JP2016063551A

JP2016063551A - Wireless power transmission device

Info

Publication number: JP2016063551A
Application number: JP2014187051A
Authority: JP
Inventors: 晃久松下; Akihisa Matsushita
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2014-09-12
Filing date: 2014-09-12
Publication date: 2016-04-25

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a voltage adjusting device which can suppress the decrease of an output voltage with simple means to suppress a harmonic wave.SOLUTION: A voltage adjusting device includes an inverter 11 which outputs a high-frequency power, a power transmission coil 12a which makes a non-contact power reception coil 20a generate high-frequency power by means of a magnetic field generated by the high-frequency power from the inverter 11, a detection device 13 which detects a coupling coefficient being information about the degree of coupling between the power transmission coil 12a and the power reception coil 20a, and a control device 14 which controls a phase of the output of the inverter 11 on the basis of the coupling coefficient detected by the detection device 13.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明の実施形態は、無線で電力を伝送する無線電力伝送装置に関するものである。 Embodiments described herein relate generally to a wireless power transmission apparatus that wirelessly transmits power.

無線電力伝送装置は、送電コイルと受電コイルとを使用し、無線により非接触で電力を伝送することができる。この無線電力伝送装置は、電極の露出がなく摩耗による性能劣化がないこと、水分の多い環境でも安全に伝送できることなど、多くの利便性を有する。そのため、近年では、ＩＣカード、携帯電話、電動歯ブラシ、電気シェーバーなど多くの機器に採用されている。 The wireless power transmission device uses a power transmission coil and a power reception coil, and can transmit power wirelessly without contact. This wireless power transmission device has many conveniences such as no electrode exposure and no performance degradation due to wear, and safe transmission even in a humid environment. Therefore, in recent years, it has been adopted in many devices such as an IC card, a mobile phone, an electric toothbrush, and an electric shaver.

特に、電気自動車（ＥＶ：ＥｌｅｃｔｒｉｃＶｅｈｉｃｌｅ）などに応用して、数ｋＷオーダーの電力を伝送することで、コネクタを接続せずに充電できるシステムの実現を目指して、開発が行われている。 In particular, it has been developed with the aim of realizing a system that can be charged without connecting a connector by transmitting power of several kW by applying it to an electric vehicle (EV).

このような充電用の無線電力伝送装置においては、電力を伝送する側の送電コイルと充電する側の受電コイルとが、対向して配置される。送電コイルには、インバータによる高周波電源が接続され、高周波電力が送電コイルに入力される。送電コイルは、入力された高周波電力により高周波磁界を発生させる。発生した高周波磁界は受電側コイルに鎖交して、受電コイルに高周波の電圧を発生させる。 In such a wireless power transmission device for charging, a power transmission coil on the power transmission side and a power reception coil on the charging side are arranged to face each other. A high frequency power source using an inverter is connected to the power transmission coil, and high frequency power is input to the power transmission coil. The power transmission coil generates a high frequency magnetic field by the input high frequency power. The generated high frequency magnetic field is interlinked with the power receiving coil to generate a high frequency voltage in the power receiving coil.

受電コイルで発生した高周波は、受電コイルに接続された受電回路により直流に変換され、バッテリの充電などに用いられる。このように、送電コイル及び受電コイルを介して、非接触で電力を伝送することが可能となる。 The high frequency generated in the power receiving coil is converted into direct current by a power receiving circuit connected to the power receiving coil, and used for charging the battery. In this way, it is possible to transmit power in a non-contact manner via the power transmission coil and the power reception coil.

特開２００９−１０６１３６号公報JP 2009-106136 A

上記のような無線電力伝送装置に用いられているインバータの出力波形は、矩形波電圧であり、正弦波ではない。したがって、インバータの出力には、電力伝送に必要となる基本波だけでなく、高調波成分も含まれている。特に、基本周波数に対して奇数倍の周波数である３次、５次、７次などの高調波電流が、送電側コイルに流れてしまう。 The output waveform of the inverter used in the wireless power transmission apparatus as described above is a rectangular wave voltage, not a sine wave. Therefore, the output of the inverter includes not only the fundamental wave necessary for power transmission but also harmonic components. In particular, harmonic currents such as third, fifth, and seventh orders that are odd multiples of the fundamental frequency flow through the power transmission coil.

すると、高周波の磁界が送電側コイル近傍に発生し、周辺の機器が誤動作などを起こすなど、外部に影響を与える可能性がある。これに対処するため、インバータの出力波形のパルス幅、つまり位相を制御することにより、高調波を抑制する手法がある。しかし、この手法はパルス幅を抑制することになるため、インバータの出力電圧が小さくなり、充電等のために十分な電圧が得られない可能性がある。 Then, a high-frequency magnetic field is generated in the vicinity of the coil on the power transmission side, and there is a possibility of affecting the outside, for example, peripheral devices may malfunction. In order to cope with this, there is a method of suppressing harmonics by controlling the pulse width, that is, the phase of the output waveform of the inverter. However, since this method suppresses the pulse width, the output voltage of the inverter becomes small, and there is a possibility that a sufficient voltage for charging or the like cannot be obtained.

本発明の実施形態は、上記のような従来技術の問題点を解決するために提案されたものであり、その目的は、簡易な手段によって、出力電圧の低下を抑えて、高調波を抑制できる無線電力伝送装置を提供することにある。 Embodiments of the present invention have been proposed in order to solve the above-described problems of the prior art, and the object thereof is to suppress a reduction in output voltage and suppress harmonics by simple means. The object is to provide a wireless power transmission device.

本発明の実施形態の無線電力伝送装置は、所定の周波数の電力を出力するインバータと、前記インバータからの電力で発生した磁界により、非接触の受電コイルに電力を発生させる送電コイルと、前記送電コイルと前記受電コイルとの結合の程度に関する情報を検出する検出装置と、前記結合の程度に関する情報に基づいて、前記インバータの出力の位相を制御する制御装置と、を有することを特徴とする。 A wireless power transmission device according to an embodiment of the present invention includes an inverter that outputs power of a predetermined frequency, a power transmission coil that generates power in a non-contact power reception coil using a magnetic field generated by the power from the inverter, and the power transmission And a detection device that detects information about a degree of coupling between the coil and the power receiving coil, and a control device that controls a phase of an output of the inverter based on the information about the degree of coupling.

第１の実施形態の構成図Configuration diagram of the first embodiment 第１の実施形態の処理手順を示すフローチャートThe flowchart which shows the process sequence of 1st Embodiment. インバータのパルス幅と高調波との関係を示すグラフGraph showing the relationship between inverter pulse width and harmonics 第２の実施形態の構成図Configuration diagram of the second embodiment 第３の実施形態の構成図Configuration diagram of the third embodiment 第４の実施形態の構成図Configuration diagram of the fourth embodiment 第５の実施形態の構成図Configuration diagram of fifth embodiment 第６の実施形態の構成図Configuration diagram of sixth embodiment

［第１の実施形態］
［構成］
第１の実施形態を、図１を参照して説明する。本実施形態は、電源からの電力を無線で伝送する無線電力伝送装置１と、無線電力伝送装置１から伝送される電力により、バッテリへの充電等を行う受電装置２を有する。例えば、ＥＶの場合、無線電力伝送装置１は駐車スペース等に設置され、受電装置２は車体側に設置される。そして、駐車スペースの所定位置に車両が停車することにより、無線電力伝送装置１に対して受電装置２が位置決めされる。 [First Embodiment]
[Constitution]
A first embodiment will be described with reference to FIG. The present embodiment includes a wireless power transmission device 1 that wirelessly transmits power from a power source, and a power receiving device 2 that charges a battery with the power transmitted from the wireless power transmission device 1. For example, in the case of EV, the wireless power transmission device 1 is installed in a parking space or the like, and the power receiving device 2 is installed on the vehicle body side. Then, when the vehicle stops at a predetermined position in the parking space, the power receiving device 2 is positioned with respect to the wireless power transmission device 1.

