JP2016082707A - 受電装置及び送電装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】十分な高調波抑制効果とインピーダンス整合機能とを有しつつ、フィルタ回路の挿入による入出力特性への影響を抑制する受電装置及び送電装置を提供する。【解決手段】コイル152及びキャパシタ154によって構成される回路の共振周波数は、受電コイルによって受電される交流電力の周波数に設定される。コイル156のインダクタンスは、コイル152のインダクタンスの(1+α)倍(αは任意の正数)に設定される。コイル160のインダクタンスは、コイル152のインダクタンスのα倍に設定される。キャパシタ158のキャパシタンスは、キャパシタ154のキャパシタンスの1/α倍に設定される。【選択図】図3
Description
この発明は、非接触で電力伝送を行なう受電装置及び送電装置に関する。
近年、非接触で電力を伝送する非接触電力伝送が注目されている。特開2002−49428号公報(特許文献1)は、非接触電力伝送を実現する非接触給電装置に用いられるイミタンス変換器を開示する。このイミタンス変換器は、第1及び第2のコイルと、第1及び第2のキャパシタとから成る4次フィルタ回路によって構成される。第1及び第2のコイルは、それぞれ第1のインダクタンスpL(0<p<1)及び第2のインダクタンスLを有する。第1及び第2のキャパシタは、それぞれ第1のキャパシタンスC及び第2のキャパシタンス(1−p)Cを有する。このイミタンス変換器によれば、共振周波数の高調波を抑制することができる(特許文献1参照)。
特許文献1に記載のイミタンス変換器は、出力電圧が入力電流に比例し、出力電流が入力電圧に比例するので(イミタンス特性)、イミタンス変換器の挿入の有無によってシステムの入出力特性が変化する。このために、たとえば、イミタンス変換器をフィルタ回路としてシステムに挿入する前に、受電装置の受電電圧を調整するために送電装置において電流制御を行なっていた場合には、フィルタ回路(イミタンス変換器)の挿入後は、受電電圧を調整するために送電装置において電圧制御を行なう必要があり、大きなシステム変更が必要となる。
また、挿入されるフィルタ回路にインピーダンス整合機能を持たせることができれば、フィルタ回路に加えてインピーダンス整合用の回路を別途設けることなく、電力伝送効率の向上を図ることができる。
それゆえに、この発明の目的は、送電装置から非接触で受電する受電装置において、十分な高調波抑制効果とインピーダンス整合機能とを有しつつ、フィルタ回路の挿入による入出力特性への影響を抑制することである。
また、この発明の別の目的は、受電装置へ非接触で送電する送電装置において、十分な高調波抑制効果とインピーダンス整合機能とを有しつつ、フィルタ回路の挿入による入出力特性への影響を抑制することである。
この発明によれば、受電装置は、受電コイルと、整流回路と、フィルタ回路とを備える。受電コイルは、送電装置の送電コイルから非接触で受電するように構成される。整流回路は、受電コイルにより受電された電力を整流するように構成される。フィルタ回路は、受電コイルと整流回路との間に設けられる。フィルタ回路は、第1から第3のインダクタと、第1及び第2のキャパシタとを含む。第1から第3のインダクタは、受電コイルと整流回路との間の電力線対の一方において、受電コイル側から、第1のインダクタ、第2のインダクタ、第3のインダクタの順に直列接続される。第1のキャパシタの一端は、第1のインダクタと第2のインダクタとの間に接続され、第1のキャパシタの他端は、電力線対の他方に接続される。第2のキャパシタの一端は、第2のインダクタと第3のインダクタとの間に接続され、第2のキャパシタの他端は、電力線対の他方に接続される。第1のインダクタ及び第1のキャパシタによって構成される回路の共振周波数は、受電コイルによって受電される交流電力の周波数に設定される。第2のインダクタのインダクタンスは、第1のインダクタのインダクタンスの(1+α)倍(αは任意の正数)に設定される。第3のインダクタのインダクタンスは、第1のインダクタのインダクタンスのα倍に設定される。第2のキャパシタのキャパシタンスは、第1のキャパシタのキャパシタンスの1/α倍に設定される。
このような構成とすることにより、フィルタ回路は昇圧比αの理想トランス特性を示すので、フィルタ回路の挿入による入出力特性の変化は電圧比のみであり、フィルタ回路の挿入による入出力特性への影響は小さい。また、昇圧比αのフィルタ回路によってインピーダンスを変更可能であり、負荷に合わせたインピーダンスの設計が可能である。さらに、フィルタ回路は5次のフィルタ回路であるので、4次以下のフィルタ回路に比べて、高調波抑制効果が大きく、さらに電流容量を小さくできることにより回路の小型化及び低発熱化が可能となる。したがって、この受電装置によれば、十分な高調波抑制効果とインピーダンス整合機能とを有しつつ、フィルタ回路の挿入による入出力特性への影響を抑制することができる。
好ましくは、整流回路は、コンデンサインプット型のダイオードブリッジ整流回路によって構成される。
整流回路の直前にはフィルタ回路の第3のインダクタが設けられているので、チョークインプット型の整流回路を採用すると、整流回路の入力の力率が悪化し、効率が低下する。この受電装置によれば、整流回路がコンデンサインプット型のダイオードブリッジ整流回路によって構成されるので、上記のような効率の低下は発生しない。
また、好ましくは、整流回路は、コンデンサインプット型の倍電圧整流回路によって構成される。
このような構成とすることにより、フィルタ回路と整流回路とによる昇圧比をより大きくすることができ、インピーダンスの調整幅を大きくすることができる。
また、この発明によれば、受電装置は、受電コイルと、整流回路と、フィルタ回路とを備える。受電コイルは、送電装置の送電コイルから非接触で受電するように構成される。整流回路は、受電コイルにより受電された電力を整流するように構成される。フィルタ回路は、受電コイルと整流回路との間に設けられる。フィルタ回路は、第1及び第2のインダクタと、第1から第3のキャパシタとを含む。第1及び第2のインダクタは、受電コイルと整流回路との間の電力線対の一方において、受電コイル側から、第1のインダクタ、第2のインダクタの順に直列接続される。第1のキャパシタの一端は、受電コイルと第1のインダクタとの間に接続され、第1のキャパシタの他端は、電力線対の他方に接続される。第2のキャパシタの一端は、第1のインダクタと第2のインダクタとの間に接続され、第2のキャパシタの他端は、電力線対の他方に接続される。第3のキャパシタの一端は、第2のインダクタと整流回路との間に接続され、第3のキャパシタの他端は、電力線対の他方に接続される。第1のキャパシタ及び第1のインダクタによって構成される回路の共振周波数は、受電コイルによって受電される交流電力の周波数に設定される。第2のキャパシタのキャパシタンスは、第1のキャパシタのキャパシタンスの(1+α)/α倍(αは任意の正数)に設定される。第3のキャパシタのキャパシタンスは、第1のキャパシタのキャパシタンスの1/α倍に設定される。第2のインダクタのインダクタンスは、第1のインダクタのインダクタンスのα倍に設定される。
このような構成によっても、フィルタ回路は、5次のフィルタ回路であって、昇圧比αの理想トランス特性を示す。したがって、この受電装置によれば、十分な高調波抑制効果とインピーダンス整合機能とを有しつつ、フィルタ回路の挿入による入出力特性への影響を抑制することができる。
好ましくは、整流回路は、チョークインプット型のダイオードブリッジ整流回路によって構成される。
