JP2017201778A - 電力送信装置、電力受信装置、及び電力伝送システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】電力受信装置は、電力送信装置から有線伝送路を介して制御信号を受信する通信回路と、前記電力送信装置から前記有線伝送路を介して受電した変調電力を復調する復調回路と、前記制御信号が前記有線伝送路を伝搬した伝搬時間を測定し、前記伝搬時間に基づいて、前記復調回路が前記変調電力を当該変調電力の位相に同期して復調するように制御する、制御回路とを備える。
【選択図】図1
Description
本発明者らは、「背景技術」の欄において記載した電力伝送システムに関し、以下の問題が生じることを見いだした。
・電力送信装置及び電力受信装置を互いに同期すること。
・有線伝送路の状態(異常、切断、インピーダンスなど)を検出すること。
・複数の電力送信装置及び複数の電力受信装置が存在する場合には、電力を伝送する電力送信装置及び電力受信装置の1つ又は複数の組み合わせを決定すること。
図1は、第1の実施形態に係る電力伝送システムの構成を示すブロック図である。図1の電力伝送システムは、発電機1、符号変調器2、有線伝送路3、符号復調器4、負荷5、及びコントローラ10を備える。
d1=m1=[1 -1 1 1 1 -1 -1 -1 1 -1 -1 -1 1 1] (2)
m1b=[-1 1 -1 -1 -1 1 1] (5)
(1)一方向性スイッチ回路SS1〜SS4に代えてそれぞれ、ブリッジ形式で接続された4個の双方向性スイッチ回路SS21〜SS24を備える。
(2)符号生成回路22に代えて、4個の符号系列m1〜m4を発生して制御信号として符号変調回路23Aに出力する符号生成回路22Aを備える。
(1)一方向性スイッチ回路SS11〜SS14に代えてそれぞれ、ブリッジ形式で接続された4個の双方向性スイッチ回路SS31〜SS34を備える。
(2)符号生成回路32に代えて、4個の符号系列d1〜d4を発生して制御信号として符号復調回路33Aに出力する符号生成回路32Aを備える。
第2の実施形態では、電力伝送システムにおける電力伝送の準備のため、特に、有線伝送路の状態として、有線伝送路の異常及び切断を検出するための制御信号を送受信する動作について説明する。
第3の実施形態に係る電力伝送システムでは、電力伝送システムにおける電力伝送の準備のため、特に、複数の電力送信装置及び複数の電力受信装置が存在する場合に、電力を伝送する電力送信装置及び電力受信装置の1つ又は複数の組み合わせ(すなわち経路)を決定する動作について説明する。
第4の実施形態に係る電力伝送システムでは、電力伝送システムにおける電力伝送の準備のため、特に、有線伝送路に対する符号変調器及び符号復調器のインピーダンスを測定して整合させる動作について説明する。
第1の態様に係る電力受信装置は、
有線伝送路を介して電力送信装置から電力を受信する電力受信装置であって、
前記電力送信装置は、所定の変調方式で電力を変調して前記有線伝送路を介して前記電力受信装置に送信し、
前記電力受信装置は、
前記有線伝送路を介して前記電力送信装置から受信した電力を前記変調方式に対応する復調方式で復調する復調回路と、
前記有線伝送路を介して前記電力送信装置から受信した制御信号を受信する通信回路とを備え、
前記電力受信装置は、
前記電力送信装置に予め時間的に同期し、
前記有線伝送路を介して前記電力送信装置から前記制御信号を受信することにより、前記有線伝送路を介する前記電力送信装置から前記電力受信装置までの伝搬時間を測定し、
前記有線伝送路を介して前記電力送信装置から電力を受信したとき、前記伝搬時間に基づいて当該電力の位相に同期して当該電力を復調する。
前記電力受信装置は、前記有線伝送路を介して前記電力送信装置から受信した前記制御信号の信号レベルと、所定の基準信号レベルとの差が所定のしきい値を超えるとき、前記有線伝送路に異常箇所が存在すると判定する。
前記通信回路は、前記有線伝送路を介して前記電力送信装置から前記制御信号を受信したとき、前記有線伝送路を介して前記電力送信装置に肯定応答信号を送信する。
