JP2022069069A - Magnetic field resonance power supply device - Google Patents

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Abstract

To provide a magnetic field resonance power supply device capable of suppressing reduction in transmission efficiency at a low load.SOLUTION: A magnetic field resonance power supply device includes: a first power supply unit 110 having a first transmission coil L1, a first resonance capacitor C1, a first switching element Q1, and a first diode D1; a second power supply unit 120 having a second transmission coil L2, a second resonance capacitor C2, a second switching element Q2, and a second diode D2; a phase shift control circuit (142, 144, 145) for controlling a first phase shift time that is time difference between turn-off of the first switching element Q1 and turn-off of the second switching element Q2 according to a power value of transmission power; and an on-time control circuit (132, 133) for controlling turn-off of the first switching element Q1 so as to shorten an on-time of the first switching element Q1 when the power value of the transmission power decreases.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、磁界共振を利用した電力伝送を行う磁界共振電源装置に関する。 The present invention relates to a magnetic field resonance power supply device that performs power transmission using magnetic field resonance.

磁界共振を利用した電力伝送を行う磁界共振電源装置として、例えば、非接触の伝送コイルを有するワイヤレス充電器の場合、電気自動車に対して非接触で数キロワット程度の伝送電力を供給することができる。この磁界共振電源装置においては、送電側給電部と受電側給電部とをそれぞれ単一のスイッチング素子で動作するシングルエンデッドコンバータで構成し、位相シフト制御により伝送電力を制御することが提案されている(例えば、特許文献1参照)。 As a magnetic field resonance power supply device that performs power transmission using magnetic field resonance, for example, in the case of a wireless charger having a non-contact transmission coil, it is possible to supply a non-contact transmission power of about several kilowatts to an electric vehicle. .. In this magnetic field resonance power supply device, it has been proposed that the power transmission side power supply unit and the power reception side power supply unit are each composed of a single endd converter that operates with a single switching element, and the transmission power is controlled by phase shift control. (For example, see Patent Document 1).

位相シフト制御を行うことにより、送電側給電部の前段および受電側給電部の後段で電圧制御を行う必要がなくなる。その結果、送電側給電部の前段および受電側給電部の後段に設けられるDC/DCコンバータ(例えば、昇降圧チョッパ回路)が不要となるので、電源装置全体のコストを低減することができる。 By performing phase shift control, it is not necessary to perform voltage control in the front stage of the power transmission side power supply unit and the rear stage of the power reception side power supply unit. As a result, a DC / DC converter (for example, a buck-boost chopper circuit) provided in the front stage of the power transmission side power supply unit and the rear stage of the power reception side power supply unit is not required, so that the cost of the entire power supply device can be reduced.

しかしながら、位相シフト制御を行うことにより、低負荷時において伝送電力の伝送効率が大きく低下してしまうという問題がある。例えば、6[kW]の定格負荷に対して、負荷が3[kW]、1.5[kW]と低下するにつれて、伝送効率は81%、50%と低下してしまう。 However, there is a problem that the transmission efficiency of the transmission power is greatly lowered when the load is low by performing the phase shift control. For example, as the load decreases to 3 [kW] and 1.5 [kW] with respect to the rated load of 6 [kW], the transmission efficiency decreases to 81% and 50%.

特許文献1に記載の上記磁界共振電源装置では、送電側給電部の共振コンデンサと伝送コイル間および受電側給電部の共振コンデンサと伝送コイル間に、伝送電力とは無関係に非常に大きな共振電流が無効電流として流れる。この共振電流が共振コンデンサと伝送コイルからなる共振回路に流れることで、共振回路の抵抗成分により熱として損失が発生する。例えば、共振電流が80[A]、共振回路の抵抗が50[mΩ]とすると320[W]の損失が発生し、伝送電力が6[kW」のときは約5%の損失になる。出力電圧が350[V]の場合、伝送電力が6[kW]のときの有効電流は17[A]なので、無効電流である共振電流は有効電流の約5倍になる。 In the magnetic resonance power supply device described in Patent Document 1, a very large resonance current is generated between the resonance capacitor and the transmission coil of the power feeding unit on the transmission side and between the resonance capacitor and the transmission coil of the power supply unit on the power receiving side regardless of the transmission power. It flows as an invalid current. When this resonance current flows through the resonance circuit including the resonance capacitor and the transmission coil, a loss occurs as heat due to the resistance component of the resonance circuit. For example, if the resonance current is 80 [A] and the resistance of the resonance circuit is 50 [mΩ], a loss of 320 [W] occurs, and if the transmission power is 6 [kW], the loss is about 5%. When the output voltage is 350 [V], the active current is 17 [A] when the transmission power is 6 [kW], so that the resonant current, which is the reactive current, is about 5 times the active current.

しかも、共振電流の大きさは負荷の大きさとは無関係なので、伝送電力が小さくなる低負荷時には、共振電流の損失による影響が大きくなる。例えば、伝送電力が1.5[kW]のときには、約21%の損失となる。このときの有効電流は3[A]なので、無効電流である共振電流は有効電流の約27倍になる。このように、低負荷時には共振電流の損失による影響がより大きくなり、伝送効率が大きく低下してしまうという問題がある。また、共振電流が伝送コイルに流れることにより、近接効果の影響で、伝送コイルに異常発熱が発生するという問題もあり、対策にコストを要すという課題が発生する。 Moreover, since the magnitude of the resonance current is irrelevant to the magnitude of the load, the influence of the loss of the resonance current becomes large at the time of low load when the transmission power becomes small. For example, when the transmission power is 1.5 [kW], the loss is about 21%. Since the active current at this time is 3 [A], the resonant current, which is the reactive current, is about 27 times the active current. As described above, when the load is low, the influence of the loss of the resonance current becomes larger, and there is a problem that the transmission efficiency is greatly lowered. Further, when the resonance current flows through the transmission coil, there is a problem that abnormal heat generation is generated in the transmission coil due to the influence of the proximity effect, which causes a problem that cost is required for countermeasures.

なお、特許文献2では、1次側の有効電流を増加させるように周波数を制御することで、伝送電力の伝送効率を改善する方法が提案されている。しかしながら、上記磁界共振電源装置のように位相シフト制御を行う場合、特許文献2に記載の方法で周波数を変化させて有効電流を増加させても、共振電流の大きさは変化しないので、低負荷時における伝送効率の低下を抑制することはできない。 In addition, Patent Document 2 proposes a method of improving the transmission efficiency of transmission power by controlling the frequency so as to increase the effective current on the primary side. However, when phase shift control is performed as in the magnetic field resonance power supply device, the magnitude of the resonance current does not change even if the frequency is changed by the method described in Patent Document 2 to increase the effective current, so that the load is low. It is not possible to suppress the decrease in transmission efficiency over time.

特開2020-78232号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2020-7823 特開2013-17256号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-17256

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その課題とするところは、低負荷時における伝送効率の低下を抑制することが可能な磁界共振電源装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a magnetic field resonance power supply device capable of suppressing a decrease in transmission efficiency at a low load.

上記課題を解決するために、本発明の一実施形態に係る磁界共振電源装置は、
第1伝送コイル、第1共振コンデンサ、第1スイッチング素子、および前記第1スイッチング素子に並列接続された第1ダイオードを備える第1給電部と、
第2伝送コイル、第2共振コンデンサ、第2スイッチング素子、および前記第2スイッチング素子に並列接続された第2ダイオードを備える第2給電部と、
制御部と、を備え、
磁界共振により前記第1給電部から前記第2給電部に伝送電力を供給する磁界共振電源装置であって、
前記制御部は、
前記第1スイッチング素子のターンオフと前記第2スイッチング素子のターンオフとの時間差である第1位相シフト時間を、前記伝送電力の電力値に応じて制御する位相シフト制御回路と、
前記伝送電力の前記電力値に応じて前記第1スイッチング素子のターンオフを制御することで、前記第1スイッチング素子のオン時間を制御するオン時間制御回路と、
を備えることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the magnetic field resonance power supply device according to the embodiment of the present invention is
A first feeding unit including a first transmission coil, a first resonance capacitor, a first switching element, and a first diode connected in parallel to the first switching element.
A second feeding unit including a second transmission coil, a second resonant capacitor, a second switching element, and a second diode connected in parallel to the second switching element.
With a control unit,
A magnetic field resonance power supply device that supplies transmission power from the first feeding unit to the second feeding unit by magnetic field resonance.
The control unit
A phase shift control circuit that controls the first phase shift time, which is the time difference between the turn-off of the first switching element and the turn-off of the second switching element, according to the power value of the transmission power.
An on-time control circuit that controls the on-time of the first switching element by controlling the turn-off of the first switching element according to the power value of the transmission power.
It is characterized by having.

この構成によれば、伝送電力の電力値に応じて第1スイッチング素子のターンオフを制御することで第1スイッチング素子のオン時間を制御するので、伝送電力が小さくなるときに第1スイッチング素子のオン時間を短くすることで共振電流を小さくすることができる。その結果、伝送電力が小さくなる低負荷時に共振電流の影響により損失が大きくなるのを抑制でき、伝送効率が大きく低下してしまうのを抑制できる。 According to this configuration, the on-time of the first switching element is controlled by controlling the turn-off of the first switching element according to the power value of the transmission power, so that the first switching element is turned on when the transmission power becomes small. The resonance current can be reduced by shortening the time. As a result, it is possible to suppress an increase in loss due to the influence of the resonance current at a low load when the transmission power becomes small, and it is possible to suppress a large decrease in transmission efficiency.

また、上記課題を解決するために、本発明の他の実施形態に係る磁界共振電源装置は、
第1伝送コイル、第1共振コンデンサ、第1スイッチング素子、および前記第1スイッチング素子に並列接続された第1ダイオードを備える第1給電部と、
第2伝送コイル、第2共振コンデンサ、および第2ダイオードを備える第2給電部と、
制御部と、を備え、
磁界共振により前記第1給電部から前記第2給電部に伝送電力を供給する磁界共振電源装置であって、
前記第2ダイオードは、磁界共振により、前記第1スイッチング素子がターンオフしてから所定の時間差である第1位相シフト時間の経過後にターンオフし、
前記制御部は、
前記伝送電力の前記電力値に応じて前記第1スイッチング素子のターンオフを制御することで、前記第1スイッチング素子のオン時間を制御するオン時間制御回路を備えることを特徴とする。
Further, in order to solve the above problems, the magnetic field resonance power supply device according to another embodiment of the present invention is provided.
A first feeding unit including a first transmission coil, a first resonance capacitor, a first switching element, and a first diode connected in parallel to the first switching element.
A second feeding unit including a second transmission coil, a second resonant capacitor, and a second diode,
With a control unit,
A magnetic field resonance power supply device that supplies transmission power from the first feeding unit to the second feeding unit by magnetic field resonance.
The second diode is turned off after the lapse of the first phase shift time, which is a predetermined time difference from the turn-off of the first switching element due to the magnetic field resonance.
The control unit
It is characterized by comprising an on-time control circuit for controlling the on-time of the first switching element by controlling the turn-off of the first switching element according to the power value of the transmission power.

この構成によれば、伝送電力の電力値に応じて第1スイッチング素子のターンオフを制御することで第1スイッチング素子のオン時間を制御するので、伝送電力が小さくなるときに第1スイッチング素子のオン時間を短くすることで共振電流を小さくすることができる。その結果、伝送電力が小さくなる低負荷時に共振電流の影響により損失が大きくなるのを抑制でき、伝送効率が大きく低下してしまうのを抑制できる。 According to this configuration, the on-time of the first switching element is controlled by controlling the turn-off of the first switching element according to the power value of the transmission power, so that the first switching element is turned on when the transmission power becomes small. The resonance current can be reduced by shortening the time. As a result, it is possible to suppress an increase in loss due to the influence of the resonance current at a low load when the transmission power becomes small, and it is possible to suppress a large decrease in transmission efficiency.

上記磁界共振電源装置において、
前記オン時間制御回路は、
前記伝送電力が最大となる最大伝送電力時の前記時間差である最大位相シフト時間と前記第1位相シフト時間との差分である位相余裕時間を算出する第1演算処理と、
前記最大伝送電力時における前記第1スイッチング素子のオン時間である最大オン時間と前記位相余裕時間との差分である第1オン時間を算出する第2演算処理とを行い、
前記第1スイッチング素子がターンオンしてから前記第1オン時間を経過した後に前記第1スイッチング素子をターンオフさせるよう構成できる。
In the above magnetic field resonance power supply device
The on-time control circuit is
The first arithmetic processing for calculating the phase margin time, which is the difference between the maximum phase shift time, which is the time difference at the time of the maximum transmission power at which the transmission power is maximum, and the first phase shift time,
A second arithmetic process for calculating the first on-time, which is the difference between the maximum on-time, which is the on-time of the first switching element at the time of the maximum transmission power, and the phase margin time, is performed.
The first switching element can be configured to be turned off after the first on time has elapsed since the first switching element was turned on.

