JP2021040465A - Transmission device and power transmission system - Google Patents

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JP2021040465A JP2019161964A JP2019161964A JP2021040465A JP 2021040465 A JP2021040465 A JP 2021040465A JP 2019161964 A JP2019161964 A JP 2019161964A JP 2019161964 A JP2019161964 A JP 2019161964A JP 2021040465 A JP2021040465 A JP 2021040465A
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Abstract

To provide a transmission device and a power transmission system that can efficiently transmit power to a power receiving device.SOLUTION: A transmission device includes a power transmission coil L1 that transmits power to a power receiving device in a non-contact manner, and a protection circuit 130 that suppresses power transmission from the power transmission coil to the power receiving device when an overcurrent flowing through the power transmission coil is detected. The protection circuit changes a time from suppression of the transmission to release of the suppression of the transmission, depending on the frequency of suppression of the transmission. In low frequency, the protection circuit takes less time than that of high frequent.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、送電装置及び電力伝送システムに関する。 The present invention relates to a power transmission device and a power transmission system.

送電装置から受電装置へ非接触で電力を伝送するシステムにおいて、送電装置内のインバータを保護するため、インバータに流れる電流が制限値を超過すると、当該電流が制限値以下になるように送電電力を低減させる技術が存在する(例えば、特許文献1参照)。また、トランスの1次側コイルからGNDに流れる1次電流が所定の過電流閾値を超えた場合、1次側コイルへの電力供給を停止させることで、2次側の負荷を過電流から保護する技術が存在する(例えば、特許文献2参照)。 In a system that transmits power from a power transmitting device to a power receiving device in a non-contact manner, in order to protect the inverter in the power transmitting device, when the current flowing through the inverter exceeds the limit value, the transmitted power is reduced so that the current falls below the limit value. There is a technique for reducing the power (see, for example, Patent Document 1). Further, when the primary current flowing from the primary coil of the transformer to the GND exceeds a predetermined overcurrent threshold, the power supply to the primary coil is stopped to protect the load on the secondary side from overcurrent. (See, for example, Patent Document 2).

特開2018−7509号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2018-7509 特開2004−248365号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2004-248365

送電装置から受電装置への送電を抑制することで、受電装置を過送電による過電圧又は過電流から保護できる。しかしながら、送電装置から受電装置への送電の抑制を解除するタイミングによっては、受電装置に効率良く送電できない場合がある。 By suppressing the transmission from the power transmitting device to the power receiving device, the power receiving device can be protected from overvoltage or overcurrent due to overtransmission. However, it may not be possible to efficiently transmit power to the power receiving device depending on the timing at which the suppression of power transmission from the power transmitting device to the power receiving device is released.

そこで、本開示は、受電装置に効率良く送電可能な送電装置及び電力伝送システムを提供する。 Therefore, the present disclosure provides a power transmission device and a power transmission system capable of efficiently transmitting power to a power receiving device.

本開示は、
受電装置へ非接触で送電する送電コイルと、
前記送電コイルに流れる過電流が検出されると、前記送電コイルから前記受電装置への送電を抑制する保護回路とを備え、
前記保護回路は、前記送電を抑制する頻度に応じて、前記送電を抑制してから前記送電の抑制を解除するまでの時間を変化させる、送電装置を提供する。
This disclosure is
A power transmission coil that transmits power to the power receiving device in a non-contact manner,
When an overcurrent flowing through the power transmission coil is detected, a protection circuit for suppressing power transmission from the power transmission coil to the power receiving device is provided.
The protection circuit provides a power transmission device that changes the time from suppressing the power transmission to releasing the suppression of the power transmission according to the frequency of suppressing the power transmission.

また、本開示は、
送電装置と受電装置とを備える電力伝送システムであって、
前記送電装置は、
前記受電装置へ非接触で送電する送電コイルと、
前記送電コイルに流れる過電流が検出されると、前記送電コイルから前記受電装置への送電を抑制する保護回路とを備え、
前記保護回路は、前記送電を抑制する頻度に応じて、前記送電を抑制してから前記送電の抑制を解除するまでの時間を変化させる、電力伝送システムを提供する。
In addition, this disclosure is
A power transmission system including a power transmission device and a power reception device.
The power transmission device
A power transmission coil that transmits power to the power receiving device in a non-contact manner,
When an overcurrent flowing through the power transmission coil is detected, a protection circuit for suppressing power transmission from the power transmission coil to the power receiving device is provided.
The protection circuit provides a power transmission system that changes the time from suppressing the power transmission to releasing the suppression of the power transmission according to the frequency of suppressing the power transmission.

本開示の技術によれば、受電装置に効率良く送電可能な送電装置及び電力伝送システムを提供できる。 According to the technique of the present disclosure, it is possible to provide a power transmission device and a power transmission system capable of efficiently transmitting power to a power receiving device.

一実施形態における電力伝送システムの一構成例を示す図である。It is a figure which shows one configuration example of the power transmission system in one Embodiment. 送電装置の一構成例を示す図である。It is a figure which shows one configuration example of a power transmission device. 制御部の一構成例を示す図である。It is a figure which shows one configuration example of a control part. 送電装置の各部の波形を例示するタイミングチャートである。It is a timing chart which illustrates the waveform of each part of a power transmission apparatus. 軽負荷時に送電の抑制とその解除を繰り返す状態を例示するタイミングチャートである。It is a timing chart which exemplifies the state which repeats suppressing and releasing the power transmission at the time of a light load. 重負荷時に送電の抑制とその解除を繰り返す状態を例示するタイミングチャートである。It is a timing chart which exemplifies the state which repeats suppressing and releasing the power transmission at the time of a heavy load.

以下、図面を参照して、本開示に係る実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments according to the present disclosure will be described with reference to the drawings.

図1は、一実施形態における電力伝送システムの一構成例を示す図である。図1に示す電力伝送システム100は、磁界共鳴方式により送電装置1から受電装置2に非接触で電力を送電するシステムである。電力伝送システム100は、送電装置1と、受電装置2と、負荷3と、を備える。 FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a power transmission system according to an embodiment. The power transmission system 100 shown in FIG. 1 is a system that transmits power from the power transmission device 1 to the power reception device 2 in a non-contact manner by a magnetic field resonance method. The power transmission system 100 includes a power transmission device 1, a power receiving device 2, and a load 3.

送電装置1は、受電装置2に非接触で電力を送電する装置であり、共振回路11と、駆動回路12と、電源13と、制御回路14と、を備える。 The power transmission device 1 is a device that transmits electric power to the power receiving device 2 in a non-contact manner, and includes a resonance circuit 11, a drive circuit 12, a power supply 13, and a control circuit 14.

共振回路11は、交流磁界を発生させる回路であり、容量素子C1と、コイルL1と、を備える。容量素子C1は、第1端子と、第2端子と、を備える。容量素子C1の第1端子は、駆動回路12の第1出力端子に接続され、容量素子C1の第2端子は、コイルL1の第1端子に接続される。コイルL1は、送電コイルであり、交流磁界を発生させる。コイルL1は、第1端子と、第2端子と、を備える。コイルL1の第1端子は、容量素子C1の第2端子に接続され、コイルL1の第2端子は、駆動回路12の第2出力端子に接続される。 The resonance circuit 11 is a circuit that generates an alternating magnetic field, and includes a capacitive element C1 and a coil L1. The capacitive element C1 includes a first terminal and a second terminal. The first terminal of the capacitance element C1 is connected to the first output terminal of the drive circuit 12, and the second terminal of the capacitance element C1 is connected to the first terminal of the coil L1. The coil L1 is a power transmission coil and generates an alternating magnetic field. The coil L1 includes a first terminal and a second terminal. The first terminal of the coil L1 is connected to the second terminal of the capacitive element C1, and the second terminal of the coil L1 is connected to the second output terminal of the drive circuit 12.

駆動回路12は、共振回路11に交流電流I1を供給し、共振回路11に交流磁界を発生させる回路であり、スイッチ素子S1,S2を備える。スイッチ素子S1,S2は、回路を開閉可能な素子であり、それぞれ、第1端子と、第2端子と、制御端子と、を備える。スイッチ素子S1の第1端子は、電源13の第1端子に接続され、スイッチ素子S1の第2端子は、スイッチ素子S2の第1端子に接続され、スイッチ素子S1の制御端子は、制御回路14に接続される。スイッチ素子S2の第1端子は、スイッチ素子S1の第2端子に接続され、スイッチ素子S2の第2端子は、電源13の第2端子に接続され、スイッチ素子S2の制御端子は、制御回路14に接続される。スイッチ素子S1の第2端子及びスイッチ素子S2の第1端子の接続点は、駆動回路12の第1出力端子に相当する。スイッチ素子S2の第2端子は、駆動回路12の第2出力端子に相当する。 The drive circuit 12 is a circuit that supplies an alternating current I1 to the resonant circuit 11 and generates an alternating magnetic field in the resonant circuit 11, and includes switch elements S1 and S2. The switch elements S1 and S2 are elements that can open and close the circuit, and each includes a first terminal, a second terminal, and a control terminal, respectively. The first terminal of the switch element S1 is connected to the first terminal of the power supply 13, the second terminal of the switch element S1 is connected to the first terminal of the switch element S2, and the control terminal of the switch element S1 is the control circuit 14. Connected to. The first terminal of the switch element S2 is connected to the second terminal of the switch element S1, the second terminal of the switch element S2 is connected to the second terminal of the power supply 13, and the control terminal of the switch element S2 is the control circuit 14. Connected to. The connection point between the second terminal of the switch element S1 and the first terminal of the switch element S2 corresponds to the first output terminal of the drive circuit 12. The second terminal of the switch element S2 corresponds to the second output terminal of the drive circuit 12.

スイッチ素子S1,S2が交互に開閉することにより、共振回路11に交流電流I1が供給される。スイッチ素子S1,S2は、例えば、バイポーラトランジスタ、又はMOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)であるが、これに限られない。スイッチ素子S1,S2として、回路を開閉可能な任意の素子を利用できる。 The alternating current I1 is supplied to the resonance circuit 11 by alternately opening and closing the switch elements S1 and S2. The switch elements S1 and S2 are, for example, bipolar transistors or MOSFETs (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor), but are not limited thereto. As the switch elements S1 and S2, any element capable of opening and closing the circuit can be used.