前記電力受信装置は、
前記通信回路から見た前記有線伝送路のインピーダンスを測定するインピーダンス測定回路と、
前記インピーダンス測定回路によって測定されたインピーダンスに基づいて、前記有線伝送路に対する前記復調回路及び前記通信回路のインピーダンスを整合させるインピーダンス整合回路とを備える。
前記制御信号の周波数は、前記電力送信装置によって変調された電力の周波数と同じである。
前記電力送信装置は前記制御信号を一定の時間間隔で送信する。
前記変調方式及び前記復調方式はそれぞれ、所定の符号系列による符号変調方式及び符号復調方式である。
第1〜第7のうちの1つの態様に係る少なくとも1つの電力受信装置と、
所定の変調方式で電力を変調して有線伝送路を介して前記電力受信装置に送信する少なくとも1つの電力送信装置とを備える。
前記電力伝送システムは、複数の電力送信装置と、第1〜第7のうちの1つの態様に係る電力受信装置を複数有する電力受信装置群と、コントローラとを備え、
前記複数の電力受信装置の各電力受信装置は、前記有線伝送路を介して前記複数の電力送信装置の各電力送信装置から受信した前記制御信号の信号レベルを測定し、
前記コントローラは、
前記各電力送信装置が前記制御信号を送信したときの信号レベルと、前記複数の電力受信装置の各電力受信装置によって測定された信号レベルとに基づいて、前記電力送信装置及び前記電力受信装置の組み合わせごとに前記有線伝送路の伝送損失を計算し、
前記有線伝送路の伝送損失を低減するように、前記電力送信装置及び前記電力受信装置の組み合わせを決定する。
有線伝送路を介して電力受信装置に電力を送信する電力送信装置であって、
前記電力送信装置は、
所定の変調方式で電力を変調して前記有線伝送路を介して前記電力受信装置に送信する変調回路と、
前記有線伝送路を介して前記電力受信装置から受信した制御信号を受信する通信回路とを備え、
前記電力受信装置は、前記有線伝送路を介して前記電力送信装置から受信した電力を前記変調方式に対応する復調方式で復調し、
前記電力送信装置は、
前記電力受信装置に予め時間的に同期し、
前記有線伝送路を介して前記電力受信装置から前記制御信号を受信することにより、前記有線伝送路を介する前記電力送信装置から前記電力受信装置までの伝搬時間を測定し、
前記電力受信装置が前記有線伝送路を介して前記電力送信装置から受信した電力の位相に同期して当該電力を復調するように、前記電力送信装置から送信する電力の初期位相を前記伝搬時間に基づいて決定する。
第10の態様に係る少なくとも1つの電力送信装置と、
有線伝送路を介して前記電力送信装置から受信した電力を前記変調方式に対応する復調方式で復調する少なくとも1つの電力受信装置とを備える。
1m、1m−1、1m−2、5m、5m−1、5m−2…電力測定器、
2、2−1、2−2、2B、2C、2E…符号変調器、
3、3a〜3e、3−1〜3−3…有線伝送路、
4、4−1、4−2、4B、4C、4E…符号復調器、
5、5−1、5−2…負荷、
10、10A〜10D…コントローラ、
20…制御回路、
21…通信回路、
22…符号生成回路、
23…符号変調回路、
24…電力線通信回路、
25…保護回路、
26…結合回路、
27…信号レベル測定回路、
28…インピーダンス測定回路、
29…インピーダンス整合回路、
30…制御回路、
31…通信回路、
32…符号生成回路、
33…符号復調回路、
34…電力線通信回路、
35…保護回路、
36…結合回路、
37…信号レベル測定回路、
38…インピーダンス測定回路、
39…インピーダンス整合回路、
41…計算回路、
42…メモリ、
S1〜S34…スイッチ、
SS1〜SS34、SS21A〜SS34A…スイッチ回路、
T1〜T36…端子。
Claims (16)
- 電力送信装置から有線伝送路を介して制御信号を受信する通信回路と、
前記電力送信装置から前記有線伝送路を介して受電した変調電力を復調する復調回路と、
