JP2017216783A - Non-contact power supply device, non-contact power transmission system, program, and control method for non-contact power supply device - Google Patents

Non-contact power supply device, non-contact power transmission system, program, and control method for non-contact power supply device Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a non-contact power supply device, a non-contact power transmission system, a program, and a control method for the non-contact power supply device that even when a relative positional relation between a power supply side coil and a power reception side coil varies, easily secure required power in a short period of time.SOLUTION: A non-contact power supply device 2 includes a control circuit 23 configured to adjust the magnitude of output power by adjusting a drive phase difference θ, a phase delay of second drive signals G6, G7 (G5, G8) with respect to first drive signals G1, G4 (G2, G3). Using a voltage current phase difference φ, the control circuit 23 acquires, as a power control start angle, a drive phase difference θ that equalizes a time in which an adjustment capacitor C1 is charged with a time in which the adjustment capacitor C1 is discharged in a single period of the second drive signals. The control circuit 23 adjusts the magnitude of the output power by adjusting the drive phase difference θ within a range equal to or smaller than the power control start angle.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、非接触給電装置、非接触電力伝送システム、プログラムおよび非接触給電装置の制御方法に関し、より詳細には、負荷に非接触で給電を行う非接触給電装置、非接触電力伝送システム、プログラムおよび非接触給電装置の制御方法に関する。   The present invention relates to a non-contact power supply device, a non-contact power transmission system, a program, and a control method for the non-contact power supply device, and more specifically, a non-contact power supply device that performs non-contact power supply to a load, a non-contact power transmission system, The present invention relates to a program and a control method for a non-contact power supply apparatus.

従来、負荷へ電磁誘導を利用して非接触で電力を供給する非接触給電装置が提案されている(例えば特許文献1参照)。   2. Description of the Related Art Conventionally, a non-contact power feeding apparatus that supplies power to a load in a non-contact manner using electromagnetic induction has been proposed (see, for example, Patent Document 1).

特許文献1に記載の非接触給電装置は、磁界を発生させることで電力を供給する一次側コイル(給電コイル)を備えており、電気自動車などの移動体への給電に用いられる。電気自動車は非接触受電装置を備えている。非接触受電装置は、二次側コイル(受電コイル)および蓄電池を備えており、非接触給電装置の一次側コイルから二次側コイルに供給された電力を蓄電池に蓄積する。   The non-contact power supply device described in Patent Literature 1 includes a primary coil (power supply coil) that supplies electric power by generating a magnetic field, and is used for power supply to a moving body such as an electric vehicle. The electric vehicle includes a non-contact power receiving device. The non-contact power receiving device includes a secondary side coil (power receiving coil) and a storage battery, and accumulates power supplied from the primary side coil to the secondary side coil in the non-contact power feeding device in the storage battery.

特開2013−243929号公報JP2013-243929A

ところで、上述したような非接触給電装置においては、非接触給電装置の一次側コイル(給電側コイル)と負荷(移動体)の二次側コイル(受電側コイル)との相対的な位置関係によって、一次側コイルと二次側コイルとの間の結合係数が変化する。そのため、一次側コイルと二次側コイルとの相対的な位置関係が変化した場合、非接触給電装置から出力される出力電力が低下し、出力電力が必要な電力に対して不足する可能性がある。   By the way, in the non-contact power feeding device as described above, depending on the relative positional relationship between the primary side coil (power feeding side coil) of the non-contact power feeding device and the secondary side coil (power receiving side coil) of the load (moving body). The coupling coefficient between the primary side coil and the secondary side coil changes. Therefore, when the relative positional relationship between the primary side coil and the secondary side coil changes, the output power output from the non-contact power feeding device may decrease, and the output power may be insufficient for the required power. is there.

本発明は上記事由に鑑みてなされており、給電側コイルと受電側コイルとの相対的な位置関係が変化しても、必要な電力を短時間で確保しやすい非接触給電装置、非接触電力伝送システム、プログラムおよび非接触給電装置の制御方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described reasons. Even when the relative positional relationship between the power feeding side coil and the power receiving side coil is changed, the non-contact power feeding device and the non-contact power which can easily secure necessary power in a short time. It is an object to provide a transmission system, a program, and a control method for a non-contact power supply apparatus.

本発明の一態様に係る非接触給電装置は、インバータ回路と、給電側コイルと、電力補正回路と、制御回路とを備える。前記インバータ回路は、一対の入力点と一対の出力点との間に電気的に接続された複数の変換用スイッチ素子を有している。前記インバータ回路は、前記複数の変換用スイッチ素子のスイッチングにより、前記一対の入力点に印加される直流電圧を交流電圧に変換して前記一対の出力点から出力する。前記給電側コイルは、前記一対の出力点間に電気的に接続され、前記交流電圧が印加されることにより受電側コイルに非接触で出力電力を供給する。前記電力補正回路は、前記一対の出力点のうち少なくとも一方と前記給電側コイルとの間に電気的に接続され、調整用コンデンサおよび複数の調整用スイッチ素子を有している。前記電力補正回路は、前記複数の調整用スイッチ素子のスイッチングにより、前記調整用コンデンサの充放電を行う。前記制御回路は、第1駆動信号にて前記複数の変換用スイッチ素子を制御し、第2駆動信号にて前記複数の調整用スイッチ素子を制御する。前記インバータ回路は、電圧位相に対して電流位相が遅れ位相になる遅相モードで動作している。前記制御回路は、前記第1駆動信号に対する前記第2駆動信号の位相の遅れである第1位相差を調整することにより、前記出力電力の大きさを調整するように構成されている。前記制御回路は、第2位相差を用いて、前記第2駆動信号の1周期において前記調整用コンデンサが充電される時間と前記調整用コンデンサが放電される時間とが等しくなる第1位相差を電力制御開始角として取得する。前記制御回路は、前記電力制御開始角以下の範囲で前記第1位相差を調整することにより、前記出力電力の大きさを調整する。前記第2位相差は、前記インバータ回路の出力電圧に対する前記給電側コイルに流れる電流の位相の遅れである。   A non-contact power feeding device according to one embodiment of the present invention includes an inverter circuit, a power feeding coil, a power correction circuit, and a control circuit. The inverter circuit includes a plurality of conversion switch elements electrically connected between a pair of input points and a pair of output points. The inverter circuit converts a DC voltage applied to the pair of input points into an AC voltage and outputs the AC voltage from the pair of output points by switching of the plurality of conversion switch elements. The power supply side coil is electrically connected between the pair of output points, and supplies the output power in a non-contact manner to the power reception side coil when the AC voltage is applied. The power correction circuit is electrically connected between at least one of the pair of output points and the power feeding side coil, and includes an adjustment capacitor and a plurality of adjustment switch elements. The power correction circuit charges and discharges the adjustment capacitor by switching the plurality of adjustment switch elements. The control circuit controls the plurality of conversion switch elements with a first drive signal, and controls the plurality of adjustment switch elements with a second drive signal. The inverter circuit operates in a slow phase mode in which the current phase is delayed with respect to the voltage phase. The control circuit is configured to adjust the magnitude of the output power by adjusting a first phase difference that is a phase delay of the second drive signal with respect to the first drive signal. The control circuit uses the second phase difference to obtain a first phase difference in which the time for which the adjustment capacitor is charged and the time for which the adjustment capacitor is discharged are equal in one cycle of the second drive signal. Obtained as the power control start angle. The control circuit adjusts the magnitude of the output power by adjusting the first phase difference within a range equal to or less than the power control start angle. The second phase difference is a phase delay of a current flowing in the power supply side coil with respect to an output voltage of the inverter circuit.

また、本発明の一態様に係る非接触電力伝送システムは、前記非接触給電装置と、前記受電側コイルを有する非接触受電装置とを備える。前記非接触受電装置は、前記非接触給電装置から非接触で前記出力電力が前記受電側コイルに供給されるように構成されている。   Moreover, the non-contact electric power transmission system which concerns on 1 aspect of this invention is equipped with the said non-contact electric power feeder and the non-contact electric power receiving apparatus which has the said receiving side coil. The contactless power receiving device is configured such that the output power is supplied to the power receiving side coil in a contactless manner from the contactless power feeding device.

本発明の一態様に係るプログラムは、非接触給電装置に用いられるコンピュータを、制御部、取得部として機能させる。前記非接触給電装置は、インバータ回路と、給電側コイルと、電力補正回路とを備える。前記インバータ回路は、一対の入力点と一対の出力点との間に電気的に接続された複数の変換用スイッチ素子を有している。前記インバータ回路は、前記複数の変換用スイッチ素子のスイッチングにより、前記一対の入力点に印加される直流電圧を交流電圧に変換して前記一対の出力点から出力する。前記給電側コイルは、前記一対の出力点間に電気的に接続され、前記交流電圧が印加されることにより受電側コイルに非接触で出力電力を供給する。前記電力補正回路は、前記一対の出力点のうち少なくとも一方と前記給電側コイルとの間に電気的に接続され、調整用コンデンサおよび複数の調整用スイッチ素子を有している。前記電力補正回路は、前記複数の調整用スイッチ素子のスイッチングにより、前記調整用コンデンサの充放電を行う。前記インバータ回路は、電圧位相に対して電流位相が遅れ位相になる遅相モードで動作する。前記制御部は、第1駆動信号にて前記複数の変換用スイッチ素子を制御し、第2駆動信号にて前記複数の調整用スイッチ素子を制御する。前記制御部は、前記第1駆動信号に対する前記第2駆動信号の位相の遅れである第1位相差を調整することにより、前記出力電力の大きさを調整する。前記取得部は、第2位相差を用いて、前記第2駆動信号の1周期において前記調整用コンデンサが充電される時間と前記調整用コンデンサが放電される時間とが等しくなる第1位相差を電力制御開始角として取得する。前記制御部は、前記電力制御開始角以下の範囲で前記第1位相差を調整することにより、前記出力電力の大きさを調整する。前記第2位相差は、前記インバータ回路の出力電圧に対する前記給電側コイルに流れる電流の位相の遅れである。   A program according to one embodiment of the present invention causes a computer used for a non-contact power supply device to function as a control unit and an acquisition unit. The non-contact power feeding device includes an inverter circuit, a power feeding side coil, and a power correction circuit. The inverter circuit includes a plurality of conversion switch elements electrically connected between a pair of input points and a pair of output points. The inverter circuit converts a DC voltage applied to the pair of input points into an AC voltage and outputs the AC voltage from the pair of output points by switching of the plurality of conversion switch elements. The power supply side coil is electrically connected between the pair of output points, and supplies the output power in a non-contact manner to the power reception side coil when the AC voltage is applied. The power correction circuit is electrically connected between at least one of the pair of output points and the power feeding side coil, and includes an adjustment capacitor and a plurality of adjustment switch elements. The power correction circuit charges and discharges the adjustment capacitor by switching the plurality of adjustment switch elements. The inverter circuit operates in a slow phase mode in which the current phase is delayed with respect to the voltage phase. The control unit controls the plurality of conversion switch elements with a first drive signal and controls the plurality of adjustment switch elements with a second drive signal. The controller adjusts the magnitude of the output power by adjusting a first phase difference that is a phase delay of the second drive signal with respect to the first drive signal. The acquisition unit uses the second phase difference to obtain a first phase difference in which the time for which the adjustment capacitor is charged and the time for which the adjustment capacitor is discharged are equal in one cycle of the second drive signal. Obtained as the power control start angle. The controller adjusts the magnitude of the output power by adjusting the first phase difference within a range equal to or less than the power control start angle. The second phase difference is a phase delay of a current flowing in the power supply side coil with respect to an output voltage of the inverter circuit.

本発明の一態様に係る非接触給電装置の制御方法は、制御処理と、取得処理とを含む。前記非接触給電装置は、インバータ回路と、給電側コイルと、電力補正回路とを備える。前記インバータ回路は、一対の入力点と一対の出力点との間に電気的に接続された複数の変換用スイッチ素子を有している。前記インバータ回路は、前記複数の変換用スイッチ素子のスイッチングにより、前記一対の入力点に印加される直流電圧を交流電圧に変換して前記一対の出力点から出力する。前記給電側コイルは、前記一対の出力点間に電気的に接続され、前記交流電圧が印加されることにより受電側コイルに非接触で出力電力を供給する。前記電力補正回路は、前記一対の出力点のうち少なくとも一方と前記給電側コイルとの間に電気的に接続され、調整用コンデンサおよび複数の調整用スイッチ素子を有している。前記電力補正回路は、前記複数の調整用スイッチ素子のスイッチングにより、前記調整用コンデンサの充放電を行う。前記インバータ回路は電圧位相に対して電流位相が遅れ位相になる遅相モードで動作する。前記制御処理は、第1駆動信号にて前記複数の変換用スイッチ素子を制御し、第2駆動信号にて前記複数の調整用スイッチ素子を制御する。前記制御処理は、前記第1駆動信号に対する前記第2駆動信号の位相の遅れである第1位相差を調整することにより、前記出力電力の大きさを調整する。前記取得処理は、前記インバータ回路の出力電圧に対する前記給電側コイルに流れる電流の位相の遅れである第2位相差を用いて、前記第2駆動信号の1周期において前記調整用コンデンサが充電される時間と前記調整用コンデンサが放電される時間とが等しくなる第1位相差を電力制御開始角として取得する。前記制御処理は、前記電力制御開始角以下の範囲で前記第1位相差を調整することにより、前記出力電力の大きさを調整する。前記第2位相差は、前記インバータ回路の出力電圧に対する前記給電側コイルに流れる電流の位相の遅れである。   A control method for a non-contact power feeding device according to one embodiment of the present invention includes a control process and an acquisition process. The non-contact power feeding device includes an inverter circuit, a power feeding side coil, and a power correction circuit. The inverter circuit includes a plurality of conversion switch elements electrically connected between a pair of input points and a pair of output points. The inverter circuit converts a DC voltage applied to the pair of input points into an AC voltage and outputs the AC voltage from the pair of output points by switching of the plurality of conversion switch elements. The power supply side coil is electrically connected between the pair of output points, and supplies the output power in a non-contact manner to the power reception side coil when the AC voltage is applied. The power correction circuit is electrically connected between at least one of the pair of output points and the power feeding side coil, and includes an adjustment capacitor and a plurality of adjustment switch elements. The power correction circuit charges and discharges the adjustment capacitor by switching the plurality of adjustment switch elements. The inverter circuit operates in a slow phase mode in which the current phase is delayed with respect to the voltage phase. In the control process, the plurality of conversion switch elements are controlled by a first drive signal, and the plurality of adjustment switch elements are controlled by a second drive signal. The control process adjusts the magnitude of the output power by adjusting a first phase difference that is a phase delay of the second drive signal with respect to the first drive signal. In the acquisition process, the adjustment capacitor is charged in one cycle of the second drive signal using a second phase difference that is a phase delay of the current flowing in the power supply coil with respect to the output voltage of the inverter circuit. A first phase difference at which the time and the time for discharging the adjustment capacitor are equal is obtained as the power control start angle. The control process adjusts the magnitude of the output power by adjusting the first phase difference within a range equal to or less than the power control start angle. The second phase difference is a phase delay of a current flowing in the power supply side coil with respect to an output voltage of the inverter circuit.

本発明によると、給電側コイルと受電側コイルとの相対的な位置関係が変化しても、必要な電力を短時間で確保しやすくなる。   According to the present invention, even if the relative positional relationship between the power feeding side coil and the power receiving side coil changes, it becomes easy to secure necessary power in a short time.

図1は、本発明の一実施形態に係る非接触電力伝送システムを示す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing a non-contact power transmission system according to an embodiment of the present invention. 図2は、本発明の一実施形態に係る非接触給電装置の第1駆動信号および第2駆動信号を示す波形図である。FIG. 2 is a waveform diagram showing a first drive signal and a second drive signal of the non-contact power feeding apparatus according to one embodiment of the present invention. 図3は、同上の非接触給電装置における共振特性の例を示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing an example of resonance characteristics in the above-described non-contact power feeding apparatus. 図4Aおよび図4Bは、同上の非接触給電装置における共振特性の例を示すグラフである。FIG. 4A and FIG. 4B are graphs showing examples of resonance characteristics in the above-described non-contact power feeding apparatus. 図5は、同上の非接触給電装置における初期遅相の場合の位相差特性の例を示すグラフである。FIG. 5 is a graph showing an example of the phase difference characteristic in the case of the initial slow phase in the above non-contact power feeding apparatus. 図6Aは、同上の非接触給電装置における電力補正回路の第1充電モードを示す説明図である。図6Bは、同上の非接触給電装置における電力補正回路の第1放電モードを示す説明図である。図6Cは、同上の非接触給電装置における電力補正回路の第2充電モードを示す説明図である。図6Dは、同上の非接触給電装置における電力補正回路の第2放電モードを示す説明図である。FIG. 6A is an explanatory diagram showing a first charging mode of the power correction circuit in the above-described non-contact power feeding apparatus. FIG. 6B is an explanatory diagram showing a first discharge mode of the power correction circuit in the above-described contactless power supply device. FIG. 6C is an explanatory diagram illustrating a second charging mode of the power correction circuit in the above-described contactless power supply device. FIG. 6D is an explanatory diagram illustrating a second discharge mode of the power correction circuit in the non-contact power supply apparatus according to the embodiment. 図7は、同上の非接触給電装置における電圧電流位相差が90度である場合の第1駆動信号、一次側電流、および第2駆動信号の波形図である。FIG. 7 is a waveform diagram of the first drive signal, the primary side current, and the second drive signal when the voltage-current phase difference is 90 degrees in the non-contact power feeding apparatus same as above. 図8は、同上の非接触給電装置における電圧電流位相差が45度である場合の第1駆動信号、一次側電流、および第2駆動信号の波形図である。FIG. 8 is a waveform diagram of the first drive signal, the primary side current, and the second drive signal when the voltage-current phase difference is 45 degrees in the contactless power supply apparatus same as above. 図9は、同上の非接触給電装置における出力電力制御を示すフローチャートである。FIG. 9 is a flowchart showing output power control in the above-described contactless power supply apparatus.

(実施形態)
本実施形態の非接触給電装置は、負荷に対し非接触で給電を行う。非接触給電装置は、非接触給電装置が有する一次側コイル(給電側コイル)と負荷が有する二次側コイル(受電側コイル)とが電磁界結合(電界結合と磁界結合との少なくとも一方)された状態で、一次側コイルから二次側コイルへ電力の伝達を行う。これにより、非接触給電装置は、負荷への給電を行う。この種の非接触給電装置は、負荷に備わっている非接触受電装置と共に非接触電力伝送システムを構成する。
(Embodiment)
The contactless power supply device of the present embodiment supplies power to a load in a contactless manner. In the non-contact power feeding device, the primary side coil (power feeding side coil) included in the non-contact power feeding device and the secondary side coil (power receiving side coil) included in the load are electromagnetically coupled (at least one of electric field coupling and magnetic field coupling). In this state, power is transmitted from the primary side coil to the secondary side coil. As a result, the non-contact power supply device supplies power to the load. This type of non-contact power feeding apparatus constitutes a non-contact power transmission system together with a non-contact power receiving apparatus provided in a load.

<非接触電力伝送システムの概要>
まず、非接触電力伝送システムの概要について、図1を参照して説明する。
<Outline of contactless power transmission system>
First, an outline of the non-contact power transmission system will be described with reference to FIG.