（無線電力伝送装置）
無線電力伝送装置１は、離隔配置された受電装置２に無線で電力を伝送する装置である。ここで、離隔配置とは、後述する送電コイル１２ａと受電コイル２０ａが非接触で電力を伝送可能な距離に接近した状態を意味し、筐体等の外装が接触しているか否かは問わない。 (Wireless power transmission equipment)
The wireless power transmission device 1 is a device that wirelessly transmits power to the power receiving devices 2 that are spaced apart. Here, the distant arrangement means a state in which a power transmission coil 12a and a power receiving coil 20a, which will be described later, are close to a distance where power can be transmitted without contact, and it does not matter whether or not an exterior such as a casing is in contact. .

無線電力伝送装置１は、直流電源１０、インバータ１１、送電用共振子１２、検出装置１３、制御装置１４を有する。直流電源１０は、直流電力の供給源である。インバータ１１は、所定の周波数により電力を出力する回路である。つまり、インバータ１１は、複数のスイッチング素子１１ａのオンオフを切り換えることにより、直流電源からの直流を交流に変換する。特に、本実施形態のインバータ１１は、基本波として８５ｋＨ程度の高周波電力を出力することができる。但し、周波数はこの値には限定されない。 The wireless power transmission device 1 includes a DC power supply 10, an inverter 11, a power transmission resonator 12, a detection device 13, and a control device 14. The DC power supply 10 is a DC power supply source. The inverter 11 is a circuit that outputs power at a predetermined frequency. That is, the inverter 11 converts the direct current from the direct current power source into alternating current by switching on and off the plurality of switching elements 11a. In particular, the inverter 11 of the present embodiment can output high frequency power of about 85 kHz as a fundamental wave. However, the frequency is not limited to this value.

インバータ１１は、例えば、電圧形の単相交流用のインバータ回路である。その具体的な構成例は、図１に示すように、一対のスイッチング素子１１ａを直列に接続したものを１組のアームとして、２組のアームを並列に接続したＨブリッジ回路である。スイッチング素子１１ａとしては、ＩＧＢＴやＭＯＳＦＥＴ、ＧＴＯなどを用いることができる。 The inverter 11 is, for example, a voltage-type single-phase AC inverter circuit. A specific configuration example is an H-bridge circuit in which a pair of switching elements 11a connected in series is one set of arms and two sets of arms are connected in parallel, as shown in FIG. As the switching element 11a, IGBT, MOSFET, GTO, or the like can be used.

各スイッチング素子１１ａには、ダイオード１１ｂが並列に接続されている。このダイオード１１ｂは、各スイッチング素子１１ａのオンオフの切り換え時に印加電圧と逆方向の電流を流す還流ダイオードである。なお、インバータ１１は、交流により電力を出力するものであればよく、このような構成には限定されない。 A diode 11b is connected in parallel to each switching element 11a. The diode 11b is a free-wheeling diode that allows a current in the direction opposite to the applied voltage to flow when each switching element 11a is switched on and off. In addition, the inverter 11 should just be what outputs electric power by alternating current, and is not limited to such a structure.

送電用共振子１２は、送電コイル１２ａとコンデンサ１２ｂを有する共振子である。送電コイル１２ａは、インバータ１１からの電力により磁界を発生させるコイルである。送電コイル１２ａは、この磁界により、後述する受電コイル２０ａに電力を発生させる。 The power transmission resonator 12 is a resonator having a power transmission coil 12a and a capacitor 12b. The power transmission coil 12 a is a coil that generates a magnetic field by the electric power from the inverter 11. The power transmission coil 12a generates power in a power receiving coil 20a described later by this magnetic field.

送電コイル１２ａの両端は、それぞれコンデンサ１２ｂを介して、インバータ１１のアームにおける一対のスイッチング素子１１ａの間に接続されている。これらのコンデンサ１２ｂは、送電コイル１２ａとの共振用に挿入される。 Both ends of the power transmission coil 12a are connected between the pair of switching elements 11a in the arm of the inverter 11 via capacitors 12b. These capacitors 12b are inserted for resonance with the power transmission coil 12a.

検出装置１３は、送電コイル１２ａと受電コイル２０ａとの結合の程度に関する情報を検出する装置である。結合の程度は、磁束が送電側から受電側に伝達される程度を意味する。結合の程度に関する情報は、典型的にはコイル間の結合係数である。結合係数は、自己インダクタンスと漏れインダクタンスの実測値から求めることができる。但し、コイル間の距離、位置ずれ量、インバータ電流等から公知の手法により求めることもできる。例えば、距離が近いほど結合係数は大きく、位置ずれ量が小さいほど結合係数は大きくなる。結合の程度に関する情報は、結合係数そのものでなくとも、コイル間の距離、位置ずれ量、インバータ電流等の結合係数を間接的に示すパラメータも含む。 The detection device 13 is a device that detects information related to the degree of coupling between the power transmission coil 12a and the power reception coil 20a. The degree of coupling means the degree to which magnetic flux is transmitted from the power transmission side to the power reception side. Information regarding the degree of coupling is typically the coupling coefficient between the coils. The coupling coefficient can be obtained from measured values of self-inductance and leakage inductance. However, it can also be determined by a known method from the distance between the coils, the amount of displacement, the inverter current, and the like. For example, the closer the distance is, the larger the coupling coefficient is, and the smaller the displacement is, the larger the coupling coefficient is. The information on the degree of coupling includes not only the coupling coefficient itself but also a parameter that indirectly indicates the coupling coefficient such as the distance between the coils, the positional deviation amount, and the inverter current.

制御装置１４は、検出装置１３及びインバータ１１に接続され、検出装置１３が検出した結合の程度に関する情報に基づいて、インバータ１１の出力の位相を制御する装置である。制御装置１４は、比較部１４ａと、許可部１４ｂを有する。 The control device 14 is a device that is connected to the detection device 13 and the inverter 11 and controls the phase of the output of the inverter 11 based on information on the degree of coupling detected by the detection device 13. The control device 14 includes a comparison unit 14a and a permission unit 14b.

比較部１４ａは、検出装置１３が検出した結合係数と、あらかじめ設定した閾値とを比較する処理部である。許可部１４ｂは、比較部１４ａの比較結果に応じて、インバータ１１に高調波の出力を許可するか否かを決定する処理部である。つまり、許可部１４ｂは、結合係数が閾値よりも大きい場合に、インバータ１１に高調波の出力を許可する。また、許可部１４ｂは、結合係数が閾値以下の場合には、インバータ１１に高調波の出力を許可しない。 The comparison unit 14a is a processing unit that compares the coupling coefficient detected by the detection device 13 with a preset threshold value. The permission unit 14b is a processing unit that determines whether or not to allow the inverter 11 to output harmonics according to the comparison result of the comparison unit 14a. That is, the permission unit 14b permits the inverter 11 to output a harmonic when the coupling coefficient is larger than the threshold value. Moreover, the permission part 14b does not permit the inverter 11 to output a harmonic when the coupling coefficient is equal to or less than the threshold value.