上記磁界共振電源装置において、
前記制御部は、
前記第2伝送コイルを流れる電流の電流値を検出する電流検知回路と、
前記電流値が負から正に変化する際のゼロクロス点を検出したタイミングでゼロクロス信号を出力するゼロクロス検知回路と、
をさらに備え、
前記オン時間制御回路は、
前記ゼロクロス信号が入力されたタイミングで前記第1スイッチング素子をターンオフさせるよう構成できる。
In the above magnetic field resonance power supply device
The control unit
A current detection circuit that detects the current value of the current flowing through the second transmission coil, and
A zero-cross detection circuit that outputs a zero-cross signal at the timing when the zero-cross point when the current value changes from negative to positive is detected.
Further prepare
The on-time control circuit is
The first switching element can be configured to be turned off at the timing when the zero cross signal is input.

上記磁界共振電源装置において、
前記オン時間制御回路は、前記伝送電力と前記第1スイッチング素子のオン時間との関係を示すデータを有し、前記データに基づいて前記第1スイッチング素子のターンオフのタイミングを決定するよう構成できる。
In the above magnetic field resonance power supply device
The on-time control circuit has data showing the relationship between the transmission power and the on-time of the first switching element, and can be configured to determine the turn-off timing of the first switching element based on the data.

上記磁界共振電源装置において、
前記データは、前記伝送電力が最大値から所定の第1閾値までは、前記伝送電力が小さくなるほど前記第1スイッチング素子のオン時間が短くなる一方、前記伝送電力が前記第1閾値よりも小さいときは、前記第1スイッチング素子のオン時間が一定値となる関係を示すものでもよい。
In the above magnetic field resonance power supply device
In the data, when the transmission power is from the maximum value to a predetermined first threshold value, the on-time of the first switching element becomes shorter as the transmission power becomes smaller, while the transmission power is smaller than the first threshold value. May indicate a relationship in which the on-time of the first switching element becomes a constant value.

上記磁界共振電源装置において、
前記オン時間制御回路は、前記伝送電力が所定の第2閾値以上のときは、前記伝送電力が小さくなるほど前記第1スイッチング素子のオン時間が短くなるように前記第1スイッチング素子のターンオフを制御する一方、前記伝送電力が前記第2閾値よりも小さいときは、前記第1スイッチング素子のオン時間が一定値となるように前記第1スイッチング素子のターンオフを制御するよう構成できる。
In the above magnetic field resonance power supply device
When the transmission power is equal to or higher than a predetermined second threshold value, the on-time control circuit controls the turn-off of the first switching element so that the on-time of the first switching element becomes shorter as the transmission power becomes smaller. On the other hand, when the transmission power is smaller than the second threshold value, the turn-off of the first switching element can be controlled so that the on time of the first switching element becomes a constant value.

本発明によれば、低負荷時における伝送効率の低下を抑制することが可能な磁界共振電源装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a magnetic field resonance power supply device capable of suppressing a decrease in transmission efficiency at a low load.

第1実施形態に係る磁界共振電源装置を示す図である。It is a figure which shows the magnetic field resonance power supply device which concerns on 1st Embodiment. 比較例に係る磁界共振電源装置の各部のタイミングチャートである。It is a timing chart of each part of the magnetic field resonance power supply device which concerns on a comparative example. 比較例に係る磁界共振電源装置の各動作モード(モード1,2)における電流径路を示す図である。It is a figure which shows the current path in each operation mode (modes 1 and 2) of the magnetic field resonance power supply device which concerns on a comparative example. 比較例に係る磁界共振電源装置の各動作モード(モード3,4)における電流径路を示す図である。It is a figure which shows the current path in each operation mode (modes 3 and 4) of the magnetic field resonance power supply device which concerns on a comparative example. 第1実施形態に係る磁界共振電源装置の各部のタイミングチャートである。It is a timing chart of each part of the magnetic field resonance power supply device which concerns on 1st Embodiment. 第2実施形態に係る磁界共振電源装置を示す図である。It is a figure which shows the magnetic field resonance power supply device which concerns on 2nd Embodiment. 第2実施形態に係る磁界共振電源装置の各部のタイミングチャートである。It is a timing chart of each part of the magnetic field resonance power supply device which concerns on 2nd Embodiment. 第3実施形態に係る磁界共振電源装置を示す図である。It is a figure which shows the magnetic field resonance power supply device which concerns on 3rd Embodiment. 第3実施形態に係る磁界共振電源装置の各部のタイミングチャートである。It is a timing chart of each part of the magnetic field resonance power supply device which concerns on 3rd Embodiment. 第4実施形態に係る磁界共振電源装置を示す図である。It is a figure which shows the magnetic field resonance power supply device which concerns on 4th Embodiment. 伝送電力(基準電圧信号の信号値)と第1スイッチング素子のオン時間(第1オン時間)との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the transmission power (the signal value of a reference voltage signal), and the on time (the first on time) of a 1st switching element.

以下、添付図面を参照して、本発明に係る磁界共振電源装置の実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the magnetic field resonance power supply device according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

[第1実施形態]
図1に、本発明の第1実施形態に係る磁界共振電源装置100Aを示す。磁界共振電源装置100Aは、第1電源部Eに接続される第1給電部110と、第2電源部Eに接続される第2給電部120と、第1制御部130と、第2制御部140とを備える。第1制御部130および第2制御部140は、本発明の「制御部」に相当する。
[First Embodiment]
FIG. 1 shows a magnetic field resonance power supply device 100A according to the first embodiment of the present invention. The magnetic field resonance power supply device 100A includes a first power supply unit 110 connected to the first power supply unit E 1 , a second power supply unit 120 connected to the second power supply unit E 2 , a first control unit 130, and a second. A control unit 140 is provided. The first control unit 130 and the second control unit 140 correspond to the "control unit" of the present invention.

第1給電部110および第1制御部130は、例えば、家庭に設置される。第2給電部120および第2制御部140は、例えば、電気自動車やプラグインハイブリッド車等の電動車に搭載される。磁界共振電源装置100Aは、磁界共振(磁界共鳴、磁気共振、磁気共鳴と同義)により、第1給電部110から第2給電部120に伝送電力を供給する。 The first power feeding unit 110 and the first control unit 130 are installed in, for example, a home. The second power feeding unit 120 and the second control unit 140 are mounted on, for example, an electric vehicle such as an electric vehicle or a plug-in hybrid vehicle. The magnetic field resonance power supply device 100A supplies transmission power from the first feeding unit 110 to the second feeding unit 120 by magnetic field resonance (synonymous with magnetic field resonance, magnetic resonance, magnetic resonance).

第1電源部Eは直流電源であり、第1電源部Eは、例えば、電力系統に接続されたAC/DCコンバータ(交流/直流変換電源)の直流出力または家庭に設置された蓄電池に接続されたDC/DCコンバータの直流出力である。第1電源部Eと第1給電部110との間には、コイルおよびコンデンサからなるLCフィルタ回路が設けられていてもよい。 The first power supply unit E 1 is a DC power supply, and the first power supply unit E 1 is, for example, a DC output of an AC / DC converter (AC / DC conversion power supply) connected to a power system or a storage battery installed at home. This is the DC output of the connected DC / DC converter. An LC filter circuit including a coil and a capacitor may be provided between the first power supply unit E 1 and the first power supply unit 110.

第2電源部Eは、例えば、電動車に搭載された蓄電池または負荷である。第2電源部Eと第2給電部120との間には、コイルおよびコンデンサからなるLCフィルタ回路が設けられていてもよい。 The second power supply unit E 2 is, for example, a storage battery or a load mounted on an electric vehicle. An LC filter circuit including a coil and a capacitor may be provided between the second power supply unit E 2 and the second power supply unit 120.

第1給電部110は、第1伝送コイルLと、第1共振コンデンサCと、第1スイッチSWとを備えるシングルエンデッドコンバータ(1石式コンバータ)である。第1スイッチSWは、第1スイッチング素子Qと、第1スイッチング素子Qに逆方向に並列接続された第1ダイオードDとを含む。 The first feeding unit 110 is a single-ended converter (one-stone converter) including a first transmission coil L 1 , a first resonance capacitor C 1 , and a first switch SW 1 . The first switch SW 1 includes a first switching element Q 1 and a first diode D 1 connected in parallel to the first switching element Q 1 in the opposite direction.

第1伝送コイルLは、一端が第1電源部Eの高電位側に接続され、他端が第1スイッチング素子Qの電流路を介して第1電源部Eの低電位側に接続される。第1共振コンデンサCは、第1伝送コイルLおよび第1スイッチSWの少なくとも一方(本実施形態では、第1伝送コイルL)に並列接続される。 One end of the first transmission coil L 1 is connected to the high potential side of the first power supply unit E 1 , and the other end is connected to the low potential side of the first power supply unit E 1 via the current path of the first switching element Q 1 . Be connected. The first resonance capacitor C 1 is connected in parallel to at least one of the first transmission coil L 1 and the first switch SW 1 (in this embodiment, the first transmission coil L 1 ).

第1スイッチング素子Qは、IGBT(絶縁ゲートトランジスタ)を用いているが、MOSFET(金属酸化膜半導体型電界効果トランジスタ)、バイポーラトランジスタ、またはSiC(炭化ケイ素)半導体等の電力用半導体スイッチング素子を用いてもよい。第1ダイオードDは、第1スイッチング素子Qの内蔵(寄生)ダイオード、または第1スイッチング素子Qとは独立した外付けダイオードである。なお、第1スイッチング素子Qと第1ダイオードDとの接続関係は、各素子の能力および伝送電力に応じて適宜変更できる。 Although the first switching element Q 1 uses an IGBT (insulated gate transistor), a semiconductor switching element for power such as a MOSFET (metal oxide semiconductor type field effect transistor), a bipolar transistor, or a SiC (silicon carbide) semiconductor can be used. You may use it. The first diode D 1 is a built-in (parasitic) diode of the first switching element Q 1 or an external diode independent of the first switching element Q 1 . The connection relationship between the first switching element Q 1 and the first diode D 1 can be appropriately changed according to the capacity and transmission power of each element.

第2給電部120は、第2伝送コイルLと、第2共振コンデンサCと、第2スイッチSWとを備えるシングルエンデッドコンバータ(1石式コンバータ)である。第2スイッチSWは、第2スイッチング素子Qと、第2スイッチング素子Qに逆方向に並列接続された第2ダイオードDとを含む。第2給電部120の構成は、第1給電部110の構成と同様であるため、当該構成の詳細な説明は省略する。 The second feeding unit 120 is a single-ended converter (one-stone converter) including a second transmission coil L 2 , a second resonance capacitor C 2 , and a second switch SW 2 . The second switch SW 2 includes a second switching element Q 2 and a second diode D 2 connected in parallel to the second switching element Q 2 in the opposite direction. Since the configuration of the second feeding unit 120 is the same as the configuration of the first feeding unit 110, detailed description of the configuration will be omitted.

第1制御部130は、第1共振電圧検知回路131と、第1同期回路132と、ターンオフ制御回路133と、第1通信回路134とを含む。本実施形態では、第1同期回路132およびターンオフ制御回路133が、本発明の「オン時間制御回路」に相当する。 The first control unit 130 includes a first resonance voltage detection circuit 131, a first synchronization circuit 132, a turn-off control circuit 133, and a first communication circuit 134. In the present embodiment, the first synchronization circuit 132 and the turn-off control circuit 133 correspond to the "on-time control circuit" of the present invention.

第2制御部140は、第2共振電圧検知回路141と、第2同期回路142と、電力検知回路143と、比較回路144と、位相差制御回路145と、第2通信回路146とを含む。本実施形態では、第2同期回路142、比較回路144および位相差制御回路145が、本発明の「位相シフト制御回路」に相当する。 The second control unit 140 includes a second resonance voltage detection circuit 141, a second synchronization circuit 142, a power detection circuit 143, a comparison circuit 144, a phase difference control circuit 145, and a second communication circuit 146. In the present embodiment, the second synchronization circuit 142, the comparison circuit 144, and the phase difference control circuit 145 correspond to the "phase shift control circuit" of the present invention.