本実施形態の非接触電力伝送システム1は、一次側コイルL1を有する非接触給電装置2と、二次側コイルL2を有する非接触受電装置3とを備えている。非接触受電装置3は、非接触給電装置2から非接触で出力電力が供給されるように構成されている。ここで、出力電力は、非接触給電装置2から出力される電力であって、一次側コイルL1に交流電圧が印加されることにより一次側コイルL1から二次側コイルL2に非接触で供給される電力である。本実施形態では、一次側コイルL1および二次側コイルL2は、平面上において導線が渦巻き状に巻かれたスパイラル型のコイルである。   The non-contact power transmission system 1 of the present embodiment includes a non-contact power feeding device 2 having a primary side coil L1 and a non-contact power receiving device 3 having a secondary side coil L2. The non-contact power receiving device 3 is configured so that output power is supplied from the non-contact power feeding device 2 in a non-contact manner. Here, the output power is power output from the non-contact power feeding device 2 and is supplied from the primary coil L1 to the secondary coil L2 in a non-contact manner by applying an AC voltage to the primary coil L1. Power. In the present embodiment, the primary side coil L1 and the secondary side coil L2 are spiral type coils in which a conducting wire is wound spirally on a plane.

本実施形態では、負荷としての電動車両に非接触受電装置3が搭載されている場合を例に説明する。電動車両は、蓄電池4を備え、蓄電池4に蓄積された電気エネルギーを用いて走行する車両である。電動車両に搭載された非接触受電装置3は、蓄電池4の充電装置として用いられる。なお、ここでは電動機で生じる駆動力によって走行する電気自動車を電動車両の例として説明するが、電動車両は電気自動車に限らず、例えば二輪車(電動バイク)、電動自転車などであってもよい。   In the present embodiment, a case where the non-contact power receiving device 3 is mounted on an electric vehicle as a load will be described as an example. The electric vehicle includes a storage battery 4 and travels using electric energy stored in the storage battery 4. The non-contact power receiving device 3 mounted on the electric vehicle is used as a charging device for the storage battery 4. In addition, although the electric vehicle which drive | works with the driving force which arises with an electric motor is demonstrated as an example of an electric vehicle here, an electric vehicle is not restricted to an electric vehicle, For example, a two-wheeled vehicle (electric motorcycle), an electric bicycle, etc. may be sufficient.

非接触給電装置2は、商用電源(系統電源)や、太陽光発電設備等の発電設備から供給される電力を、非接触受電装置3に供給することで、電動車両の蓄電池4を充電する。非接触給電装置2に供給される電力は、交流電力と直流電力とのいずれであってもよいが、本実施形態では、非接触給電装置2が直流電源5に電気的に接続され、非接触給電装置2に直流電力が供給される場合を例に説明する。なお、非接触給電装置2に交流電力が供給される場合、非接触給電装置2には交流を直流に変換するAC/DCコンバータが設けられる。   The non-contact power feeding device 2 charges the storage battery 4 of the electric vehicle by supplying the non-contact power receiving device 3 with power supplied from a commercial power source (system power source) or a power generation facility such as a solar power generation facility. The power supplied to the non-contact power supply device 2 may be either AC power or DC power, but in the present embodiment, the non-contact power supply device 2 is electrically connected to the DC power source 5 and contactless. A case where DC power is supplied to the power supply device 2 will be described as an example. Note that, when AC power is supplied to the contactless power supply device 2, the contactless power supply device 2 is provided with an AC / DC converter that converts alternating current into direct current.

非接触給電装置2は、例えば商業施設や公共施設、あるいは集合住宅などの駐車場に設置される。非接触給電装置2は、少なくとも一次側コイルL1が床あるいは地面に設置されており、一次側コイルL1上に駐車された電動車両の非接触受電装置3に対して非接触で電力を供給する。このとき、非接触受電装置3の二次側コイルL2は、一次側コイルL1の上方に位置することで、一次側コイルL1と電磁界結合(電界結合と磁界結合との少なくとも一方)されている。そのため、一次側コイルL1からの出力電力が二次側コイルL2へ伝達(送電)されることになる。なお、一次側コイルL1は、床あるいは地面から露出するように設置される構成に限らず、床あるいは地面に埋め込まれるように設置されていてもよい。   The non-contact power feeding device 2 is installed in a parking lot such as a commercial facility, a public facility, or an apartment house. The non-contact power supply device 2 has at least the primary side coil L1 installed on the floor or the ground, and supplies power to the non-contact power receiving device 3 of the electric vehicle parked on the primary side coil L1 in a non-contact manner. At this time, the secondary side coil L2 of the non-contact power receiving device 3 is located above the primary side coil L1, thereby being electromagnetically coupled to the primary side coil L1 (at least one of electric field coupling and magnetic field coupling). . Therefore, the output power from the primary side coil L1 is transmitted (power transmission) to the secondary side coil L2. Note that the primary coil L1 is not limited to be installed so as to be exposed from the floor or the ground, but may be installed so as to be embedded in the floor or the ground.

非接触受電装置3は、二次側コイルL2と、一対の二次側コンデンサC21,C22と、整流回路31と、平滑コンデンサC2とを有している。整流回路31は、一対の交流入力点と、一対の直流出力点とを有するダイオードブリッジからなる。二次側コイルL2の一端は、第1の二次側コンデンサC21を介して整流回路31の一方の交流入力点に電気的に接続され、二次側コイルL2の他端は、第2の二次側コンデンサC22を介して整流回路31の他方の交流入力点に電気的に接続されている。平滑コンデンサC2は、整流回路31の一対の直流出力点間に電気的に接続されている。さらに、平滑コンデンサC2の両端は一対の出力端子T21,T22に電気的に接続されている。一対の出力端子T21,T22には、蓄電池4が電気的に接続されている。   The non-contact power receiving device 3 includes a secondary coil L2, a pair of secondary capacitors C21 and C22, a rectifier circuit 31, and a smoothing capacitor C2. The rectifier circuit 31 includes a diode bridge having a pair of AC input points and a pair of DC output points. One end of the secondary side coil L2 is electrically connected to one AC input point of the rectifier circuit 31 via the first secondary side capacitor C21, and the other end of the secondary side coil L2 is connected to the second secondary coil L2. It is electrically connected to the other AC input point of the rectifier circuit 31 via the secondary capacitor C22. The smoothing capacitor C2 is electrically connected between the pair of DC output points of the rectifier circuit 31. Furthermore, both ends of the smoothing capacitor C2 are electrically connected to a pair of output terminals T21 and T22. The storage battery 4 is electrically connected to the pair of output terminals T21 and T22.

これにより、非接触受電装置3は、非接触給電装置2の一次側コイルL1からの出力電力を二次側コイルL2で受けることで二次側コイルL2の両端間に発生する交流電圧を、整流回路31にて整流し、さらに平滑コンデンサC2にて平滑して直流電圧を得る。非接触受電装置3は、このようにして得られる直流電圧を、一対の出力端子T21,T22から蓄電池4に出力(印加)する。   Thereby, the non-contact power receiving device 3 rectifies the AC voltage generated between both ends of the secondary coil L2 by receiving the output power from the primary coil L1 of the non-contact power feeding device 2 at the secondary coil L2. The DC voltage is obtained by rectifying by the circuit 31 and further smoothing by the smoothing capacitor C2. The non-contact power receiving device 3 outputs (applies) the DC voltage thus obtained to the storage battery 4 from the pair of output terminals T21 and T22.

ここで、本実施形態においては、非接触給電装置2は、一次側コイルL1と共に共振回路(以下、「一次側共振回路」という)を構成する電力補正回路22、および一対の一次側コンデンサC11,C12を備えている。また、非接触受電装置3では、二次側コイルL2は一対の二次側コンデンサC21,C22と共に共振回路(以下、「二次側共振回路」という)を構成している。そして、本実施形態の非接触電力伝送システム1は、一次側共振回路と二次側共振回路とを共鳴させることにより電力の伝送を行う磁界共鳴方式(磁気共鳴方式)を採用している。すなわち、非接触電力伝送システム1は、一次側共振回路と二次側共振回路とで共振周波数を一致させることにより、一次側コイルL1と二次側コイルL2とが比較的離れた状態でも、非接触給電装置2の出力電力を高効率で伝送可能である。   Here, in the present embodiment, the non-contact power feeding device 2 includes a power correction circuit 22 that forms a resonance circuit (hereinafter referred to as “primary side resonance circuit”) together with the primary side coil L1, and a pair of primary side capacitors C11, C12 is provided. In the non-contact power receiving device 3, the secondary coil L2 forms a resonance circuit (hereinafter referred to as “secondary resonance circuit”) together with the pair of secondary capacitors C21 and C22. And the non-contact electric power transmission system 1 of this embodiment employs a magnetic field resonance method (magnetic resonance method) in which electric power is transmitted by resonating the primary side resonance circuit and the secondary side resonance circuit. That is, the non-contact power transmission system 1 is configured so that the primary side coil L1 and the secondary side coil L2 are not separated even when the primary side coil L1 and the secondary side coil L2 are relatively separated by matching the resonance frequencies of the primary side resonance circuit and the secondary side resonance circuit. The output power of the contact power supply device 2 can be transmitted with high efficiency.

<非接触給電装置の概要>
次に、非接触給電装置の概要について、図1を参照して説明する。
<Outline of contactless power supply device>
Next, an outline of the non-contact power feeding device will be described with reference to FIG.

本実施形態の非接触給電装置2は、一次側コイルL1に加えて、インバータ回路21と、電力補正回路22と、制御回路23とをさらに備えている。   The contactless power supply device 2 of the present embodiment further includes an inverter circuit 21, a power correction circuit 22, and a control circuit 23 in addition to the primary side coil L1.

インバータ回路21は、一対の入力点211,212と一対の出力点213,214との間に電気的に接続された複数(ここでは4つ)の変換用スイッチ素子Q1〜Q4を有している。インバータ回路21は、複数の変換用スイッチ素子Q1〜Q4のスイッチングにより、一対の入力点211,212に印加される直流電圧を交流電圧に変換して一対の出力点213,214から出力する。   The inverter circuit 21 includes a plurality (four in this case) of conversion switch elements Q1 to Q4 that are electrically connected between the pair of input points 211 and 212 and the pair of output points 213 and 214. . The inverter circuit 21 converts a DC voltage applied to the pair of input points 211 and 212 to an AC voltage by switching of the plurality of conversion switch elements Q1 to Q4, and outputs the AC voltage from the pair of output points 213 and 214.

一次側コイルL1は、一対の出力点213,214間に電気的に接続され、交流電圧が印加されることにより二次側コイルL2に非接触で出力電力を供給する。   The primary side coil L1 is electrically connected between a pair of output points 213 and 214, and supplies output power to the secondary side coil L2 in a non-contact manner by applying an AC voltage.

電力補正回路22は、出力点213と一次側コイルL1との間に電気的に接続され、調整用コンデンサC1および複数(ここでは4つ)の調整用スイッチ素子Q5〜Q8を有している。電力補正回路22は、複数の調整用スイッチ素子Q5〜Q8のスイッチングにより、調整用コンデンサC1の充電時間および放電時間を調整する。そして、電力補正回路22は、調整用コンデンサC1の充電時間および放電時間を調整することによって、インバータ回路21の出力電圧に対する一次側コイルL1に流れる電流の位相差(電圧電流位相差であり、以降、VI位相差という)φを調整することができる。これにより、一次共振回路から二次共振回路へ伝達される出力電力の大きさが調整させる。なお、調整用コンデンサC1の容量は、一次側コンデンサC11,C12の容量よりも十分に大きい。例えば、調整用コンデンサC1はμFオーダーの容量に、一次側コンデンサC11,C12はnFオーダーの容量に設定される。   The power correction circuit 22 is electrically connected between the output point 213 and the primary coil L1, and includes an adjustment capacitor C1 and a plurality (four in this case) of adjustment switch elements Q5 to Q8. The power correction circuit 22 adjusts the charging time and discharging time of the adjusting capacitor C1 by switching the plurality of adjusting switch elements Q5 to Q8. The power correction circuit 22 adjusts the charging time and discharging time of the adjustment capacitor C1 to thereby adjust the phase difference of the current flowing in the primary coil L1 with respect to the output voltage of the inverter circuit 21 (the voltage-current phase difference, hereinafter , VI phase difference) can be adjusted. Thereby, the magnitude of the output power transmitted from the primary resonance circuit to the secondary resonance circuit is adjusted. The capacity of the adjustment capacitor C1 is sufficiently larger than the capacity of the primary side capacitors C11 and C12. For example, the adjustment capacitor C1 is set to a capacitance of μF order, and the primary side capacitors C11 and C12 are set to a capacitance of nF order.

制御回路23は、「周波数制御」と「位相差制御」との2つの方法で、出力電力の大きさを調整するように構成されている。制御回路23は、第1駆動信号にて複数の変換用スイッチ素子Q1〜Q4を制御し、第2駆動信号にて複数の調整用スイッチ素子Q5〜Q8を制御する。   The control circuit 23 is configured to adjust the magnitude of the output power by two methods of “frequency control” and “phase difference control”. The control circuit 23 controls the plurality of conversion switch elements Q1 to Q4 with the first drive signal, and controls the plurality of adjustment switch elements Q5 to Q8 with the second drive signal.

制御回路23は、第1駆動信号の周波数を調整することで、変換用スイッチ素子Q1〜Q4のスイッチング周波数を制御する周波数制御を行う。   The control circuit 23 performs frequency control for controlling the switching frequency of the conversion switch elements Q1 to Q4 by adjusting the frequency of the first drive signal.

また、制御回路23は、第1駆動信号に対する第2駆動信号の位相の遅れである駆動位相差θを調整することで、位相差制御を行う。具体的には、制御回路23は、取得部231を有している。取得部231は、電力補正回路22を無効としたときのインバータ回路21が遅相モードである場合に、インバータ回路21のVI位相差φに応じて電力制御開始角を取得(算出)する。ここで、電力制御開始角とは、第2駆動信号の1周期において調整用コンデンサC1が充電される時間と調整用コンデンサC1が放電される時間とが等しくなる駆動位相差θのことである。別の言い方をすると、電力制御開始角とは、インバータ回路21が遅相モードとなる駆動位相差θの最大値から駆動位相差θを徐々に小さくした場合に、調整用コンデンサC1に電荷が溜まり始める角度である。なお、電力制御開始角は、予め定められた規定範囲内の値である。また、「遅相モード」とは、電圧位相に対して電流位相が遅れ位相(遅相)になるモードである。また、駆動位相差θが第1位相差に、VI位相差φが第2位相差に、それぞれ相当する。   In addition, the control circuit 23 performs phase difference control by adjusting the drive phase difference θ, which is a phase delay of the second drive signal with respect to the first drive signal. Specifically, the control circuit 23 has an acquisition unit 231. The acquisition unit 231 acquires (calculates) a power control start angle according to the VI phase difference φ of the inverter circuit 21 when the inverter circuit 21 when the power correction circuit 22 is disabled is in the slow phase mode. Here, the power control start angle is a drive phase difference θ in which the time during which the adjustment capacitor C1 is charged and the time during which the adjustment capacitor C1 is discharged in one cycle of the second drive signal is equal. In other words, the power control start angle is the charge accumulated in the adjustment capacitor C1 when the drive phase difference θ is gradually reduced from the maximum value of the drive phase difference θ in which the inverter circuit 21 enters the slow phase mode. The starting angle. The power control start angle is a value within a predetermined specified range. The “slow phase mode” is a mode in which the current phase is delayed (slow) with respect to the voltage phase. The driving phase difference θ corresponds to the first phase difference, and the VI phase difference φ corresponds to the second phase difference.

制御回路23は、電力制御開始角から電力制御開始角より小さい所定値(所定範囲の下限値)までの範囲、つまり電力制御開始角以下で駆動位相差θを調整することにより、出力電力の大きさを調整する。   The control circuit 23 adjusts the drive phase difference θ within a range from the power control start angle to a predetermined value (lower limit value of the predetermined range) smaller than the power control start angle, that is, below the power control start angle, thereby increasing the output power. Adjust the height.

なお、本実施形態でいう「入力点」や「出力点」は、電線等を接続するための部品(端子)として実体を有しなくてもよく、例えば電子部品のリードや、回路基板に含まれる導体の一部であってもよい。   Note that the “input point” and “output point” in this embodiment do not have to be an entity as a component (terminal) for connecting an electric wire or the like, for example, included in a lead of an electronic component or a circuit board. It may be a part of the conductor.

<回路構成>
次に、本実施形態の非接触給電装置2の具体的な回路構成について、図1を参照して説明する。
<Circuit configuration>
Next, a specific circuit configuration of the contactless power supply device 2 of the present embodiment will be described with reference to FIG.

本実施形態の非接触給電装置2は、一対の入力端子T11,T12を備えている。一対の入力端子T11,T12には、直流電源5が電気的に接続されている。   The contactless power supply device 2 of the present embodiment includes a pair of input terminals T11 and T12. A DC power source 5 is electrically connected to the pair of input terminals T11 and T12.

インバータ回路21は、4つの変換用スイッチ素子Q1〜Q4がフルブリッジ接続されたフルブリッジインバータ回路である。つまり、インバータ回路21は、一対の入力点211,212間に電気的に並列に接続された第1アームと第2アームとを有し、これら第1アームおよび第2アームが4つの変換用スイッチ素子Q1〜Q4にて構成されている。第1アームは(第1の)変換用スイッチ素子Q1と(第2の)変換用スイッチ素子Q2との直列回路からなり、第2アームは(第3の)変換用スイッチ素子Q3と(第4の)変換用スイッチ素子Q4との直列回路からなる。第1アームの中点(変換用スイッチ素子Q1,Q2の接続点)および第2アームの中点(変換用スイッチ素子Q3,Q4の接続点)は、一対の出力点213,214となる。本実施形態では、4つの変換用スイッチ素子Q1〜Q4は、それぞれnチャネルのデプレション型MOSFET(Metal−Oxide−Semiconductor Field−Effect Transistor)である。   The inverter circuit 21 is a full bridge inverter circuit in which four conversion switch elements Q1 to Q4 are connected in a full bridge. That is, the inverter circuit 21 has a first arm and a second arm that are electrically connected in parallel between a pair of input points 211 and 212, and the first arm and the second arm have four conversion switches. It consists of elements Q1 to Q4. The first arm is composed of a series circuit of a (first) conversion switch element Q1 and a (second) conversion switch element Q2, and the second arm is a (third) conversion switch element Q3 (fourth). A) a series circuit with a conversion switch element Q4. The midpoint of the first arm (the connection point of the conversion switch elements Q1 and Q2) and the midpoint of the second arm (the connection point of the conversion switch elements Q3 and Q4) are a pair of output points 213 and 214. In the present embodiment, the four conversion switch elements Q1 to Q4 are n-channel depletion type MOSFETs (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistors).

さらに詳しく説明すると、一対の入力点211,212は、第1の入力点211が直流電源5の正極側となり、第2の入力点212が直流電源5の負極側となるように、一対の入力端子T11,T12に電気的に接続されている。第1の入力点211には、変換用スイッチ素子Q1,Q3のドレインが電気的に接続されている。また、第2の入力点212には、変換用スイッチ素子Q2,Q4のソースが電気的に接続されている。そして、変換用スイッチ素子Q1のソースと変換用スイッチ素子Q2のドレインとの接続点が、インバータ回路21の第1の出力点213となる。また、変換用スイッチ素子Q3のソースと変換用スイッチ素子Q4のドレインとの接続点が、インバータ回路21の第2の出力点214となる。   More specifically, the pair of input points 211 and 212 has a pair of inputs such that the first input point 211 is on the positive side of the DC power source 5 and the second input point 212 is on the negative side of the DC power source 5. The terminals T11 and T12 are electrically connected. The drains of the conversion switch elements Q1 and Q3 are electrically connected to the first input point 211. The sources of the conversion switch elements Q2 and Q4 are electrically connected to the second input point 212. A connection point between the source of the conversion switch element Q1 and the drain of the conversion switch element Q2 is the first output point 213 of the inverter circuit 21. The connection point between the source of the conversion switch element Q3 and the drain of the conversion switch element Q4 is the second output point 214 of the inverter circuit 21.

