JP4899918B2 - 送電制御装置、無接点電力伝送システム、送電装置および電子機器 - Google Patents
送電制御装置、無接点電力伝送システム、送電装置および電子機器 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4899918B2 JP4899918B2 JP2007040360A JP2007040360A JP4899918B2 JP 4899918 B2 JP4899918 B2 JP 4899918B2 JP 2007040360 A JP2007040360 A JP 2007040360A JP 2007040360 A JP2007040360 A JP 2007040360A JP 4899918 B2 JP4899918 B2 JP 4899918B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- power transmission
- driver
- primary coil
- voltage
- coil
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Description
なお以下に説明する本実施形態は特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成の全てが本発明の解決手段として必須であるとは限らない。
まず、本発明が適用される好適な電子機器の例、ならびに、無接点電力伝送技術の原理について説明する。
図1(A),(B)は無接点電力伝送技術について説明するための図であり、(A)は無接点電力伝送手法が適用される電子機器の例を示す図であり、(B)は誘導トランスを用いた無接点電力伝送の原理を説明するための図である。
図2は、送電装置、受電装置ならびに負荷からなる無接点電力伝送システムにおける、各部の具体的な構成の一例を示す回路図である。
図4は、送電部の具体的な回路構成ならびにコイル端電圧の監視について説明するための回路図である。
図5(A)〜(D)は、送電ドライバの通常駆動時の故障(通常故障)の検出原理を説明するための図である。ここでは、送電ドライバ13の故障検出について説明する(送電ドライバ15の故障検出も同様である)。
そこで、送電ドライバ13の出力端の電圧(1次コイルのコイル端N2の電圧)を監視し、その電位が、送電ドライバ13の入力信号の電圧レベルに対応したものであるか否かを検出し、これによって、故障を検出する。
図6(A),(B)は、送電ドライバの初期故障検出の原理を説明するための図であり、(A)は故障無しの場合を示す図であり、(B)は故障有りの場合を示す図である。
上述の説明では、送電ドライバ13(および15)を構成するトランジスタの初期故障を検出したが、1次コイル(L1)と共に直列共振回路を構成するコンデンサ(C1,C2)の初期故障を検出することもできる。
テスト用ドライバTE1(TE2)は、故障検出のみならず、突入電流の防止によるピーク電圧の変動抑制のためにも活用することができる。
精度良く故障を検出するためには、コイル端電圧を正確に測定する必要がある。そこで、本発明では、コイル端電圧を故障検出回路に伝達するためにモニタウインドウ回路(広義のスイッチ回路)を設け、また、タイミング制御回路を設け、そのモニタウインドウ回路(スイッチ回路)を、コイル端電圧の初期変動が抑制されて、電圧が安定している期間(安定期間)においてのみオンさせ、正確なコイル端電圧を故障検出回路(図10の参照符号34)に伝達する。
ハイレベル期間(あるいはローレベル期間)の初期変動期間を避けてオンし、安定した電圧をサンプリングして故障検出回路(図10の参照符号34)に伝達するのが望ましい。
図10は、送電制御装置および送電部の具体的な内部回路構成の例を示すブロック図である。図10において、図2と共通する部分には同じ参照符号を付してある。
図11は、図10に示される送電装置の具体的な動作タイミングの例を示すタイミング図である。
(1)1次コイルのコイル端電圧を監視し、送電ドライバの入力電圧に対応したコイル端電圧になっているか否かによって、送電ドライバの短絡故障を検出することができ、これによって、送電装置ならびに無接点電力伝送システムの安全性を向上させることができる。
(2)送電ドライバの通常駆動中(通常送電中)において故障検出を実行し、通常駆動中(通常送電中)に生じた短絡故障を早期に検出することによって、送電を停止して故障を報知するといった、適切な対応を迅速に採ることが可能となる。