整流回路の直前にはフィルタ回路の第3のキャパシタが設けられているので、コンデンサインプット型の整流回路を採用すると、整流回路の入力の力率が悪化し、効率が低下する。この受電装置によれば、整流回路がチョークインプット型のダイオードブリッジ整流回路によって構成されるので、上記のような効率の低下は発生しない。
また、好ましくは、整流回路は、チョークインプット型の倍電流整流回路によって構成される。
このような構成とすることにより、受電装置におけるインピーダンスの調整幅を大きくすることができる。
また、この発明によれば、送電装置は、交流電源と、送電コイルと、フィルタ回路とを備える。送電コイルは、交流電源から電力を受けて受電装置の受電コイルへ非接触で送電するように構成される。フィルタ回路は、交流電源と送電コイルとの間に設けられる。フィルタ回路は、第1から第3のインダクタと、第1及び第2のキャパシタとを含む。第1から第3のインダクタは、交流電源と送電コイルとの間の電力線対の一方において、交流電源側から、第1のインダクタ、第2のインダクタ、第3のインダクタの順に直列接続される。第1のキャパシタの一端は、第1のインダクタと第2のインダクタとの間に接続され、第1のキャパシタの他端は、電力線対の他方に接続される。第2のキャパシタの一端は、第2のインダクタと第3のインダクタとの間に接続され、第2のキャパシタの他端は、電力線対の他方に接続される。第1のインダクタ及び第1のキャパシタによって構成される回路の共振周波数は、交流電源によって生成される交流電力の周波数に設定される。第2のインダクタのインダクタンスは、第1のインダクタのインダクタンスの(1+α)倍(αは任意の正数)に設定される。第3のインダクタのインダクタンスは、第1のインダクタのインダクタンスのα倍に設定される。第2のキャパシタのキャパシタンスは、第1のキャパシタのキャパシタンスの1/α倍に設定される。
このような構成とすることにより、フィルタ回路は昇圧比αの理想トランス特性を示すので、フィルタ回路の挿入による入出力特性の変化は電圧比のみであり、フィルタ回路の挿入による入出力特性への影響は小さい。また、昇圧比αのフィルタ回路によってインピーダンスを変更可能であり、電源側に合わせたインピーダンスの設計が可能である。さらに、フィルタ回路は5次のフィルタ回路であるので、4次以下のフィルタ回路に比べて、高調波抑制効果が大きく、さらに電流容量を小さくできることにより回路の小型化及び低発熱化が可能となる。したがって、この送電装置によれば、十分な高調波抑制効果とインピーダンス整合機能とを有しつつ、フィルタ回路の挿入による入出力特性への影響を抑制することができる。
好ましくは、交流電源は、電圧型インバータを含む。
交流電源を電圧型インバータによって構成する場合、交流電源の直後にキャパシタが設けられていると、交流電源からキャパシタにパルス状の大電流が流れ得る。この送電装置によれば、交流電源の直後にはフィルタ回路の第1のインダクタが設けられているので、交流電源に電圧型インバータを採用しても、交流電源からフィルタ回路へパルス状の大電流が流れることはない。
交流電源を電圧型インバータによって構成する場合、交流電源の直後にキャパシタが設けられていると、交流電源からキャパシタにパルス状の大電流が流れ得る。この送電装置によれば、交流電源の直後にはフィルタ回路の第1のインダクタが設けられているので、交流電源に電圧型インバータを採用しても、交流電源からフィルタ回路へパルス状の大電流が流れることはない。
また、この発明によれば、送電装置は、交流電源と、送電コイルと、フィルタ回路とを備える。送電コイルは、交流電源から電力を受けて受電装置の受電コイルへ非接触で送電するように構成される。フィルタ回路は、交流電源と送電コイルとの間に設けられる。フィルタ回路は、第1及び第2のインダクタと、第1から第3のキャパシタとを含む。第1及び第2のインダクタは、交流電源と送電コイルとの間の電力線対の一方において、交流電源側から、第1のインダクタ、第2のインダクタの順に直列接続される。第1のキャパシタの一端は、交流電源と第1のインダクタとの間に接続され、第1のキャパシタの他端は、電力線対の他方に接続される。第2のキャパシタの一端は、第1のインダクタと第2のインダクタとの間に接続され、第2のキャパシタの他端は、電力線対の他方に接続される。第3のキャパシタの一端は、第2のインダクタと送電コイルとの間に接続され、第3のキャパシタの他端は、電力線対の他方に接続される。第1のキャパシタ及び第1のインダクタによって構成される回路の共振周波数は、交流電源によって生成される交流電力の周波数に設定される。第2のキャパシタのキャパシタンスは、第1のキャパシタのキャパシタンスの(1+α)/α倍(αは任意の正数)に設定される。第3のキャパシタのキャパシタンスは、第1のキャパシタのキャパシタンスの1/α倍に設定される。第2のインダクタのインダクタンスは、第1のインダクタのインダクタンスのα倍に設定される。
このような構成によっても、フィルタ回路は、5次のフィルタ回路であって、昇圧比αの理想トランス特性を示す。したがって、この送電装置によれば、十分な高調波抑制効果とインピーダンス整合機能とを有しつつ、フィルタ回路の挿入による入出力特性への影響を抑制することができる。
好ましくは、交流電源は、電流型インバータを含む。
交流電源の直後にはフィルタ回路の第1のキャパシタが設けられているので、交流電源を電圧型インバータによって構成すると、フィルタ回路の第1のキャパシタにパルス状の大電流が流れ得る。この送電装置によれば、交流電源は電流型インバータによって構成されるので、交流電源からフィルタ回路にパルス状の大電流が流れることはない。
交流電源の直後にはフィルタ回路の第1のキャパシタが設けられているので、交流電源を電圧型インバータによって構成すると、フィルタ回路の第1のキャパシタにパルス状の大電流が流れ得る。この送電装置によれば、交流電源は電流型インバータによって構成されるので、交流電源からフィルタ回路にパルス状の大電流が流れることはない。
なお、上記において、第1から第3のインダクタの各インダクタ及び第1から第3のキャパシタの各キャパシタンスは、厳密に上記の関係である必要はなく、設計値に対して±20%の範囲内であればよく、±10%の範囲内であれば好ましい。実際の値が設計値に対して±20%の範囲内であれば、フィルタ回路の効率は低下し得るけれども使用可能な範囲に含まれ、設計値に対して±10%の範囲内であれば、フィルタ回路の特性は、受電コイルによって受電される交流電力の基本波に対しては、昇圧比αの理想トランス特性に近い特性となる。
この発明によれば、送電装置から非接触で受電する受電装置において、十分な高調波抑制効果とインピーダンス整合機能とを有しつつ、フィルタ回路の挿入による入出力特性への影響を抑制することができる。
また、この発明によれば、受電装置へ非接触で送電する送電装置において、十分な高調波抑制効果とインピーダンス整合機能とを有しつつ、フィルタ回路の挿入による入出力特性への影響を抑制することができる。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。以下では、複数の実施の形態について説明するが、各実施の形態で説明された構成を適宜組合わせることは出願当初から予定されている。なお、図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
[実施の形態1]
図1は、この発明の実施の形態1による電力伝送システムの全体構成図である。図1を参照して、電力伝送システムは、受電装置を搭載した車両10と、送電装置20とを備える。送電装置20は、車両10の外部に設けられ、車両10に搭載される蓄電装置300を充電することができる(以下、車両外部に設けられる送電装置20による車両10の蓄電装置300の充電を「外部充電」とも称する。)。