電源13は、定電圧源であり、第1端子と、第2端子と、を備える。電源13の第1端子(高圧側端子)は、スイッチ素子S1の第1端子に接続され、電源13の第2端子(低圧側端子)は、スイッチ素子S2の第2端子に接続される。 The power supply 13 is a constant voltage source and includes a first terminal and a second terminal. The first terminal (high voltage side terminal) of the power supply 13 is connected to the first terminal of the switch element S1, and the second terminal (low voltage side terminal) of the power supply 13 is connected to the second terminal of the switch element S2.

制御回路14は、スイッチ素子S1,S2の開閉を制御することにより、共振回路11に供給する交流電流I1の周波数を制御し、共振回路11が発生させる交流磁界の周波数を制御する回路である。制御回路14は、共振回路11に流れる交流電流I1に基づいて、受電装置2で発生した過電圧を検出する。制御回路14は、受電装置2で発生した過電圧を検出すると、送電装置1から受電装置2への非接触での送電が抑制されるように、スイッチ素子S1,S2の少なくとも一方の動作を制御する。例えば、制御回路14は、受電装置2で発生した過電圧を検出すると、スイッチ素子S1,S2の少なくとも一方をオフにし、送電装置1から受電装置2への送電を停止させる。 The control circuit 14 is a circuit that controls the opening and closing of the switch elements S1 and S2 to control the frequency of the alternating current I1 supplied to the resonant circuit 11 and controls the frequency of the alternating magnetic field generated by the resonant circuit 11. The control circuit 14 detects the overvoltage generated by the power receiving device 2 based on the alternating current I1 flowing through the resonance circuit 11. When the control circuit 14 detects the overvoltage generated by the power receiving device 2, the control circuit 14 controls the operation of at least one of the switch elements S1 and S2 so that the non-contact power transmission from the power transmitting device 1 to the power receiving device 2 is suppressed. .. For example, when the control circuit 14 detects the overvoltage generated by the power receiving device 2, at least one of the switch elements S1 and S2 is turned off, and the power transmission from the power transmitting device 1 to the power receiving device 2 is stopped.

なお、送電装置1の構成は、図1の例に限られない。例えば、送電装置1は、Bluetooth(登録商標)やWi−Fi(登録商標)などの所定の通信方式で受電装置2と無線通信するための無線通信モジュールを備えてもよいし、電力を外部電源から供給されてもよい。 The configuration of the power transmission device 1 is not limited to the example of FIG. For example, the power transmission device 1 may include a wireless communication module for wirelessly communicating with the power receiving device 2 by a predetermined communication method such as Bluetooth (registered trademark) or Wi-Fi (registered trademark), or may provide electric power to an external power source. May be supplied from.

受電装置2は、送電装置1から送電された電力を非接触で受電する装置であり、共振回路21と、整流回路22と、過電圧検出回路23と、制御回路24と、を備える。 The power receiving device 2 is a device that receives the electric power transmitted from the power transmitting device 1 in a non-contact manner, and includes a resonance circuit 21, a rectifier circuit 22, an overvoltage detection circuit 23, and a control circuit 24.

共振回路21は、共振回路11から非接触で電力を受電する回路である。共振回路21は、容量素子C2と、コイルL2と、を備える。容量素子C2は、第1端子と、第2端子と、を備える。容量素子C2の第1端子は、コイルL2の第1端子に接続され、容量素子C2の第2端子は、整流回路22の第1入力端子に接続される。コイルL2は、受電コイルであり、コイルL1が発生させた交流磁界により交流電流を発生させ、整流回路22に入力する。コイルL2は、第1端子と、第2端子と、を備える。コイルL2の第1端子は、容量素子C2の第1端子に接続され、コイルL2の第2端子は、整流回路22の第2入力端子に接続される。 The resonant circuit 21 is a circuit that receives electric power from the resonant circuit 11 in a non-contact manner. The resonant circuit 21 includes a capacitive element C2 and a coil L2. The capacitive element C2 includes a first terminal and a second terminal. The first terminal of the capacitance element C2 is connected to the first terminal of the coil L2, and the second terminal of the capacitance element C2 is connected to the first input terminal of the rectifier circuit 22. The coil L2 is a power receiving coil, and an alternating current is generated by an alternating magnetic field generated by the coil L1 and input to the rectifier circuit 22. The coil L2 includes a first terminal and a second terminal. The first terminal of the coil L2 is connected to the first terminal of the capacitive element C2, and the second terminal of the coil L2 is connected to the second input terminal of the rectifier circuit 22.

整流回路22は、共振回路21から入力された交流電流を整流し、整流により得られた電圧を第1出力端子から出力電圧V1として出力する回路である。出力電圧V1は、過電圧検出回路23に入力される。整流回路22は、第1入力端子と、第2入力端子と、第1出力端子と、第2出力端子と、を備える。整流回路22の第1入力端子は、容量素子C2の第2端子に接続され、整流回路22の第2入力端子は、コイルL2の第2端子に接続される。また、整流回路22の第1出力端子は、過電圧検出回路23の第1入力端子に接続され、整流回路22の第2出力端子は、過電圧検出回路23の第2入力端子に接続される。整流回路22は、例えば、ダイオードブリッジであるが、これに限られない。整流回路22として、交流電流を整流可能な任意の回路を利用できる。 The rectifier circuit 22 is a circuit that rectifies the alternating current input from the resonance circuit 21 and outputs the voltage obtained by the rectification as the output voltage V1 from the first output terminal. The output voltage V1 is input to the overvoltage detection circuit 23. The rectifier circuit 22 includes a first input terminal, a second input terminal, a first output terminal, and a second output terminal. The first input terminal of the rectifier circuit 22 is connected to the second terminal of the capacitive element C2, and the second input terminal of the rectifier circuit 22 is connected to the second terminal of the coil L2. Further, the first output terminal of the rectifier circuit 22 is connected to the first input terminal of the overvoltage detection circuit 23, and the second output terminal of the rectifier circuit 22 is connected to the second input terminal of the overvoltage detection circuit 23. The rectifier circuit 22 is, for example, a diode bridge, but is not limited to this. As the rectifier circuit 22, any circuit capable of rectifying alternating current can be used.

過電圧検出回路23は、過電圧を検出する回路である。ここでいう過電圧は、過電圧検出回路23の出力電圧V2が閾値電圧Vth1以上になることをいう。過電圧検出回路23は、第1入力端子と、第2入力端子と、第1出力端子と、第2出力端子と、を備える。過電圧検出回路23の第1入力端子は、整流回路22の第1出力端子(高圧側出力端子)に接続され、過電圧検出回路23の第2入力端子は、整流回路22の第2出力端子(低圧側出力端子)に接続される。また、過電圧検出回路23の第1出力端子は、負荷3の第1端子(高圧側端子)に接続され、過電圧検出回路23の第2出力端子は、負荷3の第2端子(低圧側端子)に接続される。すなわち、過電圧検出回路23は、整流回路22と負荷3との間に接続される。過電圧検出回路23は、整流回路22から入力された出力電圧V1に応じた出力電圧V2を出力する。出力電圧V2は、負荷3に入力される。過電圧検出回路23は、スイッチ素子S3と、容量素子C3と、容量素子C4と、制御回路24と、を備える。 The overvoltage detection circuit 23 is a circuit that detects an overvoltage. The overvoltage referred to here means that the output voltage V2 of the overvoltage detection circuit 23 becomes the threshold voltage Vth1 or higher. The overvoltage detection circuit 23 includes a first input terminal, a second input terminal, a first output terminal, and a second output terminal. The first input terminal of the overvoltage detection circuit 23 is connected to the first output terminal (high voltage side output terminal) of the rectifier circuit 22, and the second input terminal of the overvoltage detection circuit 23 is the second output terminal (low voltage) of the rectifier circuit 22. It is connected to the side output terminal). Further, the first output terminal of the overvoltage detection circuit 23 is connected to the first terminal (high voltage side terminal) of the load 3, and the second output terminal of the overvoltage detection circuit 23 is the second terminal (low voltage side terminal) of the load 3. Connected to. That is, the overvoltage detection circuit 23 is connected between the rectifier circuit 22 and the load 3. The overvoltage detection circuit 23 outputs an output voltage V2 corresponding to the output voltage V1 input from the rectifier circuit 22. The output voltage V2 is input to the load 3. The overvoltage detection circuit 23 includes a switch element S3, a capacitance element C3, a capacitance element C4, and a control circuit 24.

スイッチ素子S3は、回路を開閉可能な素子であり、第1端子と、第2端子と、制御端子と、を備える。スイッチ素子S3の第1端子は、整流回路22の第1出力端子及び容量素子C3の第1端子に接続され、スイッチ素子S3の第2端子は、負荷3の第1端子、容量素子C3の第2端子、及び容量素子C4の第1端子(高圧側端子)に接続される。すなわち、スイッチ素子S3は、整流回路22と負荷3との間に直列に接続される。スイッチ素子S3の制御端子は、スイッチ素子S3の開閉を制御する制御信号を入力される。スイッチ素子S3の第1端子は、過電圧検出回路23の第1入力端子に相当し、スイッチ素子S3の第2端子は、過電圧検出回路23の第1出力端子に相当する。以下、スイッチ素子S3の第1端子、及び容量素子C3の第1端子の接続点をノードN1と称する。また、スイッチ素子S3の第2端子、容量素子C3の第2端子、及び容量素子C4の第1端子の接続点を、ノードN2と称する。ノードN1の電圧は、整流回路22の出力電圧V1に相当し、ノードN2の電圧は、過電圧検出回路23の出力電圧V2に相当する。スイッチ素子S3は、例えば、バイポーラトランジスタ、又はMOSFETであるが、これに限られない。スイッチ素子S3として、回路を開閉可能な任意の素子を利用できる。 The switch element S3 is an element capable of opening and closing a circuit, and includes a first terminal, a second terminal, and a control terminal. The first terminal of the switch element S3 is connected to the first output terminal of the rectifier circuit 22 and the first terminal of the capacitance element C3, and the second terminal of the switch element S3 is the first terminal of the load 3 and the first terminal of the capacitance element C3. It is connected to two terminals and the first terminal (high voltage side terminal) of the capacitance element C4. That is, the switch element S3 is connected in series between the rectifier circuit 22 and the load 3. A control signal for controlling the opening and closing of the switch element S3 is input to the control terminal of the switch element S3. The first terminal of the switch element S3 corresponds to the first input terminal of the overvoltage detection circuit 23, and the second terminal of the switch element S3 corresponds to the first output terminal of the overvoltage detection circuit 23. Hereinafter, the connection point between the first terminal of the switch element S3 and the first terminal of the capacitance element C3 will be referred to as a node N1. Further, the connection points of the second terminal of the switch element S3, the second terminal of the capacitance element C3, and the first terminal of the capacitance element C4 are referred to as nodes N2. The voltage of the node N1 corresponds to the output voltage V1 of the rectifier circuit 22, and the voltage of the node N2 corresponds to the output voltage V2 of the overvoltage detection circuit 23. The switch element S3 is, for example, a bipolar transistor or a MOSFET, but is not limited thereto. As the switch element S3, any element capable of opening and closing the circuit can be used.

