JP2017511101A - 誘導電力伝送システムのための結合コイル電力制御 - Google Patents
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Abstract
Description
●送信結合回路を制御することによって、負荷へ供給される電力の粗調整を行う、及び
●送信DCソースを制御することによって、負荷へ供給される電力の微調整を行う。
●受信結合回路を制御することによって、負荷へ供給される電力の粗調整を行う、及び
●受信DCソースを制御することによって、負荷へ供給される電力の微調整を行う。
当該スイッチのボディダイオードは、回路損失を低減するのに有用であるTshの期間に両方のスイッチが同時にオンになると、導通しない。高い電力需要(即ち、より高いPout)では、より多くの電力が負荷へ供給されることをPIDコントローラが許可するにつれて短絡時間が減少し、負荷によって要求される電力が減少すると、負荷へ供給されるエネルギーが低減されるように、並列共振タンクを短絡するために短絡時間が増加する。
Claims (23)
- 誘導電力伝送デバイスであって、
電力伝送コイル及び電力伝送キャパシタを有する共振回路と、
前記電力伝送コイルに磁気結合された結合コイルと、
可変インピーダンスと、
予め定められた基準に基づいて前記可変インピーダンスのインピーダンス値を決定するように構成されたコントローラと、
を備え、前記予め定められた基準は、
負荷へ供給される電力を実質的に調整すること、
前記共振回路の共振周波数を予め定められた周波数へ実質的にチューニングすること、
前記電力伝送コイルに関連する磁界の周波数を調節すること、及び/または
対応する結合電力伝送コイルへ前記電力伝送コイルが反射させるインピーダンスを調節すること、を含む
ことを特徴とするデバイス。 - 前記デバイスは誘導電力伝送システムのための誘導受電器であり、前記共振回路は受信共振回路であり、前記電力伝送コイルは受信コイルであり、前記電力伝送キャパシタは受信キャパシタであり、
前記受信共振回路から負荷へ電力を供給するための受信回路を更に備える
ことを特徴とする請求項1に記載のデバイス。 - 前記デバイスは誘導電力伝送システムのための誘導送電器であり、前記共振回路は送信共振回路であり、前記電力伝送コイルは送信コイルであり、前記電力伝送キャパシタは送信キャパシタであり、
電源から前記送信共振回路へ電力を供給するための送信回路を更に備える
ことを特徴とする請求項1に記載のデバイス。 - 前記結合コイル及び前記可変インピーダンスは、非共振回路を形成する
ことを特徴とする請求項1に記載のデバイス。 - 前記電力伝送コイルは、前記電力伝送キャパシタと直列に接続される
ことを特徴とする請求項4に記載のデバイス。 - 前記受信回路は、前記負荷へDC電力を供給するための整流器を備える
ことを特徴とする請求項2に記載のデバイス。 - 前記コントローラは、前記負荷の電力需要に基づいて前記インピーダンス値を決定するように構成される
ことを特徴とする請求項1に記載のデバイス。 - 前記コントローラは、前記負荷へ供給される前記電力を調整するために、前記結合コイルを流れる電流を前記可変インピーダンスが変化させる時間の比率を決定するように構成される
ことを特徴とする請求項7に記載のデバイス。 - 前記コントローラは、パルス幅変調を使用して、前記結合コイルを流れる前記電流を前記可変インピーダンスが変化させる時間の前記比率を制御するように構成される
ことを特徴とする請求項8に記載のデバイス。 - 前記可変インピーダンスはACスイッチを含む
ことを特徴とする請求項1に記載のデバイス。 - 前記電力伝送コイルに関連する透磁性コアを更に備える
ことを特徴とする請求項1に記載のデバイス。 - 前記電力伝送コイル及び前記結合コイルは、前記透磁性コア上で絡み合わされている
ことを特徴とする請求項11に記載のデバイス。 - 前記結合コイルは、前記電力伝送コイル全体にわたって磁気結合がほぼ一様となるように、前記電力伝送コイルと絡み合わされている
ことを特徴とする請求項12に記載のデバイス。 - 前記絡み合わされた電力伝送コイルと結合コイルとの結合係数kは約0.8より大きい
ことを特徴とする請求項13に記載のデバイス。 - 前記透磁性コアの飽和に作用するように構成された飽和コイルに接続されたDCソースを更に備える
ことを特徴とする請求項11に記載のデバイス。 - 前記DCソースは、前記負荷へ供給される前記電力を調整するように制御される
ことを特徴とする請求項15に記載のデバイス。 - 前記可変インピーダンスは、前記負荷へ供給される前記電力を粗調整するように制御され、前記DCソースは、前記負荷へ供給される前記電力を微調整するように制御される
ことを特徴とする請求項16に記載のデバイス。 - 前記電力伝送コイルが反射させる前記インピーダンスの変化が、前記電力伝送コイルから前記対応する結合電力伝送コイルへデータを伝達するために使用される
ことを特徴とする請求項1に記載のデバイス。 - 前記磁界の前記周波数の変化が、前記電力伝送コイルから前記対応する結合電力伝送コイルへデータを伝達するために使用される
ことを特徴とする請求項1に記載のデバイス。 - 前記結合コイルと並列のチューニングキャパシタを更に備える
ことを特徴とする請求項1に記載のデバイス。 - 前記コントローラは、前記負荷へ供給される電力を、前記チューニングキャパシタの両端電圧と、等価開放回路電圧との間の位相差に基づいて調整するように構成される
ことを特徴とする請求項20に記載のデバイス。 - 前記コントローラは、スイッチング周期の一部であって、かつ、前記負荷へ供給される前記電力を決定する前記一部の間に、前記チューニングキャパシタをクランプするように構成される
ことを特徴とする請求項21に記載のデバイス。 - 誘導受電器を制御するための方法であって、
結合コイルを通る電流が、第2の方向または第1の方向に流れる状態から0になってから第1の期間の後に、第1のスイッチをオンにすること、
前記結合コイルを通る前記電流が、前記第1の方向または前記第2の方向に流れる状態から0になってから第2の期間の後に、第2のスイッチをオンにすること、
前記第2のスイッチがオンになった際に、または、前記第2のスイッチのオンへの切り替えと、前記結合コイルを通る前記電流の前記第2の方向に流れる状態から0への移行との間のある時点に、前記第1のスイッチをオフにすること、
前記第1のスイッチがオンになった際に、または、前記第1のスイッチのオンへの切り替えと、前記結合コイルを通る前記電流の前記第1の方向に流れる状態から0への移行との間のある時点に、前記第2のスイッチをオフにすること、及び
負荷へ供給される電力を調整するために前記第1の期間及び前記第2の期間の継続時間を制御すること、
を含むことを特徴とする方法。
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