図1は、この発明の実施の形態1による電力伝送システムの全体構成図である。図1を参照して、電力伝送システムは、受電装置を搭載した車両10と、送電装置20とを備える。送電装置20は、車両10の外部に設けられ、車両10に搭載される蓄電装置300を充電することができる(以下、車両外部に設けられる送電装置20による車両10の蓄電装置300の充電を「外部充電」とも称する。)。
車両10は、受電部100と、フィルタ回路150と、整流回路200と、充電リレー250と、蓄電装置300とを備える。また、車両10は、システムメインリレー(SMR)310と、動力生成装置400と、車両ECU(Electronic Control Unit)500と、通信装置510とをさらに備える。
受電部100は、送電装置20の送電部700から出力される電力(交流)を非接触で受電するためのコイルと、力率補償用のキャパシタとを含む。受電部100は、たとえば車体前方寄りの車体下部に設けられ、送電装置20が地表又は地中に設けられる。受電部100の具体的な構成については、後ほど説明する。
フィルタ回路150は、受電部100と整流回路200との間に設けられ、受電部100による受電時に発生する高調波ノイズを抑制する。フィルタ回路150は、コイル及びキャパシタを含む5次のLCフィルタによって構成され、フィルタ回路150が昇圧比α1の理想トランス特性を示すように各コイルのインダクタンス及び各キャパシタのキャパシタンスが設計される。これにより、フィルタ回路150は、高調波ノイズを抑制するフィルタとしての機能とともに、車両10の受電装置のインピーダンスを調整するインピーダンス整合器としての機能を併せ持つ。フィルタ回路150の具体的な構成については、後ほど説明する。
整流回路200は、受電部100によって受電された電力(交流)を整流して蓄電装置300へ出力する。整流回路200の具体的な構成についても、後ほど説明する。
蓄電装置300は、再充電可能な直流電源であり、たとえばリチウムイオン電池やニッケル水素電池等の二次電池によって構成される。蓄電装置300の電圧は、たとえば200V程度である。蓄電装置300は、受電部100によって受電された電力を蓄えるほか、動力生成装置400によって発電される電力も蓄える。そして、蓄電装置300は、その蓄えられた電力を動力生成装置400へ供給する。
動力生成装置400は、蓄電装置300に蓄えられる電力を用いて車両10の走行駆動力を発生する。特に図示しないが、動力生成装置400は、たとえば、蓄電装置300から電力を受けるインバータ、インバータによって駆動されるモータ、モータによって駆動される駆動輪等を含む。なお、動力生成装置400は、蓄電装置300を充電するための発電機と、その発電機を駆動可能なエンジンとを含んでもよい。
充電リレー250は、整流回路200と蓄電装置300との間に設けられる。充電リレー250は、送電装置20による蓄電装置300の外部充電時に車両ECU500によってオンされる。SMR310は、蓄電装置300と動力生成装置400との間に設けられる。SMR310は、動力生成装置400の起動が要求されると、車両ECU500によってオンされる。
車両ECU500は、CPU(Central Processing Unit)、記憶装置、入出力バッファ等を含み(いずれも図示せず)、各種センサからの信号の入力や各機器への制御信号の出力を行なうとともに、車両10における各機器の制御を行なう。一例として、車両ECU500は、車両10の走行制御や、蓄電装置300の充電制御等を実行する。なお、これらの制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア(電子回路)で処理することも可能である。
なお、車両ECU500は、外部充電が実行される際は、通信装置510を用いて送電装置20と通信を行ない、充電の開始/停止や車両10の受電状況等の情報を送電装置20とやり取りする。
一方、送電装置20は、電源部600と、フィルタ回路610と、送電部700と、電源ECU800と、通信装置810とを備える。電源部600は、商用系統電源等の外部電源900から電力を受け、所定の伝送周波数を有する交流電力を発生する。
送電部700は、車両10の受電部100へ非接触で送電するためのコイルと、力率補償用のキャパシタとを含む。送電部700は、伝送周波数を有する交流電力を電源部600から受け、送電部700の周囲に生成される電磁界を介して、車両10の受電部100へ非接触で送電する。送電部700の具体的な構成については、受電部100とともに後ほど説明する。
フィルタ回路610は、電源部600と送電部700との間に設けられ、電源部600から発生する高調波ノイズを抑制する。フィルタ回路610も、車両10のフィルタ回路150と同様に、コイル及びキャパシタを含む5次のLCフィルタによって構成され、フィルタ回路610が昇圧比α2の理想トランス特性を示すように各コイルのインダクタンス及び各キャパシタのキャパシタンスが設計される。これにより、フィルタ回路610も、高調波ノイズを抑制するフィルタとしての機能とともに、送電装置20のインピーダンスを調整するインピーダンス整合器としての機能を併せ持つ。
電源ECU800は、CPU、記憶装置、入出力バッファ等を含み(いずれも図示せず)、各種センサからの信号の入力や各機器への制御信号の出力を行なうとともに、送電装置20における各機器の制御を行なう。一例として、電源ECU800は、伝送周波数を有する交流電力を電源部600が生成するように、電源部600のスイッチング制御を行なう。なお、これらの制御についても、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア(電子回路)で処理することも可能である。
なお、電源ECU800は、外部充電が実行される際は、通信装置810を用いて車両10と通信を行ない、充電の開始/停止や車両10の受電状況等の情報を車両10とやり取りする。
この電力伝送システムにおいては、送電装置20において、電源部600からフィルタ回路610を介して送電部700へ、所定の伝送周波数を有する交流電力が供給される。送電部700及び車両10の受電部100は、それぞれ送電コイル及び受電コイルを含み、伝送周波数において互いに共振するように設計されている。送電部700及び受電部100の共振強度を示すQ値は、100以上であることが好ましい。
電源部600から送電部700へ交流電力が供給されると、送電部700のコイルと受電部100のコイルとの間に形成される電磁界を通じて、送電部700から受電部100へエネルギー(電力)が移動する。そして、受電部100へ移動したエネルギー(電力)は、フィルタ回路150及び整流回路200を介して蓄電装置300へ供給される。
送電装置20から車両10への電力伝送時、送電装置20においては電源部600から、車両10の受電装置においては整流回路200から、伝送電力の周波数よりも高い周波数の高調波が発生する。この高調波を抑制するために、送電装置20においてはフィルタ回路610が設けられ、車両10においてはフィルタ回路150が設けられる。ここで、仮にフィルタ回路がイミタンス特性を示す場合には、フィルタ回路が設けられない場合に対して入出力特性が変化することによる設計変更が大きくなる。また、送電装置20及び車両10の受電装置においてインピーダンスを整合させることにより電力伝送効率の向上を図ることができるが、フィルタ回路に加えてインピーダンス整合回路を別途設けると、装置の大型化やコスト増加を招く。