インバータ１１は、許可部１４ｂによる許可、不許可に応じて、高調波の出力の程度の異なる位相による運転を行うように設定されている。つまり、高調波の出力を許可しないとは、高調波の出力を完全に抑える場合も、高調波の出力の程度を弱める場合も、特定の次数の高調波を抑える場合も含まれる。 The inverter 11 is set so as to be operated with phases having different levels of harmonic output according to permission or non-permission by the permission unit 14b. In other words, not permitting harmonic output includes not only completely suppressing harmonic output, weakening the level of harmonic output, but also suppressing harmonics of a specific order.

このような検出装置１３、制御装置１４は、ＣＰＵ等を含むコンピュータを所定のプログラムで制御することによって実現できる。この場合のプログラムは、コンピュータのハードウェアを物理的に活用することで、上記のような処理を実現するものである。 Such a detection device 13 and a control device 14 can be realized by controlling a computer including a CPU or the like with a predetermined program. The program in this case realizes the above-described processing by physically utilizing computer hardware.

上記の処理を実行する方法、プログラム及びプログラムを記録した記録媒体も、本実施形態の一態様である。また、ハードウェアで処理する範囲、プログラムを含むソフトウェアで処理する範囲をどのように設定するかは、特定の態様には限定されない。例えば、上記の処理を実現するように構成された回路も、実施形態の一態様である。 A method for executing the above processing, a program, and a recording medium on which the program is recorded are also an aspect of the present embodiment. Moreover, how to set the range processed by hardware and the range processed by software including a program is not limited to a specific mode. For example, a circuit configured to realize the above processing is also an aspect of the embodiment.

また、制御装置１４は、図示はしないが、記憶部、入出力部等を備えている。記憶部は、無線電力伝送装置１の処理に必要な各種の情報を記憶する処理部である。例えば、上記の結合係数、コイル間の距離、位置ずれ量、インバータ電流、閾値、インバータ位相等を記憶することができる。入出力部は、例えば、操作パネル、キーボード、マウス、ディスプレイ、入出力用端末等により構成できる。この入出力部は、運転開始、運転停止、その他上記の処理に必要な情報の入力を行うことができるとともに、記憶部に記憶された情報、各部の処理結果等を表示等させることができる。 Moreover, although not shown in figure, the control apparatus 14 is provided with the memory | storage part, the input / output part, etc. The storage unit is a processing unit that stores various types of information necessary for processing of the wireless power transmission device 1. For example, the coupling coefficient, the distance between the coils, the displacement amount, the inverter current, the threshold value, the inverter phase, and the like can be stored. The input / output unit can be configured by, for example, an operation panel, a keyboard, a mouse, a display, an input / output terminal, and the like. The input / output unit can input information necessary for the above process, such as operation start, operation stop, and the like, and can display information stored in the storage unit, processing results of each unit, and the like.

（受電装置）
受電装置２は、離隔配置された無線電力伝送装置１から伝送された電力を受電する装置である。この受電装置２は、受電用共振子２０、整流回路２１、充電回路２２、バッテリ２３を有する。 (Power receiving device)
The power receiving device 2 is a device that receives power transmitted from the wireless power transmission devices 1 that are spaced apart from each other. The power receiving device 2 includes a power receiving resonator 20, a rectifier circuit 21, a charging circuit 22, and a battery 23.

受電用共振子２０は、受電コイル２０ａとコンデンサ２０ｂを有する共振子である。受電コイル２０ａは、非接触の送電コイル１２ａに発生した磁界により、電力を発生するコイルである。本実施形態では、受電コイル２０ａには高周波電流が発生する。受電コイル２０ａの両端は、それぞれコンデンサ２０ｂを介して、後述する整流回路２１に接続されている。コンデンサ２０ｂは、受電コイル２０ａとの共振用に挿入される。 The power receiving resonator 20 is a resonator having a power receiving coil 20a and a capacitor 20b. The power receiving coil 20a is a coil that generates electric power by a magnetic field generated in the non-contact power transmitting coil 12a. In the present embodiment, a high-frequency current is generated in the power receiving coil 20a. Both ends of the power receiving coil 20a are connected to a rectifier circuit 21 described later via a capacitor 20b. The capacitor 20b is inserted for resonance with the power receiving coil 20a.

整流回路２１は、受電用共振子２０からの交流電力を、直流電力に変換する回路である。本実施形態では、整流回路２１は、受電コイル２０ａに発生した高周波電流を直流に変換する。この整流回路２１は、一対のダイオード２１ａを直列に接続したものを１組として、並列に２組接続した回路であり、各組の一対のダイオード２１ａの間に、受電用共振子２０の両端がそれぞれ接続されている。なお、整流回路２１に並列に挿入されたコンデンサ２１ｂは、リプル抑制用の平滑コンデンサである。 The rectifier circuit 21 is a circuit that converts AC power from the power receiving resonator 20 into DC power. In the present embodiment, the rectifier circuit 21 converts the high-frequency current generated in the power receiving coil 20a into direct current. This rectifier circuit 21 is a circuit in which a pair of diodes 21a connected in series is one set and two sets are connected in parallel. Between the pair of diodes 21a in each set, both ends of the power receiving resonator 20 are connected. Each is connected. The capacitor 21b inserted in parallel with the rectifier circuit 21 is a smoothing capacitor for suppressing ripples.

充電回路２２は、整流回路２１とバッテリ２３との間に接続され、整流回路２１から入力される直流電流によるバッテリ２３への充電を制御する回路である。なお、充電回路２２は、バッテリ２３への満充電を検知して、充電を停止する機能を有している。バッテリ２３は、充電回路２２に接続され、充電回路２２からの充電電流により充電される２次電池である。 The charging circuit 22 is connected between the rectifier circuit 21 and the battery 23 and is a circuit that controls charging of the battery 23 by a direct current input from the rectifier circuit 21. Note that the charging circuit 22 has a function of detecting the full charge of the battery 23 and stopping the charging. The battery 23 is a secondary battery that is connected to the charging circuit 22 and is charged by a charging current from the charging circuit 22.

［作用］
以上のような構成を有する本実施形態の作用を、図２及び図３を参照して説明する。なお、図２は、本実施形態の処理の手順を示すフローチャート、図３は、インバータの位相と、基本波と高調波の比率を示すグラフである。 [Action]
The operation of the present embodiment having the above configuration will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a flowchart showing the processing procedure of this embodiment, and FIG. 3 is a graph showing the phase of the inverter and the ratio between the fundamental wave and the harmonics.

まず、検出装置１３は、制御装置１４に入力された運転開始指令に応じて（ステップ０１）、送電用共振子１２の送電コイル１２ａと受電用共振子２０の受電コイル２０ａとの結合の程度を検出する。本実施形態においては、検出装置１３は結合係数を検出する（ステップ０２）。 First, the detection device 13 determines the degree of coupling between the power transmission coil 12a of the power transmission resonator 12 and the power reception coil 20a of the power reception resonator 20 in accordance with the operation start command input to the control device 14 (step 01). To detect. In the present embodiment, the detection device 13 detects a coupling coefficient (step 02).

