JP2015154553A5 - - Google Patents

Description

上記目的を達成する送電機器は、交流電力を出力する交流電源と、前記交流電力が入力される１次側コイルと、を備え、２次側コイルを有する受電機器の当該２次側コイルに対して非接触で前記交流電力を送電可能なものであって、前記交流電源と前記１次側コイルとの間に設けられ、前記１次側コイルの入力インピーダンスをインピーダンス変換するインピーダンス変換部を１つ備え、前記１次側コイルと前記２次側コイルとの相対位置が予め定められた許容範囲内で変動する場合における前記１次側コイルと前記２次側コイルとの結合係数の変動範囲の下限値をｋｍｉｎとし、前記変動範囲の上限値をｋｍａｘとし、前記結合係数が√（ｋｍｉｎ×ｋｍａｘ）となっている状況における前記１次側コイルの入力インピーダンスを基準入力インピーダンスとすると、前記インピーダンス変換部のインピーダンスは、前記１次側コイルの入力インピーダンスが前記基準入力インピーダンスである場合に、前記インピーダンス変換部の入力インピーダンスが予め定められた特定インピーダンスとなるように設定されていることを特徴とする。

かかる構成によれば、インピーダンス変換部のインピーダンスは、各コイルの相対位置が許容範囲内にて変動する場合の結合係数の変動範囲の下限値及び上限値に基づいて設定される。当該結合係数は、１次側コイルの入力インピーダンスに影響を与えるパラメータである。これにより、各コイルの相対位置の変動に対して好適に対応できる。

詳細には、インピーダンス変換部のインピーダンスは、結合係数が上限値と下限値との相乗平均となっている状況における１次側コイルの入力インピーダンスである基準入力インピーダンスに対応させて設定されている。これにより、各コイルの相対位置が、結合係数が上限値又は下限値に近づくような位置である場合であっても、好適に対応できる。

上記目的を達成する送電機器は、交流電力を出力する交流電源と、前記交流電力が入力される１次側コイルと、を備え、２次側コイルを有する受電機器の当該２次側コイルに対して非接触で前記交流電力を送電可能なものであって、前記交流電源と前記１次側コイルとの間に設けられ、前記１次側コイルの入力インピーダンスをインピーダンス変換する複数のインピーダンス変換部と、前記交流電源から出力された前記交流電力が、前記複数のインピーダンス変換部のうちいずれかを介して前記１次側コイルに入力されるように前記交流電力の伝送先を切り替える切替部と、を備え、前記インピーダンス変換部の数をｎとし、前記１次側コイルと前記２次側コイルとの相対位置が予め定められた許容範囲内で変動する場合における前記１次側コイルと前記２次側コイルとの結合係数の変動範囲の下限値をｋ _０ とし、前記変動範囲の上限値をｋ _ｎ とし、第ｐ結合係数（但し、ｐ＝１，２，…，ｎ）を√（ｋ_ｐ×ｋ_ｐ−１）（但し、ｋ_ｐ＝√（ｋ_ｐ＋１×ｋ_ｐ−１））とし、前記１次側コイルと前記２次側コイルとの前記結合係数が前記第ｐ結合係数である場合の前記１次側コイルの入力インピーダンスを第ｐ基準入力インピーダンスとすると、前記複数のインピーダンス変換部のうち第ｐインピーダンス変換部のインピーダンスは、前記１次側コイルの入力インピーダンスが前記第ｐ基準入力インピーダンスである場合に、前記第ｐインピーダンス変換部の入力インピーダンスが予め定められた特定インピーダンスとなるように設定されていることを特徴とする。かかる構成によれば、複数のインピーダンス変換部がある構成において、第ｐインピーダンス変換部のインピーダンスが、第ｐ基準入力インピーダンスに対応させて設定されている。よって、各コイルの相対位置の許容範囲が広いことに起因して結合係数の変動範囲が広くなっている場合であっても好適に対応できる。

