置かつmが受電装置を表すとき行列Bのn行m列の成分B[n,m]=Y[n,m]/2とし、nが送電装置かつmが受電装置を表すとき成分B[n,m]=Y*[n,m]/2=Y*[m,n]/2とし(*は複素共役を表す)、n及びmが受電装置を表すとき成分B[n,m]=Re[Y[n,m]]とし、n及びmが送電装置を表す時は成分B[n,m]=0とする。
その場合に、送電装置の送電エネルギーを一定にした場合に受電装置に最大のエネルギーが供給されるようにするには、各電源は以下のように動作する。各電源は、行列Cの二乗C2をエルミート行列とし、行列DをD=(C−1)〜BC−1(ここで、〜は転置を表す)と定義する。このとき、行列Dの固有値λは、各アンテナに流れる電流の絶対値の二乗の和が、インピーダンス行列またはアドミッタンス行列を行列Aとすると行列Aの二乗A2のときのエネルギーを示すので、最大固有値がアンテナに流れる電流の絶対値の二乗の和の最大値となる。各アンテナの抵抗rが、最大固有値より十分に小さいとき、損失はr×電流の二乗和である。よって、各電源は最大固有値の規格化された固有ベクトルに比例した電流を生成することにより、最大のエネルギー伝送効率を得ることができる。よって、各電源は、行列Dの最大固有値に対応する固有ベクトルをXとするとき、CXに含まれる成分であって各電源に対応する成分に比例する電流または電圧をアンテナに供給する。
From the above, the components of n rows and m columns of the admittance matrix Y between antennas (n and m are integers) are represented by Y [n, m] (Y [n, m] is a real number and Y [n, m] = Y [M, n]). In addition, as described above, the matrix B is a Hermitian matrix of (Np + Nc) × (Np + Nc) dimensions (where Np is the number of power transmission devices, Nc is the number of power reception devices), n is the power transmission device, and m is the power reception device. When representing, the component B [n, m] = Y [n, m] / 2 of the n rows and m columns of the matrix B, and the component B [n, m] = Y * when n represents the power transmitting device and m represents the power receiving device . [N, m] / 2 = Y * [m, n] / 2 (* represents a complex conjugate), and when n and m represent a power receiving device, the component B [n, m] = Re [Y [n, m]], and when n and m represent a power transmission device, component B [n, m] = 0.
In this case, in order to supply the maximum energy to the power receiving apparatus when the transmission energy of the power transmitting apparatus is constant, each power supply operates as follows. Each power supply, a square C 2 of matrix C and Hermitian matrix, the matrix D D = (C -1) ~ BC -1 ( where ~ denotes the transpose) is defined as. In this case, the eigenvalues λ of the matrix D, the sum of the squares of the absolute value of the current flowing through the antenna, since an energy in the case of the square A 2 of the matrix A the impedance matrix or an admittance matrix and the matrix A, the maximum eigenvalue Becomes the maximum value of the sum of the squares of the absolute values of the current flowing through the antenna. When the resistance r of each antenna is sufficiently smaller than the maximum eigenvalue, the loss is r times the sum of squares of current. Therefore, each power source can obtain the maximum energy transmission efficiency by generating a current proportional to the normalized eigenvector of the maximum eigenvalue. Therefore, each power supply supplies a current or voltage that is a component included in CX and proportional to the component corresponding to each power supply to the antenna, where X is an eigenvector corresponding to the maximum eigenvalue of matrix D.
なお、本実施形態では、アドミッタンス行列Yについて説明したが、インピーダンス行列を用いても、アドミッタンス行列Yの場合と同じように、行列Bを決定することができる。 Although the admittance matrix Y has been described in the present embodiment, the matrix B can be determined in the same manner as in the case of the admittance matrix Y using an impedance matrix.
続いて、第1の実施形態において、親機のアンテナと子機のアンテナ間のx方向の位置の違いx1が0、0.3、0.5、0.8mのときのインダクタンス行列、行列B、行列D、行列Dの固有値λ、行列Dの固有ベクトルについて説明する。なお、行列Cの二乗C2は一例として単位行列であり、Cも単位行列である。ここで、第1の送電装置11のアンテナ112を1番目のアンテナ、第2の送電装置12のアンテナ122を2番目のアンテナ、第3の受電装置21のアンテナ212を3番目のアンテナ、第4の受電装置22のアンテナ222を4番目のアンテナという。
Subsequently, in the first embodiment, the inductance matrix when the difference x 1 is 0,0.3,0.5,0.8m position in the x direction between the antennas of the base unit of the antenna and the handset, the matrix B, matrix D, eigenvalue λ of matrix D, and eigenvector of matrix D will be described. Incidentally, the square C 2 of matrix C is a unit matrix as an example, C is also an identity matrix. Here, the
なお、行列Cの二乗C2はインピーダンス行列の実部またはアドミッタンス行列の実部であってもよい。また、行列Cの二乗C2はインダクタンス行列であってもよい。 Incidentally, the square C 2 of matrix C may be a real part of the real part or the admittance matrix of the impedance matrix. Also, the square C 2 of matrix C may be inductance matrix.
<x1=0[m]>
まず、親機のアンテナと子機のアンテナ間のx方向の位置の違いx1が0mのときについて説明する。その場合、インダクタンス行列Lは、次の式(10)で表される。
<X 1 = 0 [m]>
First, the differences x 1 position in the x direction between the antenna of the master unit antenna and the slave unit will be described when the 0 m. In that case, the inductance matrix L is expressed by the following equation (10).
ここで、インダクタンス行列Lの対角成分が自己インダクタスである。例えば、インダクタンス行列Lのn行n列は、n番目のアンテナの自己インダクタスである(ここではnは1から4までの整数)。また、インダクタンス行列Lの非対角成分が対応するインダクタ間の相互インダクタンスである。例えば、インダクタンス行列Lのn行m列は、n番目のアンテナとm番目のアンテナの相互インダクタスである(ここではn及びmは1から4までの整数)。
また、行列Dは次の式(11)で表される。
Here, the diagonal component of the inductance matrix L is self-inductance. For example, n rows and n columns of the inductance matrix L are self-inductances of the n-th antenna (where n is an integer from 1 to 4). The off-diagonal component of the inductance matrix L is the mutual inductance between the corresponding inductors. For example, n rows and m columns of the inductance matrix L are mutual inductances of the nth antenna and the mth antenna (here, n and m are integers from 1 to 4).
The matrix D is expressed by the following equation (11).
行列Dの四つの固有値λを成分とするベクトルUは次の式(12)で表される。 A vector U having components of four eigenvalues λ of the matrix D is expressed by the following equation (12).
行列Dの四つの大きさ1の固有ベクトルXそれぞれを列ベクトルとして、その四つの列ベクトルを成分とする行列Vは次の式(13)で表される。 A matrix V having each of the four eigenvectors X of the size D of the matrix D as column vectors and the four column vectors as components is expressed by the following equation (13).
行列Dの固有値λは四つあるが、行列Dの固有値λが最大値0.669554をとるときに、送電装置から供給されるエネルギーが一定の下で、受電装置が受電するエネルギーが最大になる。行列Dの固有値λの最大値が第2列なので、それに対応する行列Dの固有ベクトルXは、式(13)の行列Vの第2列の列ベクトルである。式(13)の行列Vのn番目の行の成分は、n番目のアンテナに対応している。行列Vの第2列の列ベクトルの各行は、対応するアンテナに流す電流の比を表している。よって、I[1]:I[2]:I[3]:I[4]=0.5j:0.5j:0.5:0.5であるときに、送電装置から供給されるエネルギーが一定の下で、受電装置が受電するエネルギーが最大になる。ここで、各受電装置の電源の電流は、各送電装置の電流から90度遅れる。また、全ての電源で電流の振幅が同一で0.5である。 There are four eigenvalues λ of the matrix D, but when the eigenvalue λ of the matrix D takes the maximum value 0.669554, the energy received by the power receiving apparatus is maximized under a constant energy supplied from the power transmitting apparatus. . Since the maximum value of the eigenvalue λ of the matrix D is the second column, the corresponding eigenvector X of the matrix D is the column vector of the second column of the matrix V in Expression (13). The component in the nth row of the matrix V in Expression (13) corresponds to the nth antenna. Each row of the column vector of the second column of the matrix V represents a ratio of currents flowing through the corresponding antenna. Therefore, when I [1]: I [2]: I [3]: I [4] = 0.5j: 0.5j: 0.5: 0.5, the energy supplied from the power transmission device is Under certain conditions, the energy received by the power receiving device is maximized. Here, the current of the power source of each power receiving device is delayed by 90 degrees from the current of each power transmitting device. In addition, the current amplitude is the same for all power supplies and is 0.5.