容量素子C3は、第1端子と、第2端子と、を備える。容量素子C3の第1端子は、ノードN1に接続され、容量素子C3の第2端子は、ノードN2に接続される。すなわち、容量素子C3は、スイッチ素子S3と並列に接続される。 The capacitive element C3 includes a first terminal and a second terminal. The first terminal of the capacitance element C3 is connected to the node N1, and the second terminal of the capacitance element C3 is connected to the node N2. That is, the capacitance element C3 is connected in parallel with the switch element S3.

容量素子C4は、第1端子と、第2端子と、を備える。容量素子C4の第1端子は、ノードN2に接続され、容量素子C4の第2端子(低圧側端子)は、整流回路22の第2出力端子及び負荷3の第2端子に接続される。すなわち、容量素子C4は、負荷3と並列に接続される。容量素子C4の第2端子は、過電圧検出回路23の第2入力端子及び第2出力端子に相当する。以下、容量素子C4の第2端子、整流回路22、及び負荷3の接続点をノードN3と称する。ノードN3は、グランドに接続されてもよい。 The capacitive element C4 includes a first terminal and a second terminal. The first terminal of the capacitance element C4 is connected to the node N2, and the second terminal (low voltage side terminal) of the capacitance element C4 is connected to the second output terminal of the rectifier circuit 22 and the second terminal of the load 3. That is, the capacitive element C4 is connected in parallel with the load 3. The second terminal of the capacitive element C4 corresponds to the second input terminal and the second output terminal of the overvoltage detection circuit 23. Hereinafter, the connection point of the second terminal of the capacitance element C4, the rectifier circuit 22, and the load 3 will be referred to as a node N3. Node N3 may be connected to ground.

制御回路24は、過電圧を検出すると共に、スイッチ素子S3の開閉を制御することにより、出力電圧V2を抑制するとともに過電圧の検出結果を送電装置1に通知する回路である。制御回路24は、通常時にはスイッチ素子S3をオンにし、過電圧を検出するとスイッチ素子S3をオフにする。スイッチ素子S3をオフにすると、過電圧検出回路23の負荷容量が小さくなり、出力電圧V1が急激に上昇する。出力電圧V1が上昇すると、送電装置1が供給する交流電流I1が急激に増加する。したがって、送電装置1は、交流電流I1の大きさに基づいて、受電装置2で発生した過電圧を検出できる。 The control circuit 24 is a circuit that detects the overvoltage and controls the opening and closing of the switch element S3 to suppress the output voltage V2 and notify the power transmission device 1 of the overvoltage detection result. The control circuit 24 normally turns on the switch element S3, and turns off the switch element S3 when it detects an overvoltage. When the switch element S3 is turned off, the load capacitance of the overvoltage detection circuit 23 becomes small, and the output voltage V1 rises sharply. When the output voltage V1 rises, the alternating current I1 supplied by the power transmission device 1 sharply increases. Therefore, the power transmission device 1 can detect the overvoltage generated by the power receiving device 2 based on the magnitude of the alternating current I1.

なお、受電装置2の構成は、図1の例に限られない。例えば、受電装置2は、BluetoothやWi−Fiなどの所定の通信方式で送電装置1と無線通信するための無線通信モジュール、フィルタ回路、増幅回路などを備えてもよい。 The configuration of the power receiving device 2 is not limited to the example of FIG. For example, the power receiving device 2 may include a wireless communication module, a filter circuit, an amplifier circuit, or the like for wireless communication with the power transmission device 1 by a predetermined communication method such as Bluetooth or Wi-Fi.

負荷3は、受電装置2が非接触で受電した電力が供給される。負荷3は、第1端子と、第2端子と、を備える。負荷3の第1端子は、ノードN2に接続され、負荷3の第2端子は、ノードN3に接続される。負荷3は、例えば、IC(Integrated Circuit)、バッテリ、又はセンサであるが、これに限られない。 The load 3 is supplied with the electric power received by the power receiving device 2 in a non-contact manner. The load 3 includes a first terminal and a second terminal. The first terminal of the load 3 is connected to the node N2, and the second terminal of the load 3 is connected to the node N3. The load 3 is, for example, an IC (Integrated Circuit), a battery, or a sensor, but is not limited thereto.

次に、電力伝送システム100の動作について説明する。 Next, the operation of the power transmission system 100 will be described.

まず、送電装置1が非接触による送電を開始する。具体的には、制御回路14が、駆動回路12の駆動(スイッチ素子S1,S2の開閉制御)を開始する。これにより、所定の周波数を有する交流電流I1が共振回路11に供給される。共振回路11に交流電流I1が供給されると、コイルL1が交流電流I1と同一の周波数を有する交流磁界を発生させる。 First, the power transmission device 1 starts non-contact power transmission. Specifically, the control circuit 14 starts driving the drive circuit 12 (open / close control of the switch elements S1 and S2). As a result, an alternating current I1 having a predetermined frequency is supplied to the resonance circuit 11. When the alternating current I1 is supplied to the resonant circuit 11, the coil L1 generates an alternating magnetic field having the same frequency as the alternating current I1.

送電中の送電装置1に受電装置2が接近すると、コイルL2が交流磁界により交流電流を発生させ、当該交流電流が整流回路22に入力される。整流回路22は、交流電流が入力されると、当該交流電流を整流し、出力電圧V1を発生させる。過電圧検出回路23は、整流回路22から出力電圧V1が入力されると、出力電圧V1に応じた出力電圧V2を出力する。この出力電圧V2が負荷3に印加され、出力電圧V2に応じた電力が負荷3に供給される。 When the power receiving device 2 approaches the power transmitting device 1 during power transmission, the coil L2 generates an alternating current by an alternating magnetic field, and the alternating current is input to the rectifier circuit 22. When an alternating current is input, the rectifier circuit 22 rectifies the alternating current and generates an output voltage V1. When the output voltage V1 is input from the rectifier circuit 22, the overvoltage detection circuit 23 outputs the output voltage V2 corresponding to the output voltage V1. This output voltage V2 is applied to the load 3, and power corresponding to the output voltage V2 is supplied to the load 3.

ここで、過電圧検出回路23の動作について詳細に説明する。過電圧検出回路23のスイッチ素子S3は、出力電圧V2が出力されていない場合、受電装置2が受電を開始するまで、オフである。受電装置2が受電を開始すると、容量素子C3,C4が充電され、出力電圧V1,V2が上昇する。 Here, the operation of the overvoltage detection circuit 23 will be described in detail. When the output voltage V2 is not output, the switch element S3 of the overvoltage detection circuit 23 is off until the power receiving device 2 starts receiving power. When the power receiving device 2 starts receiving power, the capacitance elements C3 and C4 are charged, and the output voltages V1 and V2 rise.

制御回路24は、出力電圧V1が閾値電圧Vth2以上になると、スイッチ素子S3をオンにする。これにより、過電圧検出回路23の負荷容量から容量素子C3が除去され、負荷容量が大きくなる。閾値電圧Vth2は、閾値電圧Vth1より低く設定される。 The control circuit 24 turns on the switch element S3 when the output voltage V1 becomes the threshold voltage Vth2 or more. As a result, the capacitance element C3 is removed from the load capacitance of the overvoltage detection circuit 23, and the load capacitance becomes large. The threshold voltage Vth2 is set lower than the threshold voltage Vth1.

以降、整流回路22及び過電圧検出回路23から、負荷3に応じた出力電圧V1,V2がそれぞれ出力される。出力電圧V2は、スイッチ素子S3がオンである間、出力電圧V1に伴って変動する。 After that, the output voltages V1 and V2 corresponding to the load 3 are output from the rectifier circuit 22 and the overvoltage detection circuit 23, respectively. The output voltage V2 fluctuates with the output voltage V1 while the switch element S3 is on.

受電装置2の受電中に負荷3が変動し、出力電圧V2が閾値電圧Vth1以上になる(過電圧が検出される)と、制御回路24は、スイッチ素子S3をオフにする。 When the load 3 fluctuates while the power receiving device 2 is receiving power and the output voltage V2 becomes the threshold voltage Vth1 or more (overvoltage is detected), the control circuit 24 turns off the switch element S3.

スイッチ素子S3がオフになると、容量素子C3が容量素子C4に直列に接続されることにより、過電圧検出回路23の負荷容量が小さくなり、出力電圧V1が急激に上昇する。出力電圧V1が上昇すると、共振回路21の交流電圧が上昇し、送電装置1が供給する交流電流I1が急激に増加する。この際、負荷3に出力される出力電圧V2は、容量素子C3,C4の容量比に応じて出力電圧V1よりも緩やかに上昇するため、負荷側への過電圧は抑制される。なお、容量素子C3の容量は、容量素子C4の容量よりも小さくなるように設定されている。 When the switch element S3 is turned off, the capacitance element C3 is connected in series with the capacitance element C4, so that the load capacitance of the overvoltage detection circuit 23 becomes small and the output voltage V1 rises sharply. When the output voltage V1 rises, the AC voltage of the resonance circuit 21 rises, and the AC current I1 supplied by the power transmission device 1 sharply increases. At this time, the output voltage V2 output to the load 3 rises more slowly than the output voltage V1 according to the capacitance ratio of the capacitance elements C3 and C4, so that the overvoltage to the load side is suppressed. The capacitance of the capacitance element C3 is set to be smaller than the capacitance of the capacitance element C4.