(3)テスト用ドライバを設け、コイル端電圧がテスト用ドライバの駆動電圧に一致するか否かを検出することによって、送電ドライバの初期故障を検出することができる。初期故障が検出された場合には、例えば、通常駆動を不可とすると共に初期故障を報知することによって、例えば、その機器を回収して修理するといった適切な対応を迅速に採ることができ、安全性がより向上する。
(4)2つのテスト用ドライバによって、コイル端を同時的かつ相補的に駆動し、交流成分によるコイル端電圧の変動の検出の有無によって、直列共振回路のコンデンサに初期故障が生じている否かを判定することができる。したがって、送電装置(および無接点電力伝送システム)の安全性がより向上する。
(5)テスト用ドライバの回路構成として、電源間に電流制限用抵抗が介在する構成とすることによって、送電ドライバのトランジスタのリーク電流が少量の場合であってもコイル端電圧の異常を検出できる。
(6)テスト用ドライバを充電電流源として用いて、コンデンサを充電した後に、通常駆動を開始し、そのコイル端を“L”から“H”に変化させることによって、突入電流が低減され、電圧変動が縮小される。このことは、コイル端電圧(ピーク電圧)の正確な検出に役立つ。
(7)コイル端電圧を故障検出回路に伝達するためのスイッチ回路と、タイミング制御回路とを設け、そのスイッチ回路を、コイル端電圧の初期変動が抑制されて、電圧が安定している期間(安定期間)においてのみオンさせることによって、正確なコイル端電圧を故障検出回路に伝達することができる。特に、ハイレベル期間およびローレベル期間の後半の期間においてスイッチ回路をオンすることによって、電圧変動期間を確実に回避することができる。
(8)1次コイルを駆動するドライバの、通常駆動時における故障を検出して、送電停止や故障の報知を行うことが可能となるため、無接点電力伝送システムの安全性が向上する。
(9)1次コイルを駆動するドライバの、初期故障を検出して、通常送電を行うことなく、故障の報知、機器の回収や修理等を行うことが可能となり、よって、無接点電力伝送システムの安全性がより向上する。
(10)、安全性の高い無接点電力システム用の送電部を実現することができる。
(11)本発明によって、1次コイルのドライバの短絡故障の検出を可能とし、無接点電力伝送システムの安全性を向上させることができる。
(12)本発明によって、安全性の高い無接点電力伝送システムを実現でき、このことは、無接点電力伝送技術の普及に貢献する。
13,15 送電ドライバ、C1,C2 直列共振回路を構成するコンデンサ、
DRP1およびDRN1 送電ドライバ13の入力信号、
DRP2およびDRN2 送電ドライバ15の入力信号、
TE1,TE2 テスト用ドライバ、
17、19 テスト用ドライバを構成するCMOSバッファ、
INTP1およびINTN1 テスト用ドライバを構成するCMOSバッファ17の入力信号、
INTP2およびINTN2 テスト用ドライバを構成するCMOSバッファ19の入力信号、MWD1,MWD2 モニタウインドウ回路、
DRVON(Q8,Q9) モニタタイミング信号(電圧サンプリングタイミング信号)、
DRV1,DRV2 第1および第2のコイル端(N1,N2)のコイル端電圧、
14 電圧検出回路、16 表示部、20 送電制御装置、22 送電側制御回路、
24 送電側発振回路、26 ドライバ制御回路、28 波形検出回路、
40 受電装置、42 受電部、43 整流回路、46 負荷変調部、
48 給電制御部、50 受電制御装置、52 受電側制御回路、54 出力保証回路、
56 位置検出回路、58 受電側発振回路、60 周波数検出回路、
62 満充電検出回路、90 受電側機器の本負荷、
92 充電制御装置(充電制御IC)、94 負荷としてのバッテリ(2次電池)、
LEDR 電池残量や電池の状態のインジケータとしての発光装置
Claims (10)
- 1次コイルと2次コイルを電磁的に結合させて送電装置から受電装置に対して電力を伝送し、前記受電装置の本負荷に対して電力を供給する無接点電力伝送システムの前記送電装置に設けられる送電制御装置であって、
前記送電装置は、前記1次コイルの一端を駆動する第1の送電ドライバと、前記1次コイルの他端を駆動する第2の送電ドライバと、を有し、
前記送電制御装置は、
前記送電装置の動作を制御する送電側制御回路と、
前記1次コイルの前記一端を駆動する第1のテスト用ドライバと、
前記1次コイルの前記他端を駆動する第2のテスト用ドライバと、を有し、
前記送電側制御回路は、
前記1次コイルの前記一端および前記他端の少なくとも一方の電圧であるコイル端電圧を監視して、前記第1の送電ドライバおよび前記第2の送電ドライバの故障を検出する故障検出回路を有し、