この例において、第1の送電装置11の電源111は、例えば式(13)の行列Vの1行2列の0.5jに予め決められた係数Kを乗じた値の電流を流す。第2の送電装置12の電源121は、例えば式(13)の行列Vの2行2列の0.5jに係数Kを乗じた値の電流を流す。第3の受電装置21の電源211は、例えば式(13)の行列Vの3行2列の0.5に係数Kを乗じた値の電流を流す。第4の受電装置21の電源211は、例えば式(13)の行列Vの4行2列の0.5に係数Kを乗じた値の電流を流す。
In this example, the
<x1=0.3[m]>
続いて、親機のアンテナと子機のアンテナ間のx方向の位置の違いx1が0.3mの場合について説明する。インダクタンス行列Lは、次の式(14)で表される。
<X 1 = 0.3 [m]>
Subsequently, the difference x 1 position in the x direction between the antenna of the master unit antenna and the slave unit will be described for the case of 0.3 m. The inductance matrix L is expressed by the following equation (14).
ここで、インダクタンス行列Lの対角成分が自己インダクタスである。例えば、インダクタンス行列Lのn行n列は、n番目のアンテナの自己インダクタスである(ここではnは1から4までの整数)。また、インダクタンス行列Lの非対角成分が対応するインダクタ間の相互インダクタンスである。例えば、インダクタンス行列Lのn行m列は、n番目のアンテナとm番目のアンテナの相互インダクタスである(ここではn及びmは1から4までの整数)。
また、行列Dは次の式(15)で表される。
Here, the diagonal component of the inductance matrix L is self-inductance. For example, n rows and n columns of the inductance matrix L are self-inductances of the n-th antenna (where n is an integer from 1 to 4). The off-diagonal component of the inductance matrix L is the mutual inductance between the corresponding inductors. For example, n rows and m columns of the inductance matrix L are mutual inductances of the nth antenna and the mth antenna (here, n and m are integers from 1 to 4).
The matrix D is expressed by the following equation (15).
行列Dの四つの固有値λを成分とするベクトルUは次の式(16)で表される。 A vector U whose components are the four eigenvalues λ of the matrix D is expressed by the following equation (16).
行列Dの四つの大きさ1の固有ベクトルXを列ベクトルとして、その四つの列ベクトルを成分とする行列Vは次の式(17)で表される。
A matrix V having four
行列Dの固有値λが最大値0.600802をとるときに、送電装置から供給されるエネルギーが一定の下で、受電装置が受電するエネルギーが最大になる。行列Dの固有値λの最大値が第2列なので、それに対応する行列Dの固有ベクトルXは、式(17)の行列Vの第2列の列ベクトルである。式(17)の行列Vのn番目の行の成分は、n番目のアンテナに対応している。第2列の列ベクトルの各行は、対応するアンテナに流す電流の比を表している。よって、I[1]:I[2]:I[3]:I[4]=0.330:0.625:−0.625j:−0.330jであるときに、送電装置から供給されるエネルギーが一定の下で、受電装置が受電するエネルギーが最大になる。ここで、各受電装置の電源の電流は、各送電装置の電流から90度遅れる。また、第1の送電装置11の電源111の振幅と第2の受電装置22の電源221の振幅は同一である。第2の送電装置12の電源121の振幅と第1の受電装置21の電源211の振幅は同一である。
When the eigenvalue λ of the matrix D takes the maximum value 0.600802, the energy received by the power receiving apparatus is maximized under a constant energy supplied from the power transmitting apparatus. Since the maximum value of the eigenvalue λ of the matrix D is the second column, the corresponding eigenvector X of the matrix D is the column vector of the second column of the matrix V in Expression (17). The component in the nth row of the matrix V in Expression (17) corresponds to the nth antenna. Each row of the column vector of the second column represents a ratio of currents flowing through the corresponding antenna. Therefore, when I [1]: I [2]: I [3]: I [4] = 0.330: 0.625: −0.625j: −0.330j, the power is supplied from the power transmission apparatus. Under the constant energy, the energy received by the power receiving device is maximized. Here, the current of the power source of each power receiving device is delayed by 90 degrees from the current of each power transmitting device. Further, the amplitude of the
この例において、第1の送電装置11の電源111は、例えば式(17)の行列Vの1行2列の0.330に予め決められた係数Kを乗じた値の電流を流す。第2の送電装置12の電源121は、例えば式(17)の行列Vの2行2列の0.625に係数Kを乗じた値の電流を流す。第3の受電装置21の電源211は、例えば式(17)の行列Vの3行2列の−0.625jに係数Kを乗じた値の電流を流す。第4の受電装置21の電源211は、例えば式(17)の行列Vの4行2列の−0.330jに係数Kを乗じた値の電流を流す。
In this example, the
<x1=0.5[m]>
続いて、親機のアンテナと子機のアンテナ間のx方向の位置の違いx1が0.5mの場合について説明する。インダクタンス行列Lは、次の式(18)で表される。
<X 1 = 0.5 [m]>
Subsequently, the difference x 1 position in the x direction between the antenna of the master unit antenna and the slave unit will be described for the case of 0.5 m. The inductance matrix L is expressed by the following equation (18).
ここで、インダクタンス行列Lの対角成分が自己インダクタスである。例えば、インダクタンス行列Lのn行n列は、n番目のアンテナの自己インダクタスである(ここではnは1から4までの整数)。また、インダクタンス行列Lの非対角成分が対応するインダクタ間の相互インダクタンスである。例えば、インダクタンス行列Lのn行m列は、n番目のアンテナとm番目のアンテナの相互インダクタスである(ここではn及びmは1から4までの整数)。
また、行列Dは次の式(19)で表される。
Here, the diagonal component of the inductance matrix L is self-inductance. For example, n rows and n columns of the inductance matrix L are self-inductances of the n-th antenna (where n is an integer from 1 to 4). The off-diagonal component of the inductance matrix L is the mutual inductance between the corresponding inductors. For example, n rows and m columns of the inductance matrix L are mutual inductances of the nth antenna and the mth antenna (here, n and m are integers from 1 to 4).
The matrix D is expressed by the following equation (19).
行列Dの四つの固有値λを成分とするベクトルUは次の式(20)で表される。 A vector U whose components are the four eigenvalues λ of the matrix D is expressed by the following equation (20).
行列Dの四つの大きさ1の固有ベクトルXそれぞれを列ベクトルとして、その四つの列ベクトルを成分とする行列Vは次の式(21)で表される。 A matrix V having each of the four eigenvectors X having a magnitude of 1 of the matrix D as column vectors and having the four column vectors as components is expressed by the following equation (21).
行列Dの固有値λが最大値0.576371をとるときに、送電装置から供給されるエネルギーが一定の下で、受電装置が受電するエネルギーが最大になる。行列Dの固有値λの最大値が第2列なので、式(21)の行列Vにおいて固有値λの最大値の列番号と同じ第2列の列ベクトルが、その固有値λの最大値に対応する行列Dの固有ベクトルXである。式(21)の行列Vのn番目の行の成分は、n番目のアンテナに対応している。第2列の列ベクトルの各行は、対応するアンテナに流す電流の比を表している。よって、I[1]:I[2]:I[3]:I[4]=0.136j:0.693j:0.693:0.136であるときに、送電装置から供給されるエネルギーが一定の下で、受電装置が受電するエネルギーが最大になる。ここで、各受電装置の電源の電流は、各送電装置の電流から90度遅れる。また、第1の送電装置11の電源111の振幅と第2の受電装置22の電源221の振幅は同一である。第2の送電装置12の電源121の振幅と第1の受電装置21の電源211の振幅は同一である。
When the eigenvalue λ of the matrix D takes the maximum value 0.576371, the energy received by the power receiving apparatus is maximized under a constant energy supplied from the power transmitting apparatus. Since the maximum value of the eigenvalue λ of the matrix D is the second column, the column vector of the second column that is the same as the column number of the maximum value of the eigenvalue λ in the matrix V of Equation (21) corresponds to the maximum value of the eigenvalue λ. This is the eigenvector X of D. The component in the nth row of the matrix V in Expression (21) corresponds to the nth antenna. Each row of the column vector of the second column represents a ratio of currents flowing through the corresponding antenna. Therefore, when I [1]: I [2]: I [3]: I [4] = 0.136j: 0.693j: 0.693: 0.136, the energy supplied from the power transmission apparatus is Under certain conditions, the energy received by the power receiving device is maximized. Here, the current of the power source of each power receiving device is delayed by 90 degrees from the current of each power transmitting device. Further, the amplitude of the
この例において、第1の送電装置11の電源111は、例えば式(21)の行列Vの1行2列の0.136jに予め決められた係数Kを乗じた値の電流を流す。第2の送電装置12の電源121は、例えば式(21)の行列Vの2行2列の0.693jに係数Kを乗じた値の電流を流す。第3の受電装置21の電源211は、例えば式(21)の行列Vの3行2列の0.693に係数Kを乗じた値の電流を流す。第4の受電装置21の電源211は、例えば式(21)の行列Vの4行2列の0.136に係数Kを乗じた値の電流を流す。
In this example, the
<x1=0.8[m]>
続いて、親機のアンテナと子機のアンテナ間のx方向の位置の違いx1が0.8mの場合について説明する。インダクタンス行列Lは、次の式(22)で表される。
<X 1 = 0.8 [m]>
Subsequently, the difference x 1 position in the x direction between the antenna of the master unit antenna and the slave unit will be described for the case of 0.8 m. The inductance matrix L is expressed by the following equation (22).