第1共振電圧検知回路131は、第1伝送コイルL(第1共振コンデンサC)の両端電圧VR1を測定することで、第1伝送コイルLおよび第1共振コンデンサCによる第1共振電圧の電圧値を取得する。第1共振電圧検知回路131は、第1共振電圧の電圧値に応じた検出信号を第1同期回路132に出力する。 The first resonance voltage detection circuit 131 measures the voltage V R1 across the first transmission coil L 1 (first resonance capacitor C 1 ), so that the first transmission coil L 1 and the first resonance capacitor C 1 can be used for the first. Obtain the voltage value of the resonance voltage. The first resonance voltage detection circuit 131 outputs a detection signal corresponding to the voltage value of the first resonance voltage to the first synchronization circuit 132.

第1同期回路132は、第1スイッチング素子Qのターンオン/ターンオフを制御する。第1同期回路132は、第1スイッチング素子Qが零電圧スイッチング動作を行うように、第1共振電圧に同期して第1スイッチング素子Qのターンオンを制御する。また、第1同期回路132は、ターンオフ制御回路133からのオン時間制御信号に基づいて第1スイッチング素子Qのターンオフを制御する。 The first synchronization circuit 132 controls the turn-on / turn-off of the first switching element Q1. The first synchronization circuit 132 controls the turn-on of the first switching element Q 1 in synchronization with the first resonance voltage so that the first switching element Q 1 performs a zero voltage switching operation. Further, the first synchronization circuit 132 controls the turn-off of the first switching element Q1 based on the on-time control signal from the turn-off control circuit 133.

ターンオフ制御回路133は、後述する第2制御部140から通知される位相シフト時間に関する情報により伝送電力の電力値が小さくなると第1スイッチング素子Qのオン時間が短くなるように、第1スイッチング素子Qのターンオフを制御するためのオン時間制御信号を生成する。具体的には、ターンオフ制御回路133は、位相余裕時間を算出する第1演算処理と、第1オン時間を算出する第2演算処理とを行いオン時間制御信号を生成する。 The turn-off control circuit 133 is a first switching element so that the on-time of the first switching element Q1 becomes shorter when the power value of the transmission power becomes smaller due to the information regarding the phase shift time notified from the second control unit 140 described later. Generates an on-time control signal to control the turn-off of Q1 . Specifically, the turn-off control circuit 133 performs a first arithmetic process for calculating the phase margin time and a second arithmetic process for calculating the first on-time to generate an on-time control signal.

第1演算処理において、ターンオフ制御回路133は、第1スイッチング素子Qのターンオフと第2スイッチング素子Qのターンオフとの時間差である「第1位相シフト時間」と、伝送電力が最大となる最大伝送電力時の上記時間差である「最大位相シフト時間」との差分(=位相余裕時間)を算出する。すなわち、位相余裕時間は、最大位相シフト時間と第1位相シフト時間との差の絶対値として、
位相余裕時間=|最大位相シフト時間-第1位相シフト時間|
と表すことができる。
In the first arithmetic processing, the turn-off control circuit 133 has the "first phase shift time", which is the time difference between the turn-off of the first switching element Q 1 and the turn-off of the second switching element Q 2 , and the maximum transmission power. The difference (= phase margin time) from the "maximum phase shift time", which is the time difference at the time of transmission power, is calculated. That is, the phase margin time is set as the absolute value of the difference between the maximum phase shift time and the first phase shift time.
Phase margin time = | Maximum phase shift time-First phase shift time |
It can be expressed as.

ターンオフ制御回路133は、第1位相シフト時間に関する信号を第2制御部140から取得する。また、ターンオフ制御回路133は、最大位相シフト時間を予め記憶している。最大伝送電力および最大位相シフト時間は、例えば、磁界共振電源装置100Aの仕様によって決まる。 The turn-off control circuit 133 acquires a signal regarding the first phase shift time from the second control unit 140. Further, the turn-off control circuit 133 stores the maximum phase shift time in advance. The maximum transmission power and the maximum phase shift time are determined by, for example, the specifications of the magnetic field resonance power supply device 100A.

第2演算処理において、ターンオフ制御回路133は、最大伝送電力時における第1スイッチング素子Qのオン時間である「最大オン時間」と「位相余裕時間」との差分である第1オン時間を算出し、第1オン時間に関するオン時間制御信号を生成する。ターンオフ制御回路133は、最大オン時間を予め記憶している。最大オン時間は、例えば、磁界共振電源装置100Aの仕様によって決まり、最大位相シフト時間を確保できる時間である。 In the second arithmetic processing, the turn-off control circuit 133 calculates the first on-time, which is the difference between the "maximum on-time", which is the on-time of the first switching element Q1 at the time of maximum transmission power, and the "phase margin time". Then, an on-time control signal for the first on-time is generated. The turn-off control circuit 133 stores the maximum on-time in advance. The maximum on-time is determined by, for example, the specifications of the magnetic field resonance power supply device 100A, and is a time during which the maximum phase shift time can be secured.

ターンオフ制御回路133は、生成したオン時間制御信号を第1同期回路132に出力する。第1同期回路132は、オン時間制御信号に基づいて、第1スイッチング素子Qのターンオンから第1オン時間が経過したタイミングで、第1スイッチング素子Qをターンオフさせる。また、第1同期回路132は、第1スイッチング素子Qをターンオフさせるタイミングに関する第1タイミング信号を、第1通信回路134を介して第2制御部140に送信する。 The turn-off control circuit 133 outputs the generated on-time control signal to the first synchronization circuit 132. The first synchronization circuit 132 turns off the first switching element Q1 at the timing when the first on time has elapsed from the turn-on of the first switching element Q1 based on the on-time control signal. Further, the first synchronization circuit 132 transmits a first timing signal regarding the timing for turning off the first switching element Q 1 to the second control unit 140 via the first communication circuit 134.

第1通信回路134は、第2通信回路146との間で、所定の信号を光または電波で送受信するよう構成される。第1通信回路134は、例えば、送信用の発光ダイオードと受信用のフォトトランジスタとで構成できる。 The first communication circuit 134 is configured to transmit and receive a predetermined signal by light or radio waves to and from the second communication circuit 146. The first communication circuit 134 can be composed of, for example, a light emitting diode for transmission and a phototransistor for reception.

第2共振電圧検知回路141は、第2伝送コイルL(第2共振コンデンサC)の両端電圧VR2を測定することで、第2伝送コイルLおよび第2共振コンデンサCによる第2共振電圧の電圧値を取得する。第2共振電圧検知回路141は、第2共振電圧の電圧値に応じた検出信号を第2同期回路142に出力する。 The second resonance voltage detection circuit 141 measures the voltage V R2 across the second transmission coil L 2 (second resonance capacitor C 2 ), so that the second transmission coil L 2 and the second resonance capacitor C 2 provide a second voltage. Obtain the voltage value of the resonance voltage. The second resonance voltage detection circuit 141 outputs a detection signal corresponding to the voltage value of the second resonance voltage to the second synchronization circuit 142.

第2同期回路142は、第2スイッチング素子Qのターンオン/ターンオフを制御する。第2同期回路142は、第2スイッチング素子Qが零電圧スイッチング動作を行うように、第2共振電圧に同期して第2スイッチング素子Qのターンオンを制御する。また、第2同期回路142は、位相差制御回路145からの第2タイミング信号に基づいて第2スイッチング素子Qのターンオフを制御する。 The second synchronization circuit 142 controls the turn-on / turn-off of the second switching element Q2. The second synchronization circuit 142 controls the turn-on of the second switching element Q 2 in synchronization with the second resonance voltage so that the second switching element Q 2 performs the zero voltage switching operation. Further, the second synchronization circuit 142 controls the turn-off of the second switching element Q2 based on the second timing signal from the phase difference control circuit 145.

電力検知回路143は、第2給電部120と第2電源部Eとの間を流れる電流および電圧を測定することで、第1給電部110から第2給電部120に供給される伝送電力の電力値を取得し、当該電力値に応じた信号(例えば、電圧信号)を比較回路144に出力する。第1給電部110から第2給電部120に供給される伝送電力は、第2給電部120と第2電源部E間を流れる電流および電圧と所定の関係を有する。 The power detection circuit 143 measures the current and voltage flowing between the second power supply unit 120 and the second power supply unit E2 to measure the transmission power supplied from the first power supply unit 110 to the second power supply unit 120. The power value is acquired, and a signal (for example, a voltage signal) corresponding to the power value is output to the comparison circuit 144. The transmission power supplied from the first power supply unit 110 to the second power supply unit 120 has a predetermined relationship with the current and voltage flowing between the second power supply unit 120 and the second power supply unit E2.

比較回路144は、電力検知回路143で取得した伝送電力の電力値と所定の目標値とを比較し、電力値と目標値との差分に応じた差分信号を位相差制御回路145に出力する。本実施形態では、比較回路144は差動増幅器で構成され、差動増幅器の反転入力端子に伝送電力の目標値に応じた基準電圧信号Vrefが入力され、差動増幅器の非反転入力端子に電力検知回路143からの信号が入力され、差動増幅器の出力端子から差分信号を出力する。 The comparison circuit 144 compares the power value of the transmission power acquired by the power detection circuit 143 with a predetermined target value, and outputs a difference signal corresponding to the difference between the power value and the target value to the phase difference control circuit 145. In the present embodiment, the comparison circuit 144 is composed of a differential amplifier, a reference voltage signal Vref corresponding to a target value of transmission power is input to the inverting input terminal of the differential amplifier, and power is input to the non-inverting input terminal of the differential amplifier. The signal from the detection circuit 143 is input, and the difference signal is output from the output terminal of the differential amplifier.

位相差制御回路145は、比較回路144から入力された差分信号に基づいて、伝送電力の上記電力値が上記目標値に近づくように、第1スイッチング素子Qのターンオフと第2スイッチング素子Qのターンオフとの時間差である第1位相シフト時間を算出する。位相差制御回路145は、第1位相シフト時間に関する信号を、第2通信回路146および第1通信回路134を介してターンオフ制御回路133に送信する。なお、伝送電力の電力値と第1位相シフト時間の関係は、あらかじめ測定する等により明らかにしておき、その関係を記憶する等により、その目標値を算出することができる。 The phase difference control circuit 145 turns off the first switching element Q1 and the second switching element Q2 so that the power value of the transmission power approaches the target value based on the difference signal input from the comparison circuit 144. The first phase shift time, which is the time difference from the turn-off of, is calculated. The phase difference control circuit 145 transmits a signal relating to the first phase shift time to the turn-off control circuit 133 via the second communication circuit 146 and the first communication circuit 134. The relationship between the power value of the transmission power and the first phase shift time can be clarified by measuring in advance, and the target value can be calculated by storing the relationship.

また、位相差制御回路145は、第1同期回路132から第1通信回路134および第2通信回路146を介して受信した第1スイッチング素子Qをターンオフさせるタイミングに関する第1タイミング信号と、上記の第1位相シフト時間とに基づいて、第2スイッチング素子Qをターンオフさせる第2タイミングを決定し、第2タイミング信号を第2同期回路142に出力する。第2同期回路142は、第2タイミング信号に基づいて第2スイッチング素子Qをターンオフさせる。 Further, the phase difference control circuit 145 includes a first timing signal relating to a timing for turning off the first switching element Q1 received from the first synchronization circuit 132 via the first communication circuit 134 and the second communication circuit 146, and the above-mentioned first timing signal. The second timing for turning off the second switching element Q2 is determined based on the first phase shift time, and the second timing signal is output to the second synchronization circuit 142. The second synchronization circuit 142 turns off the second switching element Q2 based on the second timing signal.

第2通信回路146は、第1通信回路134との間で、所定の信号を光または電波で送受信するよう構成される。第2通信回路146は、例えば、送信用の発光ダイオードと受信用のフォトトランジスタとで構成できる。 The second communication circuit 146 is configured to transmit and receive a predetermined signal by light or radio waves to and from the first communication circuit 134. The second communication circuit 146 can be composed of, for example, a light emitting diode for transmission and a phototransistor for reception.

次に、図2~図5を参照して、磁界共振電源装置100Aの動作について説明する。ただし、図2~図4は従来動作を説明した比較例に係る磁界共振電源装置(以下、「比較例」という。)に関するものである。 Next, the operation of the magnetic field resonance power supply device 100A will be described with reference to FIGS. 2 to 5. However, FIGS. 2 to 4 relate to a magnetic field resonance power supply device (hereinafter, referred to as “comparative example”) according to a comparative example for explaining the conventional operation.