上記目的を達成する送電機器は、交流電力を出力する交流電源と、前記交流電力が入力される１次側コイルと、を備え、２次側コイルを有する受電機器の当該２次側コイルに対して非接触で前記交流電力を送電可能なものであって、前記交流電源と前記１次側コイルとの間に設けられ、前記１次側コイルの入力インピーダンスをインピーダンス変換するインピーダンス変換部を１つ備え、前記１次側コイルと前記２次側コイルとの相対位置が予め定められた許容範囲内で変動する場合における前記１次側コイルと前記２次側コイルとの結合係数の変動範囲の下限値をｋｍｉｎとし、前記変動範囲の上限値をｋｍａｘとし、前記結合係数がｋｍｉｎとｋｍａｘとの中央値となっている状況における前記１次側コイルの入力インピーダンスを基準入力インピーダンスとすると、前記インピーダンス変換部のインピーダンスは、前記１次側コイルの入力インピーダンスが前記基準入力インピーダンスである場合に、前記インピーダンス変換部の入力インピーダンスが予め定められた特定インピーダンスとなるように設定されていることを特徴とする。
上記目的を達成する送電機器は、交流電力を出力する交流電源と、前記交流電力が入力される１次側コイルと、を備え、２次側コイルを有する受電機器の当該２次側コイルに対して非接触で前記交流電力を送電可能なものであって、前記交流電源と前記１次側コイルとの間に設けられ、前記１次側コイルの入力インピーダンスをインピーダンス変換する複数のインピーダンス変換部と、前記交流電源から出力された前記交流電力が、前記複数のインピーダンス変換部のうちいずれかを介して前記１次側コイルに入力されるように前記交流電力の伝送先を切り替える切替部と、を備え、前記インピーダンス変換部の数をｎとし、前記１次側コイルと前記２次側コイルとの相対位置が予め定められた許容範囲内で変動する場合における前記１次側コイルと前記２次側コイルとの結合係数の変動範囲の下限値をｋ _０ とし、前記変動範囲の上限値をｋ _ｎ とし、第ｐ結合係数（但し、ｐ＝１，２，…，ｎ）を（ｋ _ｐ ＋ｋ _ｐ−１ ）／２（但し、ｋ _ｐ ＝（ｋ _ｐ＋１ ＋ｋ _ｐ−１ ）／２）とし、前記１次側コイルと前記２次側コイルとの前記結合係数が前記第ｐ結合係数である場合の前記１次側コイルの入力インピーダンスを第ｐ基準入力インピーダンスとすると、前記複数のインピーダンス変換部のうち第ｐインピーダンス変換部のインピーダンスは、前記１次側コイルの入力インピーダンスが前記第ｐ基準入力インピーダンスである場合に、前記第ｐインピーダンス変換部の入力インピーダンスが予め定められた特定インピーダンスとなるように設定されていることを特徴とする。