ここで、インダクタンス行列Lの対角成分が自己インダクタスである。例えば、インダクタンス行列Lのn行n列は、n番目のアンテナの自己インダクタスである(ここではnは1から4までの整数)。また、インダクタンス行列Lの非対角成分が対応するアンテナ間の相互インダクタンスである。例えば、インダクタンス行列Lのn行m列は、n番目のアンテナとm番目のアンテナの相互インダクタスである(ここではn及びmは1から4までの整数)。
また、行列Dは次の式(23)で表される。
Here, the diagonal component of the inductance matrix L is self-inductance. For example, n rows and n columns of the inductance matrix L are self-inductances of the n-th antenna (where n is an integer from 1 to 4). The off-diagonal component of the inductance matrix L is the mutual inductance between the corresponding antennas. For example, n rows and m columns of the inductance matrix L are mutual inductances of the nth antenna and the mth antenna (here, n and m are integers from 1 to 4).
The matrix D is represented by the following equation (23).
行列Dの四つの固有値λを成分とするベクトルUは次の式(24)で表される。 A vector U having the four eigenvalues λ of the matrix D as components is expressed by the following equation (24).
行列Dの四つの大きさ1の固有ベクトルXそれぞれを列ベクトルとして、その四つの列ベクトルを成分とする行列Vは次の式(25)で表される。
A matrix V having each of the four eigenvectors X having the
行列Dの固有値λの最大値0.317939のときに、送電装置から供給されるエネルギーが一定の下で、受電装置が受電するエネルギーが最大になる。行列Dの固有値λの最大値が第2列なので、それに対応する行列Dの固有ベクトルXは、式(25)の行列Vの第2列の列ベクトルである。式(25)の行列Vのn番目の行の成分は、n番目のアンテナに対応している。第2列の列ベクトルの各行は、対応するアンテナに流す電流の比を表している。よって、I[1]:I[2]:I[3]:I[4]=−0.00185j:0.707104j:0.707104:−0.00185であるときに、送電装置から供給されるエネルギーが一定の下で、受電装置が受電するエネルギーが最大になる。また、第1の送電装置11の電源111の振幅と第2の受電装置22の電源221の振幅は同一である。第2の送電装置12の電源121の振幅と第1の受電装置21の電源211の振幅は同一である。
When the maximum value of the eigenvalue λ of the matrix D is 0.317939, the energy received by the power receiving apparatus is maximized while the energy supplied from the power transmitting apparatus is constant. Since the maximum value of the eigenvalue λ of the matrix D is the second column, the corresponding eigenvector X of the matrix D is the column vector of the second column of the matrix V in Expression (25). The component in the nth row of the matrix V in Expression (25) corresponds to the nth antenna. Each row of the column vector of the second column represents a ratio of currents flowing through the corresponding antenna. Therefore, when I [1]: I [2]: I [3]: I [4] = − 0.00185j: 0.707104j: 0.707104: −0.00185, the power is supplied from the power transmission apparatus. Under the constant energy, the energy received by the power receiving device is maximized. Further, the amplitude of the
この例において、第1の送電装置11の電源111は、例えば式(25)の行列Vの1行2列の−0.00185jに予め決められた係数Kを乗じた値の電流を流す。第2の送電装置12の電源121は、例えば式(25)の行列Vの2行2列の0.707104jに係数Kを乗じた値の電流を流す。第3の受電装置21の電源211は、例えば式(25)の行列Vの3行2列の0.707104に係数Kを乗じた値の電流を流す。第4の受電装置21の電源211は、例えば式(25)の行列Vの4行2列の−0.00185に係数Kを乗じた値の電流を流す。
In this example, the
<x1=1.0[m]>
続いて、親機のアンテナと子機のアンテナ間のx方向の位置の違いx1が1.0mの場合について説明する。インダクタンス行列Lは、次の式(26)で表される。
<X 1 = 1.0 [m]>
Subsequently, the difference x 1 position in the x direction between the antenna of the master unit antenna and the slave unit will be described for the case of 1.0 m. The inductance matrix L is expressed by the following equation (26).
ここで、インダクタンス行列Lの対角成分が自己インダクタスである。例えば、インダクタンス行列Lのn行n列は、n番目のアンテナの自己インダクタスである(ここではnは1から4までの整数)。また、インダクタンス行列Lの非対角成分が対応するインダクタ間の相互インダクタンスである。例えば、インダクタンス行列Lのn行m列は、n番目のアンテナとm番目のアンテナの相互インダクタスである(ここではn及びmは1から4までの整数)。
また、行列Dは次の式(27)で表される。
Here, the diagonal component of the inductance matrix L is self-inductance. For example, n rows and n columns of the inductance matrix L are self-inductances of the n-th antenna (where n is an integer from 1 to 4). The off-diagonal component of the inductance matrix L is the mutual inductance between the corresponding inductors. For example, n rows and m columns of the inductance matrix L are mutual inductances of the nth antenna and the mth antenna (here, n and m are integers from 1 to 4).
The matrix D is expressed by the following equation (27).
行列Dの四つの固有値λを成分とするベクトルUは次の式(28)で表される。 A vector U having four eigenvalues λ of the matrix D as components is expressed by the following equation (28).
行列Dの四つの大きさ1の固有ベクトルXそれぞれを列ベクトルとして、その四つの列ベクトルを成分とする行列Vは次の式(29)で表される。 A matrix V having each of the four eigenvectors X of the size D of the matrix D as column vectors and having the four column vectors as components is expressed by the following equation (29).
行列Dの固有値λの最大値0.317939のときに、送電装置から供給されるエネルギーが一定の下で、受電装置が受電するエネルギーが最大になる。行列Dの固有値λの最大値が第2列なので、それに対応する行列Dの固有ベクトルXは、式(29)の行列Vの第2列の列ベクトルである。式(29)の行列Vのn番目の行の成分は、n番目のアンテナに対応している。第2列の列ベクトルの各行は、対応するアンテナに流す電流の比を表している。よって、I[1]:I[2]:I[3]:I[4]=−0.0753j:0.703j:0.703:−0.0753であるときに、送電装置から供給されるエネルギーが一定の下で、受電装置が受電するエネルギーが最大になる。第1の送電装置11の電源111の振幅と第2の受電装置22の電源221の振幅は同一である。第2の送電装置12の電源121の振幅と第1の受電装置21の電源211の振幅は同一である。
When the maximum value of the eigenvalue λ of the matrix D is 0.317939, the energy received by the power receiving apparatus is maximized while the energy supplied from the power transmitting apparatus is constant. Since the maximum value of the eigenvalue λ of the matrix D is the second column, the corresponding eigenvector X of the matrix D is the column vector of the second column of the matrix V in Expression (29). The component in the nth row of the matrix V in Expression (29) corresponds to the nth antenna. Each row of the column vector of the second column represents a ratio of currents flowing through the corresponding antenna. Therefore, when I [1]: I [2]: I [3]: I [4] = − 0.0753j: 0.703j: 0.703: −0.0753, the power is supplied from the power transmission apparatus. Under the constant energy, the energy received by the power receiving device is maximized. The amplitude of the
この例において、第1の送電装置11の電源111は、例えば式(29)の行列Vの1行2列の−0.0753jに予め決められた係数Kを乗じた値の電流を流す。第2の送電装置12の電源121は、例えば式(29)の行列Vの2行2列の0.703jに係数Kを乗じた値の電流を流す。第3の受電装置21の電源211は、例えば式(29)の行列Vの3行2列の0.703に係数Kを乗じた値の電流を流す。第4の受電装置21の電源211は、例えば式(29)の行列Vの4行2列の−0.0753に係数Kを乗じた値の電流を流す。
In this example, the
以上、第1の実施形態における非接触給電システム1は、2台の送電装置と、該2台の送電装置から磁界により非接触でエネルギーを受電する2台の受電装置とを備える。そして、各送電装置及び各受電装置は、アンテナと、該アンテナ間のインピーダンスに関する情報であるインピーダンス情報に基づいて決定された電力をアンテナに供給する電源と、を備える。ここで、インピーダンス情報は、インピーダンス及びアドミッタンスを含む。より詳細には、上記電力は、インピーダンス情報を参照して算出された固有ベクトルに基づいて決定されている。
これにより、各電源は、アンテナ間の位置関係に応じて適切な電流または電圧をアンテナに供給することができるので、伝送効率を向上させることができる。
As described above, the contactless
Thereby, each power supply can supply an appropriate electric current or voltage to the antenna according to the positional relationship between the antennas, so that transmission efficiency can be improved.