4つの変換用スイッチ素子Q1〜Q4の各々のドレインおよびソース間には、4つのダイオードD1〜D4が4つの変換用スイッチ素子Q1〜Q4と一対一に対応するように電気的に接続されている。各ダイオードD1〜D4は、各変換用スイッチ素子Q1〜Q4のドレイン側をカソードとする向きで接続されている。ここでは、各ダイオードD1〜D4は各変換用スイッチ素子Q1〜Q4の寄生ダイオードである。   Between the drains and sources of the four conversion switch elements Q1 to Q4, four diodes D1 to D4 are electrically connected to correspond to the four conversion switch elements Q1 to Q4 on a one-to-one basis. . Each of the diodes D1 to D4 is connected in a direction in which the drain side of each of the conversion switch elements Q1 to Q4 is a cathode. Here, the diodes D1 to D4 are parasitic diodes of the conversion switch elements Q1 to Q4.

電力補正回路22は、調整用コンデンサC1と、4つの調整用スイッチ素子Q5〜Q8とを有している。電力補正回路22は、インバータ回路21の一対の出力点213,214間において電気的に並列に接続された第3アームと第4アームとを有し、これら第3アームおよび第4アームが4つの調整用スイッチ素子Q5〜Q8にて構成されている。第3アームは(第1の)調整用スイッチ素子Q5と(第3の)調整用スイッチ素子Q7との直列回路からなり、第4アームは(第2の)調整用スイッチ素子Q6と(第4の)調整用スイッチ素子Q8との直列回路からなる。第3アームの中点(調整用スイッチ素子Q5,Q7の接続点)と、第4アームの中点(調整用スイッチ素子Q6,Q8の接続点)との間には、調整用コンデンサC1が電気的に接続されている。本実施形態では、4つの調整用スイッチ素子Q5〜Q8は、それぞれnチャネルのデプレション型MOSFETである。   The power correction circuit 22 includes an adjustment capacitor C1 and four adjustment switch elements Q5 to Q8. The power correction circuit 22 includes a third arm and a fourth arm that are electrically connected in parallel between the pair of output points 213 and 214 of the inverter circuit 21, and the third arm and the fourth arm include four arms. It is composed of adjustment switch elements Q5 to Q8. The third arm is composed of a series circuit of a (first) adjustment switch element Q5 and a (third) adjustment switch element Q7, and the fourth arm is a (second) adjustment switch element Q6 (fourth). A) a series circuit with an adjustment switch element Q8. An adjustment capacitor C1 is electrically connected between the midpoint of the third arm (connection point of the adjustment switch elements Q5 and Q7) and the midpoint of the fourth arm (connection point of the adjustment switch elements Q6 and Q8). Connected. In this embodiment, each of the four adjustment switch elements Q5 to Q8 is an n-channel depletion type MOSFET.

さらに詳しく説明すると、インバータ回路21の第1の出力点213には、第1の一次側コンデンサC11を介して、調整用スイッチ素子Q5のソースおよび調整用スイッチ素子Q6のドレインが電気的に接続されている。また、第2の出力点214には、第2の一次側コンデンサC12および一次側コイルL1を介して、調整用スイッチ素子Q7のソースおよび調整用スイッチ素子Q8のドレインが電気的に接続されている。そして、調整用コンデンサC1の一端は、調整用スイッチ素子Q5のドレインと調整用スイッチ素子Q7のドレインとの接続点に電気的に接続されている。調整用コンデンサC1の他端は、調整用スイッチ素子Q6のソースと調整用スイッチ素子Q8のソースとの接続点に電気的に接続されている。   More specifically, the source of the adjustment switch element Q5 and the drain of the adjustment switch element Q6 are electrically connected to the first output point 213 of the inverter circuit 21 via the first primary side capacitor C11. ing. Further, the source of the adjustment switch element Q7 and the drain of the adjustment switch element Q8 are electrically connected to the second output point 214 via the second primary side capacitor C12 and the primary side coil L1. . One end of the adjustment capacitor C1 is electrically connected to a connection point between the drain of the adjustment switch element Q5 and the drain of the adjustment switch element Q7. The other end of the adjustment capacitor C1 is electrically connected to a connection point between the source of the adjustment switch element Q6 and the source of the adjustment switch element Q8.

4つの調整用スイッチ素子Q5〜Q8の各々のドレインおよびソース間には、4つのダイオードD5〜D8が4つの調整用スイッチ素子Q5〜Q8と一対一に対応するように電気的に接続されている。各ダイオードD5〜D8は、各調整用スイッチ素子Q5〜Q8のドレイン側をカソードとする向きで接続されている。ここでは、各ダイオードD5〜D8は各調整用スイッチ素子Q5〜Q8の寄生ダイオードである。   Between the respective drains and sources of the four adjustment switch elements Q5 to Q8, four diodes D5 to D8 are electrically connected to correspond to the four adjustment switch elements Q5 to Q8 on a one-to-one basis. . The diodes D5 to D8 are connected in a direction in which the drain side of each of the adjustment switch elements Q5 to Q8 is a cathode. Here, the diodes D5 to D8 are parasitic diodes of the adjustment switch elements Q5 to Q8.

制御回路23は、例えばマイコン(マイクロコンピュータ)を主構成として備えている。マイコンは、マイコンのメモリに記録されているプログラムをCPU(Central Processing Unit)で実行することにより、制御回路(制御部)23としての機能を実現する。プログラムは、予めマイコンのメモリに記録されていてもよいし、メモリカードのような記録媒体に記録されて提供されたり、電気通信回線を通して提供されたりしてもよい。本実施形態では、制御回路23は、取得部231に加えて、制御部232を有している。言い換えれば、上記プログラムは、非接触給電装置2に用いられるコンピュータ(ここではマイコン)を、取得部231、制御部232として機能させるためのプログラムである。   The control circuit 23 includes, for example, a microcomputer (microcomputer) as a main configuration. The microcomputer realizes a function as a control circuit (control unit) 23 by executing a program recorded in a memory of the microcomputer by a CPU (Central Processing Unit). The program may be recorded in advance in a memory of a microcomputer, may be provided by being recorded on a recording medium such as a memory card, or may be provided through an electric communication line. In the present embodiment, the control circuit 23 includes a control unit 232 in addition to the acquisition unit 231. In other words, the program is a program for causing a computer (here, a microcomputer) used in the non-contact power feeding apparatus 2 to function as the acquisition unit 231 and the control unit 232.

制御部232は、インバータ回路21の各変換用スイッチ素子Q1〜Q4のオンオフを切り替えるための第1駆動信号G1〜G4を出力する。4つの第1駆動信号G1〜G4は、4つの変換用スイッチ素子Q1〜Q4に一対一に対応する。ここでは、制御部232は、第1駆動信号G1〜G4を、それぞれ対応する変換用スイッチ素子Q1〜Q4のゲートに出力することで、対応する変換用スイッチ素子Q1〜Q4の制御を行っている。   The control unit 232 outputs first drive signals G1 to G4 for switching on / off of the conversion switch elements Q1 to Q4 of the inverter circuit 21. The four first drive signals G1 to G4 correspond one to one with the four conversion switch elements Q1 to Q4. Here, the control unit 232 controls the corresponding conversion switch elements Q1 to Q4 by outputting the first drive signals G1 to G4 to the gates of the corresponding conversion switch elements Q1 to Q4, respectively. .

また、制御部232は、電力補正回路22の4つの調整用スイッチ素子Q5〜Q8の各々のオンオフを切り替えるための第2駆動信号G5〜G8を出力する。4つの第2駆動信号G5〜G8は、4つの調整用スイッチ素子Q5〜Q8に一対一に対応する。ここでは、制御部232は、第2駆動信号G5〜G8を、それぞれ対応する調整用スイッチ素子Q5〜Q8のゲートに出力することで、対応する調整用スイッチ素子Q5〜Q8の制御を行っている。   Further, the control unit 232 outputs second drive signals G5 to G8 for switching on and off each of the four adjustment switch elements Q5 to Q8 of the power correction circuit 22. The four second drive signals G5 to G8 correspond one-to-one to the four adjustment switch elements Q5 to Q8. Here, the control unit 232 controls the corresponding adjustment switch elements Q5 to Q8 by outputting the second drive signals G5 to G8 to the gates of the corresponding adjustment switch elements Q5 to Q8, respectively. .

なお、本実施形態では、制御回路23の制御部232が、変換用スイッチ素子Q1〜Q4および調整用スイッチ素子Q5〜Q8の各々のゲートに対し、第1駆動信号G1〜G4および第2駆動信号G5〜G8を直接出力しているが、この構成に限らない。例えば、非接触給電装置2は駆動回路をさらに備え、駆動回路が、制御回路23の制御部232からの第1駆動信号G1〜G4および第2駆動信号G5〜G8を受けて、変換用スイッチ素子Q1〜Q4および調整用スイッチ素子Q5〜Q8を駆動してもよい。   In the present embodiment, the control unit 232 of the control circuit 23 applies the first drive signal G1 to G4 and the second drive signal to the gates of the conversion switch elements Q1 to Q4 and the adjustment switch elements Q5 to Q8. Although G5 to G8 are directly output, this is not restrictive. For example, the non-contact power feeding apparatus 2 further includes a drive circuit, and the drive circuit receives the first drive signals G1 to G4 and the second drive signals G5 to G8 from the control unit 232 of the control circuit 23, and converts the switch element. Q1 to Q4 and adjustment switch elements Q5 to Q8 may be driven.

一次側コイルL1は、インバータ回路21の一対の出力点213,214の間において、一対の一次側コンデンサC11,C12および電力補正回路22と電気的に直列に接続されている。一次側コイルL1の一端は、電力補正回路22および第1の一次側コンデンサC11を介して、インバータ回路21の第1の出力点213に電気的に接続されている。一次側コイルL1の他端は、第2の一次側コンデンサC12を介して、インバータ回路21の第2の出力点214に電気的に接続されている。   The primary side coil L1 is electrically connected in series with the pair of primary side capacitors C11 and C12 and the power correction circuit 22 between the pair of output points 213 and 214 of the inverter circuit 21. One end of the primary side coil L1 is electrically connected to the first output point 213 of the inverter circuit 21 via the power correction circuit 22 and the first primary side capacitor C11. The other end of the primary coil L1 is electrically connected to the second output point 214 of the inverter circuit 21 via the second primary capacitor C12.

本実施形態の非接触給電装置2は、一次側コイルL1に流れる電流の大きさを計測値として計測する計測部24をさらに備えている。一次側コイルL1と第2の一次側コンデンサC12との間には、例えば変流器からなる電流センサ25が設けられている。計測部24は、電流センサ25の出力を受けて、一次側コイルL1に流れる電流の大きさを、計測値として計測する。計測部24は、計測値を制御回路23に出力するように構成されている。制御回路23は、計測部24で計測された計測値を用いて、一次側コイルL1から出力される出力電力の大きさ、一次側コイルL1に流れる電流の位相を監視する。   The contactless power supply device 2 of the present embodiment further includes a measurement unit 24 that measures the magnitude of the current flowing through the primary coil L1 as a measurement value. Between the primary side coil L1 and the 2nd primary side capacitor | condenser C12, the current sensor 25 which consists of a current transformer, for example is provided. The measuring unit 24 receives the output of the current sensor 25, and measures the magnitude of the current flowing through the primary coil L1 as a measured value. The measurement unit 24 is configured to output the measurement value to the control circuit 23. The control circuit 23 monitors the magnitude of the output power output from the primary side coil L1 and the phase of the current flowing through the primary side coil L1, using the measurement values measured by the measurement unit 24.

<基本動作>
次に、本実施形態の非接触給電装置2の基本動作について、図1および図2を参照して説明する。図2では、横軸を時間軸として、上から順に第1駆動信号「G1,G4」、「G2,G3」、第2駆動信号「G5,G8」、「G6,G7」の信号波形を表している。なお、図2中の「オン」、「オフ」は、対応するスイッチ素子(変換用スイッチ素子、調整用スイッチ素子)のオン、オフを表している。
<Basic operation>
Next, the basic operation of the non-contact power feeding device 2 of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2. In FIG. 2, with the horizontal axis as a time axis, the signal waveforms of the first drive signals “G1, G4”, “G2, G3”, the second drive signals “G5, G8”, “G6, G7” are shown in order from the top. ing. Note that “ON” and “OFF” in FIG. 2 indicate ON / OFF of the corresponding switch element (conversion switch element, adjustment switch element).

(1)電力補正回路なし
ここではまず、電力補正回路22がない場合、つまり一対の出力点213,214間に、一次側コイルL1および一対の一次側コンデンサC11,C12のみが電気的に接続されている場合を想定し、非接触給電装置2の動作を説明する。このときの非接触給電装置2の動作は、図1の回路構成において、電力補正回路22が動作を停止している場合、つまり電力補正回路22の全ての調整用スイッチ素子Q5〜Q8がオンに固定されている場合の非接触給電装置2の動作と等価である。また、電力補正回路22が動作を停止している場合とは、電力補正回路22を無効とした場合であるといえる。
(1) No power correction circuit Here, first, when there is no power correction circuit 22, only the primary coil L1 and the pair of primary capacitors C11 and C12 are electrically connected between the pair of output points 213 and 214. The operation of the non-contact power feeding device 2 will be described. The operation of the non-contact power feeding device 2 at this time is performed when the power correction circuit 22 stops operating in the circuit configuration of FIG. 1, that is, all the adjustment switch elements Q5 to Q8 of the power correction circuit 22 are turned on. This is equivalent to the operation of the non-contact power feeding device 2 when it is fixed. Further, the case where the power correction circuit 22 has stopped operating can be said to be a case where the power correction circuit 22 is disabled.

制御回路23の制御部232は、図2に示すように、変換用スイッチ素子Q1,Q4に対応する第1駆動信号G1,G4と、変換用スイッチ素子Q2,Q3に対応する第1駆動信号G2,G3として、互いに逆位相(位相差180度)の信号を発生する。これにより、インバータ回路21においては、第1の変換用スイッチ素子Q1および第4の変換用スイッチ素子Q4のペアと、第2の変換用スイッチ素子Q2および第3の変換用スイッチ素子Q3のペアとが交互にオンするように制御される。   As shown in FIG. 2, the control unit 232 of the control circuit 23 includes first drive signals G1 and G4 corresponding to the conversion switch elements Q1 and Q4, and a first drive signal G2 corresponding to the conversion switch elements Q2 and Q3. , G3 generate signals having opposite phases (180 ° phase difference). Thereby, in the inverter circuit 21, the pair of the first conversion switch element Q1 and the fourth conversion switch element Q4, the pair of the second conversion switch element Q2 and the third conversion switch element Q3, Are controlled to turn on alternately.

その結果、インバータ回路21の一対の出力点213,214間には、周期的に極性(正・負)が反転する電圧(交流電圧)が発生する。要するに、インバータ回路21は、複数の変換用スイッチ素子Q1〜Q4のスイッチングにより、一対の入力点211,212に印加される直流電圧を交流電圧に変換して一対の出力点213,214から出力する。以下では、インバータ回路21の出力電圧について、一対の出力点213,214のうちの第1の出力点213が高電位となる電圧を「正極性」といい、第2の出力点214が高電位となる電圧を「負極性」という。つまり、インバータ回路21の出力電圧は、変換用スイッチ素子Q1,Q4がオンの状態で正極性となり、変換用スイッチ素子Q2,Q3がオンの状態で負極性となる。   As a result, a voltage (AC voltage) whose polarity (positive / negative) is periodically inverted is generated between the pair of output points 213 and 214 of the inverter circuit 21. In short, the inverter circuit 21 converts the DC voltage applied to the pair of input points 211 and 212 to an AC voltage and outputs the AC voltage from the pair of output points 213 and 214 by switching of the plurality of conversion switch elements Q1 to Q4. . Hereinafter, with respect to the output voltage of the inverter circuit 21, the voltage at which the first output point 213 of the pair of output points 213 and 214 has a high potential is referred to as “positive polarity”, and the second output point 214 has a high potential. This voltage is called “negative polarity”. That is, the output voltage of the inverter circuit 21 is positive when the conversion switch elements Q1 and Q4 are on, and is negative when the conversion switch elements Q2 and Q3 are on.

このように、インバータ回路21が一対の出力点213,214から交流電圧を出力することで、一対の出力点213,214間に電気的に接続された一次側コイルL1に交流電流が流れ、一次側コイルL1が磁界を発生する。これにより、非接触給電装置2は、非接触受電装置3の二次側コイルL2に対し、一次側コイルL1から非接触で出力電力を供給することができる。   Thus, when the inverter circuit 21 outputs an alternating voltage from the pair of output points 213 and 214, an alternating current flows through the primary coil L1 electrically connected between the pair of output points 213 and 214, and the primary The side coil L1 generates a magnetic field. Thereby, the non-contact power feeding device 2 can supply output power from the primary side coil L1 to the secondary side coil L2 of the non-contact power receiving device 3 in a non-contact manner.

ところで、電力補正回路22がない場合、本実施形態の非接触給電装置2では、一次側コイルL1は一対の一次側コンデンサC11,C12と共に一次側共振回路を構成する。そのため、一次側コイルL1から出力される出力電力の大きさは、インバータ回路21の動作周波数(つまり第1駆動信号Q1〜Q4の周波数)に応じて変化し、インバータ回路21の動作周波数が一次側共振回路の共振周波数に一致するときにピークに達する。   By the way, when there is no power correction circuit 22, in the non-contact electric power feeder 2 of this embodiment, the primary side coil L1 comprises a primary side resonance circuit with a pair of primary side capacitors C11 and C12. Therefore, the magnitude of the output power output from the primary side coil L1 changes according to the operating frequency of the inverter circuit 21 (that is, the frequency of the first drive signals Q1 to Q4), and the operating frequency of the inverter circuit 21 is the primary side. A peak is reached when it matches the resonant frequency of the resonant circuit.

ここにおいて、一次側コイルL1と二次側コイルL2との相対的な位置関係が変化して、一次側コイルL1と二次側コイルL2との間の結合係数が変化すると、非接触給電装置2の出力電力の周波数特性(以下、「共振特性」という)が変化する。図3は、一次側コイルL1と二次側コイルL2との相対的な位置関係が変化した場合の、非接触給電装置2の共振特性の変化を示している。なお、図3では、横軸を周波数(インバータ回路21の動作周波数)、縦軸を非接触給電装置2の出力電力として、一次側コイルL1と二次側コイルL2との相対的な位置関係が異なる場合の非接触給電装置2の共振特性を「X1」、「X2」で示している。   Here, when the relative positional relationship between the primary side coil L1 and the secondary side coil L2 changes and the coupling coefficient between the primary side coil L1 and the secondary side coil L2 changes, the non-contact power feeding device 2 The frequency characteristic of the output power (hereinafter referred to as “resonance characteristic”) changes. FIG. 3 shows a change in the resonance characteristics of the non-contact power feeding device 2 when the relative positional relationship between the primary side coil L1 and the secondary side coil L2 changes. In FIG. 3, the horizontal axis represents the frequency (operating frequency of the inverter circuit 21), and the vertical axis represents the output power of the non-contact power feeding device 2. The relative positional relationship between the primary coil L1 and the secondary coil L2 is as follows. The resonance characteristics of the non-contact power feeding device 2 in different cases are indicated by “X1” and “X2”.

ここで、図3に示すように、インバータ回路21の動作周波数として使用可能な周波数帯域(以下、「許可周波数帯F1」という)が制限されていると仮定する。許可周波数帯F1は、例えば電波法などの法律により規定される。この場合、許可周波数帯F1の下限値fmin未満、および上限値fmaxを超えるような周波数については、インバータ回路21の動作周波数として使用することはできない。こうした場合において、非接触給電装置2の共振特性が、例えば図3に「X1」で示すような状態にあれば、インバータ回路21の動作周波数をどう調整しても、非接触給電装置2の出力電力が必要な大きさ(以下、「目標値」という)とならない可能性がある。   Here, as shown in FIG. 3, it is assumed that the frequency band that can be used as the operating frequency of the inverter circuit 21 (hereinafter referred to as “permitted frequency band F1”) is limited. The permitted frequency band F1 is defined by laws such as the Radio Law. In this case, a frequency that is less than the lower limit value fmin and exceeds the upper limit value fmax of the permitted frequency band F1 cannot be used as the operating frequency of the inverter circuit 21. In such a case, if the resonance characteristic of the non-contact power feeding device 2 is in a state indicated by “X1” in FIG. 3, for example, the output of the non-contact power feeding device 2 can be adjusted no matter how the operating frequency of the inverter circuit 21 is adjusted. There is a possibility that electric power does not have the required size (hereinafter referred to as “target value”).