そこで、この実施の形態1に従う受電装置(車両10)及び送電装置20では、十分な高調波抑制効果とインピーダンス整合機能とを有しつつ、フィルタ回路の挿入による入出力特性への影響を抑制可能なフィルタ回路150,610が設けられる。以下、フィルタ回路150,610をそれぞれ含む受電装置(車両10)及び送電装置20の各部の構成について詳しく説明する。
図2は、図1に示した受電部100及び送電部700の回路構成を示した図である。図2を参照して、受電部100は、コイル102と、キャパシタ104とを含む。キャパシタ104は、受電電力の力率を補償するために設けられ、コイル102に直列に接続される。送電部700は、コイル702と、キャパシタ704とを含む。キャパシタ704は、送電電力の力率を補償するために設けられ、コイル702に直列に接続される。なお、このような回路構成は、SS方式(一次直列二次直列方式)とも称される。
図3は、図1に示したフィルタ回路150,610の構成を示した図である。なお、フィルタ回路610の構成は、フィルタ回路150と同様であり、以下では、フィルタ回路150の構成について代表的に説明する。
図3を参照して、フィルタ回路150は、コイル152,156,160と、キャパシタ154,158とを含む。コイル152,156,160は、受電部100と整流回路200との間の電力線対の一方に設けられ、この実施の形態1では、受電部100に接続される端子T3と、整流回路200に接続される端子T5との間において、受電部100側からコイル152,156,160の順に直列接続される。
キャパシタ154は、コイル152とコイル156との間に一端が接続され、受電部100に接続される端子T4と、整流回路200に接続される端子T6との間に配設される電力線に他端が接続される。キャパシタ158は、コイル156とコイル160との間に一端が接続され、端子T4,T6間に配設される電力線に他端が接続される。
そして、この実施の形態1に従う受電装置のフィルタ回路150では、コイル152のインダクタンスL11、キャパシタ154のキャパシタンスC11、コイル156のインダクタンスL21、キャパシタ158のキャパシタンスC21、及びコイル160のインダクタンスL31は、以下に示される値に設定される。
L11=Z0/(2・π・f0)[H] …(1)
C11=1/(2・π・f0・Z0)[F] …(2)
L21=(1+α)・L11[H] …(3)
C21=C11/α[F] …(4)
L31=α・L11[H] …(5)
ここで、f0は、送電装置20から車両10へ伝送される交流電力の基本波成分の周波数(送電装置20の電源部600により生成される電力の周波数に相当する。)である。Z0は、任意の正数であり、たとえば、Z0の値を大きくとると、インダクタンスL11〜L31は大きくなり、キャパシタンスC11,C21は小さくなる。コイル152,156,160及びキャパシタ154,158の製作のし易さ(コスト)や発熱等を考慮して、Z0の大きさを決めることができる。αは、フィルタ回路150の昇圧比を設定する定数である。すなわち、フィルタ回路150の入力電圧をV0、入力電流をI0とし、フィルタ回路150の出力電圧をV1、出力電流をI1とすると、式(1)〜(5)に従ってフィルタ回路150を設計した場合、フィルタ回路150の入出力関係は以下の式(6)によって示される。
C11=1/(2・π・f0・Z0)[F] …(2)
L21=(1+α)・L11[H] …(3)
C21=C11/α[F] …(4)
L31=α・L11[H] …(5)
ここで、f0は、送電装置20から車両10へ伝送される交流電力の基本波成分の周波数(送電装置20の電源部600により生成される電力の周波数に相当する。)である。Z0は、任意の正数であり、たとえば、Z0の値を大きくとると、インダクタンスL11〜L31は大きくなり、キャパシタンスC11,C21は小さくなる。コイル152,156,160及びキャパシタ154,158の製作のし易さ(コスト)や発熱等を考慮して、Z0の大きさを決めることができる。αは、フィルタ回路150の昇圧比を設定する定数である。すなわち、フィルタ回路150の入力電圧をV0、入力電流をI0とし、フィルタ回路150の出力電圧をV1、出力電流をI1とすると、式(1)〜(5)に従ってフィルタ回路150を設計した場合、フィルタ回路150の入出力関係は以下の式(6)によって示される。
このように、式(1)〜(5)に従ってフィルタ回路150を設計すると、フィルタ回路150は、伝送電力の周波数f0の基本波成分に対しては、図4に示されるように、昇圧比αの理想トランスのような入出力特性を示す。
一方、周波数f0よりも高い周波数成分に対しては、フィルタ回路150は、LCフィルタとして機能する。フィルタ回路150は、5次のフィルタ回路によって構成される。これにより、フィルタ回路150は、4次以下のフィルタ回路を採用する場合に比べて、高調波ノイズをより十分に減衰させることができ、さらに、電流容量を小さくできることにより回路の小型化及び低発熱化が可能となる。
なお、インダクタンスL11,L21,L31及びキャパシタンスC11,C21は、式(1)〜(5)で示される設計値に対して実際にはばらつきを有するところ、設計値に対して±20%の範囲内であればよく、±10%の範囲内であれば好ましい。式(1)〜(5)で示される設計値に対して実際の値がずれると、フィルタ回路150の特性は、昇圧比αの理想トランス特性から乖離する。実際の値が設計値に対して±20%の範囲内であれば、フィルタ回路150の効率は低下するけれども使用可能な範囲に含まれ、設計値に対して±10%の範囲内であれば、フィルタ回路150は、周波数f0の基本波成分に対しては、昇圧比αの理想トランスに近い特性を示す。
次に、送電装置20及び車両10にそれぞれフィルタ回路610,150を挿入した場合の電力伝送システム全体の入出力特性について説明する。
再び図2を参照して、送電部700と受電部100とによって構成される電力伝送部の、基本波成分(周波数f0)に対する入出力関係は、コイル702,102の巻線抵抗を0と近似すると、以下の式(7)によって示される。
ここで、aはコイル702とコイル102との巻数比であり、kは結合係数である。また、L1,L2はそれぞれコイル702,102のインダクタンスであり、Cs1,Cs2はそれぞれキャパシタ704,104のキャパシタンスである。
したがって、送電装置20の電源部600の出力側から車両10の整流回路200の入力側までの関係は、以下の式(8)によって示される。
なお、コイル702とコイル102との巻数比aは1とした。α1は、送電装置20のフィルタ回路610の昇圧比αを示し、α2は、車両10のフィルタ回路150の昇圧比αを示す。
フィルタ回路150,610が設けられる場合の式(8)を、フィルタ回路150,610がない場合に相当する式(7)と比較すると(巻数比aは1とする。)、その差異は、式(8)の右辺第1項の比例係数のみである。すなわち、フィルタ回路150,610を挿入しても、システム全体の特性変化は、伝送電力の基本波成分に対しては理想トランスを付加したのと同等にすぎず、フィルタ回路150,610の挿入によるシステム全体の入出力特性への影響は小さい。言い換えると、フィルタ回路150,610を挿入しても、イミタンス特性を有するフィルタ回路を挿入した場合のような電圧・電流特性の変化はない。
また、フィルタ回路150は、昇圧比α2の電圧変換を行なうので、フィルタ回路150により車両10の受電装置のインピーダンスを調整することができ、伝送効率を高めることができる。同様に、フィルタ回路610は、昇圧比α1の電圧変換を行なうので、フィルタ回路610により送電装置20のインピーダンスを調整することができ、伝送効率を高めることができる。以下、この点について、車両10のフィルタ回路150について代表的に説明する。