更に詳細には、アンテナ間のインピーダンス行列またはアドミッタンス行列を行列Aとして行列Aのn行m列の成分(n,mは整数)をA[n,m](A[n,m]は実数であり、A[n,m]=A[m,n])とするとき、行列Bを(Np+Nc)×(Np+Nc)次元のエルミート行列とし(但し、Npは送電装置の数、Ncは受電装置の数)、nが送電装置かつmが受電装置を表すとき行列Bのn行m列の成分B[n,m]=A[n,m]/2とし、nが送電装置かつmが受電装置を表すとき成分B[n,m]=A×[n,m]/2=A×[m,n]/2とし、n及びmが受電装置を表すとき成分B[n,m]=Re[A[n,m]]とし、n及びmが送電装置を表すとき成分B[n,m]=0とし、行列Cの二乗C2をエルミート行列とし、行列D=(C−1)〜BC−1(ここで、〜は転置を表す)の固有ベクトルをXとするとき、各送電装置及び各受電装置が備える電源はそれぞれ行列CXの成分のうち該電源が対応する成分に比例する電流または電圧を該電源が接続されたアンテナに供給する。
これにより、各電源は、アンテナ間の位置関係に応じて適切な電流または電圧をアンテナに供給することができるので、伝送効率を向上させることができる。
More specifically, an impedance matrix or admittance matrix between antennas is defined as a matrix A, and an n-by-m component (n and m are integers) of the matrix A is represented by A [n, m] (A [n, m] is a real number. Yes, when A [n, m] = A [m, n]), the matrix B is a Hermitian matrix of (Np + Nc) × (Np + Nc) dimensions (where Np is the number of power transmission devices and Nc is the number of power reception devices) Number), when n represents a power transmitting device and m represents a power receiving device, the component B [n, m] = A [n, m] / 2 of n rows and m columns of the matrix B is set, where n is the power transmitting device and m is the power receiving device. Component B [n, m] = A × [n, m] / 2 = A × [m, n] / 2, and component B [n, m] = Re when n and m represent a power receiving device [A [n, m]], where n and m represent power transmission devices, the component B [n, m] = 0, and the square C 2 of the matrix C is Hermitian matrix When the eigenvector of the matrix D = (C −1 ) to BC −1 (where “−” represents transposition) is X, the power sources included in each power transmission device and each power reception device are components of the matrix CX, respectively. The power supply supplies a current or voltage proportional to the corresponding component to the antenna to which the power supply is connected.
Thereby, each power supply can supply an appropriate electric current or voltage to the antenna according to the positional relationship between the antennas, so that transmission efficiency can be improved.
その際、各電源は、一例として行列Dの固有値のうち最大固有値に対応する規格化された固有ベクトルに比例した電流または電圧を該電源が接続されたアンテナに供給する。これにより、アンテナ間の位置関係に応じて、送電装置から供給されるエネルギーが一定の下で、受電装置のアンテナに流す電流を最大にすることができるので、伝送効率を最大にすることができる。 At this time, each power supply supplies, as an example, a current or voltage proportional to a normalized eigenvector corresponding to the maximum eigenvalue among eigenvalues of the matrix D to the antenna to which the power supply is connected. Thereby, according to the positional relationship between the antennas, the current supplied to the antenna of the power receiving device can be maximized under a constant energy supplied from the power transmitting device, so that the transmission efficiency can be maximized. .
なお、第1の実施形態では、一例として、非接触給電システム1は、2台の送電装置と2台の受電装置とを備えるとしたが、これに限ったものではない。非接触給電システム1は、1台または3台以上の送電装置を備えてもよい。また、非接触給電システム1は、1台または3台以上の受電装置を備えてもよい。すなわち、非接触給電システム1は、一台以上の送電装置と、一台以上の受電装置とを備えればよい。
In the first embodiment, as an example, the non-contact
また、本実施形態では、電源は、行列Dの最大固有値に対応する固有ベクトルに比例する電流を生成したが、これに限らず、電源は、行列Dの最大固有値に対応する規格化された固有ベクトルから予め決められたずれ量Δだけずれたベクトルに比例する電流を生成してもよい。以下、許容される最大のズレ量Δmaxについて説明する。
f=[f1,…,fNp+Nc] 〜を大きさ1のベクトル、F=[F1,…,FNp+Nc] 〜を大きさ1の固有ベクトル(以下、規格化固有ベクトルともいう)とすると、固有ベクトルのずれ量Δは、次の式(30)で定義される。
In this embodiment, the power supply generates a current proportional to the eigenvector corresponding to the maximum eigenvalue of the matrix D. However, the power supply is not limited to this, and the power supply is derived from the normalized eigenvector corresponding to the maximum eigenvalue of the matrix D. A current proportional to a vector shifted by a predetermined shift amount Δ may be generated. Hereinafter, the maximum allowable deviation amount Δmax will be described.
f = [f 1, ..., f Np + Nc] ~ a
ここで、nはインデックスであり、Npは送電装置の数で、Ncは受電装置の数である。|f|=1、|F|=1よりこの二つのベクトルfとFは、半径1のNp+Nc次元の球体の球面上にある。固有ベクトルFが最大固有値λの固有ベクトルとするとき、ベクトルfに固有値−λの固有ベクトルF’が混入したときに、次の式(31)で定義される行列の二次形式が最も小さくなる。 Here, n is an index, Np is the number of power transmission devices, and Nc is the number of power reception devices. Since | f | = 1 and | F | = 1, these two vectors f and F are on the spherical surface of an Np + Nc-dimensional sphere having a radius of 1. When the eigenvector F is the eigenvector of the maximum eigenvalue λ, when the eigenvector F ′ having the eigenvalue −λ is mixed into the vector f, the secondary form of the matrix defined by the following equation (31) is the smallest.
このとき、ベクトルfへの固有ベクトルF’の混入量が半分を超えた場合すなわちベクトルfがf=(1/√2)F+aF’(ここで|a|>1/√2)で表される場合、式(31)で示された行列の二次形式が0より小さくなる。ベクトルfへの固有ベクトルF’の混入量が半分の時のズレ量Δを、許容される最大のズレ量Δmaxとする。この場合、f=(√2)/2(F+F’)であるから最大のズレ量Δmaxは、|f−F|=|(1/√2)F+(1/√2)F’−F|=√(2−√2)=√0.586=0.766である。このことから、各電源が生成する電流値または電圧値は、規格化固有ベクトルFを基準として予め決められた範囲のベクトルに、左から行列Cを乗じて得た行列の各成分に比例する。規格化固有ベクトルFを基準として予め決められた範囲のベクトルと規格化固有ベクトルFの差のベクトルの大きさは、規格化固有ベクトルFの対応する成分の0.766(=√(2−√2)=√(0.586))倍以下である。換言すれば、規格化固有ベクトルを基準として予め決められた範囲のベクトルと前記規格化固有ベクトルの差のベクトルの大きさの二乗は2−√2以下である。 At this time, when the mixing amount of the eigenvector F ′ into the vector f exceeds half, that is, the vector f is expressed by f = (1 / √2) F + aF ′ (where | a |> 1 / √2). , The quadratic form of the matrix represented by equation (31) is smaller than zero. The deviation amount Δ when the mixing amount of the eigenvector F ′ into the vector f is half is set as the maximum allowable deviation amount Δmax. In this case, since f = (√2) / 2 (F + F ′), the maximum deviation amount Δmax is | f−F | = | (1 / √2) F + (1 / √2) F′−F | = √ (2−√2) = √0.586 = 0.766. From this, the current value or voltage value generated by each power supply is proportional to each component of the matrix obtained by multiplying the vector in a predetermined range with the normalized eigenvector F as a reference by the matrix C from the left. The magnitude of the difference vector between the vector in a predetermined range with respect to the normalized eigenvector F and the normalized eigenvector F is 0.766 (= √ (2−√2) = the corresponding component of the normalized eigenvector F. √ (0.586)) times or less. In other words, the square of the magnitude of the vector of the difference between the vector in a predetermined range based on the normalized eigenvector and the normalized eigenvector is 2-√2 or less.