比較例は、特許文献1に記載の構成であり、本実施形態に係る磁界共振電源装置100Aにおいてターンオフ制御回路133を有していない点が異なる。比較例の第1同期回路132は、第1スイッチング素子Qをターンオンさせてから、予め設定されたオン時間Ton1が経過した後に第1スイッチング素子Qをターンオフさせる。このため、比較例では、伝送電力の電力値に関わらず第1スイッチング素子Qのオン時間Ton1は一定となる。比較例のその他の動作については、本実施形態に係る磁界共振電源装置100Aの動作と共通する。 The comparative example has the configuration described in Patent Document 1, and is different in that the magnetic field resonance power supply device 100A according to the present embodiment does not have the turn-off control circuit 133. The first synchronization circuit 132 of the comparative example turns on the first switching element Q1 and then turns off the first switching element Q1 after the preset on-time Ton1 has elapsed. Therefore, in the comparative example, the on-time Ton1 of the first switching element Q1 is constant regardless of the power value of the transmission power. The other operations of the comparative example are the same as the operations of the magnetic field resonance power supply device 100A according to the present embodiment.

図2において、(A)は第1スイッチSWの両端電圧VSW1の波形、(B)は第1スイッチSWを流れる電流ISW1の波形、(C)は第1伝送コイルLの両端電圧VR1の波形、(D)は第1スイッチング素子Qのゲート電圧Vg1の波形、(E)は第2スイッチング素子Qのゲート電圧Vg2の波形、(F)は第2伝送コイルLの両端電圧VR2の波形、(G)は第2スイッチSWを流れる電流ISW2の波形、(H)は第2スイッチSWの両端電圧VSW2の波形、(I)は第1伝送コイルLに流れる電流IL1の波形、(J)は第2伝送コイルLに流れる電流IL2の波形である。 In FIG. 2, (A) is the waveform of the voltage V SW1 across the first switch SW 1 , (B) is the waveform of the current I SW1 flowing through the first switch SW 1 , and (C) is the waveform of the current I SW1 flowing through the first switch SW 1. The waveform of the voltage V R1 , (D) is the waveform of the gate voltage V g1 of the first switching element Q1, (E) is the waveform of the gate voltage V g2 of the second switching element Q2, and (F) is the second transmission coil. The waveform of the voltage V R2 across L 2 ; The waveform of the current IL1 flowing through the transmission coil L1 and (J) are the waveforms of the current IL2 flowing through the second transmission coil L2 .

第1スイッチSWがオフの期間TOFF1では、第1伝送コイルLの両端には、第1伝送コイルLと第1共振コンデンサCによる第1共振電圧(電圧VR1)が発生する。電圧VR1が零と交差するゼロクロス点tを第1共振電圧検知回路131が検出すると、第1同期回路132は、ゼロクロス点tに同期した(ゼロクロス点tから所定の同期時間が経過した)時刻tに、第1スイッチング素子Qのゲート電圧Vg1をローレベルからハイレベルに切り替えて、第1スイッチング素子Qを零電圧スイッチング動作でターンオンさせる。 During the period when the first switch SW 1 is off T OFF 1, a first resonance voltage (voltage V R1 ) is generated by the first transmission coil L 1 and the first resonance capacitor C 1 at both ends of the first transmission coil L 1 . .. When the first resonance voltage detection circuit 131 detects a zero cross point t 0 at which the voltage VR1 intersects zero, the first synchronization circuit 132 synchronizes with the zero cross point t 0 (a predetermined synchronization time elapses from the zero cross point t 0 ). At time t2, the gate voltage Vg1 of the first switching element Q1 is switched from the low level to the high level, and the first switching element Q1 is turned on by the zero voltage switching operation.

期間TOFF1では、第1スイッチSWの両端電圧VSW1は共振の弧を描き、緩やかに上昇した後、緩やかに下降して零に達する。時刻tにおいて電圧VSW1が零に達すると、第1ダイオードDが自動的にターンオンし、第1スイッチSWがオン状態(導通状態)になる。 In the period T OFF 1 , the voltage V SW1 across the first switch SW1 draws a resonance arc, rises slowly, then falls slowly to reach zero. When the voltage V SW 1 reaches zero at time t 1 , the first diode D 1 is automatically turned on, and the first switch SW 1 is turned on (conducting state).

第1スイッチSWがオンの期間TON1では、第1伝送コイルLに第1電源部Eの直流電圧が印加されている状態になるので、第1スイッチSWを流れる電流ISW1は直線的に増大する。電流ISW1が負から正に転流すると、第1ダイオードDに流れていた電流はスムーズに第1スイッチング素子Qに流れ、第1スイッチSWのオン状態が継続する。 During the period when the first switch SW 1 is ON, the DC voltage of the first power supply unit E 1 is applied to the first transmission coil L 1 , so that the current I SW 1 flowing through the first switch SW 1 is It increases linearly. When the current I SW 1 is commutated from negative to positive, the current flowing through the first diode D 1 smoothly flows to the first switching element Q 1 , and the on state of the first switch SW 1 continues.

第1同期回路132は、時刻tから予め設定された固定期間のオン時間Ton1が経過した時刻tにおいて、第1スイッチング素子Qのゲート電圧Vg1をハイレベルからローレベルに切り替えて、第1スイッチング素子Qをターンオフさせる。これにより、第1スイッチSWがオフ状態(遮断状態)になり、第1伝送コイルLに蓄えられていた電流が第1共振コンデンサCに流れ込んで共振状態となる。なお、オン時間Ton1は、最大位相シフト時間TΦMを確保できる時間(最大オン時間)に設定される。 The first synchronization circuit 132 switches the gate voltage V g1 of the first switching element Q1 from the high level to the low level at the time t 6 when the on time Ton 1 of the preset fixed period has elapsed from the time t 2 . , The first switching element Q1 is turned off. As a result, the first switch SW 1 is turned off (cut-off state), and the current stored in the first transmission coil L 1 flows into the first resonance capacitor C 1 to be in a resonance state. The on-time Ton1 is set to a time (maximum on-time) in which the maximum phase shift time T ΦM can be secured.

第2スイッチSWがオフの期間TOFF2では、第2伝送コイルLの両端には、第2伝送コイルLと第2共振コンデンサCによる第2共振電圧(電圧VR2)が発生する。電圧VR2が零と交差するゼロクロス点tを第2共振電圧検知回路141が検出すると、第2同期回路142は、ゼロクロス点tに同期した(ゼロクロス点tから所定の同期時間が経過した)時刻tに、第2スイッチング素子Qのゲート電圧Vg2をローレベルからハイレベルに切り替えて、第2スイッチング素子Qを零電圧スイッチング動作でターンオンさせる。 During the period T OFF 2 when the second switch SW 2 is off, a second resonance voltage (voltage VR 2 ) is generated by the second transmission coil L 2 and the second resonance capacitor C 2 at both ends of the second transmission coil L 2 . .. When the second resonance voltage detection circuit 141 detects the zero cross point t 3 at which the voltage VR 2 intersects zero, the second synchronization circuit 142 synchronizes with the zero cross point t 3 (a predetermined synchronization time elapses from the zero cross point t 3 ). At time t5, the gate voltage Vg2 of the second switching element Q2 is switched from the low level to the high level, and the second switching element Q2 is turned on by the zero voltage switching operation.

期間TOFF2では、第2スイッチSWの両端電圧VSW2は共振の弧を描き、緩やかに上昇した後、緩やかに下降して零に達する。時刻tにおいて電圧VSW2が零に達すると、第2ダイオードDが自動的にターンオンし、第2スイッチSWがオン状態(導通状態)になる。 In the period T OFF 2, the voltage across the second switch SW 2 V SW 2 draws a resonance arc, rises slowly, and then slowly falls to reach zero. When the voltage V SW2 reaches zero at time t4, the second diode D2 automatically turns on and the second switch SW2 turns on (conducting state).

第2スイッチSWがオンの期間TON2では、第2伝送コイルLに蓄えられたエネルギーが第2スイッチSWを通して第2電源部Eに供給される状態になるので、第2スイッチSWを流れる電流ISW2は直線的に増大する。電流ISW2が負から正に転流すると、第2ダイオードDに流れていた電流はスムーズに第2スイッチング素子Qに流れ、第2スイッチSWのオン状態が継続する。 During the period when the second switch SW 2 is ON , the energy stored in the second transmission coil L 2 is supplied to the second power supply unit E 2 through the second switch SW 2 , so that the second switch SW 2 is switched on. The current I SW2 flowing through 2 increases linearly. When the current I SW2 commutates from negative to positive, the current flowing through the second diode D 2 smoothly flows to the second switching element Q 2 , and the on state of the second switch SW 2 continues.

時刻tにおいて、第1スイッチング素子Qがターンオフすると、第1同期回路132から位相差制御回路145に第1タイミング信号が送られる。位相差制御回路145は、第1位相シフト時間TΦを算出するとともに、第1タイミング信号の時刻tから第1位相シフト時間TΦだけ遅れた時刻tに第2タイミング信号を第2同期回路142に出力する。第2同期回路142は、第2タイミング信号に従い、時刻tから第1位相シフト時間TΦだけ遅れた時刻tにおいて、第2スイッチング素子Qのゲート電圧Vg2をハイレベルからローレベルに切り替えて第2スイッチング素子Qをターンオフさせる。これにより、第2スイッチSWがオフ状態(遮断状態)になり、第2伝送コイルLに蓄えられていた電流が第2共振コンデンサCに流れ込んで共振状態となる。 When the first switching element Q1 is turned off at time t6 , the first timing signal is sent from the first synchronization circuit 132 to the phase difference control circuit 145. The phase difference control circuit 145 calculates the first phase shift time T Φ and synchronizes the second timing signal with the second timing signal at a time t 7 delayed by the first phase shift time T Φ from the time t 6 of the first timing signal. Output to circuit 142. The second synchronization circuit 142 changes the gate voltage Vg2 of the second switching element Q2 from high level to low level at time t7, which is delayed by the first phase shift time TΦ from time t6 according to the second timing signal. It is switched to turn off the second switching element Q2. As a result, the second switch SW 2 is turned off (cutoff state), and the current stored in the second transmission coil L 2 flows into the second resonance capacitor C 2 to be in a resonance state.

以上の動作により、第1スイッチング素子Qおよび第2スイッチング素子Qはスイッチング損失の小さい零電圧スイッチングを維持しつつ、第2スイッチング素子Qのターンオフの位相を第1スイッチング素子Qのターンオフの位相よりも時間TΦだけ(位相角ΦでΦ=2πTΦ/To(To:動作周期)だけ)シフトさせることができる。 By the above operation, the first switching element Q 1 and the second switching element Q 2 maintain the zero voltage switching with a small switching loss, and the turn-off phase of the second switching element Q 2 is changed to the turn-off of the first switching element Q 1 . It can be shifted by the time T Φ (only Φ = 2πT Φ / To (To: operation cycle) at the phase angle Φ) from the phase of.

図3および図4は、図2に示した時刻t~t間をモード1期間、時刻t~t間をモード2期間、時刻t~t間をモード3期間、時刻t~t間をモード4期間とした場合の、各モード期間において第1給電部110および第2給電部120に流れる電流を模式的に示した図である。ただし、図3(B)は、モード2期間のうち、電流IL1が正で電流IL2が負の期間(時刻t51~t52間)を示す。図4(B)は、モード4期間のうち、電流IL1が負で電流IL2が正の期間を示す。 In FIGS. 3 and 4 , the time t1 to t4 shown in FIG. 2 is the mode 1 period, the time t4 to t6 is the mode 2 period, the time t6 to t7 is the mode 3 period, and the time t. It is a figure which shows typically the current flowing through the 1st feeding part 110 and the 2nd feeding part 120 in each mode period when the time between 7 and t 8 is a mode 4 period. However, FIG. 3B shows a period (between time t 51 and t 52 ) in which the current IL1 is positive and the current IL2 is negative in the mode 2 period. FIG. 4B shows a period in which the current IL1 is negative and the current IL2 is positive in the mode 4 period.

時刻tにおいて、電圧VSW1が零に達するとモード1期間が開始する。図3(A)に示すモード1期間の第1給電部110では、第1ダイオードDがターンオンして第1スイッチSWがオン状態になり、第1伝送コイルLに流れていた負電流が第1スイッチSWに流れ、第1電源部Eに還流する。時刻tで第1スイッチング素子Qがターンオンし、第1伝送コイルLに第1電源部Eの直流電圧が印加される。このため、電流ISW1および電流IL1は直線的に増大する。モード1期間の第2給電部120では、第2スイッチSWがオフして共振状態になるため、電流ISW2は流れず、電流IL2は負のピークに達した後、緩やかに増加する。 At time t1, when the voltage V SW1 reaches zero, the mode 1 period starts. In the first feeding unit 110 during the mode 1 period shown in FIG. 3A, the first diode D 1 is turned on and the first switch SW 1 is turned on, and the negative current flowing through the first transmission coil L 1 is turned on. Flows to the first switch SW 1 and returns to the first power supply unit E 1 . At time t2, the first switching element Q1 is turned on, and the DC voltage of the first power supply unit E1 is applied to the first transmission coil L1. Therefore, the current I SW1 and the current IL1 increase linearly. In the second feeding unit 120 during the mode 1 period, since the second switch SW 2 is turned off and becomes a resonance state, the current I SW 2 does not flow, and the current IL 2 gradually increases after reaching a negative peak.