送電装置1の制御回路14は、交流電流I1が閾値電流Ith以上になったこと(例えば、交流電流I1に対応する電圧が閾値電流Ithに対応する閾値電圧以上になったこと)を検出すると、受電装置2で過電圧が発生したと判断する。制御回路14は、受電装置2で過電圧が発生したと判断した場合、例えば、スイッチ素子S1,S2の少なくとも一方をオフにし、コイルL1からコイルL2への送電を停止する。なお、送電装置1は、送電を停止する代わりに、送電周波数の変更や電源13の電圧を低下させることにより、受電装置2への電力の供給量を減らしてもよい。 When the control circuit 14 of the power transmission device 1 detects that the AC current I1 is equal to or higher than the threshold current Is (for example, the voltage corresponding to the AC current I1 is equal to or higher than the threshold voltage corresponding to the threshold current Is), It is determined that an overvoltage has occurred in the power receiving device 2. When the control circuit 14 determines that an overvoltage has occurred in the power receiving device 2, for example, at least one of the switch elements S1 and S2 is turned off, and power transmission from the coil L1 to the coil L2 is stopped. Instead of stopping the power transmission, the power transmission device 1 may reduce the amount of power supplied to the power receiving device 2 by changing the power transmission frequency or lowering the voltage of the power supply 13.

送電装置1からの送電が抑制されると、受電装置2の出力電圧V1,V2は低下する。よって、送電装置1から受電装置2への過送電による過電圧又は過電流から受電装置2を保護できる。なお、送電の抑制には、送電の停止が含まれてもよい(他の説明箇所でも同様である)。 When the power transmission from the power transmission device 1 is suppressed, the output voltages V1 and V2 of the power receiving device 2 decrease. Therefore, the power receiving device 2 can be protected from overvoltage or overcurrent due to overtransmission from the power transmitting device 1 to the power receiving device 2. It should be noted that the suppression of power transmission may include the suspension of power transmission (the same applies to other explanations).

以上説明した通り、一実施形態における受電装置2は、過電圧を検出すると、スイッチ素子S3をオフにし、過電圧検出回路23の負荷容量を小さくし、負荷3に出力される出力電圧V2を閾値電圧Vth1以上にならないように抑制する。そして、受電装置2は、出力電圧V1を上昇させ、交流電流I1を増大させることにより、過電圧の発生を送電装置1に通知する。これにより、受電装置2は、過電圧の発生を送電装置1に瞬時に(無線通信の通信間隔より短い時間で)通知できる。この結果、送電装置1は、受電装置2で過電圧が発生した場合、迅速に送電を抑制し、受電装置2における過電圧の発生を抑制できる。 As described above, when the power receiving device 2 in one embodiment detects an overvoltage, the switch element S3 is turned off, the load capacitance of the overvoltage detection circuit 23 is reduced, and the output voltage V2 output to the load 3 is set to the threshold voltage Vth1. Suppress so that it does not exceed the above. Then, the power receiving device 2 notifies the power transmission device 1 of the occurrence of the overvoltage by increasing the output voltage V1 and increasing the AC current I1. As a result, the power receiving device 2 can instantly notify the power transmission device 1 of the occurrence of overvoltage (in a time shorter than the communication interval of wireless communication). As a result, when an overvoltage is generated in the power receiving device 2, the power transmission device 1 can quickly suppress the power transmission and suppress the generation of the overvoltage in the power receiving device 2.

次に、一実施形態における送電装置1の一構成例について説明する。 Next, one configuration example of the power transmission device 1 in one embodiment will be described.

送電装置1は、コイルL1と、制御回路14と、を備える。コイルL1は、受電装置2へ非接触で送電する送電コイルである。制御回路14は、コイルL1に流れる過電流(過大な交流電流I1)が検出されると、コイルL1から受電装置2への送電を抑制する保護回路130(図2参照。詳細は後述。)を有する。保護回路130は、コイルL1から受電装置2への送電を抑制することで、受電装置2を過送電による過電圧又は過電流から保護する。 The power transmission device 1 includes a coil L1 and a control circuit 14. The coil L1 is a power transmission coil that transmits power to the power receiving device 2 in a non-contact manner. The control circuit 14 provides a protection circuit 130 (see FIG. 2, details described later) that suppresses power transmission from the coil L1 to the power receiving device 2 when an overcurrent (excessive alternating current I1) flowing through the coil L1 is detected. Have. The protection circuit 130 protects the power receiving device 2 from overvoltage or overcurrent due to overtransmission by suppressing power transmission from the coil L1 to the power receiving device 2.

図1において、保護回路130が送電装置1から受電装置2への非接触での送電を抑制すると、受電装置2側で発生する電圧(受電側電圧)は低下するので、保護回路130は受電装置2を過送電による過電圧又は過電流から保護できる。受電側電圧は、例えば、出力電圧V1又は出力電圧V2である。受電側電圧が低下しすぎると、負荷3が停止するなどの負荷3の動作に影響が出るため、受電側電圧が低下しすぎる前に、送電装置1から受電装置2への送電の抑制を解除する必要がある。 In FIG. 1, when the protection circuit 130 suppresses non-contact power transmission from the power transmission device 1 to the power reception device 2, the voltage generated on the power reception device 2 side (power reception side voltage) decreases, so that the protection circuit 130 is a power reception device. 2 can be protected from overvoltage or overcurrent due to overtransmission. The power receiving side voltage is, for example, an output voltage V1 or an output voltage V2. If the power receiving side voltage drops too much, the operation of the load 3 such as the load 3 stopping will be affected. Therefore, before the power receiving side voltage drops too much, the suppression of power transmission from the power transmitting device 1 to the power receiving device 2 is released. There is a need to.

しかしながら、送電装置1から受電装置2への送電の抑制を解除するタイミングによっては、受電装置2に効率良く送電できない場合がある。例えば、送電装置1から受電装置2への送電の抑制を解除するタイミングが遅すぎると、受電装置2が必要とする電力が不足するおそれがある。逆に、送電装置1から受電装置2への送電の抑制を解除するタイミングが早すぎると、送電装置1から受電装置2に必要以上の電力が送電されるおそれがある。 However, depending on the timing at which the suppression of power transmission from the power transmission device 1 to the power reception device 2 is released, it may not be possible to efficiently transmit power to the power reception device 2. For example, if the timing of releasing the suppression of power transmission from the power transmitting device 1 to the power receiving device 2 is released too late, the power required by the power receiving device 2 may be insufficient. On the contrary, if the timing of releasing the suppression of power transmission from the power transmission device 1 to the power reception device 2 is too early, there is a possibility that more power than necessary is transmitted from the power transmission device 1 to the power reception device 2.

また、負荷3の重さ(つまり、負荷3の抵抗値)が変わると、受電側電圧の低下速度も時定数の違いにより変わるので、送電装置1から受電装置2への送電の抑制を解除するタイミングによっては、受電側電圧が過大又は過小になる場合がある。例えば、負荷3が重い(つまり、負荷3の抵抗値が小さい)場合、送電装置1から受電装置2への送電の抑制を解除するタイミングが遅すぎると、受電側電圧が低下しすぎるおそれがある。逆に、負荷3が軽い(つまり、負荷3の抵抗値が大きい)場合、送電装置1から受電装置2への送電の抑制を解除するタイミングが早すぎると、解除時の受電側電圧が高すぎるおそれがある。つまり、負荷3が比較的重い状態では、送電の抑制を素早く解除することが求められる一方、負荷3が比較的軽い状態では、送電の抑制の解除は、負荷3が重い状態に比べて遅くてもよい。 Further, when the weight of the load 3 (that is, the resistance value of the load 3) changes, the rate of decrease of the power receiving side voltage also changes due to the difference in the time constant, so that the suppression of power transmission from the power transmitting device 1 to the power receiving device 2 is released. Depending on the timing, the power receiving side voltage may become excessive or too small. For example, when the load 3 is heavy (that is, the resistance value of the load 3 is small), if the timing of releasing the suppression of power transmission from the power transmission device 1 to the power receiving device 2 is too late, the voltage on the power receiving side may drop too much. .. On the contrary, when the load 3 is light (that is, the resistance value of the load 3 is large), if the timing of releasing the suppression of power transmission from the power transmission device 1 to the power receiving device 2 is too early, the voltage on the receiving side at the time of releasing is too high. There is a risk. That is, when the load 3 is relatively heavy, it is required to quickly release the suppression of power transmission, while when the load 3 is relatively light, the suppression of power transmission is released later than when the load 3 is heavy. May be good.

受電装置2が送電装置1から受電する電力は、送電装置1と受電装置2との間における間隙距離や中心位置などの位置関係がずれるたびに変動しうる。そのため、負荷3が軽くなるほど、受電装置2及び負荷3が必要とする電力は小さくなるので、送電装置1から受電装置2への過送電(受電装置2及び負荷3が必要とする電力よりも過剰な電力が供給されること)が起こりやすくなる。したがって、負荷3が軽くなるほど、コイルL1に流れる過電流が検出される頻度(つまり、送電を抑制する頻度)は高くなる。逆に、負荷3が重くなるほど、受電装置2及び負荷3が必要とする電力は大きくなるので、送電装置1から受電装置2への過送電が起こりにくくなる。したがって、負荷3が重くなるほど、コイルL1に流れる過電流が検出される頻度(つまり、送電を抑制する頻度)は低くなる。 The electric power received by the power receiving device 2 from the power transmitting device 1 may fluctuate each time the positional relationship such as the gap distance and the center position between the power transmitting device 1 and the power receiving device 2 deviates. Therefore, as the load 3 becomes lighter, the power required by the power receiving device 2 and the load 3 becomes smaller, so that the power is excessively transmitted from the power transmitting device 1 to the power receiving device 2 (excessive power required by the power receiving device 2 and the load 3). Power supply) is likely to occur. Therefore, the lighter the load 3, the higher the frequency with which the overcurrent flowing through the coil L1 is detected (that is, the frequency with which power transmission is suppressed). On the contrary, as the load 3 becomes heavier, the electric power required by the power receiving device 2 and the load 3 increases, so that overtransmission from the power transmitting device 1 to the power receiving device 2 is less likely to occur. Therefore, the heavier the load 3, the lower the frequency with which the overcurrent flowing through the coil L1 is detected (that is, the frequency with which power transmission is suppressed).