<第2の実施形態>
続いて、第2の実施形態について説明する。図2は、第2の実施形態における非接触給電システム2の構成を示す概略ブロック図である。図1と同一の要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。非接触給電システム2は、送電システム30と受電システム40とを備える。また、送電システム30と受電システム40が備える各アンテナの位置関係は第1の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。また、各アンテナのインダクタンス及び相互インダクタンスは第1の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
<Second Embodiment>
Next, the second embodiment will be described. FIG. 2 is a schematic block diagram showing the configuration of the non-contact
送電システム30は、第1の送電装置31と第2の送電装置32と第1の制御部33と同期信号生成部13を備える。以下、第1の送電装置31、第2の送電装置32それぞれを親機ともいう。第1の送電装置31は、図1に示す第1の実施形態の第1の送電装置11に比べて電圧計113が追加されたものになっている。電圧計113は、アンテナ112の両端の電圧を計測し、計測により得られた電圧を示す第1電圧情報を第1の制御部33へ出力する。
The
第2の送電装置32は、図1に示す第1の実施形態の第2の送電装置12に比べて電圧計123が追加されたものになっている。電圧計123は、アンテナ122の両端の電圧を計測し、計測により得られた電圧を示す第2電圧情報を第1の制御部33へ出力する。
第1の制御部33は、例えば、電圧計113から入力された第1電圧情報が示す電圧と電圧計123から入力された第2電圧情報が示す電圧を参照して、電源111の電流と電源121の電流を制御する。第1の制御部33の処理の詳細は、後述する。
The second
For example, the
受電システム40は、第1の受電装置41と第2の受電装置42と第2の制御部43とを備える。以下、第1の受電装置41、第2の受電装置42それぞれを子機ともいう。第1の受電装置41は、図1に示す第1の実施形態の第1の受電装置21に比べて電圧計213が追加されたものになっている。電圧計213は、アンテナ212の両端の電圧を計測し、計測により得られた電圧を示す第3電圧情報を第2の制御部43へ出力する。
The
第2の受電装置42は、図1に示す第1の実施形態の第2の受電装置22に比べて電圧計223が追加されたものになっている。電圧計223は、アンテナ222の両端の電圧を計測し、計測により得られた電圧を示す第4電圧情報を第2の制御部43へ出力する。
第2の制御部43は、例えば、電圧計213から入力された第3電圧情報が示す電圧と電圧計223から入力された第4電圧情報が示す電圧を参照して、電源211の電流と電源221の電流を制御する。第2の制御部43の処理の詳細は、後述する。
The second power receiving device 42 is obtained by adding a
For example, the
図3は、第2の実施形態における第1の制御部33の構成を示す概略ブロック図である。第1の制御部33は、第1の抽出部(抽出部)331と第1の規格化部(規格化部)332と第1の電源制御部(電源制御部)333とを備える。第1の抽出部331は、電圧計113から第1電圧情報を取得する。第1の抽出部331は、取得した第1電圧情報が示す電圧と同相の電流成分を抽出する。また、第1の抽出部331は、電圧計123から第2電圧情報を取得する。第1の抽出部331は、取得した第2電圧情報が示す電圧と同相の電流成分を抽出する。第1の抽出部331は、上記の処理を例えば、以下の処理により行う。第1の抽出部331は、例えばアンテナ112にかかる電圧とアンテナ122にかかる電圧とを成分とする電圧ベクトルを取得し、その電圧ベクトルと同相の電流成分を抽出する。
FIG. 3 is a schematic block diagram showing the configuration of the
第1の規格化部332は、第1の抽出部331が抽出した電流成分それぞれに、該電流成分に対応する電源が現在生成している電流値に正の定数を乗じた値を加える。そして、第1の規格化部332は、加えることで得た値を送電装置間で規格化する。その際、第1の規格化部332は、例えば電源111と電源121が生成する電流の二乗和が、受電システム40の電源211と電源221が生成する電流の二乗和と同じ値(例えば、0.5)になるように規格化する。
The
第1の電源制御部333は、第1の規格化部332が規格化した後の電流を電源111と電源121が生成するよう電源111と電源121を制御する。その後、第1の抽出部331と第1の規格化部332と第1の電源制御部333とは上述した処理を繰り返す。このように第1制御部33は、上述した処理を繰り返すことにより、第1の規格化部332が規格化した後の電流を、第1の実施形態で説明した行列Dの最大固有値に対応する固有ベクトルに徐々に収束させることができる。但し、最初は、第1の電源制御部333は、第1の抽出部331が電流成分を抽出する前に、電源111と電源121に、それぞれに対して予め決められている初期の電流を生成するよう電源111と電源121を制御する。電源111の初期の電流は例えば0.25Aで、電源121の初期の電流は例えば−0.5Aである。
The first power
図4は、第2の実施形態における第2の制御部43の構成を示す概略ブロック図である。第2の制御部43は、第2の抽出部(抽出部)431と第2の規格化部(規格化部)432と第2の電源制御部(電源制御部)433とを備える。
第2の抽出部431は、第1の抽出部と同様の機能を有する。第2の抽出部431は、電圧計213から第3電圧情報を取得する。第2の抽出部431は、第3電圧情報が示す電圧と同相の電流成分を抽出する。また、第2の抽出部431は、電圧計223から第4電圧情報を取得する。第2の抽出部431は、取得した第4電圧情報が示す電圧と同相の電流成分を抽出する。第2の抽出部431は、上記の処理を例えば、以下の処理により行う。第2の抽出部431は、アンテナ212にかかる電圧とアンテナ222にかかる電圧とを成分とする電圧ベクトルを取得し、その電圧ベクトルと同相の電流成分を抽出する。
FIG. 4 is a schematic block diagram illustrating a configuration of the
The
第2の規格化部432は、第2の抽出部431が抽出した電流成分それぞれに、該電流成分に対応する電源が現在生成している電流値に負の定数を乗じた値を加える。そして、第2の規格化部432は、加えることで得た値を送電装置間で規格化する。その際、第2の規格化部432は、例えば電源211と電源221が生成する電流の二乗和が、送電システム30の電源111と電源121が生成する電流の二乗和と同じ値(例えば、0.5)になるように規格化する。
The
第2の電源制御部433は、第2の規格化部432が規格化した後の電流を電源211と電源221が生成するよう電源211と電源221を制御する。その後、第2の抽出部431と第2の規格化部432と第2の電源制御部433とは上述した処理を繰り返す。このように第2の制御部43は、上述した処理を繰り返すことにより、第2の規格化部432が規格化した後の電流を、第1の実施形態で説明した行列Dの最大固有値に対応する固有ベクトルに徐々に収束させることができる。但し、最初は、第2の電源制御部433は、第2の抽出部431が電流成分を抽出する前に、電源211と電源221それぞれに対して予め決められている初期の電流を生成するよう電源211と電源221を制御する。電源211の初期の電流は例えば、実行値が−1Aで電源111よりも90度遅れた電流である。電源221の初期の電流は例えば、実行値が−0.5Aで例えば電源121よりも90度遅れた電流である。
The second power
<第1の制御部33と第2の制御部43の処理の原理>
続いて、第1の制御部33と第2の制御部43で電流値を繰り返し更新することで、更新後の電流が行列Dの最大固有値に対応する固有ベクトルに徐々に収束させることができる原理について説明する。
<Principle of processing of
Subsequently, the principle that the updated current can be gradually converged to the eigenvector corresponding to the maximum eigenvalue of the matrix D by repeatedly updating the current value in the
送電装置及び受電装置の回路の抵抗成分が十分に小さい場合、インピーダンスの実部である抵抗成分を無視できるので、インピーダンス行列Aは次の式(32)で表される。ここで添え字pは親機を表しcは子機を表す。 When the resistance component of the circuit of the power transmission device and the power reception device is sufficiently small, the resistance component that is the real part of the impedance can be ignored, and thus the impedance matrix A is expressed by the following equation (32). Here, the subscript p represents the parent device and c represents the child device.
ここで、Zppは親機同士の相互インピーダンスで、Zpcは親機と子機間の相互インピーダンスある。Zpcの上に符号〜が付された記号Zpc 〜は、Zpcの転置である。Zccは子機同士の相互インピーダンスである。Xppは親機同士の相互リアクタンスである。Xccは子機同士の相互リアクタンスである。Xpcは親機と子機間の相互リアクタンスである。ここでXpp、Xpc、Xccは実行列である。
このとき、行列Bは次の式(33)で表される。
Here, Z pp in mutual impedance between the master unit, Z pc is the mutual impedance between the master unit and the slave unit. Symbol Z pc ~ sign ~ is attached to the top of the Z pc is the transpose of Z pc. Z cc is the mutual impedance between the slave units. Xpp is the mutual reactance between the parent devices. X cc is the mutual reactance between the slave units. X pc is a mutual reactance between the parent device and the child device. Here, X pp , X pc , and X cc are execution columns.
At this time, the matrix B is expressed by the following equation (33).
C2が次の式(34)で表される場合のように、子機、親機間の成分が0であれば、行列Dは次の式(35)で表されるように親機同士の成分、子機同士の成分は0になる。
As in the case C 2 is represented by the following formula (34), the slave unit, if the component between the
行列Cが単位行列の時は、行列Dは次の式(36)で表される。 When the matrix C is a unit matrix, the matrix D is represented by the following formula (36).
行列Dの固有値をλとすると、次の式(37)が成り立つ。 When the eigenvalue of the matrix D is λ, the following equation (37) is established.
ここで、[Ip,Ic] 〜は行列Dの固有ベクトルである。Ipは、行列Dの固有ベクトルのうち各親機を流れる電流を成分とするベクトルである。Icは、列Dの固有ベクトルのうち各子機を流れる電流を成分とするベクトルである。また、この式(37)を分解すると、次の式(38)で表される。 Here, [I p , I c ] ˜ are eigenvectors of the matrix D. I p is a vector whose component is the current flowing through each parent unit among the eigenvectors of the matrix D. I c is a vector whose component is a current flowing through each slave unit among the eigenvectors of column D. Further, when this equation (37) is decomposed, it is expressed by the following equation (38).