時刻tにおいて、電圧VSW2が零に達するとモード2期間が開始する。モード2期間の第1給電部110では、モード1期間と同様に、電流ISW1および電流IL1は直線的に増大する。モード2期間の第2給電部120では、第2ダイオードDがターンオンして第2スイッチSWがオン状態になり、第2伝送コイルLに蓄えられたエネルギーが第2スイッチSWを通して第2電源部Eに供給される。このため、電流ISW2および電流IL2は直線的に増大する。モード2期間のうち図3(B)に示した電力伝送に寄与する期間(時刻t51~t52間)の長さは、第1位相シフト時間TΦの長さと一致する。 At time t4, when the voltage V SW2 reaches zero, the mode 2 period starts. In the first feeding unit 110 of the mode 2 period, the current I SW1 and the current IL1 increase linearly as in the mode 1 period. In the second feeding unit 120 during the mode 2 period, the second diode D 2 is turned on and the second switch SW 2 is turned on, and the energy stored in the second transmission coil L 2 is passed through the second switch SW 2 . 2 It is supplied to the power supply unit E 2 . Therefore, the current I SW2 and the current IL2 increase linearly. Of the mode 2 periods, the length of the period (between times t 51 and t 52 ) that contributes to power transmission shown in FIG. 3B coincides with the length of the first phase shift time T Φ .

時刻tにおいて、第1スイッチング素子Qがオフするとモード3期間が開始する。図4(A)に示すように、モード3期間の第1給電部110では、第1スイッチSWがオフ状態になり、第1伝送コイルLに蓄えられていた電流が第1共振コンデンサCに流れ込んで共振状態となる。電流IL1は共振電流であり、正のピークに達した後、緩やかに減少する。モード3期間の第2給電部120では、モード2期間と同様に、電流ISW2および電流IL2は直線的に増大する。 At time t6, when the first switching element Q1 is turned off, the mode 3 period starts. As shown in FIG. 4A, in the first feeding unit 110 during the mode 3 period, the first switch SW 1 is turned off, and the current stored in the first transmission coil L 1 is the first resonance capacitor C. It flows into 1 and becomes a resonance state. The current IL1 is a resonance current, which reaches a positive peak and then gradually decreases. In the second feeding unit 120 during the mode 3 period, the current I SW2 and the current IL 2 increase linearly as in the mode 2 period.

時刻tにおいて、第2スイッチング素子Qがオフするとモード4期間が開始する。図4(B)に示すように、モード4期間の第2給電部120では、第2スイッチSWがオフ状態になり、第2伝送コイルLに蓄えられていた電流が第2共振コンデンサCに流れ込んで共振状態となる。このため、電流ISW2は流れず、電流IL2は正のピークに達した後、緩やかに減少する。モード4期間の第1給電部110では、第1スイッチSWがオフ状態で共振状態のままのため、電流ISW1は流れず、電流IL1は負のピークに達した後、緩やかに増加する。時刻tにおいて電圧VSW1が零に達すると、モード4期間は終了して、再びモード1期間が開始する。 At time t7 , when the second switching element Q2 is turned off, the mode 4 period starts. As shown in FIG. 4B, in the second feeding unit 120 during the mode 4 period, the second switch SW 2 is turned off, and the current stored in the second transmission coil L 2 is the second resonance capacitor C. It flows into 2 and becomes a resonance state. Therefore, the current I SW2 does not flow, and the current IL 2 reaches a positive peak and then gradually decreases. In the first power feeding unit 110 during the mode 4 period, since the first switch SW 1 remains in the resonance state in the off state, the current I SW 1 does not flow, and the current IL 1 gradually increases after reaching a negative peak. .. When the voltage V SW1 reaches zero at time t8, the mode 4 period ends and the mode 1 period starts again.

このように、電流IL1のピーク値は、伝送電力すなわち第1位相シフト時間TΦで決まるのではなく、最大伝送電力すなわち最大位相シフト時間TΦMで決まり、言い換えれば、最大位相シフト時間TΦMを確保できる時間であるオン時間Ton1によって決まる。このため比較例では、例えば、第2電源部Eが低負荷となる低負荷時において、共振電流である電流IL1は、第2電源部Eには必要のない大きな無効電流となる。また、電流IL2のピーク値についても、同様にオン時間Ton1に依存するので、共振電流である電流IL2は、低負荷時に必要のない大きな無効電流となる。 In this way, the peak value of the current IL1 is not determined by the transmission power, that is, the first phase shift time T Φ , but by the maximum transmission power, that is, the maximum phase shift time T ΦM , in other words, the maximum phase shift time T ΦM . It is determined by the on-time Ton1 which is the time that can be secured. Therefore, in the comparative example, for example, when the load of the second power supply unit E 2 is low and the load is low, the current IL1 which is the resonance current becomes a large reactive current which is not necessary for the second power supply unit E 2 . Further, since the peak value of the current IL2 also depends on the on-time Ton1 , the current IL2 which is a resonance current becomes a large reactive current which is not necessary when the load is low.

図5は、本実施形態に係る磁界共振電源装置100Aの各部のタイミングチャートである。図5における各部の信号(A)~(J)は、図2における各部の信号(A)~(J)と同様である。また、図5におけるモード1~4も、図2におけるモード1~4と同様である。したがって、磁界共振電源装置100Aの動作のうち比較例と共通する部分については、その説明を省略する。 FIG. 5 is a timing chart of each part of the magnetic field resonance power supply device 100A according to the present embodiment. The signals (A) to (J) of each part in FIG. 5 are the same as the signals (A) to (J) of each part in FIG. Further, the modes 1 to 4 in FIG. 5 are the same as the modes 1 to 4 in FIG. Therefore, the description of the part of the operation of the magnetic field resonance power supply device 100A that is common to the comparative example will be omitted.

磁界共振電源装置100Aでは、伝送電力の電力値が小さくなる低負荷時において、ターンオフ制御回路133は、第1スイッチング素子Qのオン時間が短くなるように電力値に応じて第1スイッチング素子Qのオン時間を制御するためのオン時間制御信号を生成する。 In the magnetic field resonance power supply device 100A, when the power value of the transmission power is small and the load is low, the turn-off control circuit 133 uses the first switching element Q according to the power value so that the on-time of the first switching element Q 1 is shortened. An on-time control signal for controlling the on-time of 1 is generated.

具体的には、ターンオフ制御回路133は、最大位相シフト時間TΦMと第1位相シフト時間TΦとの差の絶対値として位相余裕時間を算出し(第1演算処理)、最大オン時間Ton1と位相余裕時間との差分である第1オン時間Ton1’を算出して、第1オン時間Ton1’に関するオン時間制御信号を生成する(第2演算処理)。 Specifically, the turn-off control circuit 133 calculates the phase margin time as the absolute value of the difference between the maximum phase shift time T ΦM and the first phase shift time T Φ (first arithmetic processing), and the maximum on-time Ton1 The first on-time Ton1 ', which is the difference between the phase margin time and the phase margin time, is calculated to generate an on-time control signal for the first on-time Ton1 '(second arithmetic processing).

第1同期回路132は、上記オン時間制御信号に基づいて、時刻tから第1オン時間Ton1’が経過した時刻t61において、第1スイッチング素子Qをターンオフさせる。このため、第1オン時間Ton1’は、比較例のオン時間Ton1(=最大オン時間Ton1)よりも短くなる。 The first synchronization circuit 132 turns off the first switching element Q1 at the time t 61 when the first on time Ton 1'elapses from the time t 2 based on the on time control signal. Therefore, the first on-time Ton1'is shorter than the on-time Ton1 (= maximum on-time Ton1 ) of the comparative example.

時刻t61において、第1スイッチング素子Qがターンオフすると、第1同期回路132から位相差制御回路145に第1タイミング信号が送られる。位相差制御回路145は、第1タイミング信号および第1位相シフト時間TΦに基づいて生成した第2タイミング信号を第2同期回路142に出力する。第2同期回路142は、第2タイミング信号に従い、時刻t61から第1位相シフト時間TΦだけ遅れた時刻t71において、第2スイッチング素子Qをターンオフさせる。このため、第2スイッチング素子Qのオン時間である第2オン時間Ton2’は、比較例のオン時間Ton2よりも短くなる。 When the first switching element Q1 is turned off at time t 61 , the first timing signal is sent from the first synchronization circuit 132 to the phase difference control circuit 145. The phase difference control circuit 145 outputs the first timing signal and the second timing signal generated based on the first phase shift time T Φ to the second synchronization circuit 142. The second synchronization circuit 142 turns off the second switching element Q2 at the time t 71 , which is delayed by the first phase shift time T Φ from the time t 61 according to the second timing signal. Therefore, the second on-time Ton2 ', which is the on-time of the second switching element Q2, is shorter than the on-time Ton2 of the comparative example.

第1オン時間Ton1’および第2オン時間Ton2’が短くなると、電流ISW1および電流ISW2のピーク値は小さくなり、電流IL1および電流IL2のピーク値も小さくなる。 When the first on-time Ton1'and the second on-time Ton2'are shortened, the peak values of the current I SW1 and the current I SW2 become smaller, and the peak values of the currents IL1 and the current IL2 also become smaller.

すなわち、図5の場合における磁界共振電源装置100Aは、位相シフト時間(第1位相シフト時間TΦ)が比較例と同じであるため、伝送電力の電力値は比較例と同じになるが、共振電流(電流IL1および電流IL2)のピーク値の大きさが比較例よりも小さいため、第1伝送コイルLと第1共振コンデンサCおよび第2伝送コイルLと第2共振コンデンサCの抵抗分での損失が比較例よりも小さくなる。 That is, since the phase shift time (first phase shift time T Φ ) of the magnetic field resonance power supply device 100A in the case of FIG. 5 is the same as that of the comparative example, the power value of the transmission power is the same as that of the comparative example, but the resonance occurs. Since the magnitude of the peak value of the current (current IL1 and current IL2 ) is smaller than that of the comparative example, the first transmission coil L1 and the first resonance capacitor C1 and the second transmission coil L2 and the second resonance capacitor C are used. The loss at the resistance component of 2 is smaller than that of the comparative example.

したがって、磁界共振電源装置100Aは、伝送電力が小さくなる低負荷時に共振電流の影響により共振回路の抵抗成分による損失が大きくなるのを抑制でき、伝送効率が大きく低下してしまうのを抑制できる。また、磁界共振電源装置100Aは、共振電流(電流IL1および電流IL2)による第1伝送コイルLと第1共振コンデンサCおよび第2伝送コイルLと第2共振コンデンサCの発熱を低減することができ、発熱対策にかかるコストを低減できる。 Therefore, the magnetic field resonance power supply device 100A can suppress a large loss due to the resistance component of the resonance circuit due to the influence of the resonance current at a low load when the transmission power becomes small, and can suppress a large decrease in the transmission efficiency. Further, the magnetic field resonance power supply device 100A generates heat from the first transmission coil L 1 and the first resonance capacitor C 1 and the second transmission coil L 2 and the second resonance capacitor C 2 due to the resonance current (current IL1 and current IL2 ). Can be reduced, and the cost for measures against heat generation can be reduced.

[第2実施形態]
図6に、本発明の第2実施形態に係る磁界共振電源装置100Bを示す。磁界共振電源装置100Bは、第1給電部110と、第2給電部120と、本発明の「制御部」に相当する第1制御部130Bおよび第2制御部140Bとを備える。
[Second Embodiment]
FIG. 6 shows the magnetic field resonance power supply device 100B according to the second embodiment of the present invention. The magnetic field resonance power supply device 100B includes a first feeding unit 110, a second feeding unit 120, and a first control unit 130B and a second control unit 140B corresponding to the "control unit" of the present invention.

第1給電部110および第2給電部120は、第1実施形態と同じ構成である。第1制御部130Bは、ターンオフ制御回路133Bを除いて、第1実施形態と同じ構成である。第2制御部140Bは、電流検知回路147Bおよびゼロクロス検知回路148Bをさらに備える点を除いて、第1実施形態と同じ構成である。 The first feeding unit 110 and the second feeding unit 120 have the same configuration as that of the first embodiment. The first control unit 130B has the same configuration as that of the first embodiment except for the turn-off control circuit 133B. The second control unit 140B has the same configuration as that of the first embodiment except that the current detection circuit 147B and the zero cross detection circuit 148B are further provided.