制御装置１４の比較部１４ａは、検出装置１３により検出された結合係数と、あらかじめ設定された閾値との比較を行う（ステップ０３）。許可部１４ｂは、結合係数が閾値より大きい場合には（ステップ０３のＹＥＳ）、高調波の出力を許可する（ステップ０４）。インバータ１１は、高調波の出力を許容する位相での送電を開始する（ステップ０５）。 The comparison unit 14a of the control device 14 compares the coupling coefficient detected by the detection device 13 with a preset threshold value (step 03). When the coupling coefficient is larger than the threshold value (YES in Step 03), the permission unit 14b permits the harmonic output (Step 04). The inverter 11 starts power transmission at a phase that allows the output of harmonics (step 05).

一方、結合係数が閾値以下の場合には（ステップ０３のＮＯ）、許可部１４ｂは高調波の出力を許可しない（ステップ０６）。インバータ１１は、高調波の出力を許容しない位相での送電を開始する（ステップ０７）。 On the other hand, when the coupling coefficient is equal to or less than the threshold value (NO in step 03), the permission unit 14b does not permit the output of harmonics (step 06). The inverter 11 starts power transmission at a phase that does not allow harmonic output (step 07).

ここで、インバータ１１のパルス幅と出力値の比率との関係を、図３に示す。インバータ１１はＵ相とＶ相の位相差、つまりパルス幅で出力電圧の調整が可能である。図３は、出力するパルス幅を横軸に、各高調波の出力値の比率を描いている。インバータ１１のパルス幅は１８０°を最大とする。各高調波の出力値の比率は、１８０°における基本波を１とし、｜１／ｎｓｉｎ（ｎθ／２）｜により求めることができる。ｎは次数を示す。 Here, the relationship between the pulse width of the inverter 11 and the ratio of the output value is shown in FIG. The inverter 11 can adjust the output voltage by the phase difference between the U phase and the V phase, that is, the pulse width. In FIG. 3, the ratio of the output value of each harmonic is drawn on the horizontal axis of the output pulse width. The maximum pulse width of the inverter 11 is 180 °. The ratio of the output values of each harmonic can be obtained by | 1 / n sin (nθ / 2) |, where the fundamental wave at 180 ° is 1. n represents the order.

例えば、図３において、パルス幅が１２０°である時、基本波の比率は０．８７であるが、３次高調波の比率は０となっている。また、パルス幅が１８０°の場合、基本波の比率は１で、３次高調波の比率は０．３となっている。つまり、インバータ１１のパルス幅が１２０°であれば、３次高調波を出力しない運転が可能となる。但し、この場合、インバータ１１の基本波も小さくなる。本実施形態では、結合係数が閾値以下の場合、つまり高調波の出力が許可されない場合、例えば、インバータ１１のパルス幅を１２０°とすることにより、３次高調波を抑制する運転を行うことができる。 For example, in FIG. 3, when the pulse width is 120 °, the ratio of the fundamental wave is 0.87, but the ratio of the third harmonic is 0. Further, when the pulse width is 180 °, the ratio of the fundamental wave is 1, and the ratio of the third harmonic is 0.3. That is, if the pulse width of the inverter 11 is 120 °, an operation without outputting the third harmonic can be performed. However, in this case, the fundamental wave of the inverter 11 is also reduced. In the present embodiment, when the coupling coefficient is equal to or lower than the threshold value, that is, when harmonic output is not permitted, for example, by setting the pulse width of the inverter 11 to 120 °, the operation of suppressing the third harmonic can be performed. it can.

一方、結合係数が閾値より大きい場合、送受電間の距離が近く、位置ずれも小さい。したがって、送電用共振子１２から出力された高調波による磁界は、受電用共振子２０を設置しているフレームなどでシールドされやすくなる。また、結合係数が大きい場合、出力に必要な電圧は高くなる。このため、結合係数が閾値より大きい場合、つまり高調波の出力が許可される場合は、例えば、インバータ１１のパルス幅を１８０°へ近づけることで出力電圧を上げて、所定の電力を受電側へ送電することが可能となる。 On the other hand, when the coupling coefficient is larger than the threshold value, the distance between power transmission and reception is close and the positional deviation is small. Therefore, the magnetic field generated by the harmonics output from the power transmission resonator 12 is easily shielded by a frame or the like in which the power reception resonator 20 is installed. Further, when the coupling coefficient is large, the voltage required for output becomes high. For this reason, when the coupling coefficient is larger than the threshold value, that is, when harmonic output is permitted, for example, the output voltage is increased by bringing the pulse width of the inverter 11 close to 180 °, and predetermined power is supplied to the power receiving side. It is possible to transmit power.

このようなインバータ１１からの出力は、送電用共振子１２及び受電用共振子２０を介して伝送され、整流回路２１により直流に変換された電力により、充電回路２２がバッテリ２３への充電を開始する（ステップ０８のＮＯ）。そして、充電回路２２がバッテリ２３の満充電を検知すると（ステップ０８のＹＥＳ）、充電を停止する（ステップ０９）。 The output from the inverter 11 is transmitted via the power transmission resonator 12 and the power reception resonator 20, and the charging circuit 22 starts charging the battery 23 with the power converted into direct current by the rectifier circuit 21. (NO in step 08). When the charging circuit 22 detects the full charge of the battery 23 (YES in step 08), the charging is stopped (step 09).

［効果］
以上のような本実施形態によれば、送電コイル１２ａと受電コイル２０ａの結合の程度に関する情報に基づいて、インバータ１１の位相を制御することで、出力電圧の低下を抑えつつ、許容できない高調波を抑制して、電力を伝送することが可能となる。 [effect]
According to the present embodiment as described above, by controlling the phase of the inverter 11 based on information on the degree of coupling between the power transmitting coil 12a and the power receiving coil 20a, harmonics that cannot be tolerated while suppressing a decrease in output voltage. It is possible to transmit power while suppressing the above.

特に、結合係数と閾値との比較に基づいてインバータ１１の位相を制御するので、簡易な判断処理で、高調波を効率的に抑制できる。また、パルス幅の適切な選択により、比率の大きい次数の高調波をほぼ０にすることができる。 In particular, since the phase of the inverter 11 is controlled based on the comparison between the coupling coefficient and the threshold value, harmonics can be efficiently suppressed with a simple determination process. In addition, by appropriately selecting the pulse width, higher-order harmonics can be made substantially zero.

［第２の実施形態］
［構成］
次に、第２の実施形態を、図４を参照して説明する。図４は本実施形態の構成図である。本実施形態は、基本的には上記の第１の実施形態と同様の構成である。但し、本実施形態は、検出装置として、距離計測装置１５が接続されている。距離計測装置１５は、図示しないセンサーからの信号に基づいて、結合の程度を示す送電コイル１２ａと受電コイル２０ａとの間の距離を計測する装置である。センサーとしては、例えば、赤外線やレーザーによる距離センサーを用いることができる。但し、距離の計測については、どのような手法の装置を用いてもよい。 [Second Embodiment]
[Constitution]
Next, a second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a configuration diagram of this embodiment. This embodiment is basically the same configuration as the first embodiment. However, in this embodiment, a distance measuring device 15 is connected as a detection device. The distance measuring device 15 is a device that measures the distance between the power transmitting coil 12a and the power receiving coil 20a indicating the degree of coupling based on a signal from a sensor (not shown). For example, a distance sensor using infrared rays or a laser can be used as the sensor. However, any method of measuring the distance may be used.