式(37)のそれぞれの式に、当該式を転置し複素共役をとったベクトルを乗じると、次の式(39)で表される。 When each expression of Expression (37) is multiplied by a vector obtained by transposing the expression and taking a complex conjugate, it is expressed by the following Expression (39).
式(38)の向かって左の式からベクトルIcを算出し、算出したベクトルIcを向かって右の式に代入する。式(38)の向かって右の式からベクトルIpを算出し、算出したベクトルIpを向かって左の式に代入する。すると、次の式(40)が成り立つ。 The vector I c is calculated from the left equation toward the equation (38), and the calculated vector I c is substituted into the right equation. The vector I p is calculated from the right equation toward the equation (38), and the calculated vector I p is substituted into the left equation. Then, the following equation (40) is established.
式(40)にそれぞれ左からIc *〜、Ip *〜を乗じると、次の式(41)が成り立つ。ここで、Ic *〜はIc *の上に符号〜が付されたもので、Icの複素共役Ic *を転置したベクトルである。Ip *〜はIp *の上に符号〜が付されたもので、Ipの複素共役Ip *を転置したベクトルである。 When the formula (40) is multiplied by I c * ˜ and I p * ˜ from the left, the following formula (41) is established. Here, I c * ~ intended to code-is attached on the I c *, is a vector obtained by transposing the complex conjugate I c * of I c. I p * ~ intended to code-is attached on the I p *, is a vector obtained by transposing the complex conjugate I p * of I p.
式(40)と式(41)より、次の式(42)が成り立つ。 From the equations (40) and (41), the following equation (42) is established.
これは、行列Dの固有ベクトルに含まれる親機の電流成分の二乗和と、行列Dの固有ベクトルに含まれる子機の電流成分の二乗和が等しいことを表す。よって、第1の規格化部332による、電流の規格化処理は親機成分同士で行えることを示している。同様に、第2の規格化部432による、電流の規格化処理は子機成分同士で行えることを示している。これは親機と子機間で、規格化のために情報のやり取りが不要なことを示している。
This indicates that the sum of squares of the current components of the parent device included in the eigenvector of the matrix D is equal to the sum of squares of the current components of the child devices included in the eigenvector of the matrix D. Therefore, it is shown that the current normalization processing by the
式(37)が成り立つと、次の式(43)が成立する。 When equation (37) is established, the following equation (43) is established.
よって、λが固有値であれば、−λも固有値となる。すなわち、最大の絶対値を持つ固有値は±λの2つある。[Ip,Ic] 〜を0でない任意のベクトルとすると(ここで、〜は転置を表す)、次の式(44)は、絶対値が最大の固有値がはる固有空間に収束する。 Therefore, if λ is an eigenvalue, −λ is also an eigenvalue. That is, there are two eigenvalues having the maximum absolute value of ± λ. When [I p , I c ] ˜ is an arbitrary vector other than 0 (where “ ˜” represents transposition), the following equation (44) converges to the eigenspace in which the eigenvalue having the maximum absolute value appears.
一方αを正の数とすると、次の式(45)の固有値は最大の(α+λ)nに漸近するので、[Ip,Ic] 〜は正の最大固有値に対応する固有ベクトルに収束する。 On the other hand, if α is a positive number, the eigenvalue of the following equation (45) asymptotically approaches the maximum (α + λ) n , and [I p , I c ] ˜ converges to the eigenvector corresponding to the positive maximum eigenvalue.
そこで、次に示す図5のフローチャートの処理で[Ip,Ic] 〜を、次の式(46)で表される行列の正の最大固有値に対応する固有ベクトルに収束させることができる。 Therefore, [I p , I c ] ˜ can be converged to the eigenvector corresponding to the maximum positive eigenvalue of the matrix represented by the following equation (46) by the processing of the flowchart of FIG.
続いて、図5は、第2の実施形態における第1の制御部33及び第2の制御部43の処理の流れの一例を示すフローチャートである。
(ステップS101)第1の制御部33はベクトルIpが示す電流を回路に流す。このとき、ベクトルIpに含まれる電流は全て同位相である。
(ステップS102)ステップS101と並行して、第2の制御部43はベクトルIcが示す電流を回路に流す。このとき、ベクトルIcに含まれる電流は全て同位相である。またベクトルIcに含まれる電流の位相は、ベクトルIpに含まれる電流より90°遅れる。
(ステップS103)第1の制御部33はアンテナにかかる電圧成分からなる電圧ベクトルVpを取得し、電圧ベクトルVpと同相の電流成分を抽出する。
(ステップS104)ステップS103と並行して、第2の制御部43はアンテナにかかる電圧成分からなる電圧ベクトルVcを取得し、電圧ベクトルVcと同相の電流成分を抽出する。
(ステップS105)第1の制御部33はベクトルIpの成分にそのベクトルIpの成分に正の定数を乗じた値を加える。そして、第1の制御部33は、加えることで得た値を子機内で規格化する。
(ステップS106)ステップS105と並行して、第2の制御部43はベクトルIcの成分に、そのベクトルIcの成分に正の定数を乗じた値を加える。そして、第2の制御部43は、加えることで得た値を子機内で規格化する。
(ステップS107)第1の制御部33は、その規格化して得たベクトルの成分を次のベクトルIpとし、ステップS101の処理に戻り、ステップS101以降の処理を繰り返す。
(ステップS108)ステップS107と並行して、第2の制御部43はその規格化して得たベクトルの成分を次のベクトルIcとし、ステップS102の処理に戻り、ステップS102以降の処理を繰り返す。以上で、本フローチャートの説明を終了する。
Next, FIG. 5 is a flowchart illustrating an example of a processing flow of the
(Step S101) The
(Step S102) in parallel with the step S101, the
(Step S103) The
(Step S104) in parallel with the step S103, the
(Step S105) The
(Step S106) in parallel with the step S105, the
(Step S107) The
(Step S108) in parallel with the step S107, the
このように、非接触給電システム2は、給電をしながらステップS101以降の処理及びステップS102以降の処理を繰り替えすことで、各電源が生成する各電流値を、行列Dの最大固有値に対応する固有ベクトルの各成分に近づけることができる。これにより、送電装置間の位置関係、受電装置間の位置関係、または送電装置と受電装置との間の位置関係が時刻の経過とともに変更されたとしても、その変更に追従して各電源が生成する各電流値を更新する。その結果、非接触給電システム2は、各電源が生成する各電流値を、変更後の位置関係における行列Dの最大固有値に対応する固有ベクトルの各成分に近づけることができるので、位置関係が時刻の経過とともに変更されたとしてもエネルギーの伝送効率を向上させることができる。
In this way, the non-contact
なお、非接触給電システム2は、第1の制御部33と第2の制御部43は、上述した更新処理により、各電源が生成する各電流値が、行列Dの最大固有値に対応する固有ベクトルの各成分を基準として決められた範囲(例えば、固有ベクトルの各成分±ΔI、但しΔIは予め決められた値)に収まった場合に、その電流値を各電源に流させるようにしてもよい。
In the non-contact
続いて、親機のアンテナと子機のアンテナ間のx方向の位置の違いx1が0.3のときに、上述した処理で固有ベクトルを反復して求めた結果の一例を図6を用いて説明する。図6は、反復回数とベクトルIpとベクトルIcとの組の一例を示す表である。同図において、同図の例ではベクトルIpは、電源111の電流に相当する成分、電源121の電流に相当する成分からなる。同図の例ではベクトルIcは、電源211の電流に相当する成分、及び電源221の電流に相当する成分からなる。
Then, when the difference x 1 in the x-direction position between the antennas of the base unit of the antenna and the handset is 0.3, an example of a result obtained by repeating the eigenvectors in the process described above with reference to FIG. 6 explain. Figure 6 is a table showing an example of a set of the number of iterations and the vector I p and the vector I c. In the figure, in the example of the figure, the vector I p is composed of a component corresponding to the current of the
ここで、第1の実施形態で示したように、親機のアンテナと子機のアンテナ間のx方向の位置の違いx1が0.3のときには、行列Dの最大固有値が0.60で、それに対応する固有ベクトルが[0.330365,0.625187,−0.625187j,−0.330365j]〜である。ベクトルIpの各成分は、それぞれ上記固有ベクトルの1列目の成分及び2列目の成分に、反復回数が増える毎に徐々に近づいている。ベクトルIcの各成分は、それぞれ上記固有ベクトルの3列目の成分及び4列目の成分に反復回数が増える毎に徐々に近づいている。よって、上述した反復処理により、ベクトルIpとベクトルIcが行列Dの最大固有値に対応する固有ベクトルに収束する。ここで、初期値は[0.2,0.4,−0.8j,−0.4j]〜であり、このベクトルと固有ベクトルとの差のベクトルの絶対値は0.79である。この値は、上述した最大のズレ量Δmax(=0.766)以下という範囲から外れている。 Here, as shown in the first embodiment, when the difference x 1 in x-direction position between the antennas of the base unit of the antenna and the handset is 0.3, the maximum eigenvalue of the matrix D of 0.60 and the corresponding eigenvectors [0.330365,0.625187, -0.625187j, -0.330365j] is ~. Each component of the vector Ip gradually approaches the first and second column components of the eigenvector as the number of iterations increases. Each component of the vector I c are respectively approached gradually every component and the number of iterations to a component of the fourth column of the third column of the eigenvector is increased. Therefore, the vector I p and the vector I c converge to the eigenvector corresponding to the maximum eigenvalue of the matrix D by the above-described iterative processing. Here, the initial value is [0.2,0.4, -0.8j, -0.4j] a ~, the absolute value of the vector of the difference between this vector and eigenvectors is 0.79. This value is out of the range of the above-described maximum deviation amount Δmax (= 0.766) or less.