図5は、受電部100の出力端での等価負荷抵抗と、送電部700及び受電部100間の伝送効率との関係を示した図である。図5を参照して、横軸の等価負荷抵抗とは、フィルタ回路150、整流回路200及び蓄電装置300を、受電部100により受電された電力を受ける一体的な負荷とみなしたときの抵抗を示す。縦軸のコイル間効率とは、送電部700のコイル702と、受電部100のコイル102との間の電力伝送効率を示す。
曲線L1は、コイル702,102間の結合係数kが相対的に大きいとき、すなわちコイル702,102間の位置ずれが相対的に小さいときの特性を示す。曲線L2は、コイル702,102間の結合係数kが相対的に小さいとき、すなわちコイル702,102間の位置ずれが相対的に大きいときの特性を示す。
等価負荷抵抗が大きくなると、コイル間効率は低下する。この特性は、コイル間の結合係数kが大きいときに比べて、コイル間の結合係数kが小さいときに顕著である(曲線L2)。この場合、フィルタ回路150により電圧変換を行なうことによって、等価負荷抵抗を小さくすることができる。具体的には、フィルタ回路150は受電部100による受電電力を昇圧するところ、フィルタ回路150の出力側は蓄電装置300の電圧に拘束されるので、フィルタ回路150により受電部100の受電電圧は下げられる。その結果、受電部100のコイル端における等価負荷抵抗は小さくなる。
これにより、たとえば、フィルタ回路150が設けられていない場合にはコイル間効率が90%を下回る場合であっても、フィルタ回路150が設けられることによりコイル間効率を90%以上に向上させることができる。
図6は、図1に示した整流回路200の構成を示した図である。図6を参照して、整流回路200は、4つのダイオードから成るダイオードブリッジ回路201と、ダイオードブリッジ回路201の出力側に設けられるキャパシタ202とを含む。整流部(ダイオードブリッジ回路201)の後段にチョークコイルを設けることなくキャパシタを設けるこのような回路は、コンデンサインプット型整流回路とも称される。
この実施の形態1では、整流回路200の前段にフィルタ回路150が設けられる。フィルタ回路150の最終段(整流回路200の直前)には、コイル160が設けられているので(図3)、チョークコイルを設けたチョークインプット型整流回路を整流回路200として採用すると、整流回路の入力の力率が悪化し、効率が低下する。そこで、この実施の形態1に従う受電装置(車両10)では、フィルタ回路150の構成に応じて整流回路200にコンデンサインプット型整流回路が採用される。
図7は、図1に示した電源部600の回路構成を示した図である。図7を参照して、電源部600は、PFC(Power Factor Correction)回路602と、インバータ604とを含む。PFC回路602は、高調波電流の発生を抑制して力率を改善するための回路であり、公知の種々のPFC回路を採用し得る。
インバータ604は、電圧型インバータであり、たとえば、直流側に設けられた平滑用キャパシタと、4つの半導体デバイスとを含む単相フルブリッジ回路によって構成される。インバータ604は、周波数f0でスイッチングされ、電源部600の出力波形は、図8に示されるように、周波数f0(周期T0=1/f0)を有する矩形波電圧となる。なお、この周波数f0が、送電部700から受電部100へ伝送される電力の周波数(伝送周波数)となる。
この実施の形態1では、電源部600の後段にフィルタ回路610が設けられる。フィルタ回路610の最前段(電源部600の直後)には、コイル152が設けられているので、電源部600のインバータ604に電圧型インバータを採用しても、電源部600からフィルタ回路610へパルス状の大電流が流れることはない(言い換えると、フィルタ回路の最前段がキャパシタの場合には、インバータ604を電圧型インバータで構成すると、フィルタ回路の最前段のキャパシタにパルス状の大電流が流れ得る。)。
以上のように、この実施の形態1においては、フィルタ回路150,610は理想トランス特性を示すので、フィルタ回路150,610の挿入によるシステム全体の入出力特性の変化は電圧比のみであり、フィルタ回路150,610の挿入による入出力特性への影響は小さい。また、フィルタ回路150,610の昇圧比(設計値)によってインピーダンスを変更可能であり、電源や負荷に合わせたインピーダンスの設計が可能である。さらに、フィルタ回路150,610は、5次のフィルタ回路であるので、4次以下のフィルタ回路に比べて、高調波抑制効果が大きく、さらに電流容量を小さくできることにより回路の小型化及び低発熱化が可能となる。したがって、この実施の形態1によれば、十分な高調波抑制効果とインピーダンス整合機能とを有しつつ、フィルタ回路150,610の挿入による入出力特性への影響を抑制することができる。
また、この実施の形態1によれば、フィルタ回路150は、L−C−L−C−L型の回路であり、整流回路200は、コンデンサインプット型のダイオードブリッジ整流回路により構成されるので、仮に整流回路200にチョークインプット型の整流回路を採用した場合に生じ得る力率低下は生じない。
また、この実施の形態1によれば、電源部600は、電圧型のインバータ604を含み、フィルタ回路610は、L−C−L−C−L型の回路によって構成されるので、電源部600のインバータ604からフィルタ回路610へパルス状の大電流が流れることはない。
[実施の形態2]
上記の実施の形態1では、フィルタ回路150,610は、受電部100側又は電源部600側からコイル152、キャパシタ154、コイル156、キャパシタ158、コイル160が順次設けられる、L−C−L−C−L型の5次フィルタ回路によって構成されている。この実施の形態2では、フィルタ回路がC−L−C−L−C型の5次フィルタ回路によって構成される。
上記の実施の形態1では、フィルタ回路150,610は、受電部100側又は電源部600側からコイル152、キャパシタ154、コイル156、キャパシタ158、コイル160が順次設けられる、L−C−L−C−L型の5次フィルタ回路によって構成されている。この実施の形態2では、フィルタ回路がC−L−C−L−C型の5次フィルタ回路によって構成される。
再び図1を参照して、この実施の形態2では、実施の形態1におけるフィルタ回路150,610に代えてフィルタ回路150A,610Aが設けられる。
図9は、実施の形態2におけるフィルタ回路150A,610Aの構成を示した図である。なお、フィルタ回路610Aの構成は、フィルタ回路150Aと同様であり、以下では、フィルタ回路150Aの構成について代表的に説明する。
図9を参照して、フィルタ回路150Aは、コイル156,160と、キャパシタ154,158,162とを含む。コイル156,160は、受電部100と整流回路との間の電力線対の一方に設けられ、この実施の形態2では、端子T3,T5間において、受電部100側からコイル156,160の順に直列接続される。
キャパシタ154は、端子T3とコイル156との間に一端が接続され、端子T4,T6間に配設される電力線に他端が接続される。キャパシタ158は、コイル156とコイル160との間に一端が接続され、端子T4,T6間に配設される電力線に他端が接続される。キャパシタ162は、コイル160と端子T5の間に一端が接続され、端子T4,T6間に配設される電力線に他端が接続される。