例えば図4Aに示すように、一次側共振回路の共振周波数fr0が許可周波数帯F1から外れていると、非接触給電装置2の出力電力の大きさがピークに届かず、結果的に、目標値P1に対して出力電力が不足する可能性がある。また、例えば図4Bに示すように、一次側共振回路の共振周波数fr0が許可周波数帯F1内にある場合でも、非接触給電装置2の出力電力のピークが目標値P1に届かず、結果的に、目標値P1に対して出力電力が不足する可能性がある。つまり、図4Aや図4Bの例では、ハッチング(斜線)部分の電力が目標値P1に対して不足することになる。   For example, as shown in FIG. 4A, when the resonance frequency fr0 of the primary side resonance circuit is out of the permitted frequency band F1, the magnitude of the output power of the non-contact power feeding device 2 does not reach the peak, and as a result, the target value The output power may be insufficient with respect to P1. For example, as shown in FIG. 4B, even when the resonance frequency fr0 of the primary side resonance circuit is within the permitted frequency band F1, the peak of the output power of the non-contact power feeding device 2 does not reach the target value P1, and as a result The output power may be insufficient with respect to the target value P1. That is, in the examples of FIGS. 4A and 4B, the power in the hatched portion (shaded area) is insufficient with respect to the target value P1.

そこで、本実施形態の非接触給電装置2は、電力補正回路22を備えることにより、調整用コンデンサC1の充電時間および放電時間を調整して、目標値P1を満たすように出力電力の大きさを補正(調整)する機能を有している。負荷は、蓄電池4の充電状態に応じて目標値の変更の有無を定期的に判断する。負荷は、変更すべきと判断すると、蓄電池4の充電状態に応じた目標値を非接触給電装置2へ出力する。   Therefore, the non-contact power feeding device 2 according to the present embodiment includes the power correction circuit 22 to adjust the charging time and discharging time of the adjustment capacitor C1 and to adjust the output power so as to satisfy the target value P1. It has a function of correcting (adjusting). The load periodically determines whether or not the target value has changed according to the state of charge of the storage battery 4. When it is determined that the load should be changed, the load outputs a target value corresponding to the state of charge of the storage battery 4 to the non-contact power feeding device 2.

(2)電力補正回路あり
次に、図1に示すように電力補正回路22がある場合、つまり一対の出力点213,214間に、一次側コイルL1、一対の一次側コンデンサC11,C12、および電力補正回路22が電気的に接続されている場合における、非接触給電装置2の動作を説明する。
(2) With power correction circuit Next, when there is a power correction circuit 22 as shown in FIG. 1, that is, between the pair of output points 213 and 214, the primary coil L1, the pair of primary capacitors C11 and C12, and The operation of the non-contact power feeding device 2 when the power correction circuit 22 is electrically connected will be described.

制御回路23の制御部232は、図2に示すように、調整用スイッチ素子Q6,Q7に対応する第2駆動信号G6,G7と、調整用スイッチ素子Q5,Q8に対応する第2駆動信号G5,G8として、互いに逆位相(位相差180度)の信号を発生する。これにより、電力補正回路22においては、第2の調整用スイッチ素子Q6および第3の調整用スイッチ素子Q7のペアと、第1の調整用スイッチ素子Q5および第4の調整用スイッチ素子Q8のペアとが交互にオンするように制御される。本実施形態では、制御回路23の制御部232は、位相制御の実行時において、第1駆動信号G1〜G4および第2駆動信号G5〜G8との周波数を同一周波数としている。   As shown in FIG. 2, the control unit 232 of the control circuit 23 includes second drive signals G6 and G7 corresponding to the adjustment switch elements Q6 and Q7, and a second drive signal G5 corresponding to the adjustment switch elements Q5 and Q8. , G8 generate signals having mutually opposite phases (phase difference of 180 degrees). Thus, in the power correction circuit 22, a pair of the second adjustment switch element Q6 and the third adjustment switch element Q7, and a pair of the first adjustment switch element Q5 and the fourth adjustment switch element Q8. And are controlled to turn on alternately. In the present embodiment, the control unit 232 of the control circuit 23 sets the frequencies of the first drive signals G1 to G4 and the second drive signals G5 to G8 to the same frequency when performing phase control.

そして、本実施形態の非接触給電装置2では、電力補正回路22が調整用コンデンサC1の充電時間および放電時間を調整することで、インバータ回路21のVI位相差φを調整することができる。その結果、非接触給電装置2の出力電力が目標値P1に対して不足するような場合、電力補正回路22にて、目標値P1を満たすように出力電力の大きさを調整(補正)することが可能である。   In the contactless power supply device 2 of the present embodiment, the power correction circuit 22 can adjust the VI phase difference φ of the inverter circuit 21 by adjusting the charging time and discharging time of the adjustment capacitor C1. As a result, when the output power of the non-contact power feeding device 2 is insufficient with respect to the target value P1, the power correction circuit 22 adjusts (corrects) the magnitude of the output power so as to satisfy the target value P1. Is possible.

ところで、本実施形態では、上述したように、変換用スイッチ素子Q1,Q4に対応する第1駆動信号G1,G4と、変換用スイッチ素子Q2,Q3に対応する第1駆動信号G2,G3とは互いに逆位相(位相差180度)の信号になる。同様に、調整用スイッチ素子Q6,Q7に対応する第2駆動信号G6,G7と、調整用スイッチ素子Q5,Q8に対応する第2駆動信号G5,G8とは互いに逆位相(位相差180度)の信号になる。   In the present embodiment, as described above, the first drive signals G1, G4 corresponding to the conversion switch elements Q1, Q4 and the first drive signals G2, G3 corresponding to the conversion switch elements Q2, Q3 are as follows. The signals are opposite in phase (phase difference 180 degrees). Similarly, the second drive signals G6 and G7 corresponding to the adjustment switch elements Q6 and Q7 and the second drive signals G5 and G8 corresponding to the adjustment switch elements Q5 and Q8 are opposite in phase (phase difference 180 degrees). Signal.

ここにおいて、本実施形態でいう第1駆動信号と第2駆動信号との駆動位相差θは、第1駆動信号G1,G4に対する第2駆動信号G6,G7の位相の遅れ、あるいは第1駆動信号G2,G3に対する第2駆動信号G5,G8の位相の遅れである(図2参照)。つまり、第1駆動信号G1,G4に対する第2駆動信号G6,G7の位相の遅れと、第1駆動信号G1,G4に対する第2駆動信号G5,G8の位相の遅れとでは180度の開きがあるため、いずれの位相の遅れを駆動位相差θとするかで駆動位相差θの値が異なる。そこで、本実施形態では、第1駆動信号G1,G4に対する第2駆動信号G6,G7の位相の遅れ、あるいは第1駆動信号G2,G3に対する第2駆動信号G5,G8の位相の遅れを駆動位相差θと定義する。なお、上述したように、駆動位相差θが第1位相差に相当する。   Here, the drive phase difference θ between the first drive signal and the second drive signal in the present embodiment is the phase delay of the second drive signals G6 and G7 with respect to the first drive signals G1 and G4, or the first drive signal. This is the phase delay of the second drive signals G5 and G8 with respect to G2 and G3 (see FIG. 2). That is, there is a 180 degree difference between the phase delay of the second drive signals G6 and G7 with respect to the first drive signals G1 and G4 and the phase delay of the second drive signals G5 and G8 with respect to the first drive signals G1 and G4. Therefore, the value of the driving phase difference θ differs depending on which phase delay is the driving phase difference θ. Therefore, in this embodiment, the phase delay of the second drive signals G6 and G7 with respect to the first drive signals G1 and G4 or the phase delay of the second drive signals G5 and G8 with respect to the first drive signals G2 and G3 is determined as the drive position. It is defined as a phase difference θ. As described above, the drive phase difference θ corresponds to the first phase difference.

<遅相モード>
次に、遅相モードについて説明する。遅相モードとは、インバータ回路21の出力において、電圧位相に対して電流位相が遅れ位相(遅相)になるモードである。
<Late phase mode>
Next, the slow phase mode will be described. The slow phase mode is a mode in which the current phase is delayed with respect to the voltage phase in the output of the inverter circuit 21 (slow phase).

(1)電力補正回路なし
ここではまず、上記「基本動作」の欄と同様に、電力補正回路22がない場合、つまり一対の出力点213,214間に、一次側コイルL1および一対の一次側コンデンサC11,C12のみが電気的に接続されている場合について説明する。
(1) Without power correction circuit Here, first, similarly to the above-mentioned “basic operation” column, when there is no power correction circuit 22, that is, between the pair of output points 213 and 214, the primary coil L1 and the pair of primary sides. A case where only the capacitors C11 and C12 are electrically connected will be described.

この場合、インバータ回路21は、例えばインバータ回路21の動作周波数と一次側共振回路の共振周波数との関係に応じて遅相モードで動作する。   In this case, the inverter circuit 21 operates in the slow phase mode according to the relationship between the operating frequency of the inverter circuit 21 and the resonant frequency of the primary side resonant circuit, for example.

遅相モードは、インバータ回路21の出力電流(一次側コイルL1を流れる電流)の位相が、インバータ回路21の出力電圧の位相よりも遅れた状態で、インバータ回路21が動作するモードである。つまり、遅相モードでは、電圧位相に対して電流位相が遅れ位相(遅相)になる。遅相モードでは、インバータ回路21のスイッチング動作はソフトスイッチングになる。したがって、遅相モードでは、変換用スイッチ素子Q1〜Q4のスイッチング損失を低減でき、また、変換用スイッチ素子Q1〜Q4にストレスが加わりにくい。一方、インバータ回路21の出力電流の位相が、インバータ回路21の出力電圧の位相よりも進んだ状態でインバータ回路21が動作する進相モードでは、変換用スイッチ素子Q1〜Q4のスイッチング損失が増大しやすい。また、進相モードでは、変換用スイッチ素子Q1〜Q4にストレスが加わりやすい。そのため、インバータ回路21は、進相モードよりも遅相モードで動作することが好ましい。本実施形態では、インバータ回路21は、遅相モードで動作するよう制御されている。このとき、VI位相差φは、0度〜90度の範囲内の値となる。なお、上述したように、VI位相差φが第1位相差に相当する。   The slow phase mode is a mode in which the inverter circuit 21 operates in a state where the phase of the output current of the inverter circuit 21 (current flowing through the primary coil L1) is delayed from the phase of the output voltage of the inverter circuit 21. That is, in the slow phase mode, the current phase is delayed with respect to the voltage phase. In the slow phase mode, the switching operation of the inverter circuit 21 is soft switching. Therefore, in the slow phase mode, the switching loss of the conversion switch elements Q1 to Q4 can be reduced, and stress is not easily applied to the conversion switch elements Q1 to Q4. On the other hand, in the phase advance mode in which the inverter circuit 21 operates in a state where the phase of the output current of the inverter circuit 21 is ahead of the phase of the output voltage of the inverter circuit 21, the switching loss of the conversion switch elements Q1 to Q4 increases. Cheap. In the phase advance mode, stress is easily applied to the conversion switch elements Q1 to Q4. Therefore, it is preferable that the inverter circuit 21 operates in the slow phase mode rather than the fast phase mode. In the present embodiment, the inverter circuit 21 is controlled to operate in the slow phase mode. At this time, the VI phase difference φ is a value within the range of 0 to 90 degrees. As described above, the VI phase difference φ corresponds to the first phase difference.

(2)電力補正回路あり
次に、電力補正回路22がある場合、つまり一対の出力点213,214間に、一次側コイルL1、一対の一次側コンデンサC11,C12、および電力補正回路22が電気的に接続されている場合について説明する。
(2) With power correction circuit Next, when there is the power correction circuit 22, that is, between the pair of output points 213 and 214, the primary coil L1, the pair of primary capacitors C11 and C12, and the power correction circuit 22 are electrically connected. Will be described.

電力補正回路22は、インバータ回路21と同様に、進相モードと遅相モードとのいずれかの動作モードで動作することが可能である。しかしながら、電力補正回路22も、進相モードでなく遅相モードで動作することが好ましい。そこで、本実施形態では、電力補正回路22は、インバータ回路21と同様に、遅相モードで動作するように構成される。   Similar to the inverter circuit 21, the power correction circuit 22 can operate in any one of the fast-phase mode and the slow-phase mode. However, it is preferable that the power correction circuit 22 also operates in the slow phase mode instead of the fast phase mode. Therefore, in the present embodiment, the power correction circuit 22 is configured to operate in the slow phase mode, similarly to the inverter circuit 21.

図5は、電力補正回路22がない状態でインバータ回路21が遅相モードにある場合の、非接触給電装置2の出力電力の駆動位相差θに対する特性(位相差特性)を示している。図5では、横軸を第1駆動信号G1〜G4と第2駆動信号G5〜G8との駆動位相差θ、縦軸を非接触給電装置2の出力電力とする。   FIG. 5 shows characteristics (phase difference characteristics) with respect to the drive phase difference θ of the output power of the non-contact power feeding device 2 when the inverter circuit 21 is in the slow phase mode without the power correction circuit 22. In FIG. 5, the horizontal axis represents the drive phase difference θ between the first drive signals G1 to G4 and the second drive signals G5 to G8, and the vertical axis represents the output power of the non-contact power feeding device 2.

一方、電力補正回路22がない状態でインバータ回路21が遅相モード(以下、「初期遅相」という)にある場合においては、非接触給電装置2の出力電力は、例えば図5に示すように駆動位相差θに応じて変化する。図5の例では、非接触給電装置2の出力電力は、駆動位相差θが270度のときに極大かつ最大となり、駆動位相差θが180度のときに極小かつ最小となるように駆動位相差θによって変化する。初期遅相の場合に、インバータ回路21と電力補正回路22とのいずれもが遅相モードで動作するのは、駆動位相差θが0度〜90度、270度〜360度である。つまり、図5に示す第1区分Z1〜第4区分Z4のうち、第1区分Z1、および第4区分Z4の2区分である。図5に示す第1区分Z1では、駆動位相差θが変化しても出力電力はほとんど変化しない。そこで、本実施形態では、第4区分Z4の範囲、つまり270度〜360度の範囲を規定範囲とする。   On the other hand, when the inverter circuit 21 is in the slow phase mode (hereinafter referred to as “initial slow phase”) without the power correction circuit 22, the output power of the non-contact power feeding device 2 is, for example, as shown in FIG. It changes according to the drive phase difference θ. In the example of FIG. 5, the output power of the non-contact power feeding device 2 is maximized and maximized when the drive phase difference θ is 270 degrees, and minimized and minimized when the drive phase difference θ is 180 degrees. It varies depending on the phase difference θ. In the case of the initial delay phase, both the inverter circuit 21 and the power correction circuit 22 operate in the delay phase mode when the drive phase difference θ is 0 degrees to 90 degrees and 270 degrees to 360 degrees. That is, there are two sections, the first section Z1 and the fourth section Z4, among the first section Z1 to the fourth section Z4 shown in FIG. In the first section Z1 shown in FIG. 5, the output power hardly changes even when the drive phase difference θ changes. Therefore, in the present embodiment, the range of the fourth section Z4, that is, the range of 270 degrees to 360 degrees is set as the specified range.

<出力電力制御>
次に、本実施形態の非接触給電装置2において、出力電力の大きさを調整する「出力電力制御」の動作について説明する。
<Output power control>
Next, the operation of “output power control” for adjusting the magnitude of output power in the non-contact power feeding device 2 of the present embodiment will be described.

(1)周波数制御および位相差制御
本実施形態では、制御回路23の制御部232は、第1駆動信号G1〜G4および第2駆動信号G5〜G8の周波数を調整する「周波数制御」と、駆動位相差θを調整する「位相差制御」との2つの方法で、出力電力の大きさを調整するように構成されている。
(1) Frequency Control and Phase Difference Control In the present embodiment, the control unit 232 of the control circuit 23 performs “frequency control” for adjusting the frequencies of the first drive signals G1 to G4 and the second drive signals G5 to G8, and driving. The magnitude of the output power is adjusted by two methods of “phase difference control” for adjusting the phase difference θ.

本実施形態では、制御回路23の制御部232は、まず第1駆動信号G1〜G4の周波数を調整することにより出力電力の大きさを調整する周波数制御を行う。   In the present embodiment, the control unit 232 of the control circuit 23 first performs frequency control for adjusting the magnitude of the output power by adjusting the frequency of the first drive signals G1 to G4.

周波数制御では、制御部232は、第1駆動信号G1〜G4の周波数を調整することにより出力電力の大きさを調整する。つまり、上記「基本動作」の「(1)電力補正回路なし」の欄で説明したように、一次側コイルL1から出力される出力電力の大きさは、インバータ回路21の動作周波数(つまり第1駆動信号Q1〜Q4の周波数)に応じて変化する(図3参照)。そのため、周波数制御では、制御回路23の制御部232は、第1駆動信号G1〜G4の周波数を調整することで、インバータ回路21の動作周波数を調整し、出力電力の大きさを調整する。言い換えると、制御部232は、周波数制御において、VI位相差φを制御して出力電力の大きさを調整することができる。この場合、電力補正回路22は、無効状態(停止状態)となっている。   In the frequency control, the control unit 232 adjusts the magnitude of the output power by adjusting the frequency of the first drive signals G1 to G4. That is, as described in the column “(1) No power correction circuit” in “Basic operation” above, the magnitude of the output power output from the primary coil L1 is the operating frequency of the inverter circuit 21 (that is, the first It changes according to the frequency of the drive signals Q1 to Q4 (see FIG. 3). Therefore, in the frequency control, the control unit 232 of the control circuit 23 adjusts the operating frequency of the inverter circuit 21 and adjusts the magnitude of the output power by adjusting the frequency of the first drive signals G1 to G4. In other words, the control unit 232 can adjust the magnitude of the output power by controlling the VI phase difference φ in the frequency control. In this case, the power correction circuit 22 is in an invalid state (stopped state).

ここで、インバータ回路21の動作周波数として使用可能な周波数帯域(許可周波数帯F1)が制限されている場合には、周波数制御で調整可能な周波数は、この許可周波数帯F1内に限定される。   Here, when the frequency band (permitted frequency band F1) that can be used as the operating frequency of the inverter circuit 21 is limited, the frequency that can be adjusted by the frequency control is limited to the permitted frequency band F1.

そして、周波数制御にて調整後の出力電力の大きさが所定の目標値未満である場合に、制御回路23は、以下に説明する位相差制御を行う。つまり、周波数制御だけでは目標値に対して出力電力が不足する場合には、制御回路23は位相差制御で不足分を補う。   And when the magnitude | size of the output electric power adjusted by frequency control is less than a predetermined target value, the control circuit 23 performs phase difference control demonstrated below. That is, when the output power is insufficient with respect to the target value by frequency control alone, the control circuit 23 compensates for the shortage by phase difference control.

制御回路23は、先ず、駆動位相差θを一旦360度として電力補正回路22を始動させる。   First, the control circuit 23 starts the power correction circuit 22 by setting the drive phase difference θ once to 360 degrees.