このセンサーによる距離の計測は、送電用共振子１２及び受電用共振子２０の筐体等の外装の距離を計測する場合のように、送電コイル１２ａと受電コイル２０ａとの間の距離を間接的に計測する場合も含む。 The distance measurement by this sensor is an indirect measurement of the distance between the power transmission coil 12a and the power reception coil 20a, as in the case of measuring the distance between the exterior of the power transmission resonator 12 and the power reception resonator 20, such as the housing. Including the case of measuring.

また、距離計測装置１５は、計測した距離に基づいて、公知の手法により結合係数を算出する。制御装置１４の比較部１４ａ、許可部１４ｂは、距離計測装置１５が算出した結合係数に基づいて、上記の第１の実施形態と同様の処理を行うことができる。 Further, the distance measuring device 15 calculates a coupling coefficient by a known method based on the measured distance. The comparison unit 14 a and the permission unit 14 b of the control device 14 can perform the same processing as in the first embodiment based on the coupling coefficient calculated by the distance measurement device 15.

［作用効果］
以上のような本実施形態は、基本的には、上記の第１の実施形態と同様の作用効果を奏する。但し、本実施形態では、送電コイル１２ａと受電コイル２０ａとの間の距離に基づいて、インバータ１１の位相を制御する。つまり、送電コイル１２ａと受電コイル２０ａの距離が近い条件では、結合係数が大きくなり、距離が遠い条件では、結合係数が小さくなる。 [Function and effect]
The present embodiment as described above basically has the same effects as those of the first embodiment. However, in this embodiment, the phase of the inverter 11 is controlled based on the distance between the power transmission coil 12a and the power reception coil 20a. That is, when the distance between the power transmission coil 12a and the power receiving coil 20a is short, the coupling coefficient is large, and when the distance is long, the coupling coefficient is small.

このため、送電コイル１２ａと受電コイル２０ａの距離が近い条件では、インバータ出力の高調波を許容することで、インバータ電圧を大きくすることが可能となる。送電コイル１２ａと受電コイル２０ａの距離が遠い条件では、インバータ出力の高調波を抑制して、外部への影響を抑えることができる。 For this reason, under conditions where the distance between the power transmission coil 12a and the power reception coil 20a is short, the inverter voltage can be increased by allowing harmonics of the inverter output. Under the condition where the distance between the power transmission coil 12a and the power reception coil 20a is long, the harmonics of the inverter output can be suppressed and the influence on the outside can be suppressed.

より具体的には、第１の実施形態のステップ０３と同様に、結合係数が閾値より大きい場合には、高調波を許容し、結合係数が閾値以下の場合には、高調波を許容しない制御を行う。このように、本実施形態では、距離計測装置１５を備えればよいため、比較的安価で小型の装置を構成できる。 More specifically, as in step 03 of the first embodiment, when the coupling coefficient is larger than the threshold, a harmonic is allowed, and when the coupling coefficient is less than the threshold, the harmonic is not allowed. I do. Thus, in this embodiment, since it is sufficient to provide the distance measuring device 15, a relatively inexpensive and small device can be configured.

なお、制御装置１４は、距離計測装置１５が計測した距離に基づいて、高調波を許容するか否かを決定することもできる。より具体的には、第１の実施形態のステップ０３において、比較部１４ａが計測された距離をあらかじめ設定された閾値と比較して、閾値より長い場合には、許可部１４ｂが高調波を許容せず、閾値以下の場合には、許可部１４ｂが高調波を許容する。これにより、結合係数を算出する処理を省くことができる。 In addition, the control apparatus 14 can also determine whether a harmonic is permitted based on the distance which the distance measurement apparatus 15 measured. More specifically, in step 03 of the first embodiment, the distance measured by the comparison unit 14a is compared with a preset threshold value. If the distance is longer than the threshold value, the permission unit 14b allows the harmonics. If not, the permission unit 14b allows harmonics. Thereby, the process which calculates a coupling coefficient can be omitted.

［第３の実施形態］
［構成］
次に、第３の実施形態を、図５を参照して説明する。図５は本実施形態の構成図である。本実施形態は、基本的には、上記の第１の実施形態と同様の構成である。但し、本実施形態は、検出装置１３に画像センサー１６が接続されている。画像センサー１６としては、ＣＣＤ等の撮像装置を用いることができる。なお、本実施形態の画像センサー１６は、送電用共振子１２側に設けられているが、受電用共振子２０側に設けられていてもよい。また、設置個所も別の個所や複数であっても構わない。 [Third Embodiment]
[Constitution]
Next, a third embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a configuration diagram of this embodiment. This embodiment is basically the same configuration as the first embodiment. However, in this embodiment, the image sensor 16 is connected to the detection device 13. As the image sensor 16, an imaging device such as a CCD can be used. Note that the image sensor 16 of the present embodiment is provided on the power transmission resonator 12 side, but may be provided on the power reception resonator 20 side. The installation location may be another location or a plurality of locations.

検出装置１３は、画像センサー１６が撮像した画像に基づいて、送電コイル１２ａと受電コイル２０ａの間の距離、位置ずれ量、シールド効果等を検出する。例えば、受電用共振子２０の筐体等の外装における所定のポイントやラインの位置や大きさから距離を検出できる。また、所定のポイントやラインの位置が、あらかじめ設定された基準位置と比較して、水平なＸ軸方向、Ｙ軸方向、垂直のＺ軸方向、回転角度のθ方向の相違がある場合に、これを位置ずれ量として検出することができる。 The detection device 13 detects a distance between the power transmission coil 12a and the power reception coil 20a, a positional deviation amount, a shielding effect, and the like based on an image captured by the image sensor 16. For example, the distance can be detected from the position and size of a predetermined point or line on the exterior of the power receiving resonator 20 such as a housing. In addition, when the position of the predetermined point or line is different from the preset reference position, there are differences in the horizontal X-axis direction, the Y-axis direction, the vertical Z-axis direction, and the rotation angle θ direction. This can be detected as a positional deviation amount.

基準位置としては、例えば、送電コイル１２ａ側が固定されている場合、その既知の位置座標とすることもできる。そして、車体に対する受電コイル２０ａの位置が、既知であれば、画像センサー１６により車体の位置を検出できれば、送電コイル１２ａと受電コイル２０ａの距離、位置ずれ量等を検出することができる。 As the reference position, for example, when the power transmission coil 12a side is fixed, the known position coordinates may be used. If the position of the power receiving coil 20a with respect to the vehicle body is known, if the position of the vehicle body can be detected by the image sensor 16, the distance between the power transmitting coil 12a and the power receiving coil 20a, the amount of displacement, and the like can be detected.