そして、この実施の形態2に従う受電装置のフィルタ回路150Aでは、キャパシタ154のキャパシタンスC12、コイル156のインダクタンスL12、キャパシタ158のキャパシタンスC22、コイル160のインダクタンスL22、及びキャパシタ162のキャパシタンスC32は、以下に示される値に設定される。
C12=1/(2・π・f0・Z0)[F] …(9)
L12=Z0/(2・π・f0)[H] …(10)
C22=(1+α)/α・C12[F] …(11)
L22=α・L12[H] …(12)
C32=C12/α[F] …(13)
これらの式(9)〜(13)に従ってフィルタ回路150Aを設計した場合、フィルタ回路150Aの入出力関係は、実施の形態1におけるフィルタ回路150と同様に式(6)で示される関係となる。すなわち、式(9)〜(13)に従ってフィルタ回路150Aを設計すると、フィルタ回路150Aは、伝送電力の周波数f0の基本波成分に対しては、図4に示したように、昇圧比αの理想トランスのような入出力特性を示す。
L12=Z0/(2・π・f0)[H] …(10)
C22=(1+α)/α・C12[F] …(11)
L22=α・L12[H] …(12)
C32=C12/α[F] …(13)
これらの式(9)〜(13)に従ってフィルタ回路150Aを設計した場合、フィルタ回路150Aの入出力関係は、実施の形態1におけるフィルタ回路150と同様に式(6)で示される関係となる。すなわち、式(9)〜(13)に従ってフィルタ回路150Aを設計すると、フィルタ回路150Aは、伝送電力の周波数f0の基本波成分に対しては、図4に示したように、昇圧比αの理想トランスのような入出力特性を示す。
また、フィルタ回路150Aも、5次のフィルタ回路によって構成されるので、4次以下のフィルタ回路を採用する場合に比べて、高調波ノイズをより十分に減衰させることができ、さらに電流容量の低減による回路の小型化及び低発熱化が可能となる。
なお、インダクタンスL12,L22及びキャパシタンスC12,C22,C32は、式(9)〜(13)で示される設計値に対して実際にはばらつきを有するところ、設計値に対して±20%の範囲内であればよく、±10%の範囲内であれば好ましい。すなわち、実際の値が設計値に対して±20%の範囲内であれば、フィルタ回路150Aの効率は低下するけれども使用可能な範囲に含まれ、設計値に対して±10%の範囲内であれば、フィルタ回路150Aは、周波数f0の基本波成分に対しては、昇圧比αの理想トランスに近い特性を示す。
再び図1を参照して、この実施の形態2では、実施の形態1における整流回路200に代えて整流回路200Aが設けられ、電源部600に代えて電源部600Aが設けられる。
図10は、実施の形態2における整流回路200Aの構成を示した図である。図10を参照して、この整流回路200Aは、図6に示した実施の形態1における整流回路200の構成において、チョークコイル204をさらに含む。チョークコイル204は、ダイオードブリッジ回路201とキャパシタ202との間の電力線に設けられる。なお、図では、チョークコイル204は、電力線対の一方にのみ設けられているが、電力線対の双方に設けられてもよい。整流部(ダイオードブリッジ回路201)の後段にチョークコイル204を設けるこのような回路は、チョークインプット型整流回路とも称される。
この実施の形態2では、整流回路200Aの前段にフィルタ回路150Aが設けられる。フィルタ回路150Aの最終段(整流回路200Aの直前)には、キャパシタ162が設けられているので(図9)、チョークコイルのないコンデンサインプット型整流回路を整流回路200Aとして採用すると、整流回路の入力の力率が悪化し、効率が低下する。そこで、この実施の形態2に従う受電装置(車両10)では、フィルタ回路150Aの構成に応じて整流回路200Aにチョークインプット型整流回路が採用される。
図11は、実施の形態2における電源部600Aの回路構成を示した図である。図11を参照して、電源部600Aは、PFC回路602と、電流型インバータ606とを含む。電流型インバータ606の出力波形は、周波数f0の矩形波電流である。電流型インバータ606には、種々の公知の電流型インバータを採用可能である。
この実施の形態2では、電源部600Aの後段にフィルタ回路610Aが設けられる。フィルタ回路610Aの最前段(電源部600Aの直後)には、キャパシタ154が設けられているので、電源部を電圧型インバータによって構成すると、フィルタ回路610Aのキャパシタ154にパルス状の大電流が流れ得る。そこで、この実施の形態2では、電源部600Aに電流型インバータ606が採用され、電源部600Aからフィルタ回路610Aにパルス状の大電流が流れるのを抑制している。
以上のように、この実施の形態2においても、フィルタ回路150A,610Aは、5次のフィルタ回路であって、昇圧比αの理想トランス特性を示す。したがって、この実施の形態2によっても、十分な高調波抑制効果とインピーダンス整合機能とを有しつつ、フィルタ回路150A,610Aの挿入による入出力特性への影響を抑制することができる。
また、この実施の形態2によれば、フィルタ回路150Aは、C−L−C−L−C型の回路であり、整流回路200Aは、チョークインプット型のダイオードブリッジ整流回路により構成されるので、仮に整流回路200Aにコンデンサインプット型の整流回路を採用した場合に生じ得る力率低下は生じない。
また、この実施の形態2によれば、電源部600Aは、電流型インバータ606を含み、フィルタ回路610Aは、C−L−C−L−C型の回路によって構成されるので、電源部600Aの電流型インバータ606からフィルタ回路610Aへパルス状の大電流が流れることはない。
[変形例]
上記の実施の形態1において、整流回路200は、コンデンサインプット型のダイオードブリッジ回路によって構成されるものとしたが(図6)、コンデンサインプット型の倍電圧整流回路によって整流回路を構成してもよい。
上記の実施の形態1において、整流回路200は、コンデンサインプット型のダイオードブリッジ回路によって構成されるものとしたが(図6)、コンデンサインプット型の倍電圧整流回路によって整流回路を構成してもよい。
図12は、実施の形態1における整流回路200の変形例を示した図である。図12を参照して、この整流回路200Bは、ダイオード206,208と、キャパシタ210,212とを含む。ダイオード206,208は、蓄電装置300の正極及び負極間に直列に接続され、キャパシタ210,212は、直列接続されたダイオード206,208と蓄電装置300との間において、蓄電装置300の正極及び負極間に直列に接続される。
図13は、実施の形態1における整流回路200の他の変形例を示した図である。図13を参照して、この整流回路200Cは、ダイオードブリッジ回路201と、キャパシタ214,216とを含む。キャパシタ214,216は、ダイオードブリッジ回路201と蓄電装置300との間において、蓄電装置300の正極及び負極間に直列に接続される。
このような倍電圧整流回路を採用することにより、フィルタ回路150と整流回路200Bとによる昇圧比をより大きくすることができ、インピーダンスの調整幅を大きくすることができる。
また、上記の実施の形態2においては、整流回路200Aは、チョークインプット型の整流回路によって構成されるものとしたが(図10)、チョークインプット型の倍電流整流回路によって整流回路を構成してもよい。
図14は、実施の形態2における整流回路200Aの変形例を示した図である。図14を参照して、この整流回路200Dは、コイル218,222と、ダイオード220,224と、キャパシタ202とを含む。ダイオード220のアノードが蓄電装置300の負極に接続され、ダイオード220のカソードと蓄電装置300の正極との間にコイル218が接続される。また、ダイオード224のアノードが蓄電装置300の負極に接続され、ダイオード224のカソードと蓄電装置300の正極との間にコイル222が接続される。キャパシタ202は、蓄電装置300の正極及び負極間に接続される。