電流検知回路147Bは、第2伝送コイルLに流れる電流IL2を測定し、測定した電流IL2の電流値に応じた信号(例えば、電圧信号)をゼロクロス検知回路148Bに出力する。 The current detection circuit 147B measures the current IL2 flowing through the second transmission coil L2 , and outputs a signal (for example, a voltage signal) corresponding to the measured current value of the current IL2 to the zero-cross detection circuit 148B.

ゼロクロス検知回路148Bは、電流検知回路147Bの信号を監視し、電流IL2の電流値が負から正に変化する際のゼロクロス点を検出する。ゼロクロス検知回路148Bは、ゼロクロス点を検出したタイミングでゼロクロス信号を、第2通信回路146および第1通信回路134を介してターンオフ制御回路133Bに送信する。 The zero-cross detection circuit 148B monitors the signal of the current detection circuit 147B and detects the zero-cross point when the current value of the current IL2 changes from negative to positive. The zero-cross detection circuit 148B transmits a zero-cross signal to the turn-off control circuit 133B via the second communication circuit 146 and the first communication circuit 134 at the timing when the zero-cross point is detected.

ターンオフ制御回路133Bは、ゼロクロス信号を受信したタイミングで、第1同期回路132に第1スイッチング素子Qをターンオフさせるためのターンオフ制御信号を出力する。第1同期回路132は、ターンオフ制御信号に基づいて、第1スイッチング素子Qをターンオフさせる。 The turn-off control circuit 133B outputs a turn-off control signal for turning off the first switching element Q 1 to the first synchronization circuit 132 at the timing when the zero cross signal is received. The first synchronization circuit 132 turns off the first switching element Q1 based on the turn-off control signal.

図7は、本実施形態に係る磁界共振電源装置100Bの各部のタイミングチャートである。図7における各部の信号(A)~(J)は、図5(第1実施形態)における各部の信号(A)~(J)と同様である。また、図7におけるモード1~4も、図5におけるモード1~4と同様である。 FIG. 7 is a timing chart of each part of the magnetic field resonance power supply device 100B according to the present embodiment. The signals (A) to (J) of each part in FIG. 7 are the same as the signals (A) to (J) of each part in FIG. 5 (first embodiment). Further, the modes 1 to 4 in FIG. 7 are the same as the modes 1 to 4 in FIG.

図7(J)に示すように、時刻t52において、ゼロクロス検知回路148Bが電流IL2のゼロクロス点を検出すると、ゼロクロス検知回路148Bはゼロクロス信号を第2通信回路146および第1通信回路134を介してターンオフ制御回路133Bに送信する。ゼロクロス信号を受信したターンオフ制御回路133Bは、ターンオフ制御信号を第1同期回路132に出力し、時刻t62において、第1同期回路132は第1スイッチング素子Qをターンオフさせる。なお、時刻t62は、第1実施形態の時刻t61と同タイミングに相当する。 As shown in FIG. 7 (J), when the zero cross detection circuit 148B detects the zero cross point of the current IL2 at time t 52 , the zero cross detection circuit 148B sends a zero cross signal to the second communication circuit 146 and the first communication circuit 134. It is transmitted to the turn-off control circuit 133B via. Upon receiving the zero-cross signal, the turn-off control circuit 133B outputs the turn-off control signal to the first synchronization circuit 132, and at time t62 , the first synchronization circuit 132 turns off the first switching element Q1. The time t 62 corresponds to the same timing as the time t 61 of the first embodiment.

モード2期間のうち電力伝送に寄与する期間(時刻t51~t52間)の長さは、第1位相シフト時間TΦの長さと一致し、最大伝送電力未満の低負荷時では少なくとも最大位相シフト時間TΦMよりも短くなる。このため、第1実施形態と同様に、第1オン時間Ton1’は比較例のオン時間Ton1(=最大オン時間Ton1)より短くなり、第2オン時間Ton2’も比較例のオン時間Ton2より短くなる。 The length of the period (between time t 51 and t 52 ) that contributes to power transmission in the mode 2 period matches the length of the first phase shift time T Φ , and at least the maximum phase at a low load of less than the maximum transmission power. The shift time is shorter than T ΦM . Therefore, as in the first embodiment, the first on-time Ton1'is shorter than the on-time Ton1 (= maximum on-time Ton1 ) of the comparative example, and the second on-time Ton2'is also on in the comparative example. It will be shorter than the time Ton2 .

第1オン時間Ton1’および第2オン時間Ton2’が短くなると、電流ISW1および電流ISW2のピーク値は小さくなり、共振電流(電流IL1および電流IL2)のピーク値も小さくなる。 When the first on-time Ton1'and the second on-time Ton2'are shortened, the peak values of the current I SW1 and the current I SW2 become smaller, and the peak values of the resonance currents (current IL1 and current IL2 ) also become smaller. ..

したがって、磁界共振電源装置100Bは、伝送電力が小さくなる低負荷時に共振電流の影響により損失が大きくなるのを抑制でき、伝送効率が大きく低下してしまうのを抑制できる。また、磁界共振電源装置100Bは、共振電流(電流IL1および電流IL2)による第1伝送コイルLと第1共振コンデンサCおよび第2伝送コイルLと第2共振コンデンサCの発熱を低減することができ、発熱対策にかかるコストを低減できる。 Therefore, the magnetic field resonance power supply device 100B can suppress an increase in loss due to the influence of the resonance current at a low load when the transmission power becomes small, and can suppress a large decrease in the transmission efficiency. Further, the magnetic field resonance power supply device 100B generates heat from the first transmission coil L 1 and the first resonance capacitor C 1 and the second transmission coil L 2 and the second resonance capacitor C 2 due to the resonance current (current IL1 and current IL2 ). Can be reduced, and the cost for measures against heat generation can be reduced.

[第3実施形態]
図8に、本発明の第3実施形態に係る磁界共振電源装置100Cを示す。磁界共振電源装置100Cは、第1給電部110と、第2給電部120Cと、本発明の「制御部」に相当する第1制御部130および第2制御部140Cとを備える。
[Third Embodiment]
FIG. 8 shows the magnetic field resonance power supply device 100C according to the third embodiment of the present invention. The magnetic field resonance power supply device 100C includes a first feeding unit 110, a second feeding unit 120C, and a first control unit 130 and a second control unit 140C corresponding to the "control unit" of the present invention.

第1給電部110および第1制御部130は、第1実施形態と同じ構成である。第2給電部120Cは、第2スイッチSWが第2ダイオードDのみからなる点を除いて、第1実施形態と同じ構成である。第2制御部140Cは、第2共振電圧検知回路141と第2同期回路142を備えていない点および位相差制御回路145Cを備える点を除いて、第1実施形態と同じ構成である。 The first power feeding unit 110 and the first control unit 130 have the same configuration as that of the first embodiment. The second feeding unit 120C has the same configuration as that of the first embodiment except that the second switch SW 2 is composed of only the second diode D 2 . The second control unit 140C has the same configuration as that of the first embodiment except that the second resonance voltage detection circuit 141 and the second synchronization circuit 142 are not provided and the phase difference control circuit 145C is provided.

位相差制御回路145Cは、比較回路144から入力された差分信号に基づいて、伝送電力の電力値が目標値に近づくように、第1スイッチング素子Qのターンオフと第2スイッチSW(第2ダイオードD)のターンオフとの時間差である第1位相シフト時間TΦを算出する。位相差制御回路145Cは、第1位相シフト時間TΦに関する信号を、第2通信回路146および第1通信回路134を介してターンオフ制御回路133に送信する。 The phase difference control circuit 145C turns off the first switching element Q1 and the second switch SW 2 (second) so that the power value of the transmission power approaches the target value based on the difference signal input from the comparison circuit 144. The first phase shift time T Φ , which is the time difference from the turn-off of the diode D 2 ), is calculated. The phase difference control circuit 145C transmits a signal relating to the first phase shift time to the turn-off control circuit 133 via the second communication circuit 146 and the first communication circuit 134.

位相差制御回路145Cは、第1実施形態とは異なり、第1スイッチング素子Qをターンオフさせるタイミングに関する第1タイミング信号を受信することなく、第2スイッチング素子Qをターンオフさせるタイミングに関する第2タイミング信号を生成することもない。 Unlike the first embodiment, the phase difference control circuit 145C does not receive the first timing signal regarding the timing for turning off the first switching element Q 1 , but the second timing regarding the timing for turning off the second switching element Q 2 . It also does not generate a signal.

ターンオフ制御回路133は、第1実施形態と同様に、最大位相シフト時間TΦMと第1位相シフト時間TΦとの差の絶対値として位相余裕時間を算出し(第1演算処理)、最大オン時間Ton1と位相余裕時間との差分である第1オン時間Ton1’を算出して、第1オン時間Ton1’に関するオン時間制御信号を生成する(第2演算処理)。 Similar to the first embodiment, the turn-off control circuit 133 calculates the phase margin time as the absolute value of the difference between the maximum phase shift time T ΦM and the first phase shift time T Φ (first arithmetic processing), and the maximum on. The first on-time Ton1 ', which is the difference between the time Ton1 and the phase margin time, is calculated to generate an on-time control signal for the first on-time Ton1 '(second arithmetic processing).

第1同期回路132は、オン時間制御信号に基づいて、第1スイッチング素子Qをターンオンさせてから第1オン時間Ton1’が経過したときに、第1スイッチング素子Qをターンオフさせる。このため、第1オン時間Ton1’は、最大オン時間Ton1よりも短くなる。 The first synchronization circuit 132 turns off the first switching element Q1 when the first on-time Ton1'has elapsed since the first switching element Q1 was turned on based on the on-time control signal. Therefore, the first on-time Ton1'is shorter than the maximum on-time Ton1 .

図9は、本実施形態に係る磁界共振電源装置100Cの各部のタイミングチャートである。図9における各部の信号(A)~(D)、(G)は、図5(第1実施形態)における各部の信号(A)~(D)、(I)と同様である。 FIG. 9 is a timing chart of each part of the magnetic field resonance power supply device 100C according to the present embodiment. The signals (A) to (D) and (G) of each part in FIG. 9 are the same as the signals (A) to (D) and (I) of each part in FIG. 5 (first embodiment).

図9(E)は、第2スイッチSW(第2ダイオードD)を流れる電流ISW2の波形である。第1実施形態では、電圧VR2のゼロクロス信号によって第2スイッチSWの第2スイッチング素子Qをターンオンしているが、本実施形態では、第2スイッチSWが第2ダイオードDのみからなるので、第2ダイオードDは制御されない(自動的にターンオン、ターンオフする)。第2ダイオードDは、モード2とモード3の期間がオン状態となり、モード4とモード1の期間がオフ状態となる。 FIG. 9E is a waveform of the current I SW2 flowing through the second switch SW 2 (second diode D 2 ). In the first embodiment, the second switching element Q 2 of the second switch SW 2 is turned on by the zero cross signal of the voltage VR 2 , but in the present embodiment, the second switch SW 2 is from only the second diode D 2 . Therefore, the second diode D 2 is not controlled (automatically turns on and off). In the second diode D 2 , the period of mode 2 and mode 3 is turned on, and the period of mode 4 and mode 1 is turned off.

図9(F)は、第2スイッチSW(第2ダイオードD)の両端電圧VSW2の波形である。本実施形態では、第1伝送コイルLに電流IL1が流れることによって、第2スイッチSWに両端電圧VSW2が誘起される。 FIG. 9F is a waveform of the voltage V SW2 across the second switch SW 2 (second diode D 2 ). In the present embodiment, the voltage V SW 2 across the second switch SW 2 is induced by the current IL 1 flowing through the first transmission coil L 1 .

図9(H)は、第2伝送コイルLに流れる電流IL2の波形である。電流IL2は、電流IL1に対して伝送電力に応じた位相差(第1位相シフト時間TΦ)を有する。また、モード2期間のうち電流IL1が正で電流IL2が負の期間に、第1給電部110から第2給電部120Cへの電力伝送が行われる。 FIG. 9H is a waveform of the current IL2 flowing through the second transmission coil L2 . The current IL2 has a phase difference (first phase shift time T Φ ) corresponding to the transmission power with respect to the current IL1 . Further, during the period in which the current IL1 is positive and the current IL2 is negative in the mode 2 period, power is transmitted from the first feeding unit 110 to the second feeding unit 120C.