さらに、これらの距離、位置ずれ量に加えて、受電用共振子２０の筐体等、シールドとなる部材の有無、角度等により、受電用共振子２０の筐体等の磁界のシールド特性が推定可能となる。シールド特性については、受電コイル２０ａと車体等の筐体によって固定的に定まる値を用いてもよい。 Further, in addition to the distance and the amount of positional deviation, the shielding characteristics of the magnetic field of the casing of the power receiving resonator 20 and the like are estimated based on the presence and angle of the casing of the power receiving resonator 20 and the like. It becomes possible. For the shield characteristic, a value fixedly determined by the power receiving coil 20a and a housing such as a vehicle body may be used.

また、検出装置１３は、検出した距離、位置ずれ量、シールド特性に基づいて、公知の手法により結合係数を算出する。制御装置１４の比較部１４ａ、許可部１４ｂは、検出装置１３が求めた結合係数に基づいて、上記の第１の実施形態と同様の処理を行うことができる。 In addition, the detection device 13 calculates a coupling coefficient by a known method based on the detected distance, misalignment amount, and shield characteristics. The comparison unit 14a and the permission unit 14b of the control device 14 can perform the same processing as in the first embodiment based on the coupling coefficient obtained by the detection device 13.

［作用効果］
以上のような本実施形態は、基本的には上記の第１の実施形態と同様の作用効果を奏する。但し、本実施形態では、画像センサー１６を設けることで、送電コイル１２ａ及び受電コイル２０ａの間の距離だけでなく、位置ずれ量も計測が可能となり、受電側の筐体等の磁界のシールド特性が推定可能となる。 [Function and effect]
The present embodiment as described above basically has the same effects as the first embodiment. However, in the present embodiment, by providing the image sensor 16, not only the distance between the power transmission coil 12 a and the power reception coil 20 a but also the positional deviation amount can be measured, and the magnetic field shielding characteristics of the power reception side housing and the like. Can be estimated.

このため、距離が近い条件、位置ずれ量が少ない条件又はシールド特性が大きい条件では、インバータ出力の高調波を許容することで、インバータ電圧を大きくすることが可能となる。距離が遠い条件、位置ずれ量が大きい条件又はシールド特性が低い条件では、インバータ出力の高調波を抑制して、外部への影響を抑えることができる。 For this reason, the inverter voltage can be increased by allowing the higher harmonics of the inverter output under conditions where the distance is short, the position displacement amount is small, or the shield characteristic is large. In a condition where the distance is long, a condition where the amount of positional deviation is large, or a condition where the shield characteristic is low, it is possible to suppress the harmonics of the inverter output and suppress external influences.

より具体的には、第１の実施形態のステップ０３と同様に、結合係数が閾値より大きい場合には、高調波を許容し、結合係数が閾値以下の場合には、高調波を許容しない制御を行う。このように、本実施形態では、画像センサー１６により実際の位置関係を正確に把握することができるので、高調波を許容するか否かを、より適格に判定できる。 More specifically, as in step 03 of the first embodiment, when the coupling coefficient is larger than the threshold, a harmonic is allowed, and when the coupling coefficient is less than the threshold, the harmonic is not allowed. I do. Thus, in this embodiment, since the actual positional relationship can be accurately grasped by the image sensor 16, it can be determined more appropriately whether or not harmonics are allowed.

なお、制御装置１４は、検出装置１３が検出した距離、位置ずれ量又はシールド特性に基づいて、高調波を許容するか否かを決定することもできる。より具体的には、第１の実施形態のステップ０３において、比較部１４ａが距離、位置ずれ量又はシールド特性をあらかじめ設定された閾値と比較して、距離、位置ずれ量が閾値よりも大きい場合、シールド特性が低い場合には、許可部１４ｂが高調波を許容しない。距離、位置ずれ量が閾値以下の場合、シールド特性が高い場合には、許可部１４ｂが高調波を許容する。これにより、結合係数を算出する処理を省くことができる。 In addition, the control apparatus 14 can also determine whether a harmonic is permitted based on the distance which the detection apparatus 13 detected, the positional offset amount, or the shield characteristic. More specifically, in step 03 of the first embodiment, when the comparison unit 14a compares the distance, the positional deviation amount, or the shield characteristic with a preset threshold value, and the distance and the positional deviation amount are larger than the threshold value. When the shield characteristic is low, the permission unit 14b does not allow harmonics. When the distance and the amount of positional deviation are less than or equal to the threshold value and the shield characteristic is high, the permission unit 14b allows the harmonics. Thereby, the process which calculates a coupling coefficient can be omitted.

［第４の実施形態］
［構成］
次に、第４の実施形態を、図６を参照して説明する。図６は本実施形態の構成図である。本実施形態は、基本的には、上記の第１の実施形態と同様の構成である。但し、本実施形態は、検出装置１３に電流センサー１７が接続されている。電流センサー１７は、送電用共振子１２に設けられている。この電流センサー１７は、インバータ出力電流を検出することができる。 [Fourth Embodiment]
[Constitution]
Next, a fourth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a configuration diagram of this embodiment. This embodiment is basically the same configuration as the first embodiment. However, in the present embodiment, the current sensor 17 is connected to the detection device 13. The current sensor 17 is provided in the power transmission resonator 12. The current sensor 17 can detect the inverter output current.

検出装置１３は、電流センサー１７が検出したインバータ出力電流に基づいて、結合係数を算出する機能を有する。結合係数は、インバータ１１から見たインピーダンスに影響するため、インバータ出力電流を計測し、その周波数特性を取得することで、公知の手法により、結合係数を求めることが可能である。 The detection device 13 has a function of calculating a coupling coefficient based on the inverter output current detected by the current sensor 17. Since the coupling coefficient affects the impedance viewed from the inverter 11, the coupling coefficient can be obtained by a known method by measuring the inverter output current and acquiring the frequency characteristics.

また、制御装置１４の比較部１４ａ、許可部１４ｂは、検出装置１３が求めた結合係数に基づいて、上記の第１の実施形態と同様の処理を行うことができる。 Further, the comparison unit 14a and the permission unit 14b of the control device 14 can perform the same processing as in the first embodiment based on the coupling coefficient obtained by the detection device 13.

［作用効果］
以上のような本実施形態は、基本的には上記の第１の実施形態と同様の作用効果を奏する。但し、本実施形態では、電流センサー１７を設けてインバータ電流を計測し、これに基づいて、検出装置１３が結合係数を求めて、制御装置１４が高調波を許容するか否かを判定する。 [Function and effect]
The present embodiment as described above basically has the same effects as the first embodiment. However, in the present embodiment, the current sensor 17 is provided to measure the inverter current, and based on this, the detection device 13 obtains the coupling coefficient, and the control device 14 determines whether or not to allow harmonics.

つまり、第１の実施形態のステップ０３において、結合係数とあらかじめ設定された閾値との比較に基づいて、高調波を許容するか否かを判定する。このように、電流センサー１７という小型且つ安価な手段によって、高調波の抑制を行うことができる。 That is, in step 03 of the first embodiment, it is determined whether or not harmonics are allowed based on a comparison between the coupling coefficient and a preset threshold value. In this way, harmonics can be suppressed by a small and inexpensive means called the current sensor 17.