このような倍電流整流回路を採用することによっても、受電装置(車両10)におけるインピーダンスの調整幅を大きくすることができる。
また、再び図2を参照して、上記の各実施の形態においては、送電部700においてキャパシタ704はコイル702に直列に接続され、かつ、受電部100においてキャパシタ104はコイル102に直列に接続されるものとしたが(SS方式)、送電部及び受電部の構成は、このようなSS方式のものに限定されない。たとえば、図15に示されるように、受電部100に代えて、コイル102にキャパシタ106が並列接続される受電部100Aを備えるSP方式(一次直列二次並列方式)や、図16に示されるように、さらに送電部700に代えて、コイル702にキャパシタ706が並列接続される送電部700Aを備えるPP方式(一次並列二次並列方式)等を採用してもよい。
また、実施の形態1のフィルタ回路150(610)では、コイル152,156,160は、受電部100と整流回路200との間の電力線対の一方に設けられるものとしたが(図3)、コイル152,156,160を上記電力線対の双方に分割して設けてもよい。
図17は、実施の形態1におけるフィルタ回路150(610)の変形例を示した図である。図17を参照して、このフィルタ回路150B(610B)は、コイル152A,152B,156A,156B,160A,160Bと、キャパシタ154,158とを含む。コイル152A,152Bは、図3に示したコイル152を分割したものであり、コイル152A,152Bのインダクタンスの和は、図3に示したコイル152のインダクタンスと同じである。同様に、コイル156A,156Bは、図3に示したコイル156を分割したものであり、コイル156A,156Bのインダクタンスの和は、図3に示したコイル156のインダクタンスと同じである。また、コイル160A,160Bは、図3に示したコイル160を分割したものであり、コイル160A,160Bのインダクタンスの和は、図3に示したコイル160のインダクタンスと同じである。
コイル152A,152Bのインダクタンスは、必ずしも互いに同じである必要はないが、コイル152A,152Bのインダクタンスを互いに同じにすることによって、電流の往路と復路とでのラインインピーダンスが等しくなるので、コモンモードノイズの抑制効果がある。コイル156A,156Bのインダクタンス、及びコイル160A,160Bのインダクタンスについても同様である。
また、実施の形態2のフィルタ回路150A(610A)についても、コイル156,160は、受電部100と整流回路200との間の電力線対の一方に設けられるものとしたが(図9)、コイル156,160を上記電力線対の双方に分割して設けてもよい。
図18は、実施の形態2におけるフィルタ回路150A(610A)の変形例を示した図である。図18を参照して、このフィルタ回路150C(610C)は、コイル156A,156B,160A,160Bと、キャパシタ154,158,162とを含む。コイル156A,156B,160A,160Bについては、図17で説明したとおりである。
なお、上記の実施の形態1,2では、車両10のフィルタ回路のタイプと、送電装置20のフィルタ回路のタイプとは同じであるが、車両10と送電装置20とで異なるタイプのフィルタ回路を採用してもよい。なお、上述のように、車両10において、フィルタ回路150を採用した場合には、コンデンサインプット型の整流回路200を採用するのが好ましく、フィルタ回路150Aを採用した場合には、チョークインプット型の整流回路200Aを採用するのが好ましい。また、送電装置20において、フィルタ回路610を採用した場合には、電圧型インバータによって構成される電源部600を採用するのが好ましく、フィルタ回路610Aを採用した場合には、電流型インバータによって構成される電源部600Aを採用するのが好ましい。
また、特に図示しないが、上記の各実施の形態における整流回路200(200A〜200D)に代えて、双方向に電力変換可能な単相インバータを採用してもよい。これにより、車両10から車両外部へ(たとえば送電装置20)へ電力を供給することが可能になる。なお、車両10から車両外部へ電力が供給される場合、蓄電装置300は電圧源となり、双方向に電力変換可能な単相インバータは電圧型インバータとなるので、車両10のフィルタ回路は、単相インバータからの出力をコイルで受けるフィルタ回路150によって構成するのが好ましい。
今回開示された各実施の形態は、適宜組合わせて実施することも予定されている。そして、今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
10 車両、20 送電装置、100,100A 受電部、102,152,156,160,218,222,702 コイル、104,106,154,158,162,202,210,212,214,216,704,706 キャパシタ、150,150A〜150C,610,610A〜610C フィルタ回路、200,200A〜200D 整流回路、201 ダイオードブリッジ回路、204 チョークコイル、206,208,220,224 ダイオード、250 充電リレー、300 蓄電装置、310 SMR、400 動力生成装置、500 車両ECU、600,600A 電源部、602 PFC回路、604 インバータ、606 電流型インバータ、700,700A 送電部、800 電源ECU、900 外部電源。
Claims (10)
- 送電装置の送電コイルから非接触で受電するように構成された受電コイルと、
前記受電コイルにより受電された電力を整流するように構成された整流回路と、
前記受電コイルと前記整流回路との間に設けられるフィルタ回路とを備え、
前記フィルタ回路は、
第1から第3のインダクタと、
第1及び第2のキャパシタとを含み、
前記第1から第3のインダクタは、前記受電コイルと前記整流回路との間の電力線対の一方において、前記受電コイル側から、前記第1のインダクタ、前記第2のインダクタ、前記第3のインダクタの順に直列接続され、
前記第1のキャパシタの一端は、前記第1のインダクタと前記第2のインダクタとの間に接続され、前記第1のキャパシタの他端は、前記電力線対の他方に接続され、
前記第2のキャパシタの一端は、前記第2のインダクタと前記第3のインダクタとの間に接続され、前記第2のキャパシタの他端は、前記電力線対の他方に接続され、
前記第1のインダクタ及び前記第1のキャパシタによって構成される回路の共振周波数は、前記受電コイルによって受電される交流電力の周波数に設定され、
前記第2のインダクタのインダクタンスは、前記第1のインダクタのインダクタンスの(1+α)倍(αは任意の正数)に設定され、
前記第3のインダクタのインダクタンスは、前記第1のインダクタのインダクタンスのα倍に設定され、
前記第2のキャパシタのキャパシタンスは、前記第1のキャパシタのキャパシタンスの1/α倍に設定される、受電装置。 - 前記整流回路は、コンデンサインプット型のダイオードブリッジ整流回路によって構成される、請求項1に記載の受電装置。
- 前記整流回路は、コンデンサインプット型の倍電圧整流回路によって構成される、請求項1に記載の受電装置。
- 送電装置の送電コイルから非接触で受電するように構成された受電コイルと、
前記受電コイルにより受電された電力を整流するように構成された整流回路と、