本開示に係る保護回路130は、送電を抑制する頻度に応じて、送電を抑制してからその送電の抑制を解除するまでの時間(以下、"時間T"ともいう)を変化させる。これにより、保護回路130は、負荷3の重さに応じた適切なタイミングで送電の抑制を解除できるので、受電装置2に効率良く送電できる。 The protection circuit 130 according to the present disclosure changes the time from suppressing the power transmission to releasing the suppression of the power transmission (hereinafter, also referred to as "time T") according to the frequency of suppressing the power transmission. As a result, the protection circuit 130 can release the suppression of power transmission at an appropriate timing according to the weight of the load 3, so that power can be efficiently transmitted to the power receiving device 2.

例えば、保護回路130は、送電を抑制する頻度が低いほど時間Tを短くすることで、負荷3が比較的重い状態(重負荷状態)において、受電装置2が必要とする電力不足や受電側電圧の過度の低下を抑制できる。逆に、保護回路130は、送電を抑制する頻度が高いほど時間Tを長くすることで、負荷3が比較的軽い状態(軽負荷状態)において、送電装置1から受電装置2への過大な送電電力や解除時の過大な受電側電圧を抑制できる。このように、保護回路130は、送電を抑制する頻度が低い場合、送電を抑制する頻度が高い場合に比べて、時間Tを短くすることにより、受電装置2に効率良く送電できる。 For example, the protection circuit 130 shortens the time T as the frequency of suppressing power transmission is reduced, so that when the load 3 is relatively heavy (heavy load state), the power shortage and the power receiving side voltage required by the power receiving device 2 are insufficient. It is possible to suppress an excessive decrease in power. On the contrary, the protection circuit 130 lengthens the time T as the frequency of suppressing power transmission increases, so that excessive power transmission from the power transmission device 1 to the power receiving device 2 in a state where the load 3 is relatively light (light load state). It is possible to suppress the power and the excessive voltage on the receiving side at the time of release. As described above, the protection circuit 130 can efficiently transmit power to the power receiving device 2 by shortening the time T when the frequency of suppressing power transmission is low as compared with the case where the frequency of suppressing power transmission is high.

次に、送電装置の一構成例について説明する。 Next, an example of one configuration of the power transmission device will be described.

図2は、送電装置の一構成例を示す図である。図2に示す送電装置1は、共振回路11、駆動回路12、プリドライバ110及び保護回路130を備える。 FIG. 2 is a diagram showing a configuration example of a power transmission device. The power transmission device 1 shown in FIG. 2 includes a resonance circuit 11, a drive circuit 12, a pre-driver 110, and a protection circuit 130.

共振回路11は、容量素子C1とコイルL1とが直列に接続される回路を有するが、所望の共振状態が形成される場合には、容量素子C1は無くてもよいし、他の回路形態でもよい。 The resonance circuit 11 has a circuit in which the capacitance element C1 and the coil L1 are connected in series, but when a desired resonance state is formed, the capacitance element C1 may be omitted, or other circuit forms may be used. Good.

駆動回路12は、コイルL1を駆動する回路であり、本例では、スイッチ素子S1とスイッチ素子S2とが直列に接続されるハーフブリッジ回路である。しかしながら、駆動回路12は、4つのスイッチ素子がH型に接続されるフルブリッジ回路でもよいし、他の駆動形式のブリッジ回路でもよい。 The drive circuit 12 is a circuit that drives the coil L1. In this example, the drive circuit 12 is a half-bridge circuit in which the switch element S1 and the switch element S2 are connected in series. However, the drive circuit 12 may be a full bridge circuit in which four switch elements are connected in an H shape, or a bridge circuit of another drive type.

プリドライバ110は、イネーブル信号Fが入力されるイネーブル端子111を有し、駆動回路12の動作を制御する集積回路である。イネーブル信号Fは、保護回路130の外部から供給される電力制御信号Eと保護回路130による過電流の検出結果とに基づいて、後述の信号生成部80により生成される。イネーブル信号Fは、送電の抑制を制御する制御信号の一例である。プリドライバ110は、スイッチ素子S1,S2がMOSFETの場合、スイッチ素子S1,S2のそれぞれのゲートを駆動するゲートドライバである。プリドライバ110は、イネーブル信号Fに基づいて、コイルL1から受電装置2への送電を抑制するか否かを駆動回路12の動作を制御することにより切り替える。 The pre-driver 110 is an integrated circuit that has an enable terminal 111 to which an enable signal F is input and controls the operation of the drive circuit 12. The enable signal F is generated by the signal generation unit 80 described later based on the power control signal E supplied from the outside of the protection circuit 130 and the detection result of the overcurrent by the protection circuit 130. The enable signal F is an example of a control signal that controls suppression of power transmission. The pre-driver 110 is a gate driver that drives the respective gates of the switch elements S1 and S2 when the switch elements S1 and S2 are MOSFETs. The pre-driver 110 switches whether or not to suppress power transmission from the coil L1 to the power receiving device 2 by controlling the operation of the drive circuit 12 based on the enable signal F.

プリドライバ110は、イネーブル端子111に入力されるイネーブル信号Fがネゲート(例えば、ローレベル)になると、駆動回路12のスイッチング動作を停止させ、コイルL1から受電装置2への送電を抑制する。 When the enable signal F input to the enable terminal 111 becomes negate (for example, low level), the predriver 110 stops the switching operation of the drive circuit 12 and suppresses power transmission from the coil L1 to the power receiving device 2.

一方、プリドライバ110は、イネーブル端子111に入力されるイネーブル信号Fがアサート(例えば、ハイレベル)になると、コイルL1から受電装置2への送電の抑制を解除する。プリドライバ110は、コイルL1から受電装置2への送電の抑制を解除した状態では、周波数制御信号Jにより制御される駆動周波数(スイッチング周波数)で、駆動回路12のスイッチング動作を制御して、コイルL1から送電する。 On the other hand, when the enable signal F input to the enable terminal 111 becomes asserted (for example, high level), the predriver 110 releases the suppression of power transmission from the coil L1 to the power receiving device 2. The predriver 110 controls the switching operation of the drive circuit 12 with the drive frequency (switching frequency) controlled by the frequency control signal J in a state where the suppression of power transmission from the coil L1 to the power receiving device 2 is released, and the coil Power is transmitted from L1.

送電装置1は、駆動回路12の駆動周波数を制御する周波数制御信号Jをプリドライバ110に供給する制御部を備えてもよい。 The power transmission device 1 may include a control unit that supplies a frequency control signal J for controlling the drive frequency of the drive circuit 12 to the pre-driver 110.

図3は、制御部の一構成例を示す図である。図3に示す制御部120は、周波数制御信号J及び電力制御信号Eを出力し、頻度出力信号Gが入力される。周波数制御信号Jは、駆動回路12の駆動周波数を制御する信号である。電力制御信号Eは、送電における送電電力の大きさを制御する信号である。頻度出力信号Gは、保護回路130が送電を抑制する頻度に応じて変化する信号であり、保護回路130から供給される。 FIG. 3 is a diagram showing a configuration example of the control unit. The control unit 120 shown in FIG. 3 outputs the frequency control signal J and the power control signal E, and the frequency output signal G is input. The frequency control signal J is a signal for controlling the drive frequency of the drive circuit 12. The power control signal E is a signal that controls the magnitude of the transmitted power in power transmission. The frequency output signal G is a signal that changes according to the frequency with which the protection circuit 130 suppresses power transmission, and is supplied from the protection circuit 130.

制御部120は、例えば、プロセッサ124、メモリ125、第1PWM(Pulse Width Modulation)モジュール121、第2PWMモジュール122及びAD(Analog to Digital)コンバータ123を備えるマイクロコンピュータである。 The control unit 120 is, for example, a microcomputer including a processor 124, a memory 125, a first PWM (Pulse Width Modulation) module 121, a second PWM module 122, and an AD (Analog to Digital) converter 123.

第1PWMモジュール121は、プロセッサ124による演算処理に基づいて、デューティ比が一定(例えば、50%)で周波数が可変のPWM信号である周波数制御信号Jを生成する。第1PWMモジュール121は、共振回路11を所望の共振周波数で共振させる駆動周波数で駆動回路12がスイッチング動作するように、周波数制御信号Jの周波数を変化させる。 The first PWM module 121 generates a frequency control signal J, which is a PWM signal having a constant duty ratio (for example, 50%) and a variable frequency, based on arithmetic processing by the processor 124. The first PWM module 121 changes the frequency of the frequency control signal J so that the drive circuit 12 switches at a drive frequency that causes the resonance circuit 11 to resonate at a desired resonance frequency.

第2PWMモジュール122は、プロセッサ124による演算処理に基づいて、デューティ比が可変で周波数が一定のPWM信号である電力制御信号Eを生成する。電力制御信号Eは、周波数制御信号Jの周波数よりも低い周波数を有し、周波数制御信号Jとは非同期の信号である。第2PWMモジュール122は、無線通信を介して受電装置2から受信した電力要求に基づいて、電力制御信号Eのデューティ比を変化させる。第2PWMモジュール122は、受電装置2からの電力要求値に応じたデューティ比に電力制御信号Eのデューティ比を調整し、受電装置2からの電力要求が無ければ、電力制御信号Eのデューティ比を最小にする。 The second PWM module 122 generates a power control signal E which is a PWM signal having a variable duty ratio and a constant frequency based on arithmetic processing by the processor 124. The power control signal E has a frequency lower than the frequency of the frequency control signal J, and is a signal asynchronous with the frequency control signal J. The second PWM module 122 changes the duty ratio of the power control signal E based on the power request received from the power receiving device 2 via wireless communication. The second PWM module 122 adjusts the duty ratio of the power control signal E to the duty ratio according to the power request value from the power receiving device 2, and if there is no power request from the power receiving device 2, the duty ratio of the power control signal E is adjusted. Minimize.