前記制御信号が前記有線伝送路を伝搬した伝搬時間を判定し、前記伝搬時間に基づいて、前記復調回路が前記変調電力を当該変調電力の位相に同期して復調するように制御する、制御回路とを備える、
電力受信装置。 - 前記電力送信装置と前記電力受信装置は、前記電力送信装置と前記電力受信装置の時刻を同期させるための基準信号を受信し、
前記制御信号は、前記電力送信装置が前記基準信号を受信した時刻を基準として、前記電力送信装置が前記制御信号を送信した時刻を示す、第1の時刻情報を含み、
前記制御回路は、さらに、
前記電力受信装置が前記基準信号を受信した時刻を基準として、前記電力受信装置が前記制御信号を受信した時刻を示す、第2の時刻情報を取得し、
前記第1の時刻情報と前記第2の時刻情報とに基づいて前記伝搬時間を算出する、
請求項1に記載の電力受信装置。 - 前記変調電力は、変調符号で符号変調された電力であり、
前記復調回路は、前記変調符号に対応する復調符号で前記変調電力を符号復調する、
請求項1又は2に記載の電力受信装置。 - 前記復調符号は、直交符号を含む、
請求項3に記載の電力受信装置。 - 前記復調回路は、4つの双方向スイッチ回路がフルブリッジ接続されたHブリッジ回路である、
請求項3又は4に記載の電力受信装置。 - 前記復調回路は、複数のスイッチを含み、
前記制御回路は、前記複数のスイッチをオンオフさせることにより、前記変調電力を符号復調させる、
請求項3又は4に記載の電力受信装置。 - 前記制御回路は、さらに、前記制御信号のレベルに基づいて、前記有線伝送路が正常か異常かを判定する、
請求項1から6のいずれか一項に記載の電力受信装置。 - 前記通信回路は、前記電力送信装置から有線伝送路を介して前記制御信号を受信した後に、前記有線伝送路を介して前記電力送信装置に肯定応答信号を送信する、
請求項1から7のいずれか一項に記載の電力受信装置。 - 前記電力受信装置は、
前記通信回路から見た前記有線伝送路のインピーダンスを測定するインピーダンス測定回路と、
前記インピーダンスに基づいて、前記有線伝送路に対する前記復調回路及び前記通信回路のインピーダンスを整合させるインピーダンス整合回路とをさらに備える、
請求項1から8のいずれか一項に記載の電力受信装置。 - 前記制御信号の周波数は、前記変調電力の周波数と同じである、
請求項1から9のいずれか一項に記載の電力受信装置。 - 前記制御信号は、前記電力送信装置から一定間隔で送信される、
請求項1から10のいずれか一項に記載の電力受信装置。 - 請求項1から11のいずれか一項に記載の電力受信装置を含む少なくとも1つの電力受信装置と、前記電力送信装置を含む少なくとも1つの電力送信装置とを備える、
電力伝送システム。 - 複数の電力受信装置と、複数の電力送信装置と、コントローラとを備える電力伝送システムであって、
前記コントローラは、
前記複数の電力送信装置の1つから前記複数の電力受信装置の1つに送信される信号の伝送損失を、前記複数の電力送信装置と前記複数の電力受信装置の組み合わせ毎に測定し、
測定された結果に基づいて、前記複数の電力送信装置と前記複数の電力受信装置の組み合わせから少なくとも1つを選択し、
選択された少なくとも1つの組み合わせのうちの1つは、請求項1から11のいずれか一項に記載の前記電力受信装置及び前記電力送信装置との組み合わせである、
電力伝送システム。 - 電力受信装置から有線伝送路を介して制御信号を受信する通信回路と、
所定の電力を変調して、変調電力を前記電力受信装置に前記有線伝送路を介して送電する変調回路と、
前記制御信号が前記有線伝送路を伝搬した伝搬時間を測定し、前記伝搬時間に基づいて、前記変調電力の初期位相を決定する、制御回路とを備える、
電力送信装置。 - 前記変調回路は、所定の電力を変調符号で符号変調する、
請求項14に記載の電力送信装置。 - 請求項14又は15に記載の電力送信装置を含む少なくとも1つの電力送信装置と、前記電力受信装置を含む少なくとも1つの電力受信装置とを備える、
電力伝送システム。
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