［第５の実施形態］
［構成］
次に、第５の実施形態を、図７を参照して説明する。図７は本実施形態の構成図である。本実施形態は、基本的には、上記の第１の実施形態と同様の構成である。但し、本実施形態は、送電用共振子１２に、シールド装置１８が設けられている。このシールド装置１８は、高調波に対するシールド機能を有する金属材料等によるシールド部材１８ａを備えている。シールド部材１８ａは、送電用共振子１２の周囲の全部又は一部に設けられているとよい。 [Fifth Embodiment]
[Constitution]
Next, a fifth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a configuration diagram of this embodiment. This embodiment is basically the same configuration as the first embodiment. However, in this embodiment, the shield device 18 is provided in the power transmission resonator 12. The shield device 18 includes a shield member 18a made of a metal material or the like having a shield function against harmonics. The shield member 18 a may be provided on all or part of the periphery of the power transmission resonator 12.

シールド部材１８ａは、図示しない駆動機構により、送電用共振子１２、受電用共振子２０との関係から、シールドが有効な位置とシールドを機能させない位置との間で、変位可能に設けられている。例えば、シールド部材１８ａが水平位置から垂直位置に角度を変位させる、シールド部材１８ａが送電用共振子１２を囲う位置と、送電用共振子１２を開放する位置とを変位させる等が考えられる。適用する駆動機構としては、シールド部材１８ａを変位させる態様に応じて、回転機構、スライド機構等、種々のものが考えられる。 The shield member 18a is provided by a drive mechanism (not shown) so as to be displaceable between a position where the shield is effective and a position where the shield does not function due to the relationship between the power transmission resonator 12 and the power reception resonator 20. . For example, it is conceivable that the shield member 18a displaces the angle from the horizontal position to the vertical position, the position where the shield member 18a surrounds the power transmission resonator 12, and the position where the power transmission resonator 12 is opened. As a drive mechanism to be applied, various mechanisms such as a rotation mechanism and a slide mechanism are conceivable depending on the manner in which the shield member 18a is displaced.

また、シールド装置１８には、シールド制御装置１８ｂが接続されている。このシールド制御装置１８ｂは、駆動機構を制御することにより、シールド部材１８ａの変位量を制御することができる。例えば、シールド部材１８ａの角度、位置を制御できる。 Further, a shield control device 18b is connected to the shield device 18. The shield control device 18b can control the amount of displacement of the shield member 18a by controlling the drive mechanism. For example, the angle and position of the shield member 18a can be controlled.

シールド制御装置１８ｂは、制御装置１４に接続されている。これにより、制御装置１４がインバータ１１からの高調波の出力を許可したときのみ、シールド部材１８ａをシールドが有効な位置に変位させることが可能となる。 The shield control device 18 b is connected to the control device 14. Thereby, it becomes possible to displace the shield member 18a to a position where the shield is effective only when the control device 14 permits the harmonic output from the inverter 11.

［作用効果］
以上のような本実施形態は、基本的には上記の第１の実施形態と同様の作用効果を奏する。但し、本実施形態では、制御装置１４がインバータ１１からの高調波の出力を許可しない場合には、シールド部材１８ａによるシールドを有効にしない。制御装置１４がインバータ１１からの高調波の出力を許可した場合、シールド部材１８ａを変位させてシールドを有効にする。 [Function and effect]
The present embodiment as described above basically has the same effects as the first embodiment. However, in the present embodiment, when the control device 14 does not permit the output of harmonics from the inverter 11, the shield by the shield member 18a is not validated. When the control device 14 permits the harmonic output from the inverter 11, the shield member 18a is displaced to enable the shield.

これは、結合係数が小さいときは、距離や位置ずれ量が大きい場合などに相当し、広範囲をシールドする必要があるため、シールド装置１８ではシールドが難しい。この場合は、制御装置１４がインバータ１１の高調波の出力を許可しないことにより対処する。 This corresponds to a case where the coupling coefficient is small and the distance and the amount of positional deviation are large, and it is necessary to shield a wide range. Therefore, the shield device 18 is difficult to shield. In this case, the control device 14 is dealt with by not permitting the harmonic output of the inverter 11.

一方、結合係数が大きいときは、距離や位置ずれ量が小さい場合などに相当し、シールドする範囲が限定できる。このため、高周波の出力を許可しつつ、シールド装置１８によるシールドを行う。これにより、いずれの場合にも高調波の外部への漏洩を防止して、電力伝送することが可能となる。さらに、結合係数が大きい時には、高調波がシールドできるので、パルス幅をより大きくしてインバータ出力電圧を高くすることが可能となり、インバータの利用率も向上する。 On the other hand, when the coupling coefficient is large, it corresponds to a case where the distance and the amount of positional deviation are small, and the range to be shielded can be limited. For this reason, shielding by the shield device 18 is performed while permitting high-frequency output. Thereby, in any case, leakage of harmonics to the outside can be prevented and electric power can be transmitted. Further, when the coupling coefficient is large, harmonics can be shielded, so that the pulse width can be increased to increase the inverter output voltage, and the utilization factor of the inverter is improved.

［第６の実施形態］
［構成］
次に、第６の実施形態を、図８を参照して説明する。図８は本実施形態の構成図である。本実施形態は、基本的には、上記の第１の実施形態と同様の構成である。但し、本実施形態は、インバータ１１の出力側と送電用共振子１２との間に、フィルタ部１９、バイパス部１９ａが設けられている。フィルタ部１９は、高調波をカットするフィルタであり、高調波を送電用共振子に流入させないようにすることが可能である。これは、例えば、コイルとコンデンサを含む回路により構成できる。 [Sixth Embodiment]
[Constitution]
Next, a sixth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a configuration diagram of this embodiment. This embodiment is basically the same configuration as the first embodiment. However, in the present embodiment, a filter unit 19 and a bypass unit 19 a are provided between the output side of the inverter 11 and the power transmission resonator 12. The filter unit 19 is a filter that cuts out harmonics, and can prevent the harmonics from flowing into the power transmission resonator. This can be constituted by a circuit including a coil and a capacitor, for example.

また、インバータ１１の出力側と送電用共振子１２との間には、フィルタ部１９と並列に、バイパス部１９ａが接続されている。このバイパス部１９ａは、検出装置１３により検出される結合係数に応じて、フィルタ部１９の全体又は一部をバイパスさせることを決定できる。 Further, a bypass unit 19 a is connected in parallel with the filter unit 19 between the output side of the inverter 11 and the power transmission resonator 12. The bypass unit 19 a can determine whether to bypass the whole or a part of the filter unit 19 according to the coupling coefficient detected by the detection device 13.

［作用効果］
以上のような本実施形態は、基本的には上記の第１の実施形態と同様の作用効果を奏する。但し、本実施形態では、結合係数に応じて、フィルタ部１９を有効にするかどうかを変えることができる。例えば、結合係数が小さいときは、距離や位置ずれ量が大きい場合などに相当する。この場合は、制御装置１４がインバータ１１の高調波の出力を許可しないことにより対処できる。このため、バイパス部１９ａにより、フィルタ１９の全体又は一部をバイパスさせて、損失の低下を防止する。 [Function and effect]
The present embodiment as described above basically has the same effects as the first embodiment. However, in this embodiment, whether to enable the filter unit 19 can be changed according to the coupling coefficient. For example, when the coupling coefficient is small, it corresponds to a case where the distance or the amount of positional deviation is large. This case can be dealt with by the control device 14 not permitting the harmonic output of the inverter 11. For this reason, the whole or a part of the filter 19 is bypassed by the bypass portion 19a to prevent a loss from being reduced.