前記受電コイルと前記整流回路との間に設けられるフィルタ回路とを備え、
前記フィルタ回路は、
第1及び第2のインダクタと、
第1から第3のキャパシタとを含み、
前記第1及び第2のインダクタは、前記受電コイルと前記整流回路との間の電力線対の一方において、前記受電コイル側から、前記第1のインダクタ、前記第2のインダクタの順に直列接続され、
前記第1のキャパシタの一端は、前記受電コイルと前記第1のインダクタとの間に接続され、前記第1のキャパシタの他端は、前記電力線対の他方に接続され、
前記第2のキャパシタの一端は、前記第1のインダクタと前記第2のインダクタとの間に接続され、前記第2のキャパシタの他端は、前記電力線対の他方に接続され、
前記第3のキャパシタの一端は、前記第2のインダクタと前記整流回路との間に接続され、前記第3のキャパシタの他端は、前記電力線対の他方に接続され、
前記第1のキャパシタ及び前記第1のインダクタによって構成される回路の共振周波数は、前記受電コイルによって受電される交流電力の周波数に設定され、
前記第2のキャパシタのキャパシタンスは、前記第1のキャパシタのキャパシタンスの(1+α)/α倍(αは任意の正数)に設定され、
前記第3のキャパシタのキャパシタンスは、前記第1のキャパシタのキャパシタンスの1/α倍に設定され、
前記第2のインダクタのインダクタンスは、前記第1のインダクタのインダクタンスのα倍に設定される、受電装置。 - 前記整流回路は、チョークインプット型のダイオードブリッジ整流回路によって構成される、請求項4に記載の受電装置。
- 前記整流回路は、チョークインプット型の倍電流整流回路によって構成される、請求項4に記載の受電装置。
- 交流電源と、
前記交流電源から電力を受けて受電装置の受電コイルへ非接触で送電するように構成された送電コイルと、
前記交流電源と前記送電コイルとの間に設けられるフィルタ回路とを備え、
前記フィルタ回路は、
第1から第3のインダクタと、
第1及び第2のキャパシタとを含み、
前記第1から第3のインダクタは、前記交流電源と前記送電コイルとの間の電力線対の一方において、前記交流電源側から、前記第1のインダクタ、前記第2のインダクタ、前記第3のインダクタの順に直列接続され、
前記第1のキャパシタの一端は、前記第1のインダクタと前記第2のインダクタとの間に接続され、前記第1のキャパシタの他端は、前記電力線対の他方に接続され、
前記第2のキャパシタの一端は、前記第2のインダクタと前記第3のインダクタとの間に接続され、前記第2のキャパシタの他端は、前記電力線対の他方に接続され、
前記第1のインダクタ及び前記第1のキャパシタによって構成される回路の共振周波数は、前記交流電源によって生成される交流電力の周波数に設定され、
前記第2のインダクタのインダクタンスは、前記第1のインダクタのインダクタンスの(1+α)倍(αは任意の正数)に設定され、
前記第3のインダクタのインダクタンスは、前記第1のインダクタのインダクタンスのα倍に設定され、
前記第2のキャパシタのキャパシタンスは、前記第1のキャパシタのキャパシタンスの1/α倍に設定される、送電装置。 - 前記交流電源は、電圧型インバータを含む、請求項7に記載の送電装置。
- 交流電源と、
前記交流電源から電力を受けて受電装置の受電コイルへ非接触で送電するように構成された送電コイルと、
前記交流電源と前記送電コイルとの間に設けられるフィルタ回路とを備え、
前記フィルタ回路は、
第1及び第2のインダクタと、
第1から第3のキャパシタとを含み、
前記第1及び第2のインダクタは、前記交流電源と前記送電コイルとの間の電力線対の一方において、前記交流電源側から、前記第1のインダクタ、前記第2のインダクタの順に直列接続され、
前記第1のキャパシタの一端は、前記交流電源と前記第1のインダクタとの間に接続され、前記第1のキャパシタの他端は、前記電力線対の他方に接続され、
前記第2のキャパシタの一端は、前記第1のインダクタと前記第2のインダクタとの間に接続され、前記第2のキャパシタの他端は、前記電力線対の他方に接続され、
前記第3のキャパシタの一端は、前記第2のインダクタと前記送電コイルとの間に接続され、前記第3のキャパシタの他端は、前記電力線対の他方に接続され、
前記第1のキャパシタ及び前記第1のインダクタによって構成される回路の共振周波数は、前記交流電源によって生成される交流電力の周波数に設定され、
前記第2のキャパシタのキャパシタンスは、前記第1のキャパシタのキャパシタンスの(1+α)/α倍(αは任意の正数)に設定され、
前記第3のキャパシタのキャパシタンスは、前記第1のキャパシタのキャパシタンスの1/α倍に設定され、
前記第2のインダクタのインダクタンスは、前記第1のインダクタのインダクタンスのα倍に設定される、送電装置。 - 前記交流電源は、電流型インバータを含む、請求項9に記載の送電装置。
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JP2014211596A JP2016082707A (ja) | 2014-10-16 | 2014-10-16 | 受電装置及び送電装置 |
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Cited By (5)
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---|---|---|---|---|
JP2019115149A (ja) * | 2017-12-22 | 2019-07-11 | 株式会社Soken | 非接触受電装置 |
JP2019115148A (ja) * | 2017-12-22 | 2019-07-11 | 株式会社Soken | 非接触受電装置 |
JP2019154144A (ja) * | 2018-03-02 | 2019-09-12 | トヨタ自動車株式会社 | コイルユニット |
JP2020065391A (ja) * | 2018-10-18 | 2020-04-23 | 株式会社Soken | 受電装置 |
WO2020145167A1 (ja) * | 2019-01-10 | 2020-07-16 | 株式会社デンソー | 非接触給電システム |
-
2014
- 2014-10-16 JP JP2014211596A patent/JP2016082707A/ja active Pending
Cited By (6)
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JP2019115149A (ja) * | 2017-12-22 | 2019-07-11 | 株式会社Soken | 非接触受電装置 |
JP2019115148A (ja) * | 2017-12-22 | 2019-07-11 | 株式会社Soken | 非接触受電装置 |
JP2019154144A (ja) * | 2018-03-02 | 2019-09-12 | トヨタ自動車株式会社 | コイルユニット |
JP7069836B2 (ja) | 2018-03-02 | 2022-05-18 | トヨタ自動車株式会社 | コイルユニット |
JP2020065391A (ja) * | 2018-10-18 | 2020-04-23 | 株式会社Soken | 受電装置 |
WO2020145167A1 (ja) * | 2019-01-10 | 2020-07-16 | 株式会社デンソー | 非接触給電システム |
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