前記送電側制御回路は、
前記第1の送電ドライバおよび前記第2の送電ドライバによって前記1次コイルを通常駆動する前に、前記第1の送電ドライバまたは第2の送電ドライバの各々の入力信号のレベルを、前記1次コイルの前記一端または前記他端がフローティング状態となるレベルとし、その状態で、前記第1のテスト用ドライバまたは前記第2のテスト用ドライバによって前記1次コイルの前記一端または前記他端を駆動し、
前記故障検出回路は、
前記コイル端電圧が、前記第1のテスト用ドライバまたは前記第2のテスト用ドライバの駆動出力レベルに対応したコイル端電圧ではないときに、前記第1の送電ドライバまたは前記第2の送電ドライバには、初期故障が生じていると判定することを特徴とする送電制御装置。 - 請求項1に記載の送電制御装置であって、
前記故障検出回路は、
前記第1の送電ドライバおよび第2の送電ドライバが前記1次コイルを通常駆動している状態において、前記コイル端電圧を監視して、前記第1の送電ドライバまたは前記第2の送電ドライバの、通常駆動中の故障を検出することを特徴とする送電制御装置。 - 請求項1又は2に記載の送電制御装置であって、
前記1次コイルに第1のコンデンサおよび第2のコンデンサが直列に接続されて直列共振回路が構成され、
前記送電側制御回路は、
初期故障検出を行う際に、前記第1のテスト用ドライバおよび第2のテスト用ドライバによって、前記1次コイルの前記一端および前記他端を相補的に駆動し、
前記故障検出回路は、
前記第1のコンデンサおよび第2のコンデンサを経由して流れる交流成分による電圧変動を監視し、所定の電圧変動が検出されるか否かによって、前記第1のコンデンサまたは第2のコンデンサの初期故障を検出することを特徴とする送電制御装置。 - 請求項1乃至3のいずれかに記載の送電制御装置であって、
前記第1のテスト用ドライバおよび前記第2のテスト用ドライバは各々、電源電圧間に直列に接続された、互いに異なる導電型の第1および第2のトランジスタならびに電流制限用抵抗を有することを特徴とする送電制御装置。 - 請求項1又は2に記載の送電制御装置であって、
前記1次コイルに第1のコンデンサおよび第2のコンデンサが接続されて直列共振回路が構成され、
前記送電側制御回路は、
前記第1のテスト用ドライバまたは第2のテスト用ドライバによって、前記第1のコンデンサまたは前記第2のコンデンサを充電した後、前記第1の送電ドライバおよび前記第2の送電ドライバによる前記共振回路の通常駆動を開始することを特徴とする送電制御装置。 - 請求項1乃至5のいずれかに記載の送電制御装置であって、
前記送電装置の動作タイミングを制御するタイミング制御回路をさらに有し、
前記送電装置は、前記1次コイルの一端のコイル端電圧を、所望のタイミングで前記故障検出回路に伝達するための第1のスイッチ回路と、前記1次コイルの他端のコイル端電圧を、所望のタイミングで前記故障検出回路に伝達するための第2のスイッチ回路と、を有し、
前記タイミング制御回路は、
前記第1の送電ドライバまたは前記第1のテスト用ドライバによる前記1次コイルの前記一端のローレベル駆動期間あるいはハイレベル駆動期間の後半において、前記第1のスイッチ回路をオン状態として、前記1次コイルの一端のコイル端電圧を前記故障検出回路に伝達させ、
前記第2の送電ドライバまたは前記第2のテスト用ドライバによる前記1次コイルの前記他端のローレベル駆動期間あるいはハイレベル駆動期間の後半において、前記第2のスイッチ回路をオン状態として、前記1次コイルの一端のコイル端電圧を前記故障検出回路に伝達させる、
ことを特徴とする送電制御装置。 - 1次コイルと2次コイルを電磁的に結合させて送電装置から受電装置に対して電力を伝送し、前記受電装置の本負荷に対して電力を供給する無接点電力伝送システムの前記送電装置に設けられる送電制御装置であって、
前記送電装置は、前記1次コイルの一端を駆動する第1の送電ドライバと、前記1次コイルの他端を駆動する第2の送電ドライバと、を有し、
前記送電制御装置は、
前記送電装置の動作を制御する送電側制御回路と、
前記送電装置の動作タイミングを制御するタイミング制御回路と、を有し、
前記送電側制御回路は、
前記1次コイルの前記一端および前記他端の少なくとも一方の電圧であるコイル端電圧を監視して、前記第1の送電ドライバおよび前記第2の送電ドライバの故障を検出する故障検出回路を有し、
前記故障検出回路は、
前記コイル端電圧が、前記第1の送電ドライバまたは前記第2の送電ドライバの入力信号に対応したコイル端電圧ではないときに、前記第1の送電ドライバまたは前記第2の送電ドライバは故障していると判定し、