制御部120の各機能は、メモリ125に読み出し可能に記憶されるプログラムによってCPU(Central Processing Unit)等のプロセッサ124が動作することにより実現される。 Each function of the control unit 120 is realized by operating a processor 124 such as a CPU (Central Processing Unit) by a program readable and stored in the memory 125.

図2において、保護回路130は、保護回路130が送電を停止させる頻度に応じて、送電を停止させてからその送電の停止を解除するまでの時間Tを変化させる。この例では、保護回路130は、駆動回路12の動作を保護回路130が停止させる頻度に応じて、駆動回路12の動作を停止させてから駆動回路12の動作の停止を解除するまでの時間Tを変化させる。 In FIG. 2, the protection circuit 130 changes the time T from the stop of the power transmission to the release of the stop of the power transmission according to the frequency with which the protection circuit 130 stops the power transmission. In this example, the protection circuit 130 has a time T from stopping the operation of the drive circuit 12 to releasing the stop of the operation of the drive circuit 12, depending on the frequency with which the protection circuit 130 stops the operation of the drive circuit 12. To change.

保護回路130は、電流検出部30、ピークホールド部40、比較部70、信号生成部80、閾値設定回路60、時間調整回路50及び頻度出力部90を有する。 The protection circuit 130 includes a current detection unit 30, a peak hold unit 40, a comparison unit 70, a signal generation unit 80, a threshold value setting circuit 60, a time adjustment circuit 50, and a frequency output unit 90.

電流検出部30は、コイルL1に流れる交流電流I1の大きさに応じて変化する電流検出信号Aを出力する回路であり、交流電流I1を、電流−電圧変換することによって、電流検出信号Aの電圧として検出する。電流検出部30は、例えば、抵抗素子31と容量素子32とが直列に接続される直列回路と、容量素子32に並列に接続されるダイオード33とを有する。抵抗素子31と容量素子32との直列回路は、コイルL1に並列に接続され、ダイオード33のカソードは、抵抗素子31と容量素子32との中間接続点に接続される。電流検出信号Aの電圧は、容量素子32の両端電圧に相当し、正弦波状に周期的に変動する。 The current detection unit 30 is a circuit that outputs a current detection signal A that changes according to the magnitude of the alternating current I1 flowing through the coil L1. By converting the alternating current I1 into a current and a voltage, the current detection signal A Detect as voltage. The current detection unit 30 includes, for example, a series circuit in which the resistance element 31 and the capacitance element 32 are connected in series, and a diode 33 in which the capacitance element 32 is connected in parallel. The series circuit of the resistance element 31 and the capacitance element 32 is connected in parallel to the coil L1, and the cathode of the diode 33 is connected to the intermediate connection point between the resistance element 31 and the capacitance element 32. The voltage of the current detection signal A corresponds to the voltage across the capacitive element 32 and fluctuates periodically in a sinusoidal manner.

ピークホールド部40は、電流検出信号Aのピーク値をホールドする回路であり、負帰還の作用により、電流検出信号Aの正のピーク値をコンデンサ47にホールドして電圧信号Bとして出力する。図2に示すピークホールド部40は、抵抗43,44と、オペアンプ41,42と、ダイオード45,46と、コンデンサ47とを有する周知の回路である。ピークホールド部40は、電流検出信号Aのピーク値をオペアンプ41により検出し、検出したピーク値をオペアンプ42を介してコンデンサ47にホールドする。オペアンプ42は、バッファとして機能する。 The peak hold unit 40 is a circuit that holds the peak value of the current detection signal A, and holds the positive peak value of the current detection signal A in the capacitor 47 by the action of negative feedback and outputs it as a voltage signal B. The peak hold portion 40 shown in FIG. 2 is a well-known circuit having resistors 43 and 44, operational amplifiers 41 and 42, diodes 45 and 46, and a capacitor 47. The peak hold unit 40 detects the peak value of the current detection signal A by the operational amplifier 41, and holds the detected peak value in the capacitor 47 via the operational amplifier 42. The operational amplifier 42 functions as a buffer.

比較部70は、ピークホールド部40にホールドされたピーク値に対応する電圧信号Bを閾値Cと比較し、その比較結果を表す2値の過電流検出信号Dを出力する。比較部70は、抵抗71,72と、コンパレータ73とを有する。閾値Cは、閾値設定回路60により生成される閾値設定電圧が抵抗71,72により分圧された電圧である。比較部70は、非反転入力端子に入力される電圧信号Bと反転入力端子に入力される閾値Cとを比較し、電圧信号Bが閾値Cを超えると、駆動回路12の動作を強制的に停止させるためのハイレベルの過電流検出信号Dを出力する。ハイレベルの過電流検出信号Dは、受電装置2での過電圧の発生によって、コイルL1に流れる過電流が検出されたことを表す。 The comparison unit 70 compares the voltage signal B corresponding to the peak value held by the peak hold unit 40 with the threshold value C, and outputs a binary overcurrent detection signal D representing the comparison result. The comparison unit 70 has resistors 71 and 72 and a comparator 73. The threshold value C is a voltage obtained by dividing the threshold value setting voltage generated by the threshold value setting circuit 60 by the resistors 71 and 72. The comparison unit 70 compares the voltage signal B input to the non-inverting input terminal with the threshold C input to the inverting input terminal, and when the voltage signal B exceeds the threshold C, the comparison unit 70 forcibly operates the drive circuit 12. A high-level overcurrent detection signal D for stopping is output. The high-level overcurrent detection signal D indicates that the overcurrent flowing through the coil L1 has been detected due to the generation of the overvoltage in the power receiving device 2.

信号生成部80は、送電電力の大きさを調整する電力制御信号Eと過電流の検出結果を表す過電流検出信号Dとに基づいて、イネーブル信号Fを生成する。信号生成部80は、抵抗81,84,85、ショットキーバリアダイオード82、トランジスタ83を有する。過電流検出信号Dがハイレベルになると、トランジスタ83はオンになるので、イネーブル信号Fは、電力制御信号Eの論理レベルに関係なく、ローレベルになる。プリドライバ110は、イネーブル信号Fがローレベルになることで、駆動回路12の動作を強制的に停止させ、送電を停止させる。 The signal generation unit 80 generates an enable signal F based on the power control signal E that adjusts the magnitude of the transmitted power and the overcurrent detection signal D that represents the overcurrent detection result. The signal generation unit 80 includes resistors 81, 84, 85, a Schottky barrier diode 82, and a transistor 83. When the overcurrent detection signal D becomes high level, the transistor 83 is turned on, so that the enable signal F becomes low level regardless of the logic level of the power control signal E. The pre-driver 110 forcibly stops the operation of the drive circuit 12 and stops the power transmission when the enable signal F becomes low level.

また、信号生成部80のトランジスタ83がオンし、イネーブル信号Fがローレベルになると、閾値設定回路60のトランジスタ61は、オフになる。 Further, when the transistor 83 of the signal generation unit 80 is turned on and the enable signal F becomes low level, the transistor 61 of the threshold setting circuit 60 is turned off.

閾値設定回路60は、イネーブル信号Fに基づいて、閾値Cを上下させる。閾値設定回路60は、トランジスタ61、抵抗62〜64,66及びシャントダイオード65を有する。トランジスタ61がオンからオフになることで、シャントダイオード65により生成される閾値設定電圧は、低下するので、閾値Cも低下する。つまり、コンパレータ73から出力される過電流検出信号Dがハイレベルになると、トランジスタ61がオフすることで、閾値Cが低下するので、過電流検出信号Dは、ハイレベルに維持される。 The threshold value setting circuit 60 raises or lowers the threshold value C based on the enable signal F. The threshold setting circuit 60 includes a transistor 61, resistors 62 to 64, 66, and a shunt diode 65. When the transistor 61 is turned from on to off, the threshold setting voltage generated by the shunt diode 65 is lowered, so that the threshold C is also lowered. That is, when the overcurrent detection signal D output from the comparator 73 reaches a high level, the transistor 61 is turned off and the threshold value C is lowered, so that the overcurrent detection signal D is maintained at a high level.

過電流検出信号Dがハイレベルになることにより、駆動回路12の動作が停止し、コイルL1に流れる電流が零になる。これにより、ピークホールド部40から出力される電圧信号Bの電圧は、トランジスタ55(可変抵抗として機能する)と放電抵抗56とコンデンサ47との時定数により、緩やかに減少する。 When the overcurrent detection signal D becomes high level, the operation of the drive circuit 12 is stopped, and the current flowing through the coil L1 becomes zero. As a result, the voltage of the voltage signal B output from the peak hold unit 40 gradually decreases due to the time constants of the transistor 55 (which functions as a variable resistor), the discharge resistor 56, and the capacitor 47.

減少する電圧信号Bの電圧が、閾値Cよりも低下すると、コンパレータ73から出力される過電流検出信号Dがローレベルになるので、トランジスタ83はオフする。よって、イネーブル信号Fはハイレベルになり、駆動回路12の動作が再開する。このとき、イネーブル信号Fがハイレベルになると、閾値設定回路60のトランジスタ61は、オンになるので、シャントダイオード65により生成される閾値設定電圧は上昇し、閾値Cも上昇する。つまり、コンパレータ73から出力される過電流検出信号Dがローレベルになると、トランジスタ61がオンすることで、閾値Cが上昇するので、過電流検出信号Dは、ローレベルに維持される。 When the voltage of the decreasing voltage signal B becomes lower than the threshold value C, the overcurrent detection signal D output from the comparator 73 becomes low level, so that the transistor 83 is turned off. Therefore, the enable signal F becomes a high level, and the operation of the drive circuit 12 resumes. At this time, when the enable signal F becomes high level, the transistor 61 of the threshold value setting circuit 60 is turned on, so that the threshold value setting voltage generated by the shunt diode 65 rises and the threshold value C also rises. That is, when the overcurrent detection signal D output from the comparator 73 becomes low level, the threshold value C rises when the transistor 61 is turned on, so that the overcurrent detection signal D is maintained at low level.