制御回路23の取得部231は、VI位相差φに応じて、規定範囲内の値(角度)である駆動位相差θを電力制御開始角として取得する。制御部232は、電力制御開始角から規定範囲の最小値(270)までの範囲で、第1駆動信号G1,G4(G2,G3)に対する第2駆動信号G6,G7(G5,G8)の位相の遅れである駆動位相差θを調整することにより、出力電力の大きさを調整する。   The acquisition unit 231 of the control circuit 23 acquires the drive phase difference θ, which is a value (angle) within a specified range, as the power control start angle according to the VI phase difference φ. The control unit 232 has the phase of the second drive signals G6, G7 (G5, G8) with respect to the first drive signals G1, G4 (G2, G3) in the range from the power control start angle to the minimum value (270) of the specified range. The magnitude of the output power is adjusted by adjusting the drive phase difference θ, which is a delay of.

ここで、電力制御開始角とは、駆動位相差θを360度から徐々に小さくした場合に、コンデンサC1に電荷が蓄積され始める駆動位相差θに相当する。したがって、数式1“360(度)−電力制御開始角+VI位相差=90(度)”が成立する。すなわち、取得部232は、数式2“電力制御開始角=VI位相差φ+270(度)”を用いて、電力制御開始角を算出(取得)する。   Here, the power control start angle corresponds to the drive phase difference θ at which charges start to be accumulated in the capacitor C1 when the drive phase difference θ is gradually reduced from 360 degrees. Therefore, Formula 1 “360 (degrees) −power control start angle + VI phase difference = 90 (degrees)” is established. That is, the acquisition unit 232 calculates (acquires) the power control start angle using Formula 2 “Power control start angle = VI phase difference φ + 270 (degrees)”.

制御部232は、取得された電力制御開始角を初期値として、電力制御開始角から所定値(ここでは、規定範囲の下限値(270度))までの範囲で駆動位相差θを調整することにより、非接触給電装置2の出力電力の大きさを調整する。なお、電力制御開始角は、規定範囲(270度〜360度)に属する角度である。なお、本実施形態では、規定範囲の下限値(270度)を所定値としたが、必ずしも下限値とする必要はない。例えば、所定値は、出力電力の誤差を考慮した他の値(例えば、271)であってもよい。   The control unit 232 adjusts the drive phase difference θ in the range from the power control start angle to a predetermined value (here, the lower limit value (270 degrees) of the specified range) using the acquired power control start angle as an initial value. Thus, the magnitude of the output power of the non-contact power feeding device 2 is adjusted. The power control start angle is an angle belonging to a specified range (270 degrees to 360 degrees). In the present embodiment, the lower limit value (270 degrees) of the specified range is set as the predetermined value, but it is not always necessary to set the lower limit value. For example, the predetermined value may be another value (for example, 271) in consideration of an output power error.

図5から明らかなように、非接触給電装置2の出力電力は駆動位相差θに応じて変化するので、制御部232が駆動位相差θを設定値に調整することで出力電力の大きさの調整が可能となる。具体的には、制御部232は、電力制御開始角を初期値として、電力制御開始角から規定範囲の下限値(270度)にかけて駆動位相差θが徐々に小さくする。これにより、制御回路23が規定範囲内で設定値を徐々に変化させる(小さくする)のに伴って、非接触給電装置2の出力電力が徐々に大きくなる。   As can be seen from FIG. 5, the output power of the non-contact power feeding device 2 changes according to the drive phase difference θ, so that the control unit 232 adjusts the drive phase difference θ to a set value, thereby increasing the magnitude of the output power. Adjustment is possible. Specifically, the control unit 232 gradually decreases the drive phase difference θ from the power control start angle to the lower limit value (270 degrees) of the specified range, with the power control start angle as an initial value. Thereby, as the control circuit 23 gradually changes (decreases) the set value within the specified range, the output power of the non-contact power feeding device 2 gradually increases.

なお、本実施形態において位相差制御時における周波数は、周波数制御にて調整後の周波数と同値である。要するに、位相差制御を行っている間、制御部232は周波数を、周波数制御で調整された最終的な周波数に固定している。   In the present embodiment, the frequency at the time of phase difference control is the same value as the frequency after adjustment by frequency control. In short, while performing the phase difference control, the control unit 232 fixes the frequency to the final frequency adjusted by the frequency control.

(2)位相差制御による出力電力制御の原理
以下、制御回路23が位相差制御にて駆動位相差θを規定範囲内の設定値に調整することにより、非接触給電装置2の出力電力の大きさが調整される原理について、図6A〜図8を参照して説明する。
(2) Principle of output power control by phase difference control Hereinafter, the control circuit 23 adjusts the drive phase difference θ to a set value within a specified range by the phase difference control, thereby increasing the output power of the non-contact power feeding device 2. The principle of adjusting the height will be described with reference to FIGS.

位相差制御では、制御回路23は、駆動位相差θを調整することにより、調整用コンデンサC1の充電と放電とのバランスを変化させ、インバータ回路21のVI位相差φを変化させる。そして、非接触給電装置2の出力電力は、インバータ回路21のVI位相差φによって調整される。   In the phase difference control, the control circuit 23 changes the balance between charging and discharging of the adjustment capacitor C1 by adjusting the drive phase difference θ, and changes the VI phase difference φ of the inverter circuit 21. Then, the output power of the non-contact power feeding device 2 is adjusted by the VI phase difference φ of the inverter circuit 21.

ここにおいて、調整用コンデンサC1が充電されるか放電されるかは、複数の調整用スイッチ素子Q5〜Q8のオンオフ、およびインバータ回路21の出力電流の向きによって決まる。インバータ回路21の出力電流は、一次側コイルL1を流れる電流であるから、以下「一次側電流I1」ともいう。第1の出力点213から、一次側コンデンサC11、電力補正回路22、一次側コイルL1、および一次側コンデンサC12を通って第2の出力点214に流れる一次側電流I1の向き、つまり図1に矢印で示す一次側電流I1の向きを、「正方向」という。第2の出力点214から、一次側コンデンサC12、一次側コイルL1、電力補正回路22、および一次側コンデンサC11を通って第1の出力点213に流れる一次側電流I1の向き、つまり図1に矢印で示す一次側電流I1とは逆の向きを、「負方向」という。   Here, whether the adjustment capacitor C1 is charged or discharged depends on the on / off of the plurality of adjustment switch elements Q5 to Q8 and the direction of the output current of the inverter circuit 21. Since the output current of the inverter circuit 21 is a current flowing through the primary side coil L1, it is also referred to as “primary side current I1” hereinafter. The direction of the primary current I1 flowing from the first output point 213 to the second output point 214 through the primary side capacitor C11, the power correction circuit 22, the primary side coil L1, and the primary side capacitor C12, that is, in FIG. The direction of the primary current I1 indicated by the arrow is referred to as “positive direction”. The direction of the primary current I1 flowing from the second output point 214 to the first output point 213 through the primary side capacitor C12, the primary side coil L1, the power correction circuit 22, and the primary side capacitor C11, that is, in FIG. The direction opposite to the primary current I1 indicated by the arrow is referred to as “negative direction”.

図6A〜6Dは、複数の調整用スイッチ素子Q5〜Q8のオンオフと、一次側電流I1の向きとの組み合わせパターンを示している。図6A〜6D中、太線矢印は電流経路を表し、点線の丸印が付された調整用スイッチ素子はオン状態の素子を表している。   6A to 6D show a combination pattern of on / off of the plurality of adjustment switch elements Q5 to Q8 and the direction of the primary current I1. In FIGS. 6A to 6D, thick arrows indicate current paths, and adjustment switch elements with dotted circles indicate elements in an on state.

図6Aは、電力補正回路22の状態として、調整用スイッチ素子Q6,Q7がオン、調整用スイッチ素子Q5,Q8がオフであって、負方向の一次側電流I1が流れている状態(以下、「第1充電モード」という)を表している。図6Bは、電力補正回路22の状態として、調整用スイッチ素子Q6,Q7がオン、調整用スイッチ素子Q5,Q8がオフであって、正方向の一次側電流I1が流れている状態(以下、「第1放電モード」という)を表している。図6Cは、電力補正回路22の状態として、調整用スイッチ素子Q5,Q8がオン、調整用スイッチ素子Q6,Q7がオフであって、正方向の一次側電流I1が流れている状態(以下、「第2充電モード」という)を表している。図6Dは、電力補正回路22の状態として、調整用スイッチ素子Q5,Q8がオン、調整用スイッチ素子Q6,Q7がオフであって、負方向の一次側電流I1が流れている状態(以下、「第2放電モード」という)を表している。図6Aに示す第1充電モード、および図6Cに示す第2充電モードにおいて、調整用コンデンサC1は充電される。一方、図6Bに示す第1放電モード、および図6Dに示す第2放電モードで、調整用コンデンサC1は放電される。   FIG. 6A shows the state of the power correction circuit 22 in which the adjustment switch elements Q6 and Q7 are on, the adjustment switch elements Q5 and Q8 are off, and the primary current I1 in the negative direction flows (hereinafter referred to as “the power correction circuit 22”). "First charging mode"). FIG. 6B shows the state of the power correction circuit 22 in which the adjustment switch elements Q6 and Q7 are on, the adjustment switch elements Q5 and Q8 are off, and the primary current I1 in the positive direction flows (hereinafter referred to as “the power correction circuit 22”). "First discharge mode"). FIG. 6C shows the state of the power correction circuit 22 in which the adjustment switch elements Q5 and Q8 are on, the adjustment switch elements Q6 and Q7 are off, and the primary current I1 in the positive direction flows (hereinafter referred to as “the power correction circuit 22”). "Second charging mode"). FIG. 6D shows the state of the power correction circuit 22 in which the adjustment switch elements Q5 and Q8 are on, the adjustment switch elements Q6 and Q7 are off, and the primary current I1 in the negative direction flows (hereinafter referred to as “the power correction circuit 22”). "Second discharge mode"). In the first charging mode shown in FIG. 6A and the second charging mode shown in FIG. 6C, the adjustment capacitor C1 is charged. On the other hand, the adjustment capacitor C1 is discharged in the first discharge mode shown in FIG. 6B and the second discharge mode shown in FIG. 6D.

つまり、駆動位相差θが電力制御開始角に等しい場合、第1充電モードの期間と第1放電モードの期間との各時間長が等しくなる。また、駆動位相差θが電力制御開始角に等しい場合、第2充電モードの期間と第2放電モードの期間との各時間長が等しくなる。したがって、この場合、コンデンサC1には、電荷が蓄積されない。   That is, when the drive phase difference θ is equal to the power control start angle, the time lengths of the first charging mode period and the first discharging mode period are equal. When the drive phase difference θ is equal to the power control start angle, the time lengths of the second charging mode period and the second discharging mode period are equal. Therefore, in this case, no charge is accumulated in the capacitor C1.

次に、図7および図8を参照して、駆動位相差θと、調整用コンデンサC1の充電および放電のバランスとの関係について説明する。図7および図8ではいずれも、横軸を時間軸として、上から順に第1駆動信号「G1,G4」、一次側電流「I1」、2種類の第2駆動信号「G6,G7」の波形を表している。ここでいう2種類の第2駆動信号は互いに駆動位相差θが異なっている。なお、図7および図8中の「オン」、「オフ」は、対応するスイッチ素子(変換用スイッチ素子、調整用スイッチ素子)のオン、オフを表している。   Next, with reference to FIGS. 7 and 8, the relationship between the drive phase difference θ and the balance between charging and discharging of the adjustment capacitor C1 will be described. 7 and 8, the waveforms of the first drive signal “G1, G4”, the primary current “I1”, and the two types of second drive signals “G6, G7” are shown in order from the top with the horizontal axis as the time axis. Represents. The two types of second drive signals here have different drive phase differences θ. Note that “ON” and “OFF” in FIGS. 7 and 8 indicate ON / OFF of the corresponding switch element (conversion switch element, adjustment switch element).

図7は、「初期遅相」の場合におけるVI位相差φが90度である場合を例示している。このとき、取得部231は、上述に数式2を用いて、電力制御開始角(360度(=90+270))を取得(算出)する。   FIG. 7 illustrates a case where the VI phase difference φ is 90 degrees in the case of “initial delay phase”. At this time, the acquisition unit 231 acquires (calculates) the power control start angle (360 degrees (= 90 + 270)) using Equation 2 described above.

図7では、2種類の第2駆動信号「G6,G7」の波形として、上から順に駆動位相差θが電力制御開始角(360度)のときの波形、駆動位相差θが320度のときの波形を表している。さらに、図7では、駆動位相差θが360度(電力制御開始角)の場合について、第1充電モードの期間を「Tca1」、第1放電モードの期間を「Tda1」、第2充電モードの期間を「Tca2」、第2放電モードの期間を「Tda2」で表している。同様に、駆動位相差θが320度の場合について、第1充電モードの期間を「Tcb1」、第1放電モードの期間を「Tdb1」、第2充電モードの期間を「Tcb2」、第2放電モードの期間を「Tdb2」で表している。   In FIG. 7, the waveforms of the two types of second drive signals “G6, G7” are waveforms when the drive phase difference θ is the power control start angle (360 degrees) in order from the top, and when the drive phase difference θ is 320 degrees. Represents the waveform. Further, in FIG. 7, when the drive phase difference θ is 360 degrees (power control start angle), the first charging mode period is “Tca1”, the first discharging mode period is “Tda1”, and the second charging mode period is The period is represented by “Tca2” and the period of the second discharge mode is represented by “Tda2”. Similarly, when the drive phase difference θ is 320 degrees, the first charging mode period is “Tcb1”, the first discharging mode period is “Tdb1”, the second charging mode period is “Tcb2”, and the second discharging mode is set. The period of the mode is represented by “Tdb2”.

図7から明らかなように、電力制御開始角が360度であれば、第2駆動信号の1周期において、調整用コンデンサC1が充電される時間と、調整用コンデンサC1が放電される時間とは等しい(均衡する)。以下、第2駆動信号の1周期において、調整用コンデンサC1が充電される時間を充電時間という。また、第2駆動信号の1周期において、調整用コンデンサC1が放電される時間を放電時間という。例えば、駆動位相差θが360度であれば、「Tca1」および「Tca2」の合計と、「Tda1」および「Tda2」の合計とは、同じ長さになる。なお、第2駆動信号の1周期において、調整用コンデンサC1の充電時間と調整用コンデンサC1の放電時間とが等しい状態とは、充電時間および放電時間の各時間長の差が所定値以下に収まっている均衡状態に相当する。   As is clear from FIG. 7, if the power control start angle is 360 degrees, the time for charging the adjustment capacitor C1 and the time for discharging the adjustment capacitor C1 in one cycle of the second drive signal are as follows. Equal (equilibrium). Hereinafter, the time during which the adjustment capacitor C1 is charged in one cycle of the second drive signal is referred to as a charging time. In addition, the time during which the adjustment capacitor C1 is discharged in one cycle of the second drive signal is referred to as a discharge time. For example, if the drive phase difference θ is 360 degrees, the sum of “Tca1” and “Tca2” and the sum of “Tda1” and “Tda2” have the same length. Note that, in one cycle of the second drive signal, the state in which the charging time of the adjusting capacitor C1 and the discharging time of the adjusting capacitor C1 are equal is that the difference in time length between the charging time and the discharging time is less than a predetermined value. It corresponds to the equilibrium state.

一方、駆動位相差θが320度であれば、第2駆動信号の1周期において、充電時間が放電時間を上回る。つまり、駆動位相差θが320度であれば、「Tcb1」および「Tcb2」の合計は、「Tdb1」および「Tdb2」の合計よりも、長くなる。   On the other hand, if the driving phase difference θ is 320 degrees, the charging time exceeds the discharging time in one cycle of the second driving signal. That is, when the drive phase difference θ is 320 degrees, the sum of “Tcb1” and “Tcb2” is longer than the sum of “Tdb1” and “Tdb2”.

上記より、駆動位相差θを360度から270度に近づくように徐々に変化させると、第2駆動信号の1周期において、充電時間と放電時間との均衡が破れ、徐々に、充電時間の占める割合が大きくなる。図7では、説明の便宜上、VI位相差φの変化についての表記は省略するが、実際には、駆動位相差θが変化すると、駆動位相差θの変化に伴ってVI位相差φも初期値(ここでは90度)から変化する。すなわち、充電時間が放電時間を上回ると、調整用コンデンサC1に電流が流れ込み、この電流の位相が調整用コンデンサC1の両端電圧の位相に対して90度進むことになる。つまり、調整用コンデンサC1が進相コンデンサとして機能する。そして、調整用コンデンサC1に流れ込む電流によってVI位相差φが小さくなり、出力電力が増加する。つまり、駆動位相差θを電力制御開始角より小さくした場合、駆動位相差θの変化と同じ角度だけVI位相差φを小さくできる(調整用コンデンサC1の電圧と電流との位相差を90度に維持するように作用するため)。結果的に、駆動位相差θが電力制御開始角から270度に近づくにつれて、非接触給電装置2の出力電力が、徐々に大きくなる。   As described above, when the drive phase difference θ is gradually changed so as to approach 270 degrees from 360 degrees, the balance between the charge time and the discharge time is broken in one cycle of the second drive signal, and the charge time is gradually occupied. The proportion increases. In FIG. 7, for convenience of description, the description of the change in the VI phase difference φ is omitted, but in reality, when the drive phase difference θ changes, the VI phase difference φ also changes to the initial value along with the change in the drive phase difference θ. It changes from (90 degrees here). That is, when the charging time exceeds the discharging time, a current flows into the adjustment capacitor C1, and the phase of this current advances by 90 degrees with respect to the phase of the voltage across the adjustment capacitor C1. That is, the adjustment capacitor C1 functions as a phase advance capacitor. And VI phase difference (phi) becomes small with the electric current which flows in the capacitor | condenser C1 for adjustment, and output electric power increases. That is, when the drive phase difference θ is made smaller than the power control start angle, the VI phase difference φ can be reduced by the same angle as the change of the drive phase difference θ (the phase difference between the voltage and current of the adjustment capacitor C1 is set to 90 degrees). To act to maintain). As a result, as the drive phase difference θ approaches 270 degrees from the power control start angle, the output power of the non-contact power feeding device 2 gradually increases.

このとき、駆動位相差θを電力制御開始角から小さくすれば、充電時間と放電時間との均衡が維持されるように、VI位相差φが小さくなる。つまり、駆動位相差θが電力制御開始角以下の領域でも、充電時間と放電時間とは均衡している。例えば、充電時間が放電時間を上回る関係が維持されるとすれば、調整用コンデンサC1に電荷が充電され続ける状態になり、調整用コンデンサC1の電圧が無限大に発散してしまう。しかしながら、実際には、VI位相差φが小さくなると、充電時間と放電時間とが再び均衡して、調整用コンデンサC1の電圧は発散しない。   At this time, if the drive phase difference θ is reduced from the power control start angle, the VI phase difference φ is reduced so that the balance between the charging time and the discharging time is maintained. That is, the charge time and the discharge time are balanced even in a region where the drive phase difference θ is equal to or less than the power control start angle. For example, if the relationship that the charging time exceeds the discharging time is maintained, the adjustment capacitor C1 is continuously charged, and the voltage of the adjustment capacitor C1 diverges infinitely. However, in practice, when the VI phase difference φ decreases, the charging time and the discharging time are balanced again, and the voltage of the adjustment capacitor C1 does not diverge.

また、図8は、「初期遅相」の場合におけるVI位相差φが45度である場合を例示している。このとき、取得部231は、数式1“電力制御開始角=VI位相差φ+270度”を用いて、電力制御開始角(315度(=45+270))を取得(算出)する。   FIG. 8 illustrates a case where the VI phase difference φ is 45 degrees in the case of “initial delay phase”. At this time, the acquisition unit 231 acquires (calculates) the power control start angle (315 degrees (= 45 + 270)) using Formula 1 “Power control start angle = VI phase difference φ + 270 degrees”.