前記送電装置は、前記1次コイルの一端のコイル端電圧を、所望のタイミングで前記故障検出回路に伝達するための第1のスイッチ回路と、前記1次コイルの他端のコイル端電圧を、所望のタイミングで前記故障検出回路に伝達するための第2のスイッチ回路と、を有し、
前記タイミング制御回路は、
前記第1の送電ドライバによる前記1次コイルの前記一端のローレベル駆動期間あるいはハイレベル駆動期間の後半において、前記第1のスイッチ回路をオン状態として、前記1次コイルの一端のコイル端電圧を前記故障検出回路に伝達させ、
前記第2の送電ドライバによる前記1次コイルの前記他端のローレベル駆動期間あるいはハイレベル駆動期間の後半において、前記第2のスイッチ回路をオン状態として、前記1次コイルの一端のコイル端電圧を前記故障検出回路に伝達させる、
ことを特徴とする送電制御装置。 - 1次コイルと2次コイルを電磁的に結合させて送電装置から受電装置に対して電力を伝送し、前記受電装置の本負荷に対して電力を供給する無接点電力伝送システムであって、
前記送電装置は、前記1次コイルの一端を駆動する第1の送電ドライバと、前記1次コイルの他端を駆動する第2の送電ドライバと、を有し、
前記送電制御装置は、
前記送電装置の動作を制御する送電側制御回路と、
前記1次コイルの前記一端を駆動する第1のテスト用ドライバと、
前記1次コイルの前記他端を駆動する第2のテスト用ドライバと、を有し、
前記送電側制御回路は、
前記1次コイルの前記一端および前記他端の少なくとも一方の電圧であるコイル端電圧を監視して、前記第1の送電ドライバおよび前記第2の送電ドライバの故障を検出する故障検出回路を有し、
前記送電側制御回路は、
前記第1の送電ドライバおよび前記第2の送電ドライバによって前記1次コイルを通常駆動する前に、前記第1の送電ドライバまたは第2の送電ドライバの各々の入力信号のレベルを、前記1次コイルの前記一端または前記他端がフローティング状態となるレベルとし、その状態で、前記第1のテスト用ドライバまたは前記第2のテスト用ドライバによって前記1次コイルの前記一端または前記他端を駆動し、
前記故障検出回路は、
前記1次コイルの前記一端の電圧または前記他端の電圧が、前記第1のテスト用ドライバまたは前記第2のテスト用ドライバの駆動出力レベルに対応した電圧ではないときに、前記第1の送電ドライバまたは前記第2の送電ドライバには、初期故障が生じていると判定して送電を中止し、
前記受電装置は、
前記2次コイルの誘電電圧を整流する整流回路を含む受電部と、
前記受電装置から送電装置へのデータ送信のための負荷変調部と、
前記本負荷への給電を制御する給電制御部と、
を有することを特徴とする無接点電力伝送システム。 - 請求項1乃至7のいずれかに記載の送電制御装置と、
前記1次コイルを駆動する前記第1および第2の送電ドライバを含む送電部と、
を有することを特徴とする送電装置。 - 請求項9に記載の送電装置を含むことを特徴とする電子機器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007040360A JP4899918B2 (ja) | 2007-02-21 | 2007-02-21 | 送電制御装置、無接点電力伝送システム、送電装置および電子機器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007040360A JP4899918B2 (ja) | 2007-02-21 | 2007-02-21 | 送電制御装置、無接点電力伝送システム、送電装置および電子機器 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008206326A JP2008206326A (ja) | 2008-09-04 |
JP4899918B2 true JP4899918B2 (ja) | 2012-03-21 |
Family
ID=39783215
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007040360A Expired - Fee Related JP4899918B2 (ja) | 2007-02-21 | 2007-02-21 | 送電制御装置、無接点電力伝送システム、送電装置および電子機器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4899918B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7167829B2 (ja) | 2019-04-19 | 2022-11-09 | 株式会社デンソー | 走行中給電システム及びその電気特性の異常値判定方法 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3916235B2 (ja) * | 2003-03-27 | 2007-05-16 | 理想科学工業株式会社 | 給電装置 |