このように、イネーブル信号Fの論理レベルは、保護回路130が送電を抑制する保護動作時には、ローレベルとなり、保護回路130が送電の抑制を解除する保護非作動時には、ハイレベルとなる。このように、保護動作の有無に応じてローレベルとハイレベルを繰り返すイネーブル信号Fをローパスフィルタにより平滑化することで、送電を抑制する頻度が低いほど電圧が高くなる信号(この例では、頻度検出信号H)を生成できる。 As described above, the logic level of the enable signal F becomes a low level when the protection circuit 130 suppresses the power transmission and becomes a high level when the protection circuit 130 releases the power transmission suppression. In this way, by smoothing the enable signal F, which repeats low level and high level depending on the presence or absence of protection operation, by a low-pass filter, a signal whose voltage increases as the frequency of suppressing power transmission decreases (in this example, frequency). The detection signal H) can be generated.

時間調整回路50は、イネーブル信号Fに基づいて、時間Tの長さを調整する。この例では、時間調整回路50は、イネーブル信号Fを平滑化することによって頻度検出信号Hを生成し、頻度検出信号Hの電圧の大きさに応じてコンデンサ47を放電させる速度を変えることで、時間Tの長さを調整する。時間調整回路50は、送電を抑制する頻度を検出する頻度検出部57と、時間Tの長さを調整する時間調整部58とを有する。 The time adjustment circuit 50 adjusts the length of the time T based on the enable signal F. In this example, the time adjustment circuit 50 generates the frequency detection signal H by smoothing the enable signal F, and changes the speed at which the capacitor 47 is discharged according to the magnitude of the voltage of the frequency detection signal H. Adjust the length of time T. The time adjustment circuit 50 includes a frequency detection unit 57 that detects the frequency of suppressing power transmission, and a time adjustment unit 58 that adjusts the length of the time T.

頻度検出部57は、比較部70による過電流の検出結果に応じて変化するイネーブル信号Fに基づいて、送電を抑制する頻度に応じて変化する頻度検出信号Hを出力する回路である。頻度検出部57は、イネーブル信号Fを平滑化することによって、頻度検出信号Hを出力する。頻度検出部57は、例えば、フィルタ抵抗51とフィルタコンデンサ52とを有するローパスフィルタと、抵抗53,54とを有する分圧回路とを備える。頻度検出部57は、イネーブル信号Fをローパスフィルタにより平滑化し、平滑化されたイネーブル信号Fを分圧回路により分圧することで頻度検出信号Hを出力する。 The frequency detection unit 57 is a circuit that outputs a frequency detection signal H that changes according to the frequency of suppressing power transmission based on the enable signal F that changes according to the detection result of the overcurrent by the comparison unit 70. The frequency detection unit 57 outputs the frequency detection signal H by smoothing the enable signal F. The frequency detection unit 57 includes, for example, a low-pass filter having a filter resistor 51 and a filter capacitor 52, and a voltage dividing circuit having resistors 53 and 54. The frequency detection unit 57 outputs the frequency detection signal H by smoothing the enable signal F with a low-pass filter and dividing the smoothed enable signal F with a voltage dividing circuit.

時間調整部58は、頻度検出信号Hに応じて、時間Tの長さを調整する回路である。時間調整部58は、可変抵抗として機能するトランジスタ55と、コンデンサ47を放電させる放電抵抗56とを有する。時間調整部58は、ピークホールド部40のコンデンサ47にホールドされたピーク値(電圧信号B)を変化させる速度(降下速度)を頻度検出信号Hに応じて変更することで、時間Tの長さを調整する。電圧信号Bを降下させる速度は、コンデンサ47を放電させる速度を表す。 The time adjustment unit 58 is a circuit that adjusts the length of the time T according to the frequency detection signal H. The time adjusting unit 58 has a transistor 55 that functions as a variable resistor and a discharge resistor 56 that discharges the capacitor 47. The time adjusting unit 58 changes the speed (falling speed) of changing the peak value (voltage signal B) held by the capacitor 47 of the peak holding unit 40 according to the frequency detection signal H, so that the length of the time T is long. To adjust. The speed at which the voltage signal B is lowered represents the speed at which the capacitor 47 is discharged.

頻度出力部90は、イネーブル信号Fを平滑化することで、送電を抑制する頻度に応じて変化する頻度出力信号Gを出力する回路である。頻度出力部90は、例えば、フィルタ抵抗91とフィルタコンデンサ92とのフィルタ回路と、当該フィルタ回路により平滑化されたイネーブル信号Fを頻度出力信号Gとして出力する出力抵抗93とを有する。 The frequency output unit 90 is a circuit that outputs a frequency output signal G that changes according to the frequency of suppressing power transmission by smoothing the enable signal F. The frequency output unit 90 has, for example, a filter circuit of a filter resistor 91 and a filter capacitor 92, and an output resistor 93 that outputs an enable signal F smoothed by the filter circuit as a frequency output signal G.

図4は、送電装置の各部の波形を例示するタイミングチャートである。交流電流I1が流れると、振幅が周期的に変化する電流検出信号Aが交流電流I1の位相に同期して発生する。電流検出信号Aの下限値がグランドよりも若干低いのは、ダイオード33が原因である。電圧信号Bは、正弦波状の電流検出信号Aのピーク値を捉えて、その値がクランプされる。なお、図4は、電圧信号Bが降下する状況を示していない略図である。 FIG. 4 is a timing chart illustrating the waveforms of each part of the power transmission device. When the alternating current I1 flows, a current detection signal A whose amplitude changes periodically is generated in synchronization with the phase of the alternating current I1. The lower limit of the current detection signal A is slightly lower than the ground due to the diode 33. The voltage signal B captures the peak value of the sinusoidal current detection signal A, and the value is clamped. Note that FIG. 4 is a schematic diagram showing a situation in which the voltage signal B drops.

図5は、軽負荷時に送電の抑制とその解除を繰り返す状態を例示するタイミングチャートである。図6は、重負荷時に送電の抑制とその解除を繰り返す状態を例示するタイミングチャートである。 FIG. 5 is a timing chart illustrating a state in which power transmission is repeatedly suppressed and released when a light load is applied. FIG. 6 is a timing chart illustrating a state in which power transmission is repeatedly suppressed and released when a heavy load is applied.

閾値Cは、駆動回路12のスイッチング動作時に、閾値設定回路60の作用により電圧値VC1になり、駆動回路12の非スイッチング動作時(動作停止時)に、閾値設定回路60の作用により電圧値VC1よりも低い電圧値VC2になる。 The threshold value C becomes the voltage value VC1 by the action of the threshold value setting circuit 60 during the switching operation of the drive circuit 12, and becomes the voltage value VC1 by the action of the threshold value setting circuit 60 during the non-switching operation of the drive circuit 12 (when the operation is stopped). The voltage value is VC2, which is lower than that.

交流電流I1が上昇することで、電圧信号Bも上昇し、電圧信号Bの電圧値が電圧値VC1を超えると、コンパレータ73から出力される過電流検出信号Dがハイレベルになる。これにより、イネーブル信号Fがローレベルになり、駆動回路12のスイッチングが停止する。駆動回路12のスイッチングが停止することにより、電圧信号Bは、トランジスタ55と放電抵抗56とコンデンサ47との時定数で低下する。 As the AC current I1 rises, the voltage signal B also rises, and when the voltage value of the voltage signal B exceeds the voltage value VC1, the overcurrent detection signal D output from the comparator 73 becomes a high level. As a result, the enable signal F becomes low level, and the switching of the drive circuit 12 is stopped. When the switching of the drive circuit 12 is stopped, the voltage signal B is lowered by the time constant of the transistor 55, the discharge resistor 56, and the capacitor 47.

電圧信号Bの電圧値が電圧値VC2よりも低下すると、コンパレータ73から出力される過電流検出信号Dがローレベルになる。これにより、電力制御信号Eがイネーブル信号Fに反映されるので、駆動回路12のスイッチングが再起動する。電力制御信号Eは、デューティ比が可変のPWM信号であり、ハイレベルの期間に、駆動回路12のスイッチングが行われる。頻度出力信号G及び頻度検出信号Hは、イネーブル信号FをCRフィルタにより平滑化されている。 When the voltage value of the voltage signal B becomes lower than the voltage value VC2, the overcurrent detection signal D output from the comparator 73 becomes low level. As a result, the power control signal E is reflected in the enable signal F, so that the switching of the drive circuit 12 is restarted. The power control signal E is a PWM signal having a variable duty ratio, and the drive circuit 12 is switched during a high level period. In the frequency output signal G and the frequency detection signal H, the enable signal F is smoothed by a CR filter.

頻度検出信号Hの電圧が高いほど、トランジスタ55のオン抵抗は小さくなるので、コンデンサ47とトランジスタ55と放電抵抗56とによる時定数が小さくなる。つまり、電圧信号Bの降下速度が速くなるので、過電流検出信号Dがハイレベルの期間(つまり、駆動回路12の動作停止時間)が短くなる(図6参照)。頻度検出信号Hの電圧が高いほど、送電を抑制する頻度が低いことを表し、当該頻度が低いことは、重負荷の状態を表す。したがって、保護回路130は、送電を抑制する頻度が低いほど時間Tを短くするので、負荷3が比較的重い状態(重負荷状態)において、受電装置2が必要とする電力不足や受電側電圧の過度の低下を抑制できる。 The higher the voltage of the frequency detection signal H, the smaller the on-resistance of the transistor 55, so that the time constant of the capacitor 47, the transistor 55, and the discharge resistance 56 becomes smaller. That is, since the falling speed of the voltage signal B becomes faster, the period during which the overcurrent detection signal D is at a high level (that is, the operation stop time of the drive circuit 12) becomes shorter (see FIG. 6). The higher the voltage of the frequency detection signal H, the lower the frequency of suppressing the power transmission, and the lower the frequency indicates the state of heavy load. Therefore, the protection circuit 130 shortens the time T as the frequency of suppressing power transmission is reduced. Therefore, in a state where the load 3 is relatively heavy (heavy load state), the power shortage and the power receiving side voltage required by the power receiving device 2 are insufficient. Excessive reduction can be suppressed.