図8では、2種類の第2駆動信号「G6,G7」の波形として、上から順に駆動位相差θが電力制御開始角(315度)のときの波形、駆動位相差θが290度のときの波形を表している。さらに、図8では、駆動位相差θが315度(電力制御開始角)の場合について、第1充電モードの期間を「Tca1」、第1放電モードの期間を「Tda1」、第2充電モードの期間を「Tca2」、第2放電モードの期間を「Tda2」で表している。同様に、駆動位相差θが290度の場合について、第1充電モードの期間を「Tcb1」、第1放電モードの期間を「Tdb1」、第2充電モードの期間を「Tcb2」、第2放電モードの期間を「Tdb2」で表している。   In FIG. 8, the waveforms of the two types of second drive signals “G6, G7” are waveforms when the drive phase difference θ is the power control start angle (315 degrees) in order from the top, and when the drive phase difference θ is 290 degrees. Represents the waveform. Further, in FIG. 8, when the drive phase difference θ is 315 degrees (power control start angle), the first charging mode period is “Tca1”, the first discharging mode period is “Tda1”, and the second charging mode period is The period is represented by “Tca2” and the period of the second discharge mode is represented by “Tda2”. Similarly, when the drive phase difference θ is 290 degrees, the first charging mode period is “Tcb1”, the first discharging mode period is “Tdb1”, the second charging mode period is “Tcb2”, and the second discharging mode is The period of the mode is represented by “Tdb2”.

VI位相差φが45度であれば、図8から明らかなように、駆動位相差θが315度であっても、第2駆動信号の1周期において、充電時間と放電時間とは等しくなる(均衡する)。つまり、駆動位相差θが315度であっても、「Tca1」および「Tca2」の合計と、「Tda1」および「Tda2」の合計とは、同じ長さになる。一方、駆動位相差θが290度であれば、第2駆動信号の1周期において、充電時間が放電時間を上回る。つまり、駆動位相差θが290度であれば、「Tcb1」および「Tcb2」の合計は、「Tdb1」および「Tdb2」の合計よりも、長くなる。   If the VI phase difference φ is 45 degrees, as is apparent from FIG. 8, the charge time and the discharge time are equal in one cycle of the second drive signal even if the drive phase difference θ is 315 degrees ( Balance). That is, even if the drive phase difference θ is 315 degrees, the sum of “Tca1” and “Tca2” and the sum of “Tda1” and “Tda2” have the same length. On the other hand, when the driving phase difference θ is 290 degrees, the charging time exceeds the discharging time in one cycle of the second driving signal. That is, if the drive phase difference θ is 290 degrees, the sum of “Tcb1” and “Tcb2” is longer than the sum of “Tdb1” and “Tdb2”.

上記より、VI位相差φが90度の場合に限らず、「初期遅相」の場合には、駆動位相差θが電力開始角から270度に近づくように変化すると、第2駆動信号の1周期において、充電時間と放電時間との均衡が破れ、徐々に、充電時間の占める割合が大きくなる。しかし、上述のように、充電時間と放電時間との均衡を担保するべく、VI位相差φが小さくなり、充電時間と放電時間とが再び均衡する。   From the above, not only when the VI phase difference φ is 90 degrees, but in the case of “initial delay phase”, if the drive phase difference θ changes so as to approach 270 degrees from the power start angle, 1 of the second drive signal In the cycle, the balance between the charging time and the discharging time is broken, and the proportion of the charging time gradually increases. However, as described above, in order to ensure the balance between the charging time and the discharging time, the VI phase difference φ is reduced, and the charging time and the discharging time are balanced again.

ここで、駆動位相差θを360度から徐々に小さくした場合に、充電時間と放電時間との均衡が破れて調整用コンデンサC1の両端電圧が上昇し始める変曲点に相当する駆動位相差θ(電力制御開始点)は、VI位相差φによって異なる。変化開始点は、VI位相差φが90度のときよりも45度のときの方が、つまりVI位相差φが小さいほど、270度に近づく向きにシフトする。   Here, when the drive phase difference θ is gradually reduced from 360 degrees, the balance between the charge time and the discharge time is broken, and the drive phase difference θ corresponding to the inflection point at which the voltage across the adjustment capacitor C1 starts to rise. (Power control start point) varies depending on the VI phase difference φ. The change start point shifts in a direction closer to 270 degrees when the VI phase difference φ is 45 degrees than when the VI phase difference φ is 90 degrees, that is, as the VI phase difference φ is smaller.

すなわち、「初期遅相」の場合、VI位相差φによる違いはあるとしても、規定範囲(例えば270度〜360度)内に電力制御開始点が存在する。そのため、制御回路23が、規定範囲の上限値(360度)から下限値(270度)にかけて駆動位相差θを徐々に小さくすれば、駆動位相差θが電力制御開始点に達した以降は、非接触給電装置2の出力電力は徐々に大きくなる。しかしながら、駆動位相差θが規定範囲の上限値(360度)から電力制御開始角に達するまでは、非接触給電装置2の出力電力は変化しないので、制御回路23は、この期間においては、出力電力の大きさを調整することができない。   That is, in the case of “initial delay phase”, there is a power control start point within a specified range (for example, 270 degrees to 360 degrees) even though there is a difference due to the VI phase difference φ. Therefore, if the control circuit 23 gradually decreases the drive phase difference θ from the upper limit value (360 degrees) to the lower limit value (270 degrees) of the specified range, after the drive phase difference θ reaches the power control start point, The output power of the non-contact power feeding device 2 gradually increases. However, since the output power of the non-contact power feeding device 2 does not change until the drive phase difference θ reaches the power control start angle from the upper limit value (360 degrees) of the specified range, the control circuit 23 does not output during this period. The magnitude of power cannot be adjusted.

そこで、本実施形態では、取得部231は、上記数式2を用いて調整用コンデンサC1の両端電圧が上昇し始める駆動位相差θを電力制御開始角として取得(算出)する。制御部232は、取得された電力制御開始点を初期値として、電力制御開始点から規定範囲の下限値へと徐々に変化させることで、出力電力の大きさを調整する。これにより、制御部232は、規定範囲(270度〜360度)の上限値から徐々に変化させる場合よりも、すばやく出力電力の大きさを調整することができる。   Therefore, in the present embodiment, the acquisition unit 231 acquires (calculates) the drive phase difference θ at which the voltage across the adjustment capacitor C1 starts to increase as the power control start angle using the above formula 2. The control unit 232 adjusts the magnitude of the output power by gradually changing the acquired power control start point as an initial value from the power control start point to the lower limit value of the specified range. Thereby, the control part 232 can adjust the magnitude | size of output electric power more quickly than the case where it changes gradually from the upper limit of a prescription | regulation range (270 degree | times-360 degree | times).

(3)出力電力制御の流れ
以下、本実施形態の「出力電力制御」の流れについて、制御回路23の処理を表す図9のフローチャートを参照して説明する。なお、ここでは、制御回路23が行う周波数制御および位相差制御のうち位相差制御の処理について説明する。
(3) Flow of Output Power Control Hereinafter, the flow of “output power control” of the present embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. Here, phase difference control processing among frequency control and phase difference control performed by the control circuit 23 will be described.

制御回路23が駆動位相差θを360度として電力補正回路22を始動させると、制御回路23の取得部231は、VI位相差φを取得する(ステップS1)。取得部231は、VI位相差φを用いて電力制御開始角を取得する(ステップS2)。具体的には、取得部231は、VI位相差φに値“270”を加算して、加算結果を電力制御開始角とする。   When the control circuit 23 starts the power correction circuit 22 with the drive phase difference θ set to 360 degrees, the acquisition unit 231 of the control circuit 23 acquires the VI phase difference φ (step S1). The acquisition unit 231 acquires the power control start angle using the VI phase difference φ (step S2). Specifically, the acquisition unit 231 adds the value “270” to the VI phase difference φ and sets the addition result as the power control start angle.

制御回路23は、取得された電力制御開始角を初期値として駆動位相差θに設定する(ステップS3)。   The control circuit 23 sets the acquired power control start angle as an initial value to the drive phase difference θ (step S3).

制御回路23は、駆動位相差θでの出力電力の大きさと所定の目標値とを比較する(ステップS4)。出力電力が目標値の許容誤差範囲(±数%)内にあれば(ステップS4における「定格」)、駆動位相差θとその時点での値に固定する(ステップS5)。制御回路23は、ステップS5を実行後、処理を終了する。これにより、一次側コイルL1から出力される電力は、目標と同等となる。   The control circuit 23 compares the magnitude of the output power at the drive phase difference θ with a predetermined target value (step S4). If the output power is within the allowable error range (± several%) of the target value (“rated” in step S4), the drive phase difference θ is fixed to the value at that time (step S5). The control circuit 23 ends the process after executing Step S5. Thereby, the electric power output from the primary side coil L1 becomes equivalent to a target.

一方、出力電力が目標値の許容誤差範囲の下限を下回っていれば(ステップS4における「不足」)、制御回路23は、駆動位相差θと規定範囲の下限値(ここでは、270度)とを比較する(ステップS6)。駆動位相差θが下限値以上であれば(ステップS6における「No」)、制御回路23は駆動位相差θをデクリメント(θ−1)して(ステップS7)、ステップS4の処理に戻る。これらの処理(ステップS6,S7)を繰り返すことで、制御回路23は、駆動位相差θを徐々に小さくして、出力電力を徐々に大きくすることができる。つまり、制御回路23は、出力電力の大きさを所定の目標値に近づけることができる。   On the other hand, if the output power is below the lower limit of the allowable error range of the target value (“insufficient” in step S4), the control circuit 23 determines that the drive phase difference θ and the lower limit value of the specified range (here, 270 degrees). Are compared (step S6). If the drive phase difference θ is equal to or greater than the lower limit (“No” in step S6), the control circuit 23 decrements the drive phase difference θ (θ−1) (step S7), and returns to the process of step S4. By repeating these processes (steps S6 and S7), the control circuit 23 can gradually decrease the drive phase difference θ and gradually increase the output power. That is, the control circuit 23 can bring the magnitude of the output power closer to the predetermined target value.

位相差制御において駆動位相差θが下限値未満になると(ステップS6における「Yes」)、制御回路23は、エラーと判断して(ステップS8)、処理を終了する。   When the drive phase difference θ is less than the lower limit value in the phase difference control (“Yes” in step S6), the control circuit 23 determines that an error has occurred (step S8) and ends the process.

また、出力電力が目標値の許容誤差範囲の上限を上回っていれば(ステップS4における「超過」)、制御回路23は、コンデンサC1の電圧値が“0”であるか否かを判断する(ステップS9)。コンデンサC1の電圧値が“0”より大きければ(ステップS9における「No」)、制御回路23は駆動位相差θをインクリメント(θ+1)して(ステップS10)、ステップS4の処理に戻る。これらの処理(ステップS9,S10)を繰り返すことにより、制御回路23は、駆動位相差θを徐々に大きくして、出力電力を徐々に小さく、つまり所定の目標値に近づけることができる。   If the output power exceeds the upper limit of the allowable error range of the target value (“excess” in step S4), the control circuit 23 determines whether or not the voltage value of the capacitor C1 is “0” ( Step S9). If the voltage value of the capacitor C1 is larger than “0” (“No” in step S9), the control circuit 23 increments the drive phase difference θ (θ + 1) (step S10), and returns to the process of step S4. By repeating these processes (steps S9 and S10), the control circuit 23 can gradually increase the drive phase difference θ and gradually decrease the output power, that is, approach a predetermined target value.

コンデンサC1の電圧値が“0”になると(ステップS9における「Yes」)、制御回路23は、電力制御開始角まで駆動位相差θを増加させたと判断し、ステップS8に移行する。制御回路23は、ステップS8の処理を実行した後、電力補正回路22による処理(出力電力の大きさを調整する処理)を抑止する。つまり、出力電力は、規定範囲の下限値から電力制御開始角までの範囲で変化する。駆動位相差θを徐々に大きくして電力制御開始角に達すると、それ以降駆動位相差θを大きくしても出力電力は変化しない。そこで、駆動位相差θを徐々に大きくして電力制御開始角に達した場合であって、出力電力の大きさが所定の目標値に達していない場合には、制御回路23は、エラーとして判断する。これにより、制御回路23は、出力電力が変化することがない区間(電力制御開始角〜規定範囲の上限値の区間)における位相差制御を省略することができる。このとき、制御回路23は、電力補正回路22を停止状態、つまり電力補正回路22の全ての調整用スイッチ素子Q5〜Q8をオンにする。   When the voltage value of the capacitor C1 becomes “0” (“Yes” in Step S9), the control circuit 23 determines that the drive phase difference θ is increased to the power control start angle, and proceeds to Step S8. After executing the process of step S8, the control circuit 23 suppresses the process by the power correction circuit 22 (process for adjusting the magnitude of the output power). That is, the output power changes in a range from the lower limit value of the specified range to the power control start angle. When the drive phase difference θ is gradually increased to reach the power control start angle, the output power does not change even if the drive phase difference θ is increased thereafter. Therefore, when the drive phase difference θ is gradually increased to reach the power control start angle and the magnitude of the output power does not reach the predetermined target value, the control circuit 23 determines that an error has occurred. To do. Thereby, the control circuit 23 can omit the phase difference control in the section where the output power does not change (the section from the power control start angle to the upper limit value of the specified range). At this time, the control circuit 23 stops the power correction circuit 22, that is, turns on all the adjustment switch elements Q5 to Q8 of the power correction circuit 22.

<起動処理>
本実施形態の非接触給電装置2は、インバータ回路21が動作を開始する起動時において、以下に説明するようにインバータ回路21をソフトスタートさせる。
<Startup process>
The contactless power supply device 2 according to the present embodiment soft-starts the inverter circuit 21 as described below at the start-up time when the inverter circuit 21 starts to operate.

制御回路23は、インバータ回路21の起動時、変換用スイッチ素子Q1〜Q4を制御するための第1駆動信号G1〜G4のデューティ比を、0(ゼロ)から所定値(例えば0.5)まで徐々に上げることで、インバータ回路21のソフトスタートを実現する。これにより、非接触給電装置2に入力される電圧や電流の急変が抑制され、回路素子に加わるストレスを低減できる。以下では、このように制御回路23が第1駆動信号G1〜G4のデューティ比を変化させてインバータ回路21をソフトスタートさせる処理を、「起動処理」という。   When the inverter circuit 21 is activated, the control circuit 23 sets the duty ratio of the first drive signals G1 to G4 for controlling the conversion switch elements Q1 to Q4 from 0 (zero) to a predetermined value (for example, 0.5). By gradually increasing, the soft start of the inverter circuit 21 is realized. Thereby, the sudden change of the voltage and electric current input into the non-contact electric power feeder 2 is suppressed, and the stress added to a circuit element can be reduced. Hereinafter, the process in which the control circuit 23 soft-starts the inverter circuit 21 by changing the duty ratios of the first drive signals G1 to G4 as described above is referred to as “start-up process”.

本実施形態の非接触給電装置2は、制御回路23が起動処理を行っている間、電力補正回路22に関しては全ての調整用スイッチ素子Q5〜Q8をオンに固定し、電力補正回路22の機能を無効にする。これにより、非接触給電装置2は、「(1)電力補正回路なし」(上記「基本動作」の欄参照)と等価の状態となる。   The contactless power supply device 2 of the present embodiment fixes all the adjustment switch elements Q5 to Q8 to be on with respect to the power correction circuit 22 while the control circuit 23 is performing the start-up process. Disable. As a result, the non-contact power feeding device 2 is in a state equivalent to “(1) No power correction circuit” (see the column “Basic operation” above).

制御回路23は、インバータ回路21の起動処理が終了すると、つまり第1駆動信号G1〜G4のデューティ比が所定値(例えば0.5)に達すると、周波数制御にて出力電力の調整を開始する。このとき、制御回路23は、電力補正回路22の調整用スイッチ素子Q5〜Q8をオン状態に維持する。   When the startup process of the inverter circuit 21 is completed, that is, when the duty ratio of the first drive signals G1 to G4 reaches a predetermined value (for example, 0.5), the control circuit 23 starts adjusting the output power by frequency control. . At this time, the control circuit 23 maintains the adjustment switch elements Q5 to Q8 of the power correction circuit 22 in the on state.

そして、制御回路23は、周波数制御にて調整後の出力電力の大きさが所定の目標値未満である場合に、電力補正回路22の動作を開始させる。具体的には、制御回路23は、第2駆動信号G5〜G8にて調整用スイッチ素子Q5〜Q8のスイッチング制御を開始する。これにより、非接触給電装置2は、「(2)電力補正回路あり」(上記「基本動作」の欄参照)と等価の状態となる。このとき、制御回路23は、駆動位相差θを360(度)に一旦設定して電力補正回路22を始動させることが好ましい。その後、制御回路23は、取得部231で取得した電力制御開始角を初期値とし、駆動位相差θを電力制御開始角から徐々に小さくして、出力電力の大きさを調整する。   Then, the control circuit 23 starts the operation of the power correction circuit 22 when the magnitude of the output power adjusted by the frequency control is less than a predetermined target value. Specifically, the control circuit 23 starts switching control of the adjustment switch elements Q5 to Q8 with the second drive signals G5 to G8. As a result, the non-contact power feeding device 2 is in a state equivalent to “(2) With power correction circuit” (see the column “Basic operation” above). At this time, it is preferable that the control circuit 23 once sets the drive phase difference θ to 360 (degrees) and starts the power correction circuit 22. Thereafter, the control circuit 23 uses the power control start angle acquired by the acquisition unit 231 as an initial value, gradually decreases the drive phase difference θ from the power control start angle, and adjusts the magnitude of the output power.

この構成によれば、周波数制御のみで出力電力の大きさが目標値に達する場合には、制御回路23は、電力補正回路22を始動させないので、電力補正回路22による効率(電力変換効率)の低下を避けることができる。   According to this configuration, when the magnitude of the output power reaches the target value only by the frequency control, the control circuit 23 does not start the power correction circuit 22, so that the efficiency (power conversion efficiency) of the power correction circuit 22 is increased. Degradation can be avoided.

ところで、制御回路23は、周波数制御にて出力電力の調整する前に、電力補正回路22の動作を開始させて位相差制御にて出力電力の調整を行うように構成されていてもよい。すなわち、制御回路23は、周波数制御を行う前に、位相差制御にて出力電力の調整を行い、位相差制御にて調整後の出力電力の大きさが所定の目標値未満である場合に、周波数制御を行ってもよい。   Incidentally, the control circuit 23 may be configured to start the operation of the power correction circuit 22 and adjust the output power by phase difference control before adjusting the output power by frequency control. That is, the control circuit 23 adjusts the output power by the phase difference control before performing the frequency control, and when the magnitude of the output power after the adjustment by the phase difference control is less than a predetermined target value, Frequency control may be performed.

<サーチモード>
本実施形態においては、制御回路23は、上述したような出力電力制御を行う通常モード(起動処理を含む)の他に、一次側コイルL1と二次側コイルL2との間の結合係数を推定するサーチモードを有している。制御回路23は、上記起動処理、周波数制御および位相差制御を行う前に、つまり通常モードで動作する前にサーチモードによる処理を実行して一次側コイルL1と二次側コイルL2との間の結合係数を推定する。
<Search mode>
In the present embodiment, the control circuit 23 estimates the coupling coefficient between the primary side coil L1 and the secondary side coil L2 in addition to the normal mode (including the startup process) in which the output power control as described above is performed. Has a search mode. The control circuit 23 executes a process in the search mode before performing the startup process, the frequency control, and the phase difference control, that is, before operating in the normal mode, so that the control circuit 23 is connected between the primary side coil L1 and the secondary side coil L2. Estimate the coupling coefficient.

制御回路23は、結合係数から、上記「基本動作」の「(1)電力補正回路あり」の欄で説明したような共振特性(つまりインバータ回路21の動作周波数と、非接触給電装置2の出力電力との関係)をさらに推定することができる。その結果、制御回路23では、例えばインバータ回路21の動作周波数f1について、インバータ回路21が遅相モードで動作する(つまり進相モードにならない)周波数範囲を推定できる。これにより、制御回路23は、通常モードでの動作を開始する際の動作周波数f1の初期値を、インバータ回路21が遅相モードで動作する周波数範囲内に設定することができる。なお、この場合、上述した周波数制御における動作周波数f1の下限値は、インバータ回路21が遅相モードで動作する周波数範囲の下限値と、許可周波数帯F1の下限値fminとの大きい方とされる。   From the coupling coefficient, the control circuit 23 determines the resonance characteristics (that is, the operating frequency of the inverter circuit 21 and the output of the non-contact power feeding device 2) as described in the column “(1) With power correction circuit” of “Basic operation”. The relationship with power) can be further estimated. As a result, the control circuit 23 can estimate the frequency range in which the inverter circuit 21 operates in the slow phase mode (that is, does not enter the fast phase mode), for example, for the operating frequency f1 of the inverter circuit 21. Thereby, the control circuit 23 can set the initial value of the operating frequency f1 when starting the operation in the normal mode within the frequency range in which the inverter circuit 21 operates in the slow phase mode. In this case, the lower limit value of the operating frequency f1 in the frequency control described above is the larger of the lower limit value of the frequency range in which the inverter circuit 21 operates in the slow phase mode and the lower limit value fmin of the permitted frequency band F1. .

<変形例>
本実施形態において、一次側コイルL1および二次側コイルL2は、コアに対して導線が螺旋状に巻き付けられたソレノイド型のコイルであってもよい。
<Modification>
In the present embodiment, the primary side coil L1 and the secondary side coil L2 may be solenoid type coils in which a conducting wire is spirally wound around the core.

また、電力補正回路22は、本実施形態のように4つの調整用スイッチ素子Q5〜Q8を用いた構成に限定されない。出力電力の大きさを調整する回路は、図1に示す電力補正回路22と等価な機能を有する回路であればよい。   The power correction circuit 22 is not limited to the configuration using the four adjustment switch elements Q5 to Q8 as in the present embodiment. The circuit for adjusting the magnitude of the output power may be a circuit having a function equivalent to that of the power correction circuit 22 shown in FIG.

また、非接触給電装置2から非接触で出力電力が供給される(つまり給電される)負荷は、電動車両に限らず、例えば携帯電話機やスマートフォンなどの蓄電池を備えた電気機器、あるいは蓄電池を備えない照明器具などの電気機器であってもよい。   Further, the load to which output power is supplied contactlessly (that is, supplied with power) from the contactless power supply device 2 is not limited to an electric vehicle, but includes, for example, an electric device including a storage battery such as a mobile phone or a smartphone, or a storage battery. There may be no electrical equipment such as lighting fixtures.

また、非接触給電装置2から非接触受電装置3への出力電力の伝送方式は、上述した磁界共鳴方式に限らず、例えば電磁誘導方式、マイクロ波伝送方式などであってもよい。   Further, the transmission method of the output power from the non-contact power supply device 2 to the non-contact power reception device 3 is not limited to the magnetic field resonance method described above, and may be, for example, an electromagnetic induction method or a microwave transmission method.

また、各変換用スイッチ素子Q1〜Q4や各調整用スイッチ素子Q5〜Q8は、バイポーラトランジスタやIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)等の他の半導体スイッチング素子で構成されていてもよい。   Further, each of the conversion switch elements Q1 to Q4 and each of the adjustment switch elements Q5 to Q8 may be composed of another semiconductor switching element such as a bipolar transistor or an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor).

また、各ダイオードD1〜D4は、各変換用スイッチ素子Q1〜Q4の寄生ダイオードに限らず、各変換用スイッチ素子Q1〜Q4に外付けされていてもよい。同様に、各ダイオードD5〜D8は、各調整用スイッチ素子Q5〜Q8の寄生ダイオードに限らず、各調整用スイッチ素子Q5〜Q8に外付けされていてもよい。   The diodes D1 to D4 are not limited to the parasitic diodes of the conversion switch elements Q1 to Q4, and may be externally attached to the conversion switch elements Q1 to Q4. Similarly, the diodes D5 to D8 are not limited to the parasitic diodes of the adjustment switch elements Q5 to Q8, and may be externally attached to the adjustment switch elements Q5 to Q8.

また、計測部24は、制御回路23と別に設けられる構成に限らず、制御回路23と一体に設けられていてもよい。さらに、計測部24は一次側コイルL1に流れる電流の大きさを計測できればよいので、電流センサ25は、一次側コイルL1と第2の一次側コンデンサC12との間に限らず、一次側コイルL1に流れる電流の経路上にあればよい。   The measurement unit 24 is not limited to the configuration provided separately from the control circuit 23, and may be provided integrally with the control circuit 23. Furthermore, since the measurement unit 24 only needs to measure the magnitude of the current flowing through the primary coil L1, the current sensor 25 is not limited to between the primary coil L1 and the second primary capacitor C12, but the primary coil L1. On the path of the current flowing through

また、制御回路23の制御部232は、周波数制御を行うことは必須ではなく、位相差制御のみで出力電力の大きさを調整するように構成されていてもよい。   In addition, the control unit 232 of the control circuit 23 does not necessarily perform frequency control, and may be configured to adjust the magnitude of output power only by phase difference control.

また、1つの制御回路23に取得部231と制御部232とが設けられていることは必須ではなく、例えば取得部231は制御部232とは別に設けられていてもよい。   In addition, it is not essential that the acquisition unit 231 and the control unit 232 are provided in one control circuit 23. For example, the acquisition unit 231 may be provided separately from the control unit 232.

また、インバータ回路21は、直流電圧を交流電圧に変換して出力可能な電圧形インバータであればよく、4つの変換用スイッチ素子Q1〜Q4がフルブリッジ接続されたフルブリッジインバータ回路に限らない。インバータ回路21は、例えばハーフブリッジインバータ回路であってもよい。   The inverter circuit 21 may be a voltage-type inverter that can convert a DC voltage into an AC voltage and output it, and is not limited to a full-bridge inverter circuit in which four conversion switch elements Q1 to Q4 are connected in a full bridge. The inverter circuit 21 may be a half-bridge inverter circuit, for example.

また、非接触給電装置2において、電力補正回路22は、出力点213,214の少なくとも一方と一次側コイルL1との間に電気的に接続されていればよく、出力点213と一次側コイルL1との間に代えて、出力点214と一次側コイルL1との間に電気的に接続されてもよい。   In the non-contact power feeding device 2, the power correction circuit 22 only needs to be electrically connected between at least one of the output points 213 and 214 and the primary coil L1, and the output point 213 and the primary coil L1. May be electrically connected between the output point 214 and the primary coil L1.

また、非接触給電装置2は、周波数制御を行う場合には電力補正回路22は無効状態としたが、駆動位相差θを初期値として360度に設定して電力補正回路22を動作させてもよい。このとき、第1駆動信号G1,G4と第2駆動信号G6,G7とが同期して同様に変化し、第1駆動信号G2,G3と第2駆動信号G5,G8とが同期して同様に変化する。そのため、電力補正回路22は動作しても、調整用コンデンサC1には電荷は蓄積されない。   In the non-contact power feeding apparatus 2, the power correction circuit 22 is disabled when performing frequency control. However, even when the drive phase difference θ is set to 360 degrees as an initial value, the power correction circuit 22 is operated. Good. At this time, the first drive signals G1 and G4 and the second drive signals G6 and G7 change similarly in synchronism, and the first drive signals G2 and G3 and the second drive signals G5 and G8 synchronize similarly. Change. For this reason, even if the power correction circuit 22 operates, no charge is accumulated in the adjustment capacitor C1.

<まとめ>
以上説明したように、本発明に係る第1の態様の非接触給電装置2は、インバータ回路21と、給電側コイルL1と、電力補正回路22と、制御回路23とを備える。インバータ回路21は、一対の入力点211,212と一対の出力点213,214との間に電気的に接続された複数の変換用スイッチ素子Q1〜Q4を有している。インバータ回路21は、複数の変換用スイッチ素子Q1〜Q4のスイッチングにより、一対の入力点211,212に印加される直流電圧を交流電圧に変換して一対の出力点213,214から出力する。給電側コイルL1は、一対の出力点213,214間に電気的に接続され、交流電圧が印加されることにより受電側コイルL2に非接触で出力電力を供給する。電力補正回路22は、一対の出力点213,214のうち少なくとも一方と給電側コイルL1との間に電気的に接続され、調整用コンデンサC1および複数の調整用スイッチ素子Q5〜Q8を有している。電力補正回路22は、複数の調整用スイッチ素子Q5〜Q8のスイッチングにより、調整用コンデンサC1の充放電を行う。制御回路23は、第1駆動信号G1〜G4にて複数の変換用スイッチ素子Q1〜Q4を制御し、第2駆動信号G5〜G8にて複数の調整用スイッチ素子Q5〜Q8を制御する。インバータ回路21は、電圧位相に対して電流位相が遅れ位相になる遅相モードで動作している。制御回路23は、第1駆動信号G1,G4(G2,G3)に対する第2駆動信号G6,G7(G5,G8)の位相の遅れである第1位相差(駆動位相差θ)を調整することにより、出力電力の大きさを調整するように構成されている。制御回路23は、第2位相差(VI位相差φ)を用いて、第2駆動信号G6,G7(G5,G8)の1周期において調整用コンデンサC1が充電される時間と調整用コンデンサC1が放電される時間とが等しくなる第1位相差を電力制御開始角として取得する。制御回路23は、電力制御開始角以下で第1位相差を調整することにより、出力電力の大きさを調整する。第2位相差は、インバータ回路21の出力電圧に対する給電側コイルL1に流れる電流の位相の遅れである。
<Summary>
As described above, the contactless power supply device 2 according to the first aspect of the present invention includes the inverter circuit 21, the power supply side coil L <b> 1, the power correction circuit 22, and the control circuit 23. The inverter circuit 21 includes a plurality of conversion switch elements Q1 to Q4 that are electrically connected between the pair of input points 211 and 212 and the pair of output points 213 and 214. The inverter circuit 21 converts a DC voltage applied to the pair of input points 211 and 212 to an AC voltage by switching of the plurality of conversion switch elements Q1 to Q4, and outputs the AC voltage from the pair of output points 213 and 214. The power feeding side coil L1 is electrically connected between the pair of output points 213 and 214, and supplies output power to the power receiving side coil L2 in a non-contact manner by applying an AC voltage. The power correction circuit 22 is electrically connected between at least one of the pair of output points 213 and 214 and the power supply side coil L1, and includes an adjustment capacitor C1 and a plurality of adjustment switch elements Q5 to Q8. Yes. The power correction circuit 22 charges and discharges the adjustment capacitor C1 by switching the plurality of adjustment switch elements Q5 to Q8. The control circuit 23 controls the plurality of conversion switch elements Q1 to Q4 with the first drive signals G1 to G4, and controls the plurality of adjustment switch elements Q5 to Q8 with the second drive signals G5 to G8. The inverter circuit 21 operates in a slow phase mode in which the current phase is delayed with respect to the voltage phase. The control circuit 23 adjusts the first phase difference (drive phase difference θ), which is the phase delay of the second drive signals G6, G7 (G5, G8) with respect to the first drive signals G1, G4 (G2, G3). Thus, the magnitude of the output power is adjusted. The control circuit 23 uses the second phase difference (VI phase difference φ) to charge the adjustment capacitor C1 in one cycle of the second drive signals G6, G7 (G5, G8) and the adjustment capacitor C1. The first phase difference that is equal to the discharge time is acquired as the power control start angle. The control circuit 23 adjusts the magnitude of the output power by adjusting the first phase difference below the power control start angle. The second phase difference is a phase delay of the current flowing in the power supply side coil L1 with respect to the output voltage of the inverter circuit 21.

この構成によると、非接触給電装置2は、第1駆動信号G1,G4(G2,G3)に対する第2駆動信号G6,G7(G5,G8)の位相の遅れである位相差を調整することにより、出力電力の大きさを調整することができる。したがって、一次側コイルL1と二次側コイルL2との相対的な位置関係が変化して、一次側コイルL1と二次側コイルL2との間の結合係数が変化したとしても、非接触給電装置2は、位相差の調整により必要な電力を確保しやすくなる。しかも、非接触給電装置2は、第2位相差を用いて調整用コンデンサC1に電荷が溜まり始める角度である電力制御開始角を取得している。非接触給電装置2は、駆動位相差θを、所定値(例えば規定範囲の下限値)から電力制御開始角までの範囲内で調整するので、必要な電力を短時間で確保しやすくなる。   According to this configuration, the non-contact power feeding device 2 adjusts a phase difference that is a phase delay of the second drive signals G6, G7 (G5, G8) with respect to the first drive signals G1, G4 (G2, G3). The magnitude of the output power can be adjusted. Therefore, even if the relative positional relationship between the primary side coil L1 and the secondary side coil L2 changes and the coupling coefficient between the primary side coil L1 and the secondary side coil L2 changes, the non-contact power feeding device 2 makes it easy to secure necessary power by adjusting the phase difference. Moreover, the non-contact power feeding device 2 acquires a power control start angle that is an angle at which charges start to accumulate in the adjustment capacitor C1 using the second phase difference. The non-contact power feeding device 2 adjusts the drive phase difference θ within a range from a predetermined value (for example, the lower limit value of the specified range) to the power control start angle, so that necessary power can be easily secured in a short time.

また、本発明に係る第2の態様の非接触給電装置2では、第1の態様において、制御回路23は、電力制御開始角を初期値として、第1位相差を徐々に小さくして、出力電力を大きくする。この構成によると、第1位相差を徐々に小さくすることで出力電力を増加させることができる。   In the non-contact power feeding device 2 according to the second aspect of the present invention, in the first aspect, the control circuit 23 sets the power control start angle as an initial value, gradually decreases the first phase difference, and outputs Increase power. According to this configuration, the output power can be increased by gradually reducing the first phase difference.

また、本発明に係る第3の態様の非接触給電装置2では、第1又は2の態様において、制御回路23は、第2位相差を所定値に加算して、電力制御開始角を取得する。この構成によると、非接触給電装置2は、第2位相差(VI位相差φ)に所定値を加算することで、電力制御開始角を取得することができる。   In the contactless power supply device 2 according to the third aspect of the present invention, in the first or second aspect, the control circuit 23 adds the second phase difference to a predetermined value to obtain the power control start angle. . According to this configuration, the contactless power supply device 2 can acquire the power control start angle by adding a predetermined value to the second phase difference (VI phase difference φ).

また、本発明に係る第4の態様の非接触給電装置2では、第3の態様において、所定値は、270度である。この構成によると、非接触給電装置2は、出力電力の大きさを調整する範囲を、規定範囲(270度〜360度)から絞り込むことができる。   In the contactless power supply device 2 according to the fourth aspect of the present invention, in the third aspect, the predetermined value is 270 degrees. According to this configuration, the contactless power supply device 2 can narrow the range in which the magnitude of the output power is adjusted from the specified range (270 degrees to 360 degrees).

また、本発明に係る第5の態様の非接触給電装置2では、第1〜第4のいずれかの態様において、制御回路23は、出力電力の大きさが減少している場合に調整用コンデンサC1の電圧が0になると、電力補正回路22を停止状態にする。出力電力の大きさが減少している場合には、非接触給電装置2は、駆動位相差θを調整することで、調整用コンデンサC1について放電期間を徐々に長くしている。調整用コンデンサC1の電圧値が0となると、充電期間と放電期間とは同一、つまり駆動位相差θが電力制御開始角となる。そして、非接触給電装置2は、電力補正回路22による出力電力の大きさの調整を抑止することで、出力電力が変化することがない区間における制御を省略することができる。   In the contactless power supply device 2 according to the fifth aspect of the present invention, in any one of the first to fourth aspects, the control circuit 23 may adjust the adjustment capacitor when the magnitude of the output power is reduced. When the voltage of C1 becomes 0, the power correction circuit 22 is stopped. When the magnitude of the output power is decreasing, the non-contact power feeding device 2 gradually increases the discharge period of the adjustment capacitor C1 by adjusting the drive phase difference θ. When the voltage value of the adjustment capacitor C1 becomes 0, the charging period and the discharging period are the same, that is, the drive phase difference θ becomes the power control start angle. And the non-contact electric power feeder 2 can abbreviate | omit control in the area where output power does not change by suppressing adjustment of the magnitude | size of output power by the electric power correction circuit 22. FIG.

また、本発明に係る第6の態様の非接触給電装置2では、第1〜第5のいずれかの態様において、電力補正回路22は、一対の出力点213,214のうち一方と給電側コイルL1との間に電気的に接続されている。この構成によると、非接触給電装置2は、第1駆動信号G1,G4(G2,G3)に対する第2駆動信号G6,G7(G5,G8)の位相の遅れである位相差を調整することにより、出力電力の大きさを調整することができる。   In the non-contact power feeding device 2 according to the sixth aspect of the present invention, in any one of the first to fifth aspects, the power correction circuit 22 includes one of the pair of output points 213 and 214 and the power feeding coil. L1 is electrically connected. According to this configuration, the non-contact power feeding device 2 adjusts a phase difference that is a phase delay of the second drive signals G6, G7 (G5, G8) with respect to the first drive signals G1, G4 (G2, G3). The magnitude of the output power can be adjusted.

また、本発明に係る第7の態様の非接触電力伝送システム1は、第1〜第6のいずれかの態様の非接触給電装置2と、受電側コイルL2を有する非接触受電装置3とを備える。非接触受電装置3は、非接触給電装置2から非接触で出力電力が受電側コイルL2に供給されるように構成されている。この構成によると、非接触電力伝送システム1では、非接触給電装置2は、給電側コイルと受電側コイルとの相対的な位置関係が変化しても、必要な電力を短時間で確保しやすくなる。   Moreover, the non-contact power transmission system 1 according to the seventh aspect of the present invention includes the non-contact power feeding device 2 according to any one of the first to sixth aspects and the non-contact power receiving device 3 having the power receiving side coil L2. Prepare. The non-contact power receiving device 3 is configured such that output power is supplied from the non-contact power feeding device 2 to the power receiving side coil L2 in a non-contact manner. According to this configuration, in the non-contact power transmission system 1, the non-contact power feeding device 2 can easily secure necessary power in a short time even if the relative positional relationship between the power feeding side coil and the power receiving side coil changes. Become.