上記目的を達成する非接触電力伝送装置は、交流電力を出力する交流電源と、前記交流電力が入力される１次側コイルと、前記１次側コイルに入力される前記交流電力を受電可能な２次側コイルと、前記２次側コイルによって受電された交流電力が入力される負荷と、前記交流電源と前記１次側コイルとの間に設けられ、前記１次側コイルの入力インピーダンスをインピーダンス変換する１つのインピーダンス変換部と、を備え、前記１次側コイルと前記２次側コイルとの相対位置が予め定められた許容範囲内で変動する場合における前記１次側コイルと前記２次側コイルとの結合係数の変動範囲の下限値をｋｍｉｎとし、前記変動範囲の上限値をｋｍａｘとし、前記結合係数が√（ｋｍｉｎ×ｋｍａｘ）となっている状況における前記１次側コイルの入力インピーダンスを基準入力インピーダンスとすると、前記インピーダンス変換部のインピーダンスは、前記１次側コイルの入力インピーダンスが前記基準入力インピーダンスである場合に、前記インピーダンス変換部の入力インピーダンスが予め定められた特定インピーダンスとなるように設定されていることを特徴とする。
上記目的を達成する非接触電力伝送装置は、交流電力を出力する交流電源と、前記交流電力が入力される１次側コイルと、前記１次側コイルに入力される前記交流電力を受電可能な２次側コイルと、前記２次側コイルによって受電された交流電力が入力される負荷と、前記交流電源と前記１次側コイルとの間に設けられ、前記１次側コイルの入力インピーダンスをインピーダンス変換する複数のインピーダンス変換部と、前記交流電源から出力された前記交流電力が、前記複数のインピーダンス変換部のうちいずれかを介して前記１次側コイルに入力されるように前記交流電力の伝送先を切り替える切替部と、を備え、前記インピーダンス変換部の数をｎとし、前記１次側コイルと前記２次側コイルとの相対位置が予め定められた許容範囲内で変動する場合における前記１次側コイルと前記２次側コイルとの結合係数の変動範囲の下限値をｋ _０ とし、前記変動範囲の上限値をｋ _ｎ とし、第ｐ結合係数（但し、ｐ＝１，２，…，ｎ）を√（ｋ _ｐ ×ｋ _ｐ−１ ）（但し、ｋ _ｐ ＝√（ｋ _ｐ＋１ ×ｋ _ｐ−１ ））とし、前記１次側コイルと前記２次側コイルとの前記結合係数が前記第ｐ結合係数である場合の前記１次側コイルの入力インピーダンスを第ｐ基準入力インピーダンスとすると、前記複数のインピーダンス変換部のうち第ｐインピーダンス変換部のインピーダンスは、前記１次側コイルの入力インピーダンスが前記第ｐ基準入力インピーダンスである場合に、前記第ｐインピーダンス変換部の入力インピーダンスが予め定められた特定インピーダンスとなるように設定されていることを特徴とする。
上記目的を達成する非接触電力伝送装置は、交流電力を出力する交流電源と、前記交流電力が入力される１次側コイルと、前記１次側コイルに入力される前記交流電力を受電可能な２次側コイルと、前記２次側コイルによって受電された交流電力が入力される負荷と、前記交流電源と前記１次側コイルとの間に設けられ、前記１次側コイルの入力インピーダンスをインピーダンス変換する１つのインピーダンス変換部と、を備え、前記１次側コイルと前記２次側コイルとの相対位置が予め定められた許容範囲内で変動する場合における前記１次側コイルと前記２次側コイルとの結合係数の変動範囲の下限値をｋｍｉｎとし、前記変動範囲の上限値をｋｍａｘとし、前記結合係数がｋｍｉｎとｋｍａｘとの中央値となっている状況における前記１次側コイルの入力インピーダンスを基準入力インピーダンスとすると、前記インピーダンス変換部のインピーダンスは、前記１次側コイルの入力インピーダンスが前記基準入力インピーダンスである場合に、前記インピーダンス変換部の入力インピーダンスが予め定められた特定インピーダンスとなるように設定されていることを特徴とする。
上記目的を達成する非接触電力伝送装置は、交流電力を出力する交流電源と、前記交流電力が入力される１次側コイルと、前記１次側コイルに入力される前記交流電力を受電可能な２次側コイルと、前記２次側コイルによって受電された交流電力が入力される負荷と、前記交流電源と前記１次側コイルとの間に設けられ、前記１次側コイルの入力インピーダンスをインピーダンス変換する複数のインピーダンス変換部と、前記交流電源から出力された前記交流電力が、前記複数のインピーダンス変換部のうちいずれかを介して前記１次側コイルに入力されるように前記交流電力の伝送先を切り替える切替部と、を備え、前記インピーダンス変換部の数をｎとし、前記１次側コイルと前記２次側コイルとの相対位置が予め定められた許容範囲内で変動する場合における前記１次側コイルと前記２次側コイルとの結合係数の変動範囲の下限値をｋ _０ とし、前記変動範囲の上限値をｋ _ｎ とし、第ｐ結合係数（但し、ｐ＝１，２，…，ｎ）を（ｋ _ｐ ＋ｋ _ｐ−１ ）／２（但し、ｋ _ｐ ＝（ｋ _ｐ＋１ ＋ｋ _ｐ−１ ）／２）とし、前記１次側コイルと前記２次側コイルとの前記結合係数が前記第ｐ結合係数である場合の前記１次側コイルの入力インピーダンスを第ｐ基準入力インピーダンスとすると、前記複数のインピーダンス変換部のうち第ｐインピーダンス変換部のインピーダンスは、前記１次側コイルの入力インピーダンスが前記第ｐ基準入力インピーダンスである場合に、前記第ｐインピーダンス変換部の入力インピーダンスが予め定められた特定インピーダンスとなるように設定されていることを特徴とする。