JP4412592B2 (ja) * | 2004-03-31 | 2010-02-10 | 株式会社ミツバ | 駆動回路用状態検出回路 |
JP2006060909A (ja) * | 2004-08-19 | 2006-03-02 | Seiko Epson Corp | 非接触電力伝送装置 |
JP4774217B2 (ja) * | 2005-02-15 | 2011-09-14 | 高石 好 | 電力伝送装置、電力伝送方法 |
-
2007
- 2007-02-21 JP JP2007040360A patent/JP4899918B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2008206326A (ja) | 2008-09-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2009189229A (ja) | 送電制御装置、無接点電力伝送システム、送電装置、電子機器および波形モニタ回路 | |
US10903695B2 (en) | Power reception device and power reception method for non-contact power transmission | |
JP4743173B2 (ja) | 送電制御装置、送電装置、無接点電力伝送システムおよび電子機器 | |
US7884927B2 (en) | Power transmission control device, non-contact power transmission system, power transmitting device, electronic instrument, and waveform monitor circuit | |
JP4308855B2 (ja) | 受電制御装置、受電装置および電子機器 | |
TWI479767B (zh) | 受電控制裝置、受電裝置、無接點電力傳送系統、電子機器及控制方法 | |
JP4413236B2 (ja) | 受電制御装置、送電制御装置、無接点電力伝送システム、受電装置、送電装置および電子機器 | |
JP4893689B2 (ja) | 受電装置、電子機器、無接点電力伝送システム、および送電装置 | |
JP4779991B2 (ja) | 送電制御装置、送電装置、電子機器及び無接点電力伝送システム | |
JP4891100B2 (ja) | 受電制御装置、受電装置及び電子機器 | |
JP2008206325A (ja) | 受電制御装置、無接点電力伝送システム、受電装置および電子機器 | |
JP5233459B2 (ja) | 受電制御装置、受電装置および電子機器 | |
JP4899918B2 (ja) | 送電制御装置、無接点電力伝送システム、送電装置および電子機器 | |
JP2008295156A (ja) | 受電装置及び電子機器 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20100217 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20110513 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110607 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110808 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20111206 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20111219 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4899918 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150113 Year of fee payment: 3 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |