JP2017085784A - Power supply system - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power supply system in which power can be supplied to a load efficiently.SOLUTION: A controller 24 acquires a transmission power to be supplied to a high-frequency power source 21 from a voltmeter 22 and an ampere meter 23, and transmits it to a controller 35. The controller 35 acquires a receiving power to be supplied to a battery 50 from a voltmeter 33 and an ampere meter 34. The controller 35 furthermore detects a system efficiency which is a ratio of the acquired receiving power with respect to the received transmission power. The control unit 35 adjusts a duty of a DC/DC converter 32 on the basis of the detected system efficiency.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、給電システムに係り、特に、非接触給電を行う給電システムに関するものである。   The present invention relates to a power feeding system, and more particularly to a power feeding system that performs non-contact power feeding.

近年、ハイブリッド自動車や電気自動車などに搭載されたバッテリに給電する給電システムとして、電源コードや送電ケーブルを用いないワイヤレス給電が着目されている。このワイヤレス給電技術の一つとして磁界共鳴方式のものが知られている。   In recent years, attention has been focused on wireless power feeding without using a power cord or a power transmission cable as a power feeding system for feeding power to a battery mounted on a hybrid vehicle or an electric vehicle. One of the wireless power feeding techniques is known as a magnetic resonance type.

この磁界共鳴方式の給電システムは、一対の共振コイルから構成されている。この一対の共振コイルの一方を給電設備の地面に設置し、他方を車両に搭載する。そして、給電設備に設置された共振コイルに交流電力を供給すると、当該共振コイルから車両に搭載された共振コイルに非接触で電力が供給される。車両に搭載した共振コイルは、非接触で供給された電力をバッテリなどの負荷に供給する。   This magnetic field resonance type power feeding system includes a pair of resonance coils. One of the pair of resonance coils is installed on the ground of the power supply facility, and the other is mounted on the vehicle. When AC power is supplied to the resonance coil installed in the power supply facility, power is supplied in a non-contact manner from the resonance coil to the resonance coil mounted on the vehicle. A resonance coil mounted on a vehicle supplies electric power supplied without contact to a load such as a battery.

上述した給電システムにおいては、共振コイル間の距離や負荷のインピーダンスが変化すると、交流電源と共鳴系の入力インピーダンスとのマッチングが取れなくなり、交流電源への反射電力が増えるため、電力を効率良く負荷に供給することができなくなる。   In the power feeding system described above, if the distance between the resonance coils and the impedance of the load change, the AC power supply and the input impedance of the resonance system cannot be matched, and the reflected power to the AC power supply increases, so that the power can be efficiently loaded. Can not be supplied to.

そこで、従来より、車両に搭載された共振コイルで反射されて、交流電源に戻ってくる反射電力を求めて、反射電力が閾値以下になるように、車両に搭載された共振コイルと負荷との間に設けられたＤＣ／ＤＣコンバータのデューティを調整することが考えられている（特許文献１）。また、特許文献１には、反射電力の変化に直接影響するＤＣ／ＤＣコンバータに入力される電流及び電圧の比、即ちインピーダンスの変化に基づいてＤＣ／ＤＣコンバータのデューティを調整することも記載されている。   Therefore, conventionally, the reflected power reflected by the resonance coil mounted on the vehicle and returned to the AC power source is obtained, and the resonance coil mounted on the vehicle and the load are set so that the reflected power is less than the threshold value. It is considered to adjust the duty of a DC / DC converter provided between them (Patent Document 1). Patent Document 1 also describes that the duty of the DC / DC converter is adjusted based on the ratio of the current and voltage input to the DC / DC converter that directly affects the change in reflected power, that is, the change in impedance. ing.

しかしながら、反射電力やインピーダンスに応じて、ＤＣ／ＤＣコンバータのデューティを調整しても効率よく負荷に電力を供給できない、という問題があった。   However, there is a problem that even if the duty of the DC / DC converter is adjusted according to the reflected power and impedance, the power cannot be efficiently supplied to the load.

特許第５４５９０５８号公報Japanese Patent No. 5459058

そこで、本発明は、効率よく負荷に電力を供給することができる給電システムを提供することを課題とする。   Then, this invention makes it a subject to provide the electric power feeding system which can supply electric power to load efficiently.

上記課題を解決するためになされた請求項１記載の発明は、交流電源と、前記交流電源からの電力の供給を受ける１次共振コイルと、前記１次共振コイルからの電力を磁場共鳴して受電する２次共振コイルと、前記２次共振コイル及び当該２次共振コイルからの電力が供給される負荷間に設けられたＤＣ／ＤＣコンバータと、を備えた給電システムにおいて、前記交流電源に供給される送電電力に対する前記負荷に供給される受電電力の割合であるシステム効率を検出するシステム効率検出手段と、前記システム効率検出手段により検出されたシステム効率に基づいて前記ＤＣ／ＤＣコンバータのデューティを調整するデューティ調整手段と、を備えたことを特徴とする給電システムに存する。   In order to solve the above-mentioned problems, an invention according to claim 1 is directed to an AC power supply, a primary resonance coil that receives supply of power from the AC power supply, and magnetic resonance of power from the primary resonance coil. A power supply system comprising: a secondary resonance coil that receives power; and a DC / DC converter provided between the secondary resonance coil and a load to which power is supplied from the secondary resonance coil. System efficiency detecting means for detecting system efficiency which is a ratio of received power supplied to the load with respect to transmitted power to be transmitted, and duty of the DC / DC converter based on the system efficiency detected by the system efficiency detecting means And a duty adjusting means for adjusting the power supply system.

請求項２記載の発明は、前記デューティ調整手段は、前記ＤＣ／ＤＣコンバータのデューティを変化させて、前記システム効率検出手段により検出されたシステム効率が最大となるデューティを求め、当該求めたシステム効率が最大となるデューティに調整することを特徴とする請求項１に記載の給電システムに存する。   In the invention according to claim 2, the duty adjustment means obtains a duty that maximizes the system efficiency detected by the system efficiency detection means by changing the duty of the DC / DC converter, and the obtained system efficiency. The power supply system according to claim 1, wherein the duty is adjusted to a maximum.

請求項３記載の発明は、前記１次共振コイルに入力される電力に対する前記２次共振コイルから出力される電力の割合であるコイル間効率を検出するコイル間効率検出手段をさらに備え、前記デューティ調整手段は、前記ＤＣ／ＤＣコンバータのデューティを変化させて、前記コイル間効率検出手段により検出されたコイル間効率が最大となるデューティを求め、当該求めたコイル間効率が最大となるデューティから当該デューティを小さくし、前記システム効率検出手段により検出されたシステム効率が最大となるデューティを求め、当該求めたシステム効率が最大となるデューティに調整することを特徴とする請求項１又は２に記載の給電システムに存する。   The invention according to claim 3 further includes inter-coil efficiency detecting means for detecting inter-coil efficiency, which is a ratio of the power output from the secondary resonant coil to the power input to the primary resonant coil, and the duty The adjustment means changes the duty of the DC / DC converter to obtain a duty that maximizes the inter-coil efficiency detected by the inter-coil efficiency detection means, and determines the duty from the obtained duty that maximizes the inter-coil efficiency. 3. The duty according to claim 1, wherein the duty is reduced, a duty that maximizes the system efficiency detected by the system efficiency detection unit is obtained, and the duty that the obtained system efficiency is maximized is adjusted. It exists in the power supply system.

以上説明したように請求項１記載の発明によれば、システム効率に基づいてＤＣ／ＤＣコンバータのデューティを調整することにより、効率よく負荷に電力を供給することができる。   As described above, according to the first aspect of the present invention, it is possible to efficiently supply power to the load by adjusting the duty of the DC / DC converter based on the system efficiency.

請求項２記載の発明によれば、システム効率が最大となるデューティに調整することができ、より一層、効率よく負荷に電力を供給することができる。   According to the second aspect of the present invention, it is possible to adjust the duty to maximize the system efficiency, and to more efficiently supply power to the load.

請求項３記載の発明によれば、システム効率が最大となるデューティの探索範囲を小さくすることができる。   According to the third aspect of the present invention, the duty search range where the system efficiency is maximized can be reduced.

第１実施形態における本発明の給電システムの一実施形態を示す回路図である。It is a circuit diagram showing one embodiment of the electric power feeding system of the present invention in the 1st embodiment. 図１に示すＤＣ／ＤＣコンバータの詳細を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the detail of the DC / DC converter shown in FIG. 図１に示すＤＣ／ＤＣコンバータのデューティを変化させたときの送電電力、受電電力、システム効率、整流後効率を示すグラフである。2 is a graph showing transmitted power, received power, system efficiency, and rectified efficiency when the duty of the DC / DC converter shown in FIG. 1 is changed. 図１に示すＤＣ／ＤＣコンバータのデューティを変化させたときの送電電力、受電電力、コイル間効率を示すグラフである。3 is a graph showing transmitted power, received power, and inter-coil efficiency when the duty of the DC / DC converter shown in FIG. 1 is changed. 第２実施形態における本発明の給電システムの一実施形態を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows one Embodiment of the electric power feeding system of this invention in 2nd Embodiment.

（第１実施形態）
以下、第１実施形態における本発明の給電システムについて図１を参照して説明する。給電システム１は、地面に配置される送電装置２０と、車両に配置される受電装置３０と、を備えている。上記送電装置２０は、図１に示すように、例えば直流電源４０からの電力を後述する受電装置３０に対して非接触で送電する装置である。 (First embodiment)
The power supply system of the present invention in the first embodiment will be described below with reference to FIG. The power feeding system 1 includes a power transmission device 20 disposed on the ground and a power reception device 30 disposed on a vehicle. As shown in FIG. 1, the power transmission device 20 is a device that transmits, for example, power from a DC power supply 40 to a power receiving device 30 described later in a contactless manner.

送電装置２０は、図１に示すように、交流電源としての高周波電源２１と、コンデンサＣ１と、１次共振コイルＬ１と、電圧計２２と、電流計２３と、コントローラ２４と、を備えている。高周波電源２１は、上述した直流電源４０から予め定めた共振周波数に等しい周波数の交流電力、例えば数ＭＨｚ程度の高周波電力を出力する。   As shown in FIG. 1, the power transmission device 20 includes a high-frequency power source 21 as an AC power source, a capacitor C1, a primary resonance coil L1, a voltmeter 22, an ammeter 23, and a controller 24. . The high-frequency power source 21 outputs AC power having a frequency equal to a predetermined resonance frequency from the DC power source 40 described above, for example, high-frequency power of about several MHz.

コンデンサＣ１及び１次共振コイルＬ１は、互いに直列接続されて予め定めた共振周波数で共振する共振回路を形成している。本実施形態では、コンデンサＣ１と１次共振コイルＬ１とは、直列接続されているが、並列接続されていてもよい。   The capacitor C1 and the primary resonance coil L1 form a resonance circuit that is connected in series and resonates at a predetermined resonance frequency. In the present embodiment, the capacitor C1 and the primary resonance coil L1 are connected in series, but may be connected in parallel.

電圧計２２は、直流電源４０と高周波電源２１との間に設けられ、高周波電源２１に入力される電圧を検出し、その検出結果を後述するコントローラ２４に送信している。電流計２３は、直流電源４０と高周波電源２１との間に設けられ、高周波電源２１に入力される電流を検出し、その検出結果をコントローラ２４に送信している。   The voltmeter 22 is provided between the DC power supply 40 and the high frequency power supply 21, detects a voltage input to the high frequency power supply 21, and transmits the detection result to a controller 24 described later. The ammeter 23 is provided between the DC power supply 40 and the high frequency power supply 21, detects a current input to the high frequency power supply 21, and transmits the detection result to the controller 24.

コントローラ２４は、周知のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを有するマイクロコンピュータから構成され、送電装置２０全体の制御を司る。コントローラ２４は、電力伝送の要求に応じて、高周波電源２１のオンオフ制御を行う。また、コントローラ２４は、電圧計２２及び電流計２３により検出された電圧及び電流から高周波電源２１に供給される送電電力（＝電圧×電流）を求める。また、コントローラ２４には、図示しない無線部が内蔵され、後述する受電装置３０のコントローラ３５と無線通信可能に設けられている。そして、コントローラ２４は、求めた送電電力を受電装置３０のコントローラ３５に送信する。   The controller 24 includes a microcomputer having a known CPU, ROM, and RAM, and controls the entire power transmission device 20. The controller 24 performs on / off control of the high-frequency power source 21 in accordance with a request for power transmission. Further, the controller 24 obtains transmission power (= voltage × current) supplied to the high-frequency power source 21 from the voltage and current detected by the voltmeter 22 and the ammeter 23. Further, the controller 24 includes a wireless unit (not shown) and is provided so as to be able to wirelessly communicate with a controller 35 of the power receiving device 30 described later. Then, the controller 24 transmits the obtained transmitted power to the controller 35 of the power receiving device 30.

受電装置３０は、２次共振コイルＬ２と、コンデンサＣ２と、整流器３１と、ＤＣ／ＤＣコンバータ３２と、電圧計３３と、電流計３４と、コントローラ３５と、を備えている。２次共振コイルＬ２とコンデンサＣ２とは、互いに直列接続され、予め定めた共振周波数で共振する共振回路を形成している。本実施形態では、２次共振コイルＬ２とコンデンサＣ２とは、直列接続されているが、並列接続されていてもよい。   The power receiving device 30 includes a secondary resonance coil L2, a capacitor C2, a rectifier 31, a DC / DC converter 32, a voltmeter 33, an ammeter 34, and a controller 35. The secondary resonance coil L2 and the capacitor C2 are connected in series with each other to form a resonance circuit that resonates at a predetermined resonance frequency. In the present embodiment, the secondary resonant coil L2 and the capacitor C2 are connected in series, but may be connected in parallel.

整流器３１は、２次共振コイルＬ２が受電した高周波電力を直流電力に変換する。ＤＣ／ＤＣコンバータ３２は、整流器３１が変換した直流電力を所望の電圧の直流電力に変換して、車両に搭載されたバッテリ５０に供給する。バッテリ５０は、車両に搭載されたモータなどの動力源となる。   The rectifier 31 converts the high frequency power received by the secondary resonant coil L2 into DC power. The DC / DC converter 32 converts the DC power converted by the rectifier 31 into DC power having a desired voltage and supplies it to the battery 50 mounted on the vehicle. The battery 50 serves as a power source such as a motor mounted on the vehicle.

ＤＣ／ＤＣコンバータ３２は、図２に示すように、コイルＬ、ダイオードＤ、ＦＥＴなどのスイッチＳＷから構成される一般的な昇圧型である。ＤＣ／ＤＣコンバータ３２は、スイッチＳＷをオンオフすることによって、入力電圧よりも高い出力電圧を出力する。   As shown in FIG. 2, the DC / DC converter 32 is a general step-up type composed of a switch SW such as a coil L, a diode D, and an FET. The DC / DC converter 32 outputs an output voltage higher than the input voltage by turning on and off the switch SW.

電圧計３３は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３２とバッテリ５０との間に設けられ、ＤＣ／ＤＣコンバータ３２の出力電圧であって、バッテリ５０の入力電圧を検出し、その結果をコントローラ３５に送信している。また、電流計３４は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３２とバッテリ５０との間に設けられ、ＤＣ／ＤＣコンバータ３２の出力電流であって、バッテリ５０の入力電流を検出し、その結果をコントローラ３５に送信している。   The voltmeter 33 is provided between the DC / DC converter 32 and the battery 50, detects the input voltage of the battery 50 as the output voltage of the DC / DC converter 32, and transmits the result to the controller 35. Yes. The ammeter 34 is provided between the DC / DC converter 32 and the battery 50, detects the input current of the battery 50 as the output current of the DC / DC converter 32, and transmits the result to the controller 35. doing.

コントローラ３５は、周知のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを有するマイクロコンピュータから構成され、受電装置３０全体の制御を司る。コントローラ３５は、電圧計３３及び電流計３４により検出された電圧及び電流からバッテリ５０に供給される受電電力（＝電圧×電流）を求める。また、コントローラ３５には、図示しない無線部が内蔵され、後述する送電装置２０のコントローラ２４と無線通信可能に設けられている。そして、コントローラ３５は、送電装置２０のコントローラ２４から送電電力を受信する。   The controller 35 includes a microcomputer having a known CPU, ROM, and RAM, and controls the entire power receiving device 30. The controller 35 obtains the received power (= voltage × current) supplied to the battery 50 from the voltage and current detected by the voltmeter 33 and the ammeter 34. The controller 35 includes a wireless unit (not shown) and is provided so as to be able to perform wireless communication with a controller 24 of the power transmission device 20 described later. The controller 35 receives transmitted power from the controller 24 of the power transmission device 20.

さらに、コントローラ３５は、受信した送電電力に対する受電電力の割合（受電電力／送電電力）をシステム効率として求める。以上のことから明らかなように、電圧計２２、電流計２３、コントローラ２４、電圧計３３、電流計３４、コントローラ３５が請求項中のシステム効率検出手段を構成する。   Furthermore, the controller 35 calculates | requires the ratio (received power / transmitted power) of the received power with respect to the received transmitted power as system efficiency. As is clear from the above, the voltmeter 22, the ammeter 23, the controller 24, the voltmeter 33, the ammeter 34, and the controller 35 constitute the system efficiency detecting means in the claims.

上述した給電システム１は、給電設備において、駐車した車両のバッテリ５０の充電操作が行われると、受電装置３０のコントローラ３５は、送電装置２０のコントローラ２４に対して電力伝送要求を送信する。送電装置２０のコントローラ２４は、電力伝送要求を受信すると高周波電源２１をオンして高周波電力を生成する。そして、この高周波電力が１次共振コイルＬ１に供給されると、１次共振コイルＬ１及び２次共振コイルＬ２が磁界共鳴して、１次共振コイルＬ１から２次共振コイルＬ２へ非接触で電力が伝送される。２次共振コイルＬ２で受電された高周波電力は、整流器３１で直流電力に変換され、ＤＣ／ＤＣコンバータ３２で電圧変換された後、バッテリ５０に供給される。   In the power supply system 1 described above, when the charging operation of the battery 50 of the parked vehicle is performed in the power supply facility, the controller 35 of the power receiving device 30 transmits a power transmission request to the controller 24 of the power transmission device 20. When receiving the power transmission request, the controller 24 of the power transmission device 20 turns on the high-frequency power source 21 to generate high-frequency power. When this high-frequency power is supplied to the primary resonance coil L1, the primary resonance coil L1 and the secondary resonance coil L2 magnetically resonate, and power is contacted from the primary resonance coil L1 to the secondary resonance coil L2. Is transmitted. The high frequency power received by the secondary resonance coil L2 is converted to DC power by the rectifier 31, converted into voltage by the DC / DC converter 32, and then supplied to the battery 50.

本実施形態においては、電力伝送効率を高めるために、電力伝送要求した直後、ＤＣ／ＤＣコンバータ３２のデューティ調整処理を行っている。具体的には、コントローラ３５は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３２のデューティを変化させる。なお、ＤＣ／ＤＣコンバータ３２のデューティとは、スイッチＳＷのオンデューティである。そして、コントローラ３５は、デューティを変化させる毎に、送電装置２０のコントローラ２４に対して送電電力の送信を要求する。   In the present embodiment, in order to increase the power transmission efficiency, the duty adjustment processing of the DC / DC converter 32 is performed immediately after the power transmission request is made. Specifically, the controller 35 changes the duty of the DC / DC converter 32. The duty of the DC / DC converter 32 is the on-duty of the switch SW. Then, every time the duty is changed, the controller 35 requests the controller 24 of the power transmission device 20 to transmit the transmitted power.

コントローラ２４は、送電電力の送信要求を受信する毎に、電圧計２２及び電流計２３が検出した電圧及び電流から送電電力を求めて、受電装置３０のコントローラ３５に送信する。また、コントローラ３５は、受信した送信電力と電圧計３３及び電流計３４から求めた受電電力からシステム効率を求める。即ち、コントローラ３５は、デューティを変化させる毎にシステム効率を求める。そして、システム効率が最大となるデューティを求め、求めたシステム効率が最大となるデューティにＤＣ／ＤＣコンバータ３２を制御する。以上のことから明らかなように、コントローラ３５が請求項中のデューティ調整手段を構成する。   The controller 24 obtains transmission power from the voltage and current detected by the voltmeter 22 and the ammeter 23 every time a transmission power transmission request is received, and transmits the transmission power to the controller 35 of the power receiving device 30. Further, the controller 35 obtains the system efficiency from the received transmission power and the received power obtained from the voltmeter 33 and the ammeter 34. That is, the controller 35 obtains the system efficiency every time the duty is changed. Then, the duty at which the system efficiency is maximized is obtained, and the DC / DC converter 32 is controlled to the duty at which the obtained system efficiency is maximized. As is clear from the above, the controller 35 constitutes the duty adjustment means in the claims.

上述した実施形態によれば、システム効率に基づいてＤＣ／ＤＣコンバータ３２のデューティを調整している。これにより、効率よくバッテリ５０に電力を供給することができる。   According to the embodiment described above, the duty of the DC / DC converter 32 is adjusted based on the system efficiency. Thereby, electric power can be efficiently supplied to the battery 50.

なお、上述したデューティ調整処理は、バッテリ５０の充電中、定期的に行われる。これにより、バッテリ５０の充電状態が変化しても、充電効率が落ちることがない。   The duty adjustment process described above is periodically performed while the battery 50 is being charged. Thereby, even if the charging state of the battery 50 changes, charging efficiency does not fall.

次に、本発明者らは、ＤＣ／ＤＣコンバータ３２のデューティを変化させたときの送電電力、受電電力、システム効率、整流後効率（整流器３１からＤＣ／ＤＣコンバータ３２に供給される電力／送電電力）、コイル間効率（２次共振コイルＬ２のコイル出力電力／１次共振コイルＬ１のコイル入力電力）をシュミレーションした。結果を図３及び図４に示す。   Next, the inventors of the present invention transmit power, received power, system efficiency, and post-rectification efficiency when the duty of the DC / DC converter 32 is changed (power / power transmission supplied from the rectifier 31 to the DC / DC converter 32). Power) and inter-coil efficiency (coil output power of the secondary resonance coil L2 / coil input power of the primary resonance coil L1) were simulated. The results are shown in FIGS.

ＤＣ／ＤＣコンバータ３２は、スイッチＳＷをオンさせているタイミングで出力されない構成である。このため、デューティを大きくしすぎると、入力に対する出力が小さくなりシステム効率が低下する。図３に示す例では、デューティが６５％以上になるとシステム効率が低下する。一方、図３及び図４に示すように、整流後効率や、コイル間効率は、デューティが６５％以上でも上昇している。   The DC / DC converter 32 is configured not to be output at the timing when the switch SW is turned on. For this reason, if the duty is excessively increased, the output with respect to the input is reduced, and the system efficiency is lowered. In the example shown in FIG. 3, the system efficiency decreases when the duty is 65% or more. On the other hand, as shown in FIGS. 3 and 4, the efficiency after rectification and the inter-coil efficiency are increased even when the duty is 65% or more.

図３及び図４からも明らかなように、整流後効率、コイル間効率は、システム効率に応じていない。このため、整流後効率やコイル間効率でデューティを調整しても効率よくバッテリ５０に電力を供給できなかったが、本実施形態によれば、システム効率自体を求めて、デューティを調整しているため、効率良くバッテリ５０に電力が供給できることが分かった。   As is clear from FIGS. 3 and 4, the post-rectification efficiency and inter-coil efficiency do not depend on the system efficiency. For this reason, even if the duty is adjusted by the efficiency after rectification or the inter-coil efficiency, the power cannot be efficiently supplied to the battery 50. However, according to the present embodiment, the duty is adjusted by obtaining the system efficiency itself. Therefore, it was found that power can be efficiently supplied to the battery 50.

（第２実施形態）
次に、第２実施形態について、図５を参照して説明する。第１実施形態と第２実施形態とで異なる点は、第２実施形態においては、送電装置２０がさらに電圧計２５及び電流計２６を備え、受電装置３０がさらに電圧計３６及び電流計３７を備えた点である。 (Second Embodiment)
Next, a second embodiment will be described with reference to FIG. The difference between the first embodiment and the second embodiment is that in the second embodiment, the power transmission device 20 further includes a voltmeter 25 and an ammeter 26, and the power receiving device 30 further includes a voltmeter 36 and an ammeter 37. It is a prepared point.

電圧計２５は、高周波電源２１と１次共振コイルＬ１との間に設けられ、高周波電源２１から出力され、１次共振コイルＬ１に入力される電圧を検出し、その検出結果をコントローラ２４に送信している。電流計２６は、高周波電源２１と１次共振コイルＬ１との間に設けられ、高周波電源２１から出力され、１次共振コイルＬ１に入力される電流を検出し、その検出結果をコントローラ２４に送信している。   The voltmeter 25 is provided between the high frequency power supply 21 and the primary resonance coil L1, detects a voltage output from the high frequency power supply 21 and input to the primary resonance coil L1, and transmits the detection result to the controller 24. doing. The ammeter 26 is provided between the high frequency power supply 21 and the primary resonance coil L1, detects a current output from the high frequency power supply 21 and input to the primary resonance coil L1, and transmits the detection result to the controller 24. doing.

また、電圧計３６は、２次共振コイルＬ２と整流器３１との間に設けられ、２次共振コイルＬ２から出力され、整流器３１に入力される電圧を検出し、その検出結果をコントローラ３５に送信している。電流計３７は、２次共振コイルＬ２と整流器３１との間に設けられ、２次共振コイルＬ２から出力され、整流器３１に入力される電流を検出し、その検出結果をコントローラ３５に送信している。   The voltmeter 36 is provided between the secondary resonance coil L2 and the rectifier 31 and detects the voltage output from the secondary resonance coil L2 and input to the rectifier 31, and transmits the detection result to the controller 35. doing. The ammeter 37 is provided between the secondary resonance coil L2 and the rectifier 31, detects a current output from the secondary resonance coil L2 and input to the rectifier 31, and transmits the detection result to the controller 35. Yes.

次に、上述した構成の第２実施形態における給電システム１の動作について説明する。上述したデューティ調整処理においてコントローラ３５は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３２のデューティを変化させる。そして、コントローラ３５は、デューティを変化させる毎に、送電装置２０のコントローラ２４に対して後述するコイル入力電力の送信を要求する。   Next, the operation of the power feeding system 1 in the second embodiment having the above-described configuration will be described. In the duty adjustment process described above, the controller 35 changes the duty of the DC / DC converter 32. Then, every time the duty is changed, the controller 35 requests the controller 24 of the power transmission device 20 to transmit coil input power described later.

コントローラ２４は、コイル入力電力の送信要求を受信する毎に、電圧計２５及び電流計２６が検出した電圧及び電流から１次共振コイルＬ１に入力されるコイル入力電力（＝電圧×電流）を求めて、受電装置３０のコントローラ３５に送信する。また、コントローラ３５は、受信したコイル入力電力と電圧計３６及び電流計３７から求めた２次共振コイルＬ２から出力されるコイル出力電力とからコイル間効率を求める。即ち、デューティ調整処理においてコントローラ３５は、まず最初にデューティを変化させる毎にコイル間効率を求める。そして、コイル間効率が最大となるデューティを求める。なお、以上のことから明らかなように、電圧計２５、電流計２６、コントローラ２４、電圧計３６、電流計３７、コントローラ３５が請求項中のコイル間効率検出手段を構成する。   Each time the controller 24 receives a coil input power transmission request, the controller 24 obtains the coil input power (= voltage × current) input to the primary resonance coil L1 from the voltage and current detected by the voltmeter 25 and ammeter 26. To the controller 35 of the power receiving device 30. Further, the controller 35 obtains the inter-coil efficiency from the received coil input power and the coil output power output from the secondary resonance coil L2 obtained from the voltmeter 36 and the ammeter 37. That is, in the duty adjustment process, the controller 35 first obtains the inter-coil efficiency each time the duty is changed. Then, a duty that maximizes the inter-coil efficiency is obtained. As apparent from the above, the voltmeter 25, the ammeter 26, the controller 24, the voltmeter 36, the ammeter 37, and the controller 35 constitute the inter-coil efficiency detecting means in the claims.

次に、コントローラ３５は、求めたコイル間効率が最大となるデューディにＤＣ／ＤＣコンバータ３２を調整し、調整したデューティから小さくなる方向にデューティを変化させる。次に、コントローラ３５は、デューティを変化させる毎に、コイル入力電力の送信の要求をやめて受電電力の送信を要求する。   Next, the controller 35 adjusts the DC / DC converter 32 so as to maximize the obtained inter-coil efficiency, and changes the duty in a direction that decreases from the adjusted duty. Next, every time the duty is changed, the controller 35 stops the transmission of the coil input power and requests the transmission of the received power.

コントローラ２４は、送電電力の送信要求を受信する毎に、電圧計２２及び電流計２３が検出した電圧及び電流から送電電力を求めて、受電装置３０のコントローラ３５に送信する。また、コントローラ３５は、受信した送信電力と電圧計３３及び電流計３４から求めた受電電力からシステム効率を求める。即ち、コントローラ３５は、デューティを変化させる毎にシステム効率を求める。そして、システム効率が最大となるデューティを求め、求めたシステム効率が最大となるデューティにＤＣ／ＤＣコンバータ３２を制御する。   The controller 24 obtains transmission power from the voltage and current detected by the voltmeter 22 and the ammeter 23 every time a transmission power transmission request is received, and transmits the transmission power to the controller 35 of the power receiving device 30. Further, the controller 35 obtains the system efficiency from the received transmission power and the received power obtained from the voltmeter 33 and the ammeter 34. That is, the controller 35 obtains the system efficiency every time the duty is changed. Then, the duty at which the system efficiency is maximized is obtained, and the DC / DC converter 32 is controlled to the duty at which the obtained system efficiency is maximized.

上述した第２実施形態によれば、システム効率が最大となるデューティの探索範囲を小さくすることができる。   According to the second embodiment described above, the duty search range that maximizes the system efficiency can be reduced.

なお、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。   In addition, embodiment mentioned above only showed the typical form of this invention, and this invention is not limited to embodiment. That is, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

１ 給電システム
２１ 高周波電源（交流電源）
２２ 電圧計（システム効率検出手段）
２３ 電流計（システム効率検出手段）
２４ コントローラ（システム効率検出手段、コイル間効率検出手段）
２５ 電圧計（コイル間効率検出手段）
２６ 電流計（コイル間効率検出手段）
３２ ＤＣ／ＤＣコンバータ
３３ 電圧計（システム効率検出手段）
３４ 電流計（システム効率検出手段）
３５ コントローラ（システム効率検出手段、コイル間効率検出手段デューティ調整手段）
３６ 電圧計（コイル間効率検出手段）
３７ 電流計（コイル間効率検出手段）
５０ バッテリ（負荷）
Ｌ１ １次共振コイル
Ｌ２ ２次共振コイル 1 Power supply system 21 High frequency power supply (AC power supply)
22 Voltmeter (system efficiency detection means)
23 Ammeter (System efficiency detection means)
24 controller (system efficiency detection means, inter-coil efficiency detection means)
25 Voltmeter (Inter-coil efficiency detection means)
26 Ammeter (Inter-coil efficiency detection means)
32 DC / DC converter 33 Voltmeter (system efficiency detection means)
34 Ammeter (system efficiency detection means)
35 controller (system efficiency detection means, inter-coil efficiency detection means duty adjustment means)
36 Voltmeter (Inter-coil efficiency detection means)
37 Ammeter (Inter-coil efficiency detection means)
50 battery (load)
L1 Primary resonance coil L2 Secondary resonance coil

Claims (3)