次に、上記各実施形態及び別例から把握できる好適な一例について以下に記載する。

（ロ）前記インピーダンス変換部は、インダクタ及びキャパシタを有するＬＣ回路である請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の送電機器。
（ハ）交流電力を出力する交流電源と、前記交流電力が入力される１次側コイルと、を備え、２次側コイルを有する受電機器の当該２次側コイルに対して非接触で前記交流電力を送電可能な送電機器において、前記交流電源と前記１次側コイルとの間に設けられ、前記１次側コイルの入力インピーダンスをインピーダンス変換する１又は複数のインピーダンス変換部を備え、前記インピーダンス変換部のインピーダンスは、前記１次側コイルと前記２次側コイルとの相対位置が予め定められた許容範囲内で変動する場合における前記１次側コイルの入力インピーダンスの変動範囲の下限値及び上限値に基づいて設定されていることを特徴とする送電機器。

Claims (8)

1. 交流電力を出力する交流電源と、
   前記交流電力が入力される１次側コイルと、
   を備え、２次側コイルを有する受電機器の当該２次側コイルに対して非接触で前記交流電力を送電可能な送電機器において、
   前記交流電源と前記１次側コイルとの間に設けられ、前記１次側コイルの入力インピーダンスをインピーダンス変換するインピーダンス変換部を１つ備え、
   前記１次側コイルと前記２次側コイルとの相対位置が予め定められた許容範囲内で変動する場合における前記１次側コイルと前記２次側コイルとの結合係数の変動範囲の下限値をｋｍｉｎとし、前記変動範囲の上限値をｋｍａｘとし、前記結合係数が√（ｋｍｉｎ×ｋｍａｘ）となっている状況における前記１次側コイルの入力インピーダンスを基準入力インピーダンスとすると、
   前記インピーダンス変換部のインピーダンスは、前記１次側コイルの入力インピーダンスが前記基準入力インピーダンスである場合に、前記インピーダンス変換部の入力インピーダンスが予め定められた特定インピーダンスとなるように設定されていることを特徴とする送電機器。
2. 交流電力を出力する交流電源と、
   前記交流電力が入力される１次側コイルと、
   を備え、２次側コイルを有する受電機器の当該２次側コイルに対して非接触で前記交流電力を送電可能な送電機器において、
   前記交流電源と前記１次側コイルとの間に設けられ、前記１次側コイルの入力インピーダンスをインピーダンス変換する複数のインピーダンス変換部と、
   前記交流電源から出力された前記交流電力が、前記複数のインピーダンス変換部のうちいずれかを介して前記１次側コイルに入力されるように前記交流電力の伝送先を切り替える切替部と、
   を備え、
   前記インピーダンス変換部の数をｎとし、前記１次側コイルと前記２次側コイルとの相対位置が予め定められた許容範囲内で変動する場合における前記１次側コイルと前記２次側コイルとの結合係数の変動範囲の下限値をｋ _０ とし、前記変動範囲の上限値をｋ _ｎ とし、第ｐ結合係数（但し、ｐ＝１，２，…，ｎ）を√（ｋ _ｐ ×ｋ _ｐ−１ ）（但し、ｋ _ｐ ＝√（ｋ _ｐ＋１ ×ｋ _ｐ−１ ））とし、前記１次側コイルと前記２次側コイルとの前記結合係数が前記第ｐ結合係数である場合の前記１次側コイルの入力インピーダンスを第ｐ基準入力インピーダンスとすると、
   前記複数のインピーダンス変換部のうち第ｐインピーダンス変換部のインピーダンスは、前記１次側コイルの入力インピーダンスが前記第ｐ基準入力インピーダンスである場合に、前記第ｐインピーダンス変換部の入力インピーダンスが予め定められた特定インピーダンスとなるように設定されていることを特徴とする送電機器。
3. 交流電力を出力する交流電源と、
   前記交流電力が入力される１次側コイルと、
   を備え、２次側コイルを有する受電機器の当該２次側コイルに対して非接触で前記交流電力を送電可能な送電機器において、