本実施形態では、第1スイッチング素子Qをターンオンさせてから第1オン時間Ton1’が経過したとき(例えば、時刻t61)に第1スイッチング素子Qをターンオフさせる制御が行われる。第2スイッチSW(第2ダイオードD)は、制御されず、第1スイッチング素子Qをターンオフしてから第1位相シフト時間TΦが経過したとき(例えば、時刻t71)に自動的にターンオフする。 In the present embodiment, control is performed to turn off the first switching element Q 1 when the first on time Ton 1'has elapsed after the first switching element Q 1 is turned on (for example, at time t 61 ). The second switch SW 2 (second diode D 2 ) is not controlled and is automatically set when the first phase shift time T Φ elapses after the first switching element Q 1 is turned off (for example, time t 71 ). Turn off to.

このため、第1実施形態と同様に、第1オン時間Ton1’は比較例のオン時間Ton1(=最大オン時間Ton1)より短くなり、第2オン時間Ton2’も比較例のオン時間Ton2より短くなる。第1オン時間Ton1’および第2オン時間Ton2’が短くなると、電流ISW1および電流ISW2のピーク値は小さくなり、共振電流(電流IL1および電流IL2)のピーク値も小さくなる。 Therefore, as in the first embodiment, the first on-time Ton1'is shorter than the on-time Ton1 (= maximum on-time Ton1 ) of the comparative example, and the second on-time Ton2'is also on in the comparative example. It will be shorter than the time Ton2 . When the first on-time Ton1'and the second on-time Ton2'are shortened, the peak values of the current I SW1 and the current I SW2 become smaller, and the peak values of the resonance currents (current IL1 and current IL2 ) also become smaller. ..

したがって、磁界共振電源装置100Cは、第1実施形態と同様に、伝送電力が小さくなる低負荷時に共振電流の影響により損失が大きくなるのを抑制でき、伝送効率が大きく低下してしまうのを抑制できる。また、磁界共振電源装置100Cは、共振電流(電流IL1および電流IL2)による第1伝送コイルLと第1共振コンデンサCおよび第2伝送コイルLと第2共振コンデンサCの発熱を低減することができ、発熱対策にかかるコストを低減できる。 Therefore, the magnetic field resonance power supply device 100C can suppress an increase in loss due to the influence of the resonance current at a low load when the transmission power becomes small, and suppresses a large decrease in the transmission efficiency, as in the first embodiment. can. Further, the magnetic field resonance power supply device 100C generates heat from the first transmission coil L 1 and the first resonance capacitor C 1 and the second transmission coil L 2 and the second resonance capacitor C 2 due to the resonance current (current IL1 and current IL2 ). Can be reduced, and the cost for measures against heat generation can be reduced.

[第4実施形態]
図10に、本発明の第4実施形態に係る磁界共振電源装置100Dを示す。磁界共振電源装置100Dは、第1給電部110と、第2給電部120と、本発明の「制御部」に相当する第1制御部130Dおよび第2制御部140Dとを備える。
[Fourth Embodiment]
FIG. 10 shows a magnetic field resonance power supply device 100D according to a fourth embodiment of the present invention. The magnetic field resonance power supply device 100D includes a first feeding unit 110, a second feeding unit 120, and a first control unit 130D and a second control unit 140D corresponding to the "control unit" of the present invention.

第1給電部110および第2給電部120は、第1実施形態と同じ構成である。第1制御部130Dは、ターンオフ制御回路133Dを除いて、第1実施形態と同じ構成である。第2制御部140Dは、基準電圧信号Vrefが比較回路144に入力されるとともに第2通信回路146から送信される点を除いて、第1実施形態と同じ構成である。基準電圧信号Vrefは、第2通信回路146および第1通信回路134を介してターンオフ制御回路133Dに送信される。 The first feeding unit 110 and the second feeding unit 120 have the same configuration as that of the first embodiment. The first control unit 130D has the same configuration as that of the first embodiment except for the turn-off control circuit 133D. The second control unit 140D has the same configuration as that of the first embodiment except that the reference voltage signal Vref is input to the comparison circuit 144 and transmitted from the second communication circuit 146. The reference voltage signal Vref is transmitted to the turn-off control circuit 133D via the second communication circuit 146 and the first communication circuit 134.

ターンオフ制御回路133Dは、伝送電力(本実施形態では、基準電圧信号Vrefの電圧値)と第1スイッチング素子Qのオン時間(本実施形態では、第1オン時間Ton1’)との関係を示すデータを有する。ターンオフ制御回路133Dは、第1位相シフト時間TΦに関する信号を第2制御部140Dから取得することなく、基準電圧信号Vrefと上記データとに基づいて、第1スイッチング素子Qのターンオフのタイミングを決定してオン時間制御信号を生成する。 The turn-off control circuit 133D determines the relationship between the transmission power (in this embodiment, the voltage value of the reference voltage signal Vref) and the on-time of the first switching element Q1 (in this embodiment, the first on-time Ton1 '). Has the data shown. The turn-off control circuit 133D determines the turn-off timing of the first switching element Q1 based on the reference voltage signal Vref and the above data without acquiring the signal relating to the first phase shift time T Φ from the second control unit 140D. Determine and generate an on-time control signal.

図11に、上記データに含まれる基準電圧信号Vrefと第1オン時間Ton1’との関係の一例を示す。図11では、最大伝送電力時の基準電圧信号Vrefの信号値(電圧値)をXmaxとし、第1オン時間Ton1’の最大値(最大オン時間Ton1)をYmaxとする。 FIG. 11 shows an example of the relationship between the reference voltage signal Vref included in the above data and the first on-time Ton1 '. In FIG. 11, the signal value (voltage value) of the reference voltage signal Vref at the maximum transmission power is Xmax, and the maximum value (maximum on-time Ton1 ) of the first on-time Ton1'is Ymax.

図11に示すデータでは、基準電圧信号VrefがXmaxのときに、第1オン時間Ton1’がYmaxとなる。基準電圧信号Vrefが所定の第1閾値X(ただし、X<Xmax)からXmaxまでは、基準電圧信号Vrefの信号値が小さくなるほど(すなわち伝送電力が小さくなるほど)、第1オン時間Ton1’が短くなる。一方で、基準電圧信号Vrefの信号値が第1閾値Xよりも小さいときは、第1オン時間Ton1’は一定値Y(ただし、Y<Ymax)となる。 In the data shown in FIG. 11, when the reference voltage signal Vref is Xmax, the first on-time Ton1'is Ymax. When the reference voltage signal Vref is from a predetermined first threshold value X 1 (however, X 1 <Xmax) to Xmax, the smaller the signal value of the reference voltage signal Vref (that is, the smaller the transmission power), the smaller the first on-time Ton1 . 'Becomes shorter. On the other hand, when the signal value of the reference voltage signal Vref is smaller than the first threshold value X 1 , the first on-time Ton 1'is a constant value Y 1 (however, Y 1 <Y max).

第1閾値Xは、例えば、負荷が定格負荷の1/3程度のときの伝送電力に対応した基準電圧信号Vrefの信号値(電圧値)に設定される。一定値Yは、例えば、上記伝送電力を供給するのに必要な共振電流を確保できる時間に設定される。 The first threshold value X 1 is set to, for example, a signal value (voltage value) of the reference voltage signal Vref corresponding to the transmission power when the load is about 1/3 of the rated load. The constant value Y 1 is set to, for example, a time during which the resonance current required to supply the transmission power can be secured.

磁界共振電源装置100Dは、他の実施形態と同様に、伝送電力が小さくなる低負荷時に共振電流の影響により損失が大きくなるのを抑制でき、伝送効率が大きく低下してしまうのを抑制できる。また、磁界共振電源装置100Dは、共振電流(電流IL1および電流IL2)による第1伝送コイルLと第1共振コンデンサCおよび第2伝送コイルLと第2共振コンデンサCの発熱を低減することができ、発熱対策にかかるコストを低減できる。 Similar to other embodiments, the magnetic field resonance power supply device 100D can suppress an increase in loss due to the influence of a resonance current at a low load when the transmission power becomes small, and can suppress a large decrease in transmission efficiency. Further, the magnetic field resonance power supply device 100D generates heat from the first transmission coil L 1 and the first resonance capacitor C 1 and the second transmission coil L 2 and the second resonance capacitor C 2 due to the resonance current (current IL1 and current IL2 ). Can be reduced, and the cost for measures against heat generation can be reduced.

さらに、磁界共振電源装置100Dは、基準電圧信号Vrefが第1閾値Xよりも小さいときは、第1オン時間Ton1’は一定値Yとなるように制御するので、共振電流が小さくなりすぎて動作が不安定になるのを回避することができる。すなわち、磁界共振電源装置100Dは、定格負荷の1/3程度以下のごく低負荷の場合でも、安定して動作させることが可能となる。 Further, the magnetic field resonance power supply device 100D controls so that the first on-time Ton1'is a constant value Y1 when the reference voltage signal Vref is smaller than the first threshold value X1, so that the resonance current becomes small. It is possible to avoid the operation becoming unstable because of too much. That is, the magnetic field resonance power supply device 100D can be operated stably even in the case of a very low load of about 1/3 or less of the rated load.

[変形例]
以上、本発明に係る磁界共振電源装置の実施形態について説明したが、本発明は上記各実施形態に限定されるものではない。
[Modification example]
Although the embodiment of the magnetic field resonance power supply device according to the present invention has been described above, the present invention is not limited to each of the above embodiments.

本発明の一実施形態に係る磁界共振電源装置は、第1伝送コイル、第1共振コンデンサ、第1スイッチング素子、および第1スイッチング素子に並列接続された第1ダイオードを備える第1給電部と、第2伝送コイル、第2共振コンデンサ、第2スイッチング素子、および第2スイッチング素子に並列接続された第2ダイオードを備える第2給電部と、第1スイッチング素子のターンオフと第2スイッチング素子のターンオフとの時間差である第1位相シフト時間を伝送電力の電力値に応じて制御する位相シフト制御回路と、伝送電力の電力値に応じて第1スイッチング素子のターンオフを制御することで、第1スイッチング素子のオン時間を制御するオン時間制御回路と、を備えるのであれば、適宜構成を変更できる。 The magnetic field resonance power supply device according to an embodiment of the present invention includes a first power feeding unit including a first transmission coil, a first resonance capacitor, a first switching element, and a first diode connected in parallel to the first switching element. A second power supply unit including a second transmission coil, a second resonance capacitor, a second switching element, and a second diode connected in parallel to the second switching element, and a turn-off of the first switching element and a turn-off of the second switching element. A phase shift control circuit that controls the first phase shift time, which is the time difference between the two, according to the power value of the transmission power, and a first switching element that controls the turn-off of the first switching element according to the power value of the transmission power. If the on-time control circuit for controlling the on-time is provided, the configuration can be appropriately changed.

本発明の他の実施形態に係る磁界共振電源装置は、第1伝送コイル、第1共振コンデンサ、第1スイッチング素子、および第1スイッチング素子に並列接続された第1ダイオードを備える第1給電部と、第2伝送コイル、第2共振コンデンサ、および第2ダイオードを備える第2給電部と、制御部とを備え、第2ダイオードは、第1スイッチング素子がターンオフしてから所定の時間差である第1位相シフト時間の経過後にターンオフし、制御部が、伝送電力の電力値に応じて第1スイッチング素子のターンオフを制御することで、第1スイッチング素子のオン時間を制御するオン時間制御回路を備えるのであれば、適宜構成を変更できる。 The magnetic field resonance power supply device according to another embodiment of the present invention includes a first power feeding unit including a first transmission coil, a first resonance capacitor, a first switching element, and a first diode connected in parallel to the first switching element. , A second power supply unit including a second transmission coil, a second resonance capacitor, and a second diode, and a control unit. The second diode has a predetermined time difference after the first switching element is turned off. Since the turn-off is performed after the phase shift time has elapsed and the control unit controls the turn-off of the first switching element according to the power value of the transmission power, the on-time control circuit for controlling the on-time of the first switching element is provided. If so, the configuration can be changed as appropriate.

例えば、第1実施形態では、位相シフト制御における位相差を0°を中心に90°までの範囲で制御することを想定して説明したが、これに限定するものではなく、-180°から-90°の範囲で制御してもよい。その場合は、最大位相シフト時間TΦMが最小となるので、第1位相シフト時間TΦから最大位相シフト時間TΦMを差し引くと位相余裕時間になる。 For example, in the first embodiment, the phase difference in the phase shift control is controlled on the assumption that the phase difference is controlled in the range of 90 ° around 0 °, but the description is not limited to this, and the phase difference is not limited to −180 ° to −. It may be controlled in the range of 90 °. In that case, since the maximum phase shift time T ΦM is the minimum, the phase margin time is obtained by subtracting the maximum phase shift time T ΦM from the first phase shift time T Φ .