以上、第2の実施形態における送電システム30は、第1の送電装置31と第2の送電装置32とを備える。第1の送電装置31は、磁界により非接触でエネルギーを供給するアンテナ112と、アンテナ112に電力を供給する電源111とを備える。また、第2の送電装置32は、磁界により非接触でエネルギーを供給するアンテナ122と、アンテナ122に電力を供給する電源121とを備える。
As described above, the
また、送電システム30において、第1の抽出部331は、アンテナ112及びアンテナ122にかかる電圧と同相の電流成分を抽出する。第1の規格化部332は、第1の抽出部331が抽出した電流成分に基づく値を、第1の送電装置31と第2の送電装置32の間で規格化する。第1の電源制御部333は、第1の規格化部332が規格化した後の電流それぞれを、電源111と電源121に生成させる。送電システム30は、上述した第1の抽出部331、第1の規格化部332、第1の電源制御部333の処理を繰り返す。これにより、第1の制御部33は、規格化した後の電流を行列Dの最大固有値に対応する固有ベクトルに含まれる対応する成分に近づかせることができる。
In the
また、受電システム40は、第1の受電装置41と第2の受電装置42とを備える。第1の受電装置41は、磁界により非接触でエネルギーを受電するアンテナ212と、該アンテナ212が受信したエネルギーに基づいて不図示の負荷に電力を供給する電源211とを備える。また、受電システム40は、第1の受電装置41と第2の受電装置42とを備える。第2の受電装置42は、磁界により非接触でエネルギーを受電するアンテナ222と、該アンテナ222が受信したエネルギーに基づいて不図示の負荷に電力を供給する電源221とを備える。
The
更に受電システム40において、第2の抽出部431は、アンテナ212とアンテナ222にかかる電圧と同相の電流成分を抽出する。第2の規格化部432は、第2の抽出部431が抽出した電流成分に基づく値を、第1の受電装置41と第2の受電装置42との間で規格化する。第2の電源制御部433は、第2の規格化部432が規格化した後の電流を電源に生成させる。受電システム40は、上述した第2の抽出部431、第2の規格化部432、第2の電源制御部433の処理を繰り返す。これにより、第2の制御部43は、規格化した後の電流を行列Dの最大固有値に対応する固有ベクトルに含まれる対応する成分に近づかせることができる。
Further, in the
送電システム30と受電システム40は、同じサイクルで上述した繰り返し処理を行うことで、電源111、121、212、222の電流を行列Dの最大固有値に対応する固有ベクトルの各成分に近づかせることができる。別の観点で言えば、送電システム30と受電システム40は、電源111、121、212、222の電流の比を、行列Dの最大固有値に対応する固有ベクトルの成分の比に近づかせることができる。各電源の電流の比が、行列Dの最大固有値に対応する固有ベクトルの成分の比に近づくほどエネルギー伝送効率が向上するので、送電システム30と受電システム40は、同じサイクルで上述した繰り返し処理を行うことで、エネルギー伝送効率を徐々に向上させることができる。
The
なお、第1の実施形態では、一例として、非接触給電システム2は、2台の送電装置と2台の受電装置とを備えるとしたが、これに限ったものではない。非接触給電システム1は、1台または3台以上の送電装置を備えてもよい。また、非接触給電システム2は、1台または3台以上の受電装置を備えてもよい。すなわち、非接触給電システム2は、一台以上の送電装置と一台以上の受電装置とを備えればよい。
In the first embodiment, as an example, the non-contact
なお、各実施形態では、送電システム10または30が、同期信号生成部13を備えるとしたが、これに限らず、受電システム20または40が同期信号生成部13を備えてもよい。
また、第2の実施形態の第1の制御部33または第2の制御部43の各処理を実行するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、当該記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより、第1の制御部33または第2の制御部43に係る上述した種々の処理を行ってもよい。
In each embodiment, the
Also, a program for executing each process of the
なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものであってもよい。また、「コンピュータシステム」は、WWWシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境(あるいは表示環境)も含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、フラッシュメモリ等の書き込み可能な不揮発性メモリ、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。 Here, the “computer system” may include an OS and hardware such as peripheral devices. Further, the “computer system” includes a homepage providing environment (or display environment) if a WWW system is used. The “computer-readable recording medium” means a flexible disk, a magneto-optical disk, a ROM, a writable nonvolatile memory such as a flash memory, a portable medium such as a CD-ROM, a hard disk built in a computer system, etc. This is a storage device.
さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ(例えばDRAM(Dynamic Random Access Memory))のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク(通信網)や電話回線等の通信回線(通信線)のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル(差分プログラム)であっても良い。 Further, the “computer-readable recording medium” refers to a volatile memory (for example, DRAM (Dynamic) in a computer system serving as a server or a client when a program is transmitted via a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line. Random Access Memory)) that holds a program for a certain period of time is also included. The program may be transmitted from a computer system storing the program in a storage device or the like to another computer system via a transmission medium or by a transmission wave in the transmission medium. Here, the “transmission medium” for transmitting the program refers to a medium having a function of transmitting information, such as a network (communication network) such as the Internet or a communication line (communication line) such as a telephone line. The program may be for realizing a part of the functions described above. Furthermore, what can implement | achieve the function mentioned above in combination with the program already recorded on the computer system, and what is called a difference file (difference program) may be sufficient.
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではない。各実施形態における各構成及びそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。また、本発明は実施形態によって限定されることはなく、特許請求の範囲によってのみ限定される。 As mentioned above, although embodiment of this invention was explained in full detail with reference to drawings, a specific structure is not restricted to this embodiment. Each configuration in each embodiment, a combination thereof, and the like are examples, and the addition, omission, replacement, and other changes of the configuration can be made without departing from the spirit of the present invention. Further, the present invention is not limited by the embodiments, and is limited only by the scope of the claims.
1、2 非接触給電システム
10、30 送電システム
11、31 第1の送電装置
12、32 第2の送電装置
13 同期信号生成部
20、40 受電システム
21 第1の受電装置
22 第2の受電装置
33 第1の制御部
43 第2の制御部
111 電源
112 アンテナ
113、123、213、223 電圧計
121 電源
122 アンテナ
211 電源
212 アンテナ
221 電源
222 アンテナ
331 第1の抽出部(抽出部)
332 第1の規格化部(規格化部)
333 第1の電源制御部(電源制御部)
431 第2の抽出部(抽出部)
432 第2の規格化部(規格化部)
433 第2の電源制御部(電源制御部)
DESCRIPTION OF
332 First standardization unit (standardization unit)
333 1st power supply control part (power supply control part)
431 Second extraction unit (extraction unit)
432 Second standardization unit (standardization unit)
433 Second power supply control unit (power supply control unit)
Claims (16)
各送電装置及び各受電装置は、
各送電装置及び各受電装置のアンテナ間のインピーダンスに関するインピーダンス情報に基づいて決定された電流または電圧を、前記アンテナに供給する電源を備える非接触給電システム。 A non-contact power feeding system including one or more power transmission devices and one or more power reception devices that receive energy from the power transmission device in a contactless manner by a magnetic field, and a total of the power transmission devices and the power reception devices is three or more Because
Each power transmission device and each power receiving device
A non-contact power feeding system including a power source that supplies current or voltage determined based on impedance information related to impedance between antennas of each power transmitting device and each power receiving device to the antenna.