   前記交流電源と前記１次側コイルとの間に設けられ、前記１次側コイルの入力インピーダンスをインピーダンス変換するインピーダンス変換部を１つ備え、
   前記１次側コイルと前記２次側コイルとの相対位置が予め定められた許容範囲内で変動する場合における前記１次側コイルと前記２次側コイルとの結合係数の変動範囲の下限値をｋｍｉｎとし、前記変動範囲の上限値をｋｍａｘとし、前記結合係数がｋｍｉｎとｋｍａｘとの中央値となっている状況における前記１次側コイルの入力インピーダンスを基準入力インピーダンスとすると、
   前記インピーダンス変換部のインピーダンスは、前記１次側コイルの入力インピーダンスが前記基準入力インピーダンスである場合に、前記インピーダンス変換部の入力インピーダンスが予め定められた特定インピーダンスとなるように設定されていることを特徴とする送電機器。
4. 交流電力を出力する交流電源と、
   前記交流電力が入力される１次側コイルと、
   を備え、２次側コイルを有する受電機器の当該２次側コイルに対して非接触で前記交流電力を送電可能な送電機器において、
   前記交流電源と前記１次側コイルとの間に設けられ、前記１次側コイルの入力インピーダンスをインピーダンス変換する複数のインピーダンス変換部と、
   前記交流電源から出力された前記交流電力が、前記複数のインピーダンス変換部のうちいずれかを介して前記１次側コイルに入力されるように前記交流電力の伝送先を切り替える切替部と、
   を備え、
   前記インピーダンス変換部の数をｎとし、前記１次側コイルと前記２次側コイルとの相対位置が予め定められた許容範囲内で変動する場合における前記１次側コイルと前記２次側コイルとの結合係数の変動範囲の下限値をｋ _０ とし、前記変動範囲の上限値をｋ _ｎ とし、第ｐ結合係数（但し、ｐ＝１，２，…，ｎ）を（ｋ _ｐ ＋ｋ _ｐ−１ ）／２（但し、ｋ _ｐ ＝（ｋ _ｐ＋１ ＋ｋ _ｐ−１ ）／２）とし、前記１次側コイルと前記２次側コイルとの前記結合係数が前記第ｐ結合係数である場合の前記１次側コイルの入力インピーダンスを第ｐ基準入力インピーダンスとすると、
   前記複数のインピーダンス変換部のうち第ｐインピーダンス変換部のインピーダンスは、前記１次側コイルの入力インピーダンスが前記第ｐ基準入力インピーダンスである場合に、前記第ｐインピーダンス変換部の入力インピーダンスが予め定められた特定インピーダンスとなるように設定されていることを特徴とする送電機器。
5. 交流電力を出力する交流電源と、
   前記交流電力が入力される１次側コイルと、
   前記１次側コイルに入力される前記交流電力を受電可能な２次側コイルと、
   前記２次側コイルによって受電された交流電力が入力される負荷と、
   前記交流電源と前記１次側コイルとの間に設けられ、前記１次側コイルの入力インピーダンスをインピーダンス変換する１つのインピーダンス変換部と、
   を備え、
   前記１次側コイルと前記２次側コイルとの相対位置が予め定められた許容範囲内で変動する場合における前記１次側コイルと前記２次側コイルとの結合係数の変動範囲の下限値をｋｍｉｎとし、前記変動範囲の上限値をｋｍａｘとし、前記結合係数が√（ｋｍｉｎ×ｋｍａｘ）となっている状況における前記１次側コイルの入力インピーダンスを基準入力インピーダンスとすると、
   前記インピーダンス変換部のインピーダンスは、前記１次側コイルの入力インピーダンスが前記基準入力インピーダンスである場合に、前記インピーダンス変換部の入力インピーダンスが予め定められた特定インピーダンスとなるように設定されていることを特徴とする非接触電力伝送装置。
6. 交流電力を出力する交流電源と、
   前記交流電力が入力される１次側コイルと、
   前記１次側コイルに入力される前記交流電力を受電可能な２次側コイルと、
   前記２次側コイルによって受電された交流電力が入力される負荷と、
   前記交流電源と前記１次側コイルとの間に設けられ、前記１次側コイルの入力インピーダンスをインピーダンス変換する複数のインピーダンス変換部と、