第3実施形態では、第2スイッチSWが第2ダイオードDのみからなる構成としたが、第2スイッチSWが第2スイッチング素子Qと、第2スイッチング素子Qに逆方向に並列接続された第2ダイオードDとを含む構成とし、第2スイッチング素子Qを常時オフ状態にしてもよい。 In the third embodiment, the second switch SW 2 is configured to include only the second diode D 2 , but the second switch SW 2 is parallel to the second switching element Q 2 and the second switching element Q 2 in the opposite direction. The configuration may include the connected second diode D 2 and the second switching element Q 2 may be always off.

第1実施形態および第2実施形態では、説明を簡単にするために、第1給電部110から第2給電部120への片方向に電力伝送する構成を示して説明したが、制御回路(第1制御部および第2制御部)を適宜双方向に対応することで双方向に電力伝送する構成にも適用できる。 In the first embodiment and the second embodiment, in order to simplify the explanation, a configuration in which power is transmitted in one direction from the first feeding unit 110 to the second feeding unit 120 has been described, but the control circuit (first). It can also be applied to a configuration in which power is transmitted in both directions by appropriately supporting both the 1 control unit and the 2nd control unit).

第1実施形態および第2実施形態において、第1給電部110から第2給電部120への電力伝送を行う場合、第2スイッチング素子Qをオフ状態にし、第2ダイオードDによるダイオード整流を利用して電力伝送を行ってもよい。 In the first embodiment and the second embodiment, when power is transmitted from the first feeding unit 110 to the second feeding unit 120, the second switching element Q2 is turned off and diode rectification by the second diode D2 is performed. It may be used for power transmission.

第1~第4実施形態において、第1通信回路134および第2通信回路146を非接触の通信手段としたが、有線接続が可能な環境では有線接続による通信手段であってもよい。 In the first to fourth embodiments, the first communication circuit 134 and the second communication circuit 146 are used as non-contact communication means, but in an environment where a wired connection is possible, the communication means may be a wired connection.

第4実施形態では、基準電圧信号Vrefが第1閾値Xよりも小さいときには第1オン時間Ton1’が一定値Yとなるように第1スイッチング素子Qのターンオフを制御しているが、第1~第3実施形態においても、低負荷で伝送電力が所定の第2閾値Xよりも小さいとき、例えば、負荷が定格の1/3を下回るようなごく低負荷の場合には、第1オン時間Ton1’が一定値(例えば、Y)となるように第1スイッチング素子Qのターンオフを制御することが好ましい。また、伝送電力が第2閾値X以上のときは、伝送電力が小さくなるほど第1オン時間Ton1’が短くなるように第1スイッチング素子Qのターンオフを制御すればよい。 In the fourth embodiment, when the reference voltage signal Vref is smaller than the first threshold value X 1 , the turn-off of the first switching element Q 1 is controlled so that the first on-time Ton 1'is a constant value Y 1 . Also in the first to third embodiments, when the load is low and the transmission power is smaller than the predetermined second threshold value X 2 , for example, when the load is very low such that the load is less than 1/3 of the rating, It is preferable to control the turn-off of the first switching element Q1 so that the first on-time Ton1'is a constant value (for example, Y1). Further, when the transmission power is equal to or higher than the second threshold value X 2 , the turn-off of the first switching element Q 1 may be controlled so that the first on-time Ton 1'is shortened as the transmission power becomes smaller.

第1実施形態において、第1給電部110と、第2給電部120と、第1制御部130と、第2制御部140とは、1つの装置として構成でき、例えば、家庭に設置することができる。1つの装置とした場合、第1通信回路134および第2通信回路146は装置内の通信回路として簡単化または省略することもできる。 In the first embodiment, the first power feeding unit 110, the second power feeding unit 120, the first control unit 130, and the second control unit 140 can be configured as one device, and can be installed in a home, for example. can. When one device is used, the first communication circuit 134 and the second communication circuit 146 can be simplified or omitted as communication circuits in the device.

第1実施形態では、送電側の第1スイッチング素子Qのターンオフのタイミングを受電側の位相差制御回路145に通知する相互位相検知制御方式について説明したが、送電側または受電側で送電電力を検知することにより位相差(第1位相シフト時間)を検知する自己位相検知制御方式においても適用可能である。自己位相検知制御方式の場合、受電側または送電側に位相情報を送信し、第1スイッチング素子Qのオン時間を位相余裕時間分短縮する制御を行ってもよい。 In the first embodiment, the mutual phase detection control method for notifying the turn-off timing of the first switching element Q1 on the power transmission side to the phase difference control circuit 145 on the power reception side has been described, but the power transmission power is transmitted on the power transmission side or the power reception side. It can also be applied to a self-phase detection control method that detects a phase difference (first phase shift time) by detecting it. In the case of the self-phase detection control method, phase information may be transmitted to the power receiving side or the power transmitting side, and control may be performed to shorten the on-time of the first switching element Q1 by the phase margin time.

100A,100B,100C,100D 磁界共振電源装置
110 第1給電部
120,120C 第2給電部
130,130B,130D 第1制御部
131 第1共振電圧検知回路
132 第1同期回路
133,133B,133D ターンオフ制御回路
134 第1通信回路
140,140B,140C,140D 第2制御部
141 第2共振電圧検知回路
142 第2同期回路
143 電力検知回路
144 比較回路
145,145C 位相差制御回路
146 第2通信回路
147B 電流検知回路
148B ゼロクロス検知回路
100A, 100B, 100C, 100D Magnetic field resonance power supply 110 1st power supply unit 120, 120C 2nd power supply unit 130, 130B, 130D 1st control unit 131 1st resonance voltage detection circuit 132 1st synchronous circuit 133, 133B, 133D Turn-off Control circuit 134 1st communication circuit 140, 140B, 140C, 140D 2nd control unit 141 2nd resonance voltage detection circuit 142 2nd synchronous circuit 143 Power detection circuit 144 Comparison circuit 145, 145C Phase difference control circuit 146 2nd communication circuit 147B Current detection circuit 148B Zero cross detection circuit

Claims (7)

第1伝送コイル、第1共振コンデンサ、第1スイッチング素子、および前記第1スイッチング素子に並列接続された第1ダイオードを備える第1給電部と、
第2伝送コイル、第2共振コンデンサ、第2スイッチング素子、および前記第2スイッチング素子に並列接続された第2ダイオードを備える第2給電部と、
制御部と、を備え、
磁界共振により前記第1給電部から前記第2給電部に伝送電力を供給する磁界共振電源装置であって、
前記制御部は、
前記第1スイッチング素子のターンオフと前記第2スイッチング素子のターンオフとの時間差である第1位相シフト時間を、前記伝送電力の電力値に応じて制御する位相シフト制御回路と、
前記伝送電力の前記電力値に応じて前記第1スイッチング素子のターンオフを制御することで、前記第1スイッチング素子のオン時間を制御するオン時間制御回路と、
を備えることを特徴とする磁界共振電源装置。
A first feeding unit including a first transmission coil, a first resonance capacitor, a first switching element, and a first diode connected in parallel to the first switching element.
A second feeding unit including a second transmission coil, a second resonant capacitor, a second switching element, and a second diode connected in parallel to the second switching element.
With a control unit,
A magnetic field resonance power supply device that supplies transmission power from the first feeding unit to the second feeding unit by magnetic field resonance.
The control unit
A phase shift control circuit that controls the first phase shift time, which is the time difference between the turn-off of the first switching element and the turn-off of the second switching element, according to the power value of the transmission power.
An on-time control circuit that controls the on-time of the first switching element by controlling the turn-off of the first switching element according to the power value of the transmission power.
A magnetic field resonant power supply comprising.
第1伝送コイル、第1共振コンデンサ、第1スイッチング素子、および前記第1スイッチング素子に並列接続された第1ダイオードを備える第1給電部と、
第2伝送コイル、第2共振コンデンサ、および第2ダイオードを備える第2給電部と、
制御部と、を備え、
磁界共振により前記第1給電部から前記第2給電部に伝送電力を供給する磁界共振電源装置であって、
前記第2ダイオードは、前記第1スイッチング素子がターンオフしてから所定の時間差である第1位相シフト時間の経過後にターンオフし、
前記制御部は、
前記伝送電力の前記電力値に応じて前記第1スイッチング素子のターンオフを制御することで、前記第1スイッチング素子のオン時間を制御するオン時間制御回路を備えることを特徴とする磁界共振電源装置。
A first feeding unit including a first transmission coil, a first resonance capacitor, a first switching element, and a first diode connected in parallel to the first switching element.
A second feeding unit including a second transmission coil, a second resonant capacitor, and a second diode,
With a control unit,
A magnetic field resonance power supply device that supplies transmission power from the first feeding unit to the second feeding unit by magnetic field resonance.
The second diode turns off after the lapse of the first phase shift time, which is a predetermined time difference from the turn-off of the first switching element.
The control unit
A magnetic field resonance power supply device comprising an on-time control circuit that controls the on-time of the first switching element by controlling the turn-off of the first switching element according to the power value of the transmission power.
前記オン時間制御回路は、
前記伝送電力が最大となる最大伝送電力時の前記時間差である最大位相シフト時間と前記第1位相シフト時間との差分である位相余裕時間を算出する第1演算処理と、
前記最大伝送電力時における前記第1スイッチング素子のオン時間である最大オン時間と前記位相余裕時間との差分である第1オン時間を算出する第2演算処理とを行い、
前記第1スイッチング素子がターンオンしてから前記第1オン時間を経過した後に前記第1スイッチング素子をターンオフさせることを特徴とする請求項1または2に記載の磁界共振電源装置。
The on-time control circuit is
The first arithmetic processing for calculating the phase margin time, which is the difference between the maximum phase shift time, which is the time difference at the time of the maximum transmission power at which the transmission power is maximum, and the first phase shift time,
A second arithmetic process for calculating the first on-time, which is the difference between the maximum on-time, which is the on-time of the first switching element at the time of the maximum transmission power, and the phase margin time, is performed.
The magnetic field resonance power supply device according to claim 1 or 2, wherein the first switching element is turned off after the first on time has elapsed from the turn on of the first switching element.
前記制御部は、
前記第2伝送コイルを流れる電流の電流値を検出する電流検知回路と、
前記電流値が負から正に変化する際のゼロクロス点を検出したタイミングでゼロクロス信号を出力するゼロクロス検知回路と、
をさらに備え、
前記オン時間制御回路は、
前記ゼロクロス信号が入力されたタイミングで前記第1スイッチング素子をターンオフさせることを特徴とする請求項1または2に記載の磁界共振電源装置。
The control unit
A current detection circuit that detects the current value of the current flowing through the second transmission coil, and
A zero-cross detection circuit that outputs a zero-cross signal at the timing when the zero-cross point when the current value changes from negative to positive is detected.
Further prepare
The on-time control circuit is
The magnetic field resonance power supply device according to claim 1 or 2, wherein the first switching element is turned off at the timing when the zero cross signal is input.
前記オン時間制御回路は、前記伝送電力と前記第1スイッチング素子のオン時間との関係を示すデータを有し、前記データに基づいて前記第1スイッチング素子のターンオフのタイミングを決定することを特徴とする請求項1または2に記載の磁界共振電源装置。 The on-time control circuit has data showing the relationship between the transmission power and the on-time of the first switching element, and is characterized in that the turn-off timing of the first switching element is determined based on the data. The magnetic field resonance power supply device according to claim 1 or 2. 前記データは、前記伝送電力が所定の第1閾値から最大値までは、前記伝送電力が小さくなるほど前記第1スイッチング素子のオン時間が短くなる一方、前記伝送電力が前記第1閾値よりも小さいときは、前記第1スイッチング素子のオン時間が一定値となる関係を示すことを特徴とする請求項5に記載の磁界共振電源装置。 In the data, when the transmission power is from a predetermined first threshold value to the maximum value, the on-time of the first switching element becomes shorter as the transmission power becomes smaller, while the transmission power is smaller than the first threshold value. The magnetic field resonance power supply device according to claim 5, wherein the first switching element has a constant on-time relationship. 前記オン時間制御回路は、前記伝送電力が所定の第2閾値以上のときは、前記伝送電力が小さくなるほど前記第1スイッチング素子のオン時間が短くなるように前記第1スイッチング素子のターンオフを制御する一方、前記伝送電力が前記第2閾値よりも小さいときは、前記第1スイッチング素子のオン時間が一定値となるように前記第1スイッチング素子のターンオフを制御することを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の磁界共振電源装置。 When the transmission power is equal to or higher than a predetermined second threshold value, the on-time control circuit controls the turn-off of the first switching element so that the on-time of the first switching element becomes shorter as the transmission power becomes smaller. On the other hand, according to claim 1, when the transmission power is smaller than the second threshold value, the turn-off of the first switching element is controlled so that the on time of the first switching element becomes a constant value. 4. The magnetic field resonance power supply device according to any one of 4.
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