JP2015231287A - 非接触電力伝送装置 - Google Patents
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Abstract
Description
RB=(V/I)・cos(θ) …(1)
XB=(V/I)・sin(θ) …(2)
の演算式により、負荷側インピーダンスZBを算出する。
ZB=Z1+Z2・Z3/(Z2+Z3) …(3)
Z1=j・ω・(L−M)+1/(j・ω・C) …(4)
Z2=RL+Z1=RL+j・ω・(L−M)+1/(j・ω・C) …(5)
Z3=j・ω・M …(6)
ω=2・π・f
で表わされる。
ZB=(ωg・k・L)2/RL …(7)
で表わされる。
ηB’=[4ZB’/(ZB’+1)2] …(8)
であるから、ZB’=(ωg・k・L)2/(RL・Zo)=α・K(但し、α=(ωg・L)2/(RL・Zo、K=k2)を(8)式に入れると、
ηB’=[4α・K/(α・K+1)2] …(9)
の式が得られる。
KB1=[3−√(5)]/(2・α)
=0.382/α …(10)
又は、
KB2=[3+√(5)]/(2・α)
=2.618/α …(11)
となる。
2 送電装置(非接触電力伝送装置)
21 電源部(電力発生手段)
22 RF検出器(インピーダンス検出の要素、検出手段)
23 送電部(第1の共振器、電力伝送手段)
231 インダクタ
232 キャパシタ
24 制御部(インピーダンス検出手段の要素、判定手段、インピーダンス算出手段、電力伝送制御手段、インピーダンス整合制御手段)
241 メモリ(記憶手段)
25 インピーダンス整合部
3 受電装置
31 受電部(第2の共振器)
311 インダクタ
312 キャパシタ
32 負荷
Claims (9)
- 交流電力を発生する電力発生手段と、
前記交流電力の周波数で共振する第1の共振器を有し、その第1の共振器を受電装置の前記周波数で共振する第2の共振器と磁界結合させて前記交流電力を前記受電装置に伝送する電力伝送手段と、
前記第1の共振器の入力端から前記受電装置側を見たインピーダンスを検出するインピーダンス検出手段と、
を備えた非接触電力伝送装置であって、
前記第1の共振器と前記第2の共振器の磁界結合に関するパラメータと前記インピーダンスとの関係を示す情報を記憶する記憶手段と、
前記電力発生手段から交流電力を発生させて前記インピーダンス検出手段で前記インピーダンスを検出し、その検出値に対応する前記磁界結合に関するパラメータに基づいて、前記電力伝送手段が所定の伝送効率以上で前記交流電力を伝送することができる前記受電装置が存在するか否かを判定する判定手段と、
を備えたことを特徴とする、非接触電力伝送装置。 - 前記磁界結合に関するパラメータには、前記第1の共振器と前記第2の共振器との間の距離若しくは結合係数を含む、請求項1に記載の非接触電力伝送装置。
- 前記判定手段は、前記インピーダンス検出手段で検出されたインピーダンスを、前記第1の共振器から前記受信装置への前記交流電力の伝送効率が前記所定の伝送効率以上となる前記インピーダンスの範囲と比較し、当該インピーダンスが前記インピーダンスの範囲に含まれる場合に前記所定の伝送効率以上で前記交流電力を伝送することができる前記受電装置が存在すると判定する、請求項2に記載の非接触電力伝送装置。
- 前記第1の共振器及び前記第2の共振器は、等価的にインダクタとキャパシタを直列接続した直列共振回路で構成される、請求項1乃至3のいずれかに記載の非接触電力伝送装置。
- 前記受電装置は、前記第2の共振器の後段に、当該前記第2の共振器の出力端から後段側を見たインピーダンスが抵抗値と見做すことができる回路構成を有する、請求項1乃至4のいずれかに記載の非接触電力伝送装置。
- 前記第2の共振器の後段に接続される回路構成は、抵抗値のインピーダンスを有する負荷回路若しくは、複素インピーダンスを有する負荷に当該複素インピーダンスを抵抗値にインピーダンス変換するインピーダンス変換回路を接続した回路で構成される、請求項5に記載の非接触電力伝送装置。
- 前記インピーダンス検出手段は、前記第1の共振器の入力端に設けられ、当該入力端における交流電圧、交流電流及び当該交流電圧と当該交流電流の位相差を検出する検出手段と、
前記検出手段で検出された前記交流電圧、前記交流電流及び前記位相差を用いて所定の演算により前記インピーダンスを算出するインピーダンス算出手段と、を含む、請求項1乃至6のいずれかに記載の非接触電力伝送装置。 - 前記判定手段により前記受電装置が存在しないと判定された場合は前記受電装置への前記交流電力の伝送処理を行わず、前記判定手段により前記受電装置が存在すると判定された場合に前記受電装置への前記交流電力の伝送処理を行う電力伝送制御手段を更に備える、請求項1乃至7のいずれかに記載の非接触電力伝送装置。
- 前記電力発生手段と前記電力伝送手段との間に、前記電力発生発生手段の出力端から前記受電装置側を見た第2のインピーダンスを所定のインピーダンス整合範囲のインピーダンスに変換するインピーダンス整合手段と、
前記判定手段により前記受電装置が存在しないと判定された場合は前記インピーダンス整合手段による前記第2のインピーダンスのインピーダンス整合処理を行わず、前記判定手段により前記受電装置が存在すると判定された場合に前記インピーダンス整合手段による前記第2のインピーダンスのインピーダンス整合処理を行うインピーダンス整合制御手段と、を更に備える、請求項8に記載の非接触電力伝送装置。
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