JP2014132808A - 電力伝送装置、電力伝送装置用の送電装置及び受電装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】送電装置から受電装置へ非接触で電力伝送を行うため、送電装置は、隣接する第1の面と第2の面で受電装置を支える本体と、第1の面と第2の面に対応させて、本体内に配置された送電コイルと、送電コイルを含む共振素子に交流電力を供給する交流電源と、を備え、受電装置は、第1、第2の面にそれぞれ対向する第3、第4の面を有する本体と、第3、第4の面に対応させて、本体内に配置された受電コイルと、受電コイルを含む共振素子に誘起する交流電力を整流する整流回路と、を備えてなる。
【選択図】図1
Description
図1(a)は、一実施形態に係る電力伝送装置の構成を示すブロック図である。図1(b)は、送電装置と受電装置を概略的に示す斜視図である。図1(a)に示すように、電力伝送装置は、電力を送電する送電装置10と、送電された電力を受電する受電装置20とを備える。送電装置10と受電装置20とは、磁界共鳴方式または電磁誘導方式等の電磁結合を利用した方式により電力を伝送する。以下、磁界共鳴方式または電磁誘導方式により電力を伝送する場合について説明する。
次に受電コイル22と送電コイル14とが対向する部分について考えてみる。受電コイル22が位置P1にある場合には、送電コイル14と受電コイル22との距離(水平方向)はW1で、位置P1〜P3の中では最も近距離となる。送電コイル14に対向する受電コイル22の面積は、送電コイル14に対向する受電コイル22の長さをK1とすると、K1×mとなる。同様に、位置P2、P3の場合には、送電コイル14に対向する受電コイル22の長さはK2、K3、送電コイル14と受電コイル22との距離(水平方向)はそれぞれW2、W3となり、送電コイル14に対向する受電コイル22の面積はそれぞれK2×m、K3×mとなる。ここで、図2に示すように、受電コイル22の幅mが、送電コイル14の幅n2よりも小さいものとすると、(2)式の関係が得られる。
以上の関係を一覧にまとめると、図5(a)のようになる。図5(a)において、距離Hは送電コイル13と受電コイル22との距離、対向面積(13−22)は、送電コイル13に対向する受電コイル22の面積、距離Wは送電コイル14と受電コイル22との距離、対向面積(14−22)は、送電コイル14に対向する受電コイル22の面積を示す。
受電コイル22の位置がP4の場合の距離H、Wと、対向面積(13−22、14−22)を基準(○)とし、結合係数kが大きくなる要素は(◎)、小さくなる要素は(△)として表現すると、図7(a)は、(3)式の関係から、図7(b)のように書き換えることができる。
第2の実施形態は、送電装置10の筐体の形状を変えたものである。送電装置10上に、受電装置20を置く場合、受電装置20が適正な位置に置かれれば、適正な結合係数kが得られ、正常に電力伝送が行える(図3参照)。
11…交流電源
12…共振用コンデンサ
13、14…送電コイル
15、23…共振素子
16、26…筐体(本体)
17、17A…送電コイル13の配置面
18、18A…送電コイル14の配置面
19A、19B…ガイド面
20…受電装置
21…共振用コンデンサ
22、221、222、223、224…受電コイル
24…整流回路
25…負荷回路
60…ケース
Claims (7)
- 送電装置から受電装置へ非接触で電力伝送を行う電力伝送装置であって、
前記送電装置は、隣接する第1の面と第2の面で前記受電装置を支える本体と、前記第1の面と前記第2の面に対応させて、前記本体内に配置された送電コイルと、前記送電コイルを含む共振素子に交流電力を供給する交流電源と、を備え、
前記受電装置は、前記第1、第2の面にそれぞれ対向する第3、第4の面を有する本体と、前記第3、第4の面に対応させて、前記本体内に配置された受電コイルと、前記受電コイルを含む共振素子に誘起する交流電力を整流する整流回路と、を備えた電力伝送装置。 - 前記受電コイルは、前記第3の面及び前記第4の面に沿うように、1つのコイルを湾曲させ、
前記送電コイルを流れる電流によって発生する磁界により、前記受電コイルに発生する電流の向きが一方向になるように、前記送電コイルを接続する請求項1記載の電力伝送装置。 - 前記送電コイルは、前記第1の面と前記第2の面が交差する位置から予め設定した距離だけ離して、前記第1の面と前記第2の面に対応させて配置され、
前記送電コイルと前記受電コイル間の距離が接近するほど、前記送電コイルと前記受電コイルの対向面積の和が減少し、前記送電コイルと前記受電コイル間の距離が離れるほど、前記送電コイルと前記受電コイルの対向面積の和が増加するようにした請求項1記載の電力伝送装置。 - 前記送電コイルが、相対角度が90度以下になるように前記第1の面及び前記第2の面に配置された請求項1記載の電力伝送装置。
- 前記送電装置は、前記受電装置を載置する前記第1の面と前記第2の面がほぼ直角をなし、前記第1の面と前記第2の面の交差する部分に向けて次第に低くなるように、前記第1の面を水平面に対して予め設定した角度で傾斜させた請求項1記載の電力伝送装置。
- 第3の面と第4の面を有する第2の本体、及び前記第3の面と前記第4の面に対応させて、前記第2の本体内に配置された受電コイルを備えた受電装置に対して非接触で電力の伝送を行う送電装置であって、
隣接する第1の面と第2の面を有した第1の本体と、
前記第1の面と前記第2の面に対応させて、前記第1の本体内に配置された送電コイルと、
前記送電コイルを含む共振素子に交流電力を供給する交流電源と、を備え、
前記第1の面と前記第2の面が前記第3、第4の面を支えるように前記受電装置を載置可能である送電装置。 - 隣接する第1の面と第2の面を有した第1本体、及び前記第1の面と前記第2の面に対応させて、前記第1の本体内に配置された送電コイルを備えた送電装置から非接触で電力を受電する受電装置であって、
第3、第4の面を有する第2の本体と、
前記第3、第4の面に対応させて前記第2の本体内に配置された受電コイルと、
前記受電コイルを含む共振素子に誘起する交流電力を整流する整流回路と、
を備え、
前記第3の面と前記第4の面が、前記第1の面と第2の面により支えられるように前記送電装置に載置可能である受電装置。
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