本発明に係る第8の態様のプログラムは、非接触給電装置2に用いられるコンピュータを、制御部232、取得部231として機能させる。非接触給電装置2は、インバータ回路21と、給電側コイルL1と、電力補正回路22とを備える。インバータ回路21は、一対の入力点211,212と一対の出力点213,214との間に電気的に接続された複数の変換用スイッチ素子Q1〜Q4を有している。インバータ回路21は、複数の変換用スイッチ素子Q1〜Q4のスイッチングにより、一対の入力点211,212に印加される直流電圧を交流電圧に変換して一対の出力点213,214から出力する。給電側コイルL1は、一対の出力点213,214間に電気的に接続され、交流電圧が印加されることにより受電側コイルL2に非接触で出力電力を供給する。電力補正回路22は、一対の出力点213,214と給電側コイルL1との間に電気的に接続され、調整用コンデンサC1および複数の調整用スイッチ素子Q5〜Q8を有している。電力補正回路22は、複数の調整用スイッチ素子Q5〜Q8のスイッチングにより、調整用コンデンサC1の充放電を行う。インバータ回路21は、電圧位相に対して電流位相が遅れ位相になる遅相モードで動作する。制御部232は、第1駆動信号G1〜G4にて複数の変換用スイッチ素子Q1〜Q4を制御し、第2駆動信号G5〜G8にて複数の調整用スイッチ素子Q5〜Q8を制御する。制御部232は、第1駆動信号G1,G4(G2,G3)に対する第2駆動信号G6,G7(G5,G8)の位相の遅れである第1位相差(駆動位相差θ)を調整することにより、出力電力の大きさを調整する。取得部231は、第2位相差(VI位相差φ)を用いて、第2駆動信号G6,G7(G5,G8)の1周期において調整用コンデンサC1が充電される時間と調整用コンデンサC1が放電される時間とが等しくなる第1位相差を電力制御開始角として取得する。制御部は、電力制御開始角以下の範囲で第1位相差を調整することにより、出力電力の大きさを調整する。第2位相差は、インバータ回路21の出力電圧に対する給電側コイルL1に流れる電流の位相の遅れである。   The program according to the eighth aspect of the present invention causes a computer used for the non-contact power feeding device 2 to function as the control unit 232 and the acquisition unit 231. The non-contact power feeding device 2 includes an inverter circuit 21, a power feeding side coil L 1, and a power correction circuit 22. The inverter circuit 21 includes a plurality of conversion switch elements Q1 to Q4 that are electrically connected between the pair of input points 211 and 212 and the pair of output points 213 and 214. The inverter circuit 21 converts a DC voltage applied to the pair of input points 211 and 212 to an AC voltage by switching of the plurality of conversion switch elements Q1 to Q4, and outputs the AC voltage from the pair of output points 213 and 214. The power feeding side coil L1 is electrically connected between the pair of output points 213 and 214, and supplies output power to the power receiving side coil L2 in a non-contact manner by applying an AC voltage. The power correction circuit 22 is electrically connected between the pair of output points 213 and 214 and the power supply side coil L1, and includes an adjustment capacitor C1 and a plurality of adjustment switch elements Q5 to Q8. The power correction circuit 22 charges and discharges the adjustment capacitor C1 by switching the plurality of adjustment switch elements Q5 to Q8. The inverter circuit 21 operates in a slow phase mode in which the current phase is delayed with respect to the voltage phase. The control unit 232 controls the plurality of conversion switch elements Q1 to Q4 with the first drive signals G1 to G4, and controls the plurality of adjustment switch elements Q5 to Q8 with the second drive signals G5 to G8. The control unit 232 adjusts the first phase difference (drive phase difference θ) that is the phase delay of the second drive signals G6, G7 (G5, G8) with respect to the first drive signals G1, G4 (G2, G3). To adjust the magnitude of the output power. The acquisition unit 231 uses the second phase difference (VI phase difference φ) to determine the time during which the adjustment capacitor C1 is charged in one cycle of the second drive signals G6, G7 (G5, G8) and the adjustment capacitor C1. The first phase difference that is equal to the discharge time is acquired as the power control start angle. A control part adjusts the magnitude | size of output electric power by adjusting a 1st phase difference in the range below a power control start angle. The second phase difference is a phase delay of the current flowing in the power supply side coil L1 with respect to the output voltage of the inverter circuit 21.

このプログラムによると、専用の制御回路23を用いなくても本実施形態の非接触給電装置2と同等の機能を実現でき、給電側コイルと受電側コイルとの相対的な位置関係が変化しても、必要な電力を短時間で確保しやすい、という利点がある。   According to this program, a function equivalent to that of the non-contact power feeding device 2 of the present embodiment can be realized without using the dedicated control circuit 23, and the relative positional relationship between the power feeding side coil and the power receiving side coil changes. However, there is an advantage that necessary power can be easily secured in a short time.

本発明に係る第9の態様の非接触給電装置の制御方法は、制御処理と、取得処理とを含む。非接触給電装置2は、インバータ回路21と、給電側コイルL1と、電力補正回路22とを備える。インバータ回路21は、一対の入力点211,212と一対の出力点213,214との間に電気的に接続された複数の変換用スイッチ素子Q1〜Q4を有している。インバータ回路21は、複数の変換用スイッチ素子Q1〜Q4のスイッチングにより、一対の入力点211,212に印加される直流電圧を交流電圧に変換して一対の出力点213,214から出力する。給電側コイルL1は、一対の出力点213,214間に電気的に接続され、交流電圧が印加されることにより受電側コイルL2に非接触で出力電力を供給する。電力補正回路22は、一対の出力点213,214と給電側コイルL1との間に電気的に接続され、調整用コンデンサC1および複数の調整用スイッチ素子Q5〜Q8を有している。電力補正回路22は、複数の調整用スイッチ素子Q5〜Q8のスイッチングにより、調整用コンデンサC1の充放電を行う。インバータ回路21は電圧位相に対して電流位相が遅れ位相になる遅相モードで動作する。制御処理は、第1駆動信号G1〜G4にて複数の変換用スイッチ素子Q1〜Q4を制御し、第2駆動信号G5〜G8にて複数の調整用スイッチ素子Q5〜Q8を制御する。制御処理は、第1駆動信号G1,G4(G2,G3)に対する第2駆動信号G6,G7(G5,G8)の位相の遅れである第1位相差(駆動位相差θ)を調整することにより、出力電力の大きさを調整する。取得処理は、第2位相差(VI位相差φ)を用いて、第2駆動信号G6,G7(G5,G8)の1周期において調整用コンデンサC1が充電される時間と調整用コンデンサC1が放電される時間とが等しくなる第1位相差を電力制御開始角として取得する。制御処理は、電力制御開始角以下の範囲で第1位相差を調整することにより、出力電力の大きさを調整する。第2位相差は、インバータ回路21の出力電圧に対する給電側コイルL1に流れる電流の位相の遅れである。   A control method for a non-contact power supply apparatus according to a ninth aspect of the present invention includes a control process and an acquisition process. The non-contact power feeding device 2 includes an inverter circuit 21, a power feeding side coil L 1, and a power correction circuit 22. The inverter circuit 21 includes a plurality of conversion switch elements Q1 to Q4 that are electrically connected between the pair of input points 211 and 212 and the pair of output points 213 and 214. The inverter circuit 21 converts a DC voltage applied to the pair of input points 211 and 212 to an AC voltage by switching of the plurality of conversion switch elements Q1 to Q4, and outputs the AC voltage from the pair of output points 213 and 214. The power feeding side coil L1 is electrically connected between the pair of output points 213 and 214, and supplies output power to the power receiving side coil L2 in a non-contact manner by applying an AC voltage. The power correction circuit 22 is electrically connected between the pair of output points 213 and 214 and the power supply side coil L1, and includes an adjustment capacitor C1 and a plurality of adjustment switch elements Q5 to Q8. The power correction circuit 22 charges and discharges the adjustment capacitor C1 by switching the plurality of adjustment switch elements Q5 to Q8. The inverter circuit 21 operates in a slow phase mode in which the current phase is delayed with respect to the voltage phase. In the control process, the plurality of conversion switch elements Q1 to Q4 are controlled by the first drive signals G1 to G4, and the plurality of adjustment switch elements Q5 to Q8 are controlled by the second drive signals G5 to G8. The control process is performed by adjusting the first phase difference (drive phase difference θ), which is the phase delay of the second drive signals G6, G7 (G5, G8) with respect to the first drive signals G1, G4 (G2, G3). Adjust the magnitude of output power. The acquisition process uses the second phase difference (VI phase difference φ) to discharge the adjustment capacitor C1 and the time during which the adjustment capacitor C1 is charged in one cycle of the second drive signals G6, G7 (G5, G8). The first phase difference that is equal to the measured time is acquired as the power control start angle. The control process adjusts the magnitude of the output power by adjusting the first phase difference within a range equal to or less than the power control start angle. The second phase difference is a phase delay of the current flowing in the power supply side coil L1 with respect to the output voltage of the inverter circuit 21.

この制御方法によると、専用の制御回路23を用いなくても本実施形態の非接触給電装置2と同等の機能を実現できる。   According to this control method, a function equivalent to that of the non-contact power feeding device 2 of the present embodiment can be realized without using the dedicated control circuit 23.

1非接触電力伝送システム
2非接触給電装置
3非接触受電装置
21インバータ回路
211,212一対の入力点
213,214一対の出力点
22電力補正回路
23制御回路
231取得部
232制御部
C1調整用コンデンサ
G1〜G4第1駆動信号
G5〜G8第2駆動信号
L1一次側コイル(給電側コイル)
L2二次側コイル(受電側コイル)
Q1〜Q4変換用スイッチ素子
Q5〜Q8調整用スイッチ素子
θ 駆動位相差(第1位相差)
φ 電圧電流位相差(VI位相、第2位相差)
1 contactless power transmission system 2 contactless power feeding device 3 contactless power receiving device 21 inverter circuit 211, 212 pair of input points 213, 214 pair of output points 22 power correction circuit 23 control circuit 231 acquisition unit 232 control unit C1 adjustment capacitor G1 to G4 first drive signal G5 to G8 second drive signal L1 primary side coil (feeding side coil)
L2 secondary coil (receiving coil)
Q1 to Q4 conversion switch element Q5 to Q8 adjustment switch element θ Driving phase difference (first phase difference)
φ Voltage current phase difference (VI phase, second phase difference)

Claims (9)

一対の入力点と一対の出力点との間に電気的に接続された複数の変換用スイッチ素子を有し、前記複数の変換用スイッチ素子のスイッチングにより、前記一対の入力点に印加される直流電圧を交流電圧に変換して前記一対の出力点から出力するインバータ回路と、
前記一対の出力点間に電気的に接続され、前記交流電圧が印加されることにより受電側コイルに非接触で出力電力を供給する給電側コイルと、
前記一対の出力点のうち少なくとも一方と前記給電側コイルとの間に電気的に接続され、調整用コンデンサおよび複数の調整用スイッチ素子を有し、前記複数の調整用スイッチ素子のスイッチングにより、前記調整用コンデンサの充放電を行う電力補正回路と、
第1駆動信号にて前記複数の変換用スイッチ素子を制御し、第2駆動信号にて前記複数の調整用スイッチ素子を制御する制御回路とを備え、
前記インバータ回路は、電圧位相に対して電流位相が遅れ位相になる遅相モードで動作しており、
前記制御回路は、前記第1駆動信号に対する前記第2駆動信号の位相の遅れである第1位相差を調整することにより、前記出力電力の大きさを調整するように構成されており、
前記制御回路は、前記インバータ回路の出力電圧に対する前記給電側コイルに流れる電流の位相の遅れである第2位相差を用いて、前記第2駆動信号の1周期において前記調整用コンデンサが充電される時間と前記調整用コンデンサが放電される時間とが等しくなる第1位相差を電力制御開始角として取得し、前記電力制御開始角以下の範囲で前記第1位相差を調整することにより、前記出力電力の大きさを調整する
ことを特徴とする非接触給電装置。
A plurality of conversion switch elements electrically connected between a pair of input points and a pair of output points, and a direct current applied to the pair of input points by switching of the plurality of conversion switch elements An inverter circuit that converts the voltage into an alternating voltage and outputs the voltage from the pair of output points;
A power feeding side coil that is electrically connected between the pair of output points and supplies the output power in a non-contact manner to the power receiving side coil by applying the AC voltage;
Electrically connected between at least one of the pair of output points and the power supply side coil, and having an adjustment capacitor and a plurality of adjustment switch elements, and by switching the plurality of adjustment switch elements, A power correction circuit that charges and discharges the adjustment capacitor;
A control circuit that controls the plurality of conversion switch elements with a first drive signal and controls the plurality of adjustment switch elements with a second drive signal;
The inverter circuit operates in a lagging mode in which the current phase is lagging with respect to the voltage phase,
The control circuit is configured to adjust the magnitude of the output power by adjusting a first phase difference that is a phase delay of the second drive signal with respect to the first drive signal.
The control circuit charges the adjustment capacitor in one cycle of the second drive signal using a second phase difference that is a phase delay of a current flowing in the power supply coil with respect to an output voltage of the inverter circuit. By obtaining a first phase difference in which time and time for discharging the adjustment capacitor are equal as a power control start angle, and adjusting the first phase difference in a range equal to or less than the power control start angle, the output A non-contact power feeding device that adjusts the magnitude of electric power.
前記制御回路は、前記電力制御開始角を初期値として、前記第1位相差を徐々に小さくして、前記出力電力を徐々に大きくする
ことを特徴とする請求項1に記載の非接触給電装置。
The non-contact power feeding device according to claim 1, wherein the control circuit gradually decreases the first phase difference and gradually increases the output power with the power control start angle as an initial value. .
前記制御回路は、
前記第2位相差を予め定められた所定値に加算した値を、前記電力制御開始角として取得する
ことを特徴とする請求項1または2に記載の非接触給電装置。
The control circuit includes:
The contactless power supply device according to claim 1, wherein a value obtained by adding the second phase difference to a predetermined value is acquired as the power control start angle.
前記所定値は、270度である
ことを特徴とする請求項3に記載の非接触給電装置。
The non-contact power feeding apparatus according to claim 3, wherein the predetermined value is 270 degrees.
前記制御回路は、前記出力電力の大きさが減少している場合に前記調整用コンデンサの電圧が0になると、前記電力補正回路を停止状態にする
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の非接触給電装置。
The control circuit stops the power correction circuit when the voltage of the adjustment capacitor becomes 0 when the magnitude of the output power is reduced. A contactless power supply device according to claim 1.
前記電力補正回路は、前記一対の出力点のうち一方と前記給電側コイルとの間に電気的に接続されている
ことを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の非接触給電装置。
The non-contact according to any one of claims 1 to 5, wherein the power correction circuit is electrically connected between one of the pair of output points and the power supply side coil. Power supply device.
請求項1〜6のいずれか一項に記載の非接触給電装置と、
前記受電側コイルを有する非接触受電装置とを備え、
前記非接触受電装置は、前記非接触給電装置から非接触で前記出力電力が前記受電側コイルに供給されるように構成されている
ことを特徴とする非接触電力伝送システム。
The non-contact power feeding device according to any one of claims 1 to 6,
A non-contact power receiving device having the power receiving side coil,
The non-contact power receiving apparatus is configured such that the output power is supplied to the power-receiving side coil in a non-contact manner from the non-contact power feeding apparatus.
一対の入力点と一対の出力点との間に電気的に接続された複数の変換用スイッチ素子を有し、前記複数の変換用スイッチ素子のスイッチングにより、前記一対の入力点に印加される直流電圧を交流電圧に変換して前記一対の出力点から出力するインバータ回路と、
前記一対の出力点間に電気的に接続され、前記交流電圧が印加されることにより受電側コイルに非接触で出力電力を供給する給電側コイルと、
前記一対の出力点のうち少なくとも一方と前記給電側コイルとの間に電気的に接続され、調整用コンデンサおよび複数の調整用スイッチ素子を有し、前記複数の調整用スイッチ素子のスイッチングにより、前記調整用コンデンサの充放電を行う電力補正回路とを備え、前記インバータ回路は電圧位相に対して電流位相が遅れ位相になる遅相モードで動作する非接触給電装置に用いられるコンピュータを、
第1駆動信号にて前記複数の変換用スイッチ素子を制御し、第2駆動信号にて前記複数の調整用スイッチ素子を制御し、前記第1駆動信号に対する前記第2駆動信号の位相の遅れである第1位相差を調整することにより、前記出力電力の大きさを調整する制御部、
前記インバータ回路の出力電圧に対する前記給電側コイルに流れる電流の位相の遅れである第2位相差を用いて、前記第2駆動信号の1周期において前記調整用コンデンサが充電される時間と前記調整用コンデンサが放電される時間とが等しくなる第1位相差を電力制御開始角として取得する取得部として機能させ、
前記制御部は、前記電力制御開始角以下の範囲で前記第1位相差を調整することにより、前記出力電力の大きさを調整する
ことを特徴とするプログラム。
A plurality of conversion switch elements electrically connected between a pair of input points and a pair of output points, and a direct current applied to the pair of input points by switching of the plurality of conversion switch elements An inverter circuit that converts the voltage into an alternating voltage and outputs the voltage from the pair of output points;
A power feeding side coil that is electrically connected between the pair of output points and supplies the output power in a non-contact manner to the power receiving side coil by applying the AC voltage;
Electrically connected between at least one of the pair of output points and the power supply side coil, and having an adjustment capacitor and a plurality of adjustment switch elements, and by switching the plurality of adjustment switch elements, A power correction circuit that charges and discharges the adjustment capacitor, and the inverter circuit includes a computer used in a non-contact power feeding device that operates in a lag mode in which a current phase is a lag phase with respect to a voltage phase.
The plurality of conversion switch elements are controlled by a first drive signal, the plurality of adjustment switch elements are controlled by a second drive signal, and the phase of the second drive signal is delayed with respect to the first drive signal. A controller that adjusts the magnitude of the output power by adjusting a first phase difference;
Using the second phase difference, which is the phase delay of the current flowing in the power supply side coil with respect to the output voltage of the inverter circuit, the time during which the adjustment capacitor is charged in one cycle of the second drive signal and the adjustment Function as an acquisition unit that acquires the first phase difference that is equal to the time when the capacitor is discharged as the power control start angle;
The said control part adjusts the magnitude | size of the said output electric power by adjusting the said 1st phase difference in the range below the said electric power control start angle. The program characterized by the above-mentioned.
一対の入力点と一対の出力点との間に電気的に接続された複数の変換用スイッチ素子を有し、前記複数の変換用スイッチ素子のスイッチングにより、前記一対の入力点に印加される直流電圧を交流電圧に変換して前記一対の出力点から出力するインバータ回路と、
前記一対の出力点間に電気的に接続され、前記交流電圧が印加されることにより受電側コイルに非接触で出力電力を供給する給電側コイルと、
前記一対の出力点のうち少なくとも一方と前記給電側コイルとの間に電気的に接続され、調整用コンデンサおよび複数の調整用スイッチ素子を有し、前記複数の調整用スイッチ素子のスイッチングにより、前記調整用コンデンサの充放電を行う電力補正回路とを備え、前記インバータ回路は電圧位相に対して電流位相が遅れ位相になる遅相モードで動作する非接触給電装置の制御方法であって、
第1駆動信号にて前記複数の変換用スイッチ素子を制御し、第2駆動信号にて前記複数の調整用スイッチ素子を制御し、前記第1駆動信号に対する前記第2駆動信号の位相の遅れである第1位相差を調整することにより、前記出力電力の大きさを調整する制御処理と、
前記インバータ回路の出力電圧に対する前記給電側コイルに流れる電流の位相の遅れである第2位相差を用いて、前記第2駆動信号の1周期において前記調整用コンデンサが充電される時間と前記調整用コンデンサが放電される時間とが等しくなる第1位相差を電力制御開始角として取得する取得処理とを含み、
前記制御処理は、前記電力制御開始角以下の範囲で前記第1位相差を調整することにより、前記出力電力の大きさを調整する
ことを特徴とする非接触給電装置の制御方法。
A plurality of conversion switch elements electrically connected between a pair of input points and a pair of output points, and a direct current applied to the pair of input points by switching of the plurality of conversion switch elements An inverter circuit that converts the voltage into an alternating voltage and outputs the voltage from the pair of output points;
A power feeding side coil that is electrically connected between the pair of output points and supplies the output power in a non-contact manner to the power receiving side coil by applying the AC voltage;
Electrically connected between at least one of the pair of output points and the power supply side coil, and having an adjustment capacitor and a plurality of adjustment switch elements, and by switching the plurality of adjustment switch elements, A power correction circuit that charges and discharges the adjustment capacitor, and the inverter circuit is a control method for a non-contact power feeding device that operates in a lagging phase in which a current phase is delayed with respect to a voltage phase,
The plurality of conversion switch elements are controlled by a first drive signal, the plurality of adjustment switch elements are controlled by a second drive signal, and the phase of the second drive signal is delayed with respect to the first drive signal. A control process for adjusting the magnitude of the output power by adjusting a certain first phase difference;
Using the second phase difference, which is the phase delay of the current flowing in the power supply side coil with respect to the output voltage of the inverter circuit, the time during which the adjustment capacitor is charged in one cycle of the second drive signal and the adjustment An acquisition process of acquiring a first phase difference that is equal to a time when the capacitor is discharged as a power control start angle,
The control process adjusts the magnitude of the output power by adjusting the first phase difference within a range equal to or less than the power control start angle.
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