一方、結合係数が大きいときは、距離や位置ずれ量が小さい場合などに相当する。この場合は、制御装置１４がインバータ１１の高調波の出力を許可するが、バイパスさせずにフィルタ部１９を有効として、高調波を抑制することができる。なお、受電側の筐体等のシールド特性が高い場合には、損失の低下を防ぐために、フィルタ部１９の一部をバイパスさせることも可能である。 On the other hand, a large coupling coefficient corresponds to a case where the distance or the amount of positional deviation is small. In this case, although the control apparatus 14 permits the output of the harmonics of the inverter 11, the filter unit 19 is enabled without being bypassed, and the harmonics can be suppressed. In addition, when the shielding characteristics of the power receiving housing and the like are high, it is possible to bypass a part of the filter unit 19 in order to prevent a reduction in loss.

［他の実施形態］
本発明の実施形態は、上記のような態様に限定されない。例えば、上記の実施形態では、閾値との比較によって、高調波の出力の許可、不許可を判定している。しかし、結合係数、距離、位置ずれ量、インバータ電流、シールド特性等に応じて、インバータ１１の位相の許容範囲を連続的又は段階的に変化させても構わない。例えば、高調波の出力が許可されない場合でも、即座にパルス幅を１２０°として３次高調波を０にするのではなく、より１８０°に近いが、高調波の抑制効果も得られるパルス幅を選択し、さらにパルス幅を連続的又は段階的に大きくしたり、小さくしたりすることも可能である。これにより、高調波の抑制と出力低下のバランスをより詳細に調整することができる。また、距離センサーを複数設けることにより、位置ずれ量について計測できるようにしてもよい。 [Other Embodiments]
Embodiment of this invention is not limited to the above aspects. For example, in the above-described embodiment, permission or non-permission of harmonic output is determined by comparison with a threshold value. However, the allowable range of the phase of the inverter 11 may be changed continuously or stepwise according to the coupling coefficient, distance, misalignment amount, inverter current, shield characteristics, and the like. For example, even if harmonic output is not permitted, instead of immediately setting the pulse width to 120 ° and setting the third harmonic to 0, the pulse width is closer to 180 °, but the harmonic suppression effect can be obtained. It is also possible to further increase or decrease the pulse width continuously or stepwise. Thereby, the balance between suppression of harmonics and output reduction can be adjusted in more detail. Further, by providing a plurality of distance sensors, it may be possible to measure the positional deviation amount.

上記の実施形態における電力の伝送のための構成は、高周波の電力を高効率で伝送するための電磁界結合又は磁気共鳴と呼ばれる伝送方式によるものの一例である。但し、本実施形態は、一般的に電磁誘導と呼ばれる伝送方式を広く含むものである。従って、非接触の送電コイル及び受電コイルにより電力を伝送できる構成であれば、公知のあらゆる装置を適用可能である。 The configuration for power transmission in the above embodiment is an example of a transmission system called electromagnetic coupling or magnetic resonance for transmitting high-frequency power with high efficiency. However, this embodiment widely includes a transmission method generally called electromagnetic induction. Therefore, any known device can be applied as long as it can transmit power by a non-contact power transmission coil and power reception coil.

実施形態に用いられる情報の具体的な内容、値は自由であり、特定の内容、数値には限定されない。実施形態において、情報が示す値に対する過不足、大小判断、一致不一致の判断等において、以上、以下、として値を含めるように判断するか、より大きい、より小さい、超える、超えない、上回る、下回る、足りない、未満として値を含めないように判断するかも自由である。従って、「大きい」を「以上」に、「以下」を「未満」に読み替えても、実質的には同じである。 The specific contents and values of the information used in the embodiment are free and are not limited to specific contents and numerical values. In the embodiment, in the excess or deficiency with respect to the value indicated by the information, the magnitude determination, the judgment of coincidence mismatch, etc., it is determined that the value is included as above, below, larger, smaller, exceeding, not exceeding, exceeding, below It's also free to decide not to include the value as less than or less. Therefore, even if “larger” is read as “more than” and “less than” is read as “less than”, it is substantially the same.

以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 As mentioned above, although some embodiment of this invention was described, these embodiment is shown as an example and is not intending limiting the range of invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

１…無線電力伝送装置
２…受電装置
１０…直流電源
１１…インバータ
１１ａ…スイッチング素子
１１ｂ…ダイオード
１２…送電用共振子
１２ａ…送電コイル
１２ｂ…コンデンサ
１３…検出装置
１４…制御装置
１４ａ…比較部
１４ｂ…許可部
１５…距離計測装置
１６…画像センサー
１７…電流センサー
１８…シールド装置
１８ａ…シールド部材
１８ｂ…シールド制御装置
１９…フィルタ部
１９ａ…バイパス部
２０…受電用共振子
２０ａ…受電コイル
２０ｂ…コンデンサ
２１…整流回路
２１ａ…ダイオード
２１ｂ…コンデンサ
２２…充電回路
２３…バッテリ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Wireless power transmission device 2 ... Power receiving device 10 ... DC power supply 11 ... Inverter 11a ... Switching element 11b ... Diode 12 ... Power transmission resonator 12a ... Power transmission coil 12b ... Capacitor 13 ... Detection device 14 ... Control device 14a ... Comparison part 14b Permission unit 15 Distance measuring device 16 Image sensor 17 Current sensor 18 Shield device 18a Shield member 18b Shield control device 19 Filter unit 19a Bypass unit 20 Power receiving resonator 20a Power receiving coil 20b Capacitor 21 ... Rectifier circuit 21a ... Diode 21b ... Capacitor 22 ... Charging circuit 23 ... Battery

Claims

An inverter that outputs power of a predetermined frequency;
A power transmission coil that generates power in a non-contact power receiving coil by a magnetic field generated by power from the inverter;
A detection device for detecting information relating to the degree of coupling between the power transmission coil and the power reception coil;
A control device for controlling the phase of the output of the inverter based on the information on the degree of coupling;
A wireless power transmission device comprising:

The wireless power transmission apparatus according to claim 1, wherein the information regarding the degree of coupling includes a coupling coefficient.

The wireless power transmission apparatus according to claim 1, wherein the information related to the degree of coupling includes a distance between the power transmission coil and the power reception coil.

The wireless power transmission apparatus according to claim 1, wherein the information related to the degree of coupling includes a positional shift amount between the power transmission coil and the power reception coil.

The wireless power transmission apparatus according to claim 1, wherein the information related to the degree of coupling includes an inverter current.

The power receiving coil is movably provided with a shield portion that shields the generated magnetic field,
The wireless power transmission device according to claim 1, further comprising a shield control unit that displaces the shield unit based on information related to the degree of coupling.

Between the inverter and the power transmission coil, a filter unit for suppressing harmonics,
A bypass section that bypasses all or part of the filter;
A bypass control device for controlling whether or not the bypass unit bypasses all or a part based on the information on the degree of coupling;
The wireless power transmission device according to claim 1, wherein the wireless power transmission device includes:

A comparison unit that compares the information on the degree of coupling with a predetermined threshold;
According to the comparison result by the comparison unit, a permission unit that determines whether or not to allow the inverter to output harmonics;
The wireless power transmission device according to claim 1, wherein

The wireless power according to any one of claims 1 to 8, wherein a phase of the inverter is set so as to suppress a harmonic of a specific order based on information on the degree of coupling. Transmission equipment.