前記アンテナ間のインピーダンス行列またはアドミッタンス行列を行列Aとして行列Aのn行m列の成分(n,mは整数)をA[n,m](A[n,m]は実数であり、A[n,m]=A[m,n])とするとき、行列Bを(Np+Nc)×(Np+Nc)次元のエルミート行列とし(但し、Npは送電装置の数、Ncは受電装置の数)、nが送電装置かつmが受電装置を表すとき行列Bのn行m列の成分B[n,m]=A[n,m]/2とし、nが送電装置かつmが受電装置を表すとき成分B[n,m]=A*[n,m]/2=A*[m,n]/2とし(*は複素共役を表す)、n及びmが受電装置を表すとき成分B[n,m]=Re[A[n,m]]とし、n及びmが送電装置を表すとき成分B[n,m]=0とし、行列Cの二乗C2をエルミート行列とし、行列D=(C−1)〜BC−1(〜は転置を表す)の固有ベクトルをXとするとき、前記各送電装置及び各受電装置が備える電源は前記固有ベクトルXに基づいて決定された電流または電圧を前記アンテナに供給する請求項1または2のいずれか一項に記載の非接触給電システム。 The impedance information is an impedance matrix or an admittance matrix between the antennas,
The impedance matrix between the antennas or the admittance matrix is a matrix A, and n rows and m columns of the matrix A (n and m are integers) are A [n, m] (A [n, m] is a real number and A [ n, m] = A [m, n]), the matrix B is a (Np + Nc) × (Np + Nc) -dimensional Hermitian matrix (where Np is the number of power transmission devices and Nc is the number of power reception devices), n Component B [n, m] = A [n, m] / 2 of matrix B when n represents a power transmission device and m represents a power reception device, and component when n represents a power transmission device and m represents a power reception device B [n, m] = A * [n, m] / 2 = A * [m, n] / 2 (* represents a complex conjugate), and when n and m represent a power receiving device, component B [n, m] = Re [A [n, m]], and when n and m represent a power transmission device, the component B [n, m] = 0 and the square C 2 of the matrix C is When the eigenvectors of the matrix D = (C −1 ) to BC −1 (˜ represents transposition) are X, the power sources included in each power transmission device and each power reception device are determined based on the eigenvector X. The non-contact electric power feeding system as described in any one of Claim 1 or 2 which supplies the said electric current or voltage to the said antenna.
前記送電システムは、
前記第1のアンテナに発生する第1の電気量と同相の第2の電気量成分を抽出する第1の抽出部と、
前記第1の抽出部が抽出した第2の電気量成分に基づく値を、複数の前記送電装置間で規格化する第1の規格化部と、
前記第1の規格化部が規格化した後の第2の電気量を前記第1の電源に生成させる第1の電源制御部と、
を備え、
前記受電システムは
前記第2のアンテナに発生する第1の電気量と同相の第2の電気量成分を抽出する第2の抽出部と、
前記第2の抽出部が抽出した第2の電気量成分に基づく値を、前記複数の受電装置間で規格化する第2の規格化部と、
前記第2の規格化部が規格化した後の第2の電気量を前記第2の電源に生成させる第2の電源制御部と、
を備え、
前記第1の電気量が電圧かつ前記第2の電気量が電流であるか、または前記第1の電気量が電流かつ前記第2の電気量が電圧である非接触給電システム。 A power transmission system including a plurality of power transmission devices including a first antenna that supplies energy in a non-contact manner by a magnetic field, and a first power source that discharges power by supplying a first amount of electricity to the first antenna; A power receiving system including a plurality of power receiving devices including a second antenna that receives energy in a non-contact manner by a magnetic field, and a second power source that absorbs power by supplying a first amount of electricity to the second antenna A contactless power supply system comprising:
The power transmission system includes:
A first extraction unit that extracts a second electric quantity component in phase with the first electric quantity generated in the first antenna;
A first normalization unit that normalizes a value based on the second electric quantity component extracted by the first extraction unit among the plurality of power transmission devices;
A first power control unit that causes the first power source to generate a second electric quantity after the first normalization unit has standardized;
With
The power receiving system includes a second extraction unit that extracts a second electric quantity component in phase with the first electric quantity generated in the second antenna;
A second normalization unit that normalizes a value based on the second electric quantity component extracted by the second extraction unit among the plurality of power receiving devices;
A second power control unit that causes the second power source to generate a second quantity of electricity after the second normalization unit has standardized;
With
The contactless power feeding system in which the first electric quantity is a voltage and the second electric quantity is a current, or the first electric quantity is a current and the second electric quantity is a voltage.
前記アンテナに発生した第1の電気量と同相の第2の電気量成分を抽出する抽出部と、
前記抽出部が抽出した第2の電気量成分に基づく値を、複数の前記送電装置間で規格化する規格化部と、
前記規格化部が規格化した後の第2の電気量を前記電源に生成させる電源制御部と、
を備え、
前記第1の電気量が電圧かつ前記第2の電気量が電流であるか、または前記第1の電気量が電流かつ前記第2の電気量が電圧である送電システム。 A power transmission system including a plurality of power transmission devices including an antenna that supplies energy in a non-contact manner by a magnetic field, and a power source that discharges power by supplying a first amount of electricity to the antenna,
An extraction unit for extracting a second electric quantity component in phase with the first electric quantity generated in the antenna;
A normalization unit that normalizes a value based on the second electric quantity component extracted by the extraction unit among the plurality of power transmission devices;
A power supply control unit that causes the power supply to generate a second electric quantity after the normalization unit has standardized;
With
The power transmission system wherein the first electric quantity is a voltage and the second electric quantity is a current, or the first electric quantity is a current and the second electric quantity is a voltage.
前記アンテナに発生する第1の電気量と同相の第2の電気量成分を抽出する抽出部と、
前記抽出部が抽出した第2の電気量成分に基づく値を、複数の前記受電装置間で規格化する規格化部と、
前記規格化部が規格化した後の第2の電気量を前記電源に生成させる電源制御部と、
を備え、
前記第1の電気量が電圧かつ前記第2の電気量が電流であるか、または前記第1の電気量が電流かつ前記第2の電気量が電圧である受電システム。 A power receiving system including a plurality of power receiving devices including an antenna that receives energy in a non-contact manner by a magnetic field and a power source that absorbs power by supplying a first amount of electricity to the antenna,
An extraction unit for extracting a second electric quantity component in phase with the first electric quantity generated in the antenna;
A normalization unit that normalizes a value based on the second electric quantity component extracted by the extraction unit among the plurality of power receiving devices;
A power supply control unit that causes the power supply to generate a second electric quantity after the normalization unit has standardized;
With
The power receiving system, wherein the first electric quantity is a voltage and the second electric quantity is a current, or the first electric quantity is a current and the second electric quantity is a voltage.
抽出部が、前記アンテナに発生する第1の電気量と同相の第2の電気量成分を抽出する手順と、
規格化部が、前記抽出部が抽出した第2の電気量成分に基づく値を、複数の前記送電装置間で規格化する手順と、
電源制御部が、前記規格化部が規格化した後の第2の電気量を前記電源に生成させる手順と、
を有し、
前記第1の電気量が電圧かつ前記第2の電気量が電流であるか、または前記第1の電気量が電流かつ前記第2の電気量が電圧である送電方法。 A power transmission method executed by a power transmission system including a plurality of power transmission devices each including an antenna that supplies energy in a non-contact manner by a magnetic field and a power source that discharges power by supplying a first amount of electricity to the antenna,
A procedure for the extraction unit to extract a second electric quantity component in phase with the first electric quantity generated in the antenna;
A procedure for normalizing a value based on the second electric quantity component extracted by the extraction unit between the plurality of power transmission devices;
A procedure for causing the power supply control unit to generate the second electric quantity after the normalization unit normalizes the power supply;
Have
The power transmission method wherein the first electric quantity is a voltage and the second electric quantity is a current, or the first electric quantity is a current and the second electric quantity is a voltage.
抽出部が、前記アンテナに発生する第1の電気量と同相の第2の電気量成分を抽出する手順と、
規格化部が、前記抽出部が抽出した第2の電気量成分に基づく値を、前記複数の受電装置間で規格化する手順と、
電源駆動部が、前記規格化部が規格化した後の第2の電気量を前記電源に生成させる手順と、
を有し、
前記第1の電気量が電圧かつ前記第2の電気量が電流であるか、または前記第1の電気量が電流かつ前記第2の電気量が電圧である受電方法。 A power receiving method executed by a power receiving system including a plurality of power receiving devices including an antenna that receives energy in a non-contact manner by a magnetic field and a power source that absorbs power by supplying a first amount of electricity to the antenna,
A procedure for the extraction unit to extract a second electric quantity component in phase with the first electric quantity generated in the antenna;
A procedure for normalizing a value based on the second electric quantity component extracted by the extracting unit between the plurality of power receiving devices;
A procedure for causing the power source to generate a second electric quantity after the power normalization unit has been standardized by the standardization unit;
Have
The power receiving method wherein the first electric quantity is a voltage and the second electric quantity is a current, or the first electric quantity is a current and the second electric quantity is a voltage.
アンテナに発生する第1の電気量と同相の第2の電気量成分を抽出する抽出ステップと、
前記抽出ステップで抽出された第2の電気量成分に基づく値を、複数の送電装置間または複数の受電装置間で規格化する規格化ステップと、
前記規格化ステップで規格化された後の第2の電気量を電源に生成させる電源制御ステップと、
を実行させるためのプログラムであって、前記第1の電気量が電圧かつ前記第2の電気量が電流であるか、または前記第1の電気量が電流かつ前記第2の電気量が電圧であるプログラム。 On the computer,
An extraction step of extracting a second electric quantity component in phase with the first electric quantity generated in the antenna;
A normalization step of normalizing a value based on the second electrical quantity component extracted in the extraction step between a plurality of power transmission devices or a plurality of power reception devices;
A power supply control step for causing the power supply to generate the second electric quantity after being normalized in the normalization step;
The first electric quantity is a voltage and the second electric quantity is a current, or the first electric quantity is a current and the second electric quantity is a voltage. A program.
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