   前記交流電源から出力された前記交流電力が、前記複数のインピーダンス変換部のうちいずれかを介して前記１次側コイルに入力されるように前記交流電力の伝送先を切り替える切替部と、
   を備え、
   前記インピーダンス変換部の数をｎとし、前記１次側コイルと前記２次側コイルとの相対位置が予め定められた許容範囲内で変動する場合における前記１次側コイルと前記２次側コイルとの結合係数の変動範囲の下限値をｋ _０ とし、前記変動範囲の上限値をｋ _ｎ とし、第ｐ結合係数（但し、ｐ＝１，２，…，ｎ）を√（ｋ _ｐ ×ｋ _ｐ−１ ）（但し、ｋ _ｐ ＝√（ｋ _ｐ＋１ ×ｋ _ｐ−１ ））とし、前記１次側コイルと前記２次側コイルとの前記結合係数が前記第ｐ結合係数である場合の前記１次側コイルの入力インピーダンスを第ｐ基準入力インピーダンスとすると、
   前記複数のインピーダンス変換部のうち第ｐインピーダンス変換部のインピーダンスは、前記１次側コイルの入力インピーダンスが前記第ｐ基準入力インピーダンスである場合に、前記第ｐインピーダンス変換部の入力インピーダンスが予め定められた特定インピーダンスとなるように設定されていることを特徴とする非接触電力伝送装置。
7. 交流電力を出力する交流電源と、
   前記交流電力が入力される１次側コイルと、
   前記１次側コイルに入力される前記交流電力を受電可能な２次側コイルと、
   前記２次側コイルによって受電された交流電力が入力される負荷と、
   前記交流電源と前記１次側コイルとの間に設けられ、前記１次側コイルの入力インピーダンスをインピーダンス変換する１つのインピーダンス変換部と、
   を備え、
   前記１次側コイルと前記２次側コイルとの相対位置が予め定められた許容範囲内で変動する場合における前記１次側コイルと前記２次側コイルとの結合係数の変動範囲の下限値をｋｍｉｎとし、前記変動範囲の上限値をｋｍａｘとし、前記結合係数がｋｍｉｎとｋｍａｘとの中央値となっている状況における前記１次側コイルの入力インピーダンスを基準入力インピーダンスとすると、
   前記インピーダンス変換部のインピーダンスは、前記１次側コイルの入力インピーダンスが前記基準入力インピーダンスである場合に、前記インピーダンス変換部の入力インピーダンスが予め定められた特定インピーダンスとなるように設定されていることを特徴とする非接触電力伝送装置。
8. 交流電力を出力する交流電源と、
   前記交流電力が入力される１次側コイルと、
   前記１次側コイルに入力される前記交流電力を受電可能な２次側コイルと、
   前記２次側コイルによって受電された交流電力が入力される負荷と、
   前記交流電源と前記１次側コイルとの間に設けられ、前記１次側コイルの入力インピーダンスをインピーダンス変換する複数のインピーダンス変換部と、
   前記交流電源から出力された前記交流電力が、前記複数のインピーダンス変換部のうちいずれかを介して前記１次側コイルに入力されるように前記交流電力の伝送先を切り替える切替部と、
   を備え、
   前記インピーダンス変換部の数をｎとし、前記１次側コイルと前記２次側コイルとの相対位置が予め定められた許容範囲内で変動する場合における前記１次側コイルと前記２次側コイルとの結合係数の変動範囲の下限値をｋ _０ とし、前記変動範囲の上限値をｋ _ｎ とし、第ｐ結合係数（但し、ｐ＝１，２，…，ｎ）を（ｋ _ｐ ＋ｋ _ｐ−１ ）／２（但し、ｋ _ｐ ＝（ｋ _ｐ＋１ ＋ｋ _ｐ−１ ）／２）とし、前記１次側コイルと前記２次側コイルとの前記結合係数が前記第ｐ結合係数である場合の前記１次側コイルの入力インピーダンスを第ｐ基準入力インピーダンスとすると、
   前記複数のインピーダンス変換部のうち第ｐインピーダンス変換部のインピーダンスは、前記１次側コイルの入力インピーダンスが前記第ｐ基準入力インピーダンスである場合に、前記第ｐインピーダンス変換部の入力インピーダンスが予め定められた特定インピーダンスとなるように設定されていることを特徴とする非接触電力伝送装置。