交流電源と、前記交流電源からの電力の供給を受ける１次共振コイルと、前記１次共振コイルからの電力を磁場共鳴して受電する２次共振コイルと、前記２次共振コイル及び当該２次共振コイルからの電力が供給される負荷間に設けられたＤＣ／ＤＣコンバータと、を備えた給電システムにおいて、
前記交流電源に供給される送電電力に対する前記負荷に供給される受電電力の割合であるシステム効率を検出するシステム効率検出手段と、
前記システム効率検出手段により検出されたシステム効率に基づいて前記ＤＣ／ＤＣコンバータのデューティを調整するデューティ調整手段と、
を備えたことを特徴とする給電システム。 An AC power source, a primary resonance coil that receives power from the AC power source, a secondary resonance coil that receives power from the primary resonance coil by magnetic field resonance, the secondary resonance coil, and the secondary resonance coil A power supply system including a DC / DC converter provided between loads to which power from a resonance coil is supplied,
System efficiency detecting means for detecting system efficiency which is a ratio of received power supplied to the load with respect to transmitted power supplied to the AC power supply;
Duty adjustment means for adjusting the duty of the DC / DC converter based on the system efficiency detected by the system efficiency detection means;
A power supply system comprising: 前記デューティ調整手段は、前記ＤＣ／ＤＣコンバータのデューティを変化させて、前記システム効率検出手段により検出されたシステム効率が最大となるデューティを求め、当該求めたシステム効率が最大となるデューティに調整する
ことを特徴とする請求項１に記載の給電システム。 The duty adjustment means changes the duty of the DC / DC converter to obtain a duty at which the system efficiency detected by the system efficiency detection means is maximized, and adjusts the obtained duty to the duty at which the obtained system efficiency is maximized. The power feeding system according to claim 1. 前記１次共振コイルに入力される電力に対する前記２次共振コイルから出力される電力の割合であるコイル間効率を検出するコイル間効率検出手段をさらに備え、
前記デューティ調整手段は、前記ＤＣ／ＤＣコンバータのデューティを変化させて、前記コイル間効率検出手段により検出されたコイル間効率が最大となるデューティを求め、当該求めたコイル間効率が最大となるデューティから当該デューティを小さくし、前記システム効率検出手段により検出されたシステム効率が最大となるデューティを求め、当該求めたシステム効率が最大となるデューティに調整する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の給電システム。 Further comprising inter-coil efficiency detecting means for detecting inter-coil efficiency, which is a ratio of power output from the secondary resonant coil to power input to the primary resonant coil,
The duty adjustment means changes the duty of the DC / DC converter to obtain a duty at which the inter-coil efficiency detected by the inter-coil efficiency detection means is maximized, and the duty at which the obtained inter-coil efficiency is maximized. The duty is made smaller, the duty that maximizes the system efficiency detected by the system efficiency detecting means is obtained, and the duty that makes the obtained system efficiency maximized is adjusted. The power supply system described.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7431957B2 (en) 2019-10-30 2024-02-15 華為技術有限公司 Wireless charging receiving end, system and control method

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110080056A1 (en) * 2008-06-06 2011-04-07 Zhen Ning Low Method and apparatus for contactless power transfer
JP2013530668A (en) * 2010-05-19 2013-07-25 クアルコム，インコーポレイテッド Adaptive wireless energy transmission system
WO2014125698A1 (en) * 2013-02-12 2014-08-21 三菱電機株式会社 Power receiving apparatus and non-contact power supply apparatus
JP2015035944A (en) * 2013-07-09 2015-02-19 株式会社豊田自動織機 Non-contact power transmission device, power transmission apparatus and power reception apparatus
JP2015510749A (en) * 2012-01-23 2015-04-09 ユタ ステート ユニバーシティ Dual-side control for wireless power transfer

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110080056A1 (en) * 2008-06-06 2011-04-07 Zhen Ning Low Method and apparatus for contactless power transfer
JP2013530668A (en) * 2010-05-19 2013-07-25 クアルコム，インコーポレイテッド Adaptive wireless energy transmission system
JP2015510749A (en) * 2012-01-23 2015-04-09 ユタ ステート ユニバーシティ Dual-side control for wireless power transfer
JP2015511479A (en) * 2012-01-23 2015-04-16 ユタ ステート ユニバーシティ Wireless power transmission system
WO2014125698A1 (en) * 2013-02-12 2014-08-21 三菱電機株式会社 Power receiving apparatus and non-contact power supply apparatus
JP2015035944A (en) * 2013-07-09 2015-02-19 株式会社豊田自動織機 Non-contact power transmission device, power transmission apparatus and power reception apparatus

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7431957B2 (en) 2019-10-30 2024-02-15 華為技術有限公司 Wireless charging receiving end, system and control method

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