一方、頻度検出信号Hの電圧が低いほど、トランジスタ55のオン抵抗は大きくなるので、コンデンサ47とトランジスタ55と放電抵抗56とによる時定数が大きくなる。つまり、電圧信号Bの降下速度が遅くなるので、過電流検出信号Dがハイレベルの期間(つまり、駆動回路12の動作停止時間)が長くなる(図5参照)。頻度検出信号Hの電圧が低いほど、送電を抑制する頻度が高いことを表し、当該頻度が高いことは、軽負荷の状態を表す。したがって、保護回路130は、送電を抑制する頻度が高いほど時間Tを長くするので、負荷3が比較的軽い状態(軽負荷状態)において、送電装置1から受電装置2への過大な送電電力や解除時の過大な受電側電圧を抑制できる。駆動回路12の動作時間が短くなっても、軽負荷時は受電装置2の消費電力が少ないので、受電装置2は、動作時間短縮の影響を受けにくい。 On the other hand, as the voltage of the frequency detection signal H becomes lower, the on-resistance of the transistor 55 becomes larger, so that the time constant of the capacitor 47, the transistor 55, and the discharge resistance 56 becomes larger. That is, since the falling speed of the voltage signal B becomes slower, the period during which the overcurrent detection signal D is at a high level (that is, the operation stop time of the drive circuit 12) becomes longer (see FIG. 5). The lower the voltage of the frequency detection signal H, the higher the frequency of suppressing power transmission, and the higher the frequency, the lighter the load. Therefore, the protection circuit 130 lengthens the time T as the frequency of suppressing power transmission increases, so that when the load 3 is relatively light (light load state), excessive power transmission from the power transmission device 1 to the power reception device 2 may occur. Excessive power receiving side voltage at the time of release can be suppressed. Even if the operating time of the drive circuit 12 is shortened, the power consumption of the power receiving device 2 is small when the load is light, so that the power receiving device 2 is not easily affected by the shortened operating time.

以上、送電装置及び電力伝送システムを実施形態により説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。他の実施形態の一部又は全部との組み合わせや置換などの種々の変形及び改良が、本発明の範囲内で可能である。
ある。
Although the power transmission device and the power transmission system have been described above by the embodiment, the present invention is not limited to the above embodiment. Various modifications and improvements, such as combinations and substitutions with some or all of the other embodiments, are possible within the scope of the present invention.
is there.

1 送電装置
2 受電装置
11 共振回路
12 駆動回路
30 電流検出部
40 ピークホールド部
50 時間調整回路
57 頻度検出部
58 時間調整部
60 閾値設定回路
70 比較部
80 信号生成部
90 頻度出力部
100 電力伝送システム
110 プリドライバ
120 制御部
130 保護回路
1 Transmission device 2 Power receiving device 11 Resonance circuit 12 Drive circuit 30 Current detection unit 40 Peak hold unit 50 Time adjustment circuit 57 Frequency detection unit 58 Time adjustment unit 60 Threshold setting circuit 70 Comparison unit 80 Signal generation unit 90 Frequency output unit 100 Power transmission System 110 Predriver 120 Control 130 Protection circuit

Claims (14)

受電装置へ非接触で送電する送電コイルと、
前記送電コイルに流れる過電流が検出されると、前記送電コイルから前記受電装置への送電を抑制する保護回路とを備え、
前記保護回路は、前記送電を抑制する頻度に応じて、前記送電を抑制してから前記送電の抑制を解除するまでの時間を変化させる、送電装置。
A power transmission coil that transmits power to the power receiving device in a non-contact manner,
When an overcurrent flowing through the power transmission coil is detected, a protection circuit for suppressing power transmission from the power transmission coil to the power receiving device is provided.
The protection circuit is a power transmission device that changes the time from suppressing the power transmission to releasing the suppression of the power transmission according to the frequency of suppressing the power transmission.
前記保護回路は、前記頻度が低い場合、前記頻度が高い場合に比べて、前記時間を短くする、請求項1に記載の送電装置。 The power transmission device according to claim 1, wherein the protection circuit shortens the time when the frequency is low as compared with the case where the frequency is high. 前記保護回路は、
前記過電流の検出結果に基づいて、前記頻度に応じて変化する頻度検出信号を出力する頻度検出部と、
前記頻度検出信号に応じて前記時間の長さを調整する時間調整部とを有する、請求項1又は2に記載の送電装置。
The protection circuit
A frequency detection unit that outputs a frequency detection signal that changes according to the frequency based on the overcurrent detection result, and a frequency detection unit.
The power transmission device according to claim 1 or 2, further comprising a time adjusting unit that adjusts the length of the time according to the frequency detection signal.
前記保護回路は、
前記送電の抑制を制御する制御信号を、前記過電流の検出結果に基づいて生成する信号生成部を有し、
前記頻度検出部は、前記制御信号に基づいて前記頻度検出信号を生成する、請求項3に記載の送電装置。
The protection circuit
It has a signal generation unit that generates a control signal for controlling the suppression of power transmission based on the detection result of the overcurrent.
The power transmission device according to claim 3, wherein the frequency detection unit generates the frequency detection signal based on the control signal.
前記頻度検出部は、前記制御信号を平滑化することによって、前記頻度検出信号を生成する、請求項4に記載の送電装置。 The power transmission device according to claim 4, wherein the frequency detection unit generates the frequency detection signal by smoothing the control signal. 前記保護回路は、
前記送電コイルに流れる電流の大きさに応じて変化する電流検出信号を出力する電流検出部と、
前記電流検出信号のピーク値をホールドするピークホールド部と、
前記ピークホールド部にホールドされた前記ピーク値を閾値と比較する比較部とを有し、
前記信号生成部は、前記比較部による比較結果に基づいて、前記制御信号を生成する、請求項4又は5に記載の送電装置。
The protection circuit
A current detection unit that outputs a current detection signal that changes according to the magnitude of the current flowing through the power transmission coil.
A peak hold unit that holds the peak value of the current detection signal and
It has a comparison unit that compares the peak value held in the peak hold unit with a threshold value.
The power transmission device according to claim 4 or 5, wherein the signal generation unit generates the control signal based on the comparison result by the comparison unit.
前記保護回路は、
前記制御信号に基づいて、前記閾値を上下させる閾値設定回路を有する、請求項6に記載の送電装置。
The protection circuit
The power transmission device according to claim 6, further comprising a threshold value setting circuit for raising or lowering the threshold value based on the control signal.
前記時間調整部は、前記ピークホールド部にホールドされた前記ピーク値を変化させる速度を前記頻度検出信号に応じて変更することで、前記時間の長さを調整する、請求項6又は7に記載の送電装置。 The sixth or seventh aspect of the present invention, wherein the time adjusting unit adjusts the length of the time by changing the speed at which the peak value held by the peak holding unit is changed according to the frequency detection signal. Power transmission equipment. 前記信号生成部は、前記送電における送電電力の大きさを制御する電力制御信号と前記過電流の検出結果とに基づいて、前記制御信号を生成する、請求項4から8のいずれか一項に記載の送電装置。 The signal generation unit generates the control signal based on the power control signal for controlling the magnitude of the transmitted power in the power transmission and the detection result of the overcurrent, according to any one of claims 4 to 8. The power transmission device described. 前記送電コイルを駆動する駆動回路と、
前記送電における送電電力の大きさを制御する電力制御信号に基づいて、前記駆動回路の動作を制御するプリドライバとを備え、
前記プリドライバは、前記制御信号に基づいて、前記送電を抑制するか否かを前記駆動回路の動作を制御することにより切り替える、請求項9に記載の送電装置。
The drive circuit that drives the power transmission coil and
A pre-driver that controls the operation of the drive circuit based on a power control signal that controls the magnitude of the transmitted power in the power transmission is provided.
The power transmission device according to claim 9, wherein the pre-driver switches whether or not to suppress the power transmission based on the control signal by controlling the operation of the drive circuit.
前記電力制御信号を出力する制御部を備え、
前記制御部は、前記駆動回路の駆動周波数を制御する周波数制御信号を前記プリドライバに供給する、請求項10に記載の送電装置。
A control unit that outputs the power control signal is provided.
The power transmission device according to claim 10, wherein the control unit supplies a frequency control signal for controlling the drive frequency of the drive circuit to the pre-driver.
前記頻度は、前記保護回路が前記送電を停止させる頻度であり、
前記時間は、前記送電を停止させてから前記送電の停止を解除するまでの時間である、請求項1から11のいずれか一項に記載の送電装置。
The frequency is the frequency at which the protection circuit stops the power transmission.
The power transmission device according to any one of claims 1 to 11, wherein the time is a time from stopping the power transmission to releasing the stop of the power transmission.
前記頻度は、前記送電コイルを駆動する駆動回路の動作を前記保護回路が停止させる頻度であり、
前記時間は、前記駆動回路の動作を停止させてから前記駆動回路の動作の停止を解除するまでの時間である、請求項1から12のいずれか一項に記載の送電装置。
The frequency is the frequency at which the protection circuit stops the operation of the drive circuit that drives the power transmission coil.
The power transmission device according to any one of claims 1 to 12, wherein the time is a time from stopping the operation of the drive circuit to releasing the stop of the operation of the drive circuit.
送電装置と受電装置とを備える電力伝送システムであって、
前記送電装置は、
前記受電装置へ非接触で送電する送電コイルと、
前記送電コイルに流れる過電流が検出されると、前記送電コイルから前記受電装置への送電を抑制する保護回路とを備え、
前記保護回路は、前記送電を抑制する頻度に応じて、前記送電を抑制してから前記送電の抑制を解除するまでの時間を変化させる、電力伝送システム。
A power transmission system including a power transmission device and a power reception device.
The power transmission device
A power transmission coil that transmits power to the power receiving device in a non-contact manner,
When an overcurrent flowing through the power transmission coil is detected, a protection circuit for suppressing power transmission from the power transmission coil to the power receiving device is provided.
The protection circuit is a power transmission system that changes the time from suppressing the power transmission to releasing the suppression of the power transmission according to the frequency of suppressing the power transmission.
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