JP5114372B2 - Power transmission method and non-contact power transmission apparatus in non-contact power transmission apparatus - Google Patents

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Description

本発明は、非接触電力伝送装置における電力伝送方法及び非接触電力伝送装置に係り、詳しくは共鳴型の非接触電力伝送装置における電力伝送方法及び非接触電力伝送装置に関する。   The present invention relates to a power transmission method and a non-contact power transmission device in a non-contact power transmission device, and more particularly to a power transmission method and a non-contact power transmission device in a resonance type non-contact power transmission device.

非接触電力伝送装置として、例えば非特許文献１及び特許文献１に記載されたものが知られている。この非接触電力伝送装置は、図５に示すように、二つの銅線コイル５１，５２を離れた状態で配置し、一方の銅線コイル５１から他方の銅線コイル５２に電磁場の共鳴によって電力を伝送することが紹介されている。具体的には、交流電源５３に接続された１次コイル５４で発生した磁場を銅線コイル５１，５２による磁場共鳴により増強し、２次コイル５５により増強された銅線コイル５２付近の磁場から電磁誘導を利用して電力を取り出し、負荷５６に供給する。そして、半径３０ｃｍの銅線コイル５１，５２を２ｍ離して配置した場合に、負荷５６としての６０Ｗの電灯を点灯できることが確認されている。
ＮＩＫＫＥＩ ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ ２００７．１２．３ １１７頁〜１２８頁 国際公開特許ＷＯ／２００７／００８６４６ Ａ２ As a non-contact power transmission device, for example, those described in Non-Patent Literature 1 and Patent Literature 1 are known. As shown in FIG. 5, this non-contact power transmission device is arranged with two copper wire coils 51, 52 separated from each other, and power is transferred from one copper wire coil 51 to the other copper wire coil 52 by resonance of an electromagnetic field. Has been introduced. Specifically, the magnetic field generated by the primary coil 54 connected to the AC power source 53 is enhanced by magnetic field resonance by the copper wire coils 51 and 52, and the magnetic field near the copper wire coil 52 enhanced by the secondary coil 55 is used. Electric power is extracted using electromagnetic induction and supplied to the load 56. And when the copper wire coils 51 and 52 of radius 30cm are arrange | positioned 2 m apart, it has been confirmed that the 60W electric lamp as the load 56 can be lighted.
NIKKEI ELECTRONICS 2007.12.3 pages 117-128 International Patent Publication WO / 2007/008646 A2

この共鳴型非接触電力伝送装置において交流電源の電力を負荷に効率良く供給するには、交流電源から電力を効率良く共鳴系に供給することが必要になる。ところが、非特許文献１及び特許文献１にはこの非接触電力伝送装置を設計（製造）する際における、送信側（送電側）の銅線コイル５１、受信側（受電側）の銅線コイル５２の共鳴周波数と交流電源の出力交流の周波数との関係が明記されていない。   In this resonance type non-contact power transmission device, in order to efficiently supply the power of the AC power source to the load, it is necessary to efficiently supply the power from the AC power source to the resonance system. However, in Non-Patent Document 1 and Patent Document 1, when designing (manufacturing) this non-contact power transmission device, a copper wire coil 51 on the transmission side (power transmission side) and a copper wire coil 52 on the reception side (power reception side). The relationship between the resonance frequency of the AC and the output AC frequency of the AC power supply is not specified.

送電側と受電側との距離が一定で、かつ受電側に接続される負荷の抵抗が一定の状態で使用される非接触電力伝送装置の場合は、最初に共鳴系の共鳴周波数となる交流電源５３の出力周波数を実験により求めて、その周波数で交流電源５３から１次コイル５４に交流電圧を出力すればよい。しかし、共鳴コイル間の距離、即ち２つの銅線コイル５１，５２間の距離や負荷５６の抵抗値が変化すると、共鳴系の共鳴周波数における共鳴系の入力インピーダンスが変化する。そのため、交流電源５３と共鳴系の入力インピーダンスとのマッチングが取れなくなり、交流電源５３への反射電力が増えるため、電力を効率良く負荷５６に供給することができない。ここで、「共鳴系の共鳴周波数」とは、電力伝送効率ηが最大になる周波数を意味する。   In the case of a non-contact power transmission device that is used in a state where the distance between the power transmission side and the power reception side is constant and the resistance of the load connected to the power reception side is constant, the AC power supply that first becomes the resonance frequency of the resonance What is necessary is just to obtain | require the output frequency of 53 by experiment, and to output an alternating voltage from the alternating current power supply 53 to the primary coil 54 with the frequency. However, when the distance between the resonance coils, that is, the distance between the two copper wire coils 51 and 52 and the resistance value of the load 56 change, the input impedance of the resonance system at the resonance frequency of the resonance system changes. Therefore, matching between the AC power supply 53 and the input impedance of the resonance system cannot be achieved, and the reflected power to the AC power supply 53 increases, so that the power cannot be efficiently supplied to the load 56. Here, the “resonance frequency of the resonance system” means a frequency at which the power transmission efficiency η is maximized.

本発明の目的は、２つの共鳴コイル間の距離や負荷の少なくとも一方が変化しても、交流電源の交流出力電圧の周波数を変更せずに、交流電源から電力を効率良く負荷に供給することができる非接触電力伝送装置における電力伝送方法及び非接触電力伝送装置を提供することにある。   An object of the present invention is to efficiently supply power from an AC power source to a load without changing the frequency of the AC output voltage of the AC power source even if at least one of the distance between the two resonance coils and the load changes. An object of the present invention is to provide a power transmission method and a non-contact power transmission apparatus in a non-contact power transmission apparatus capable of performing the above.

前記の目的を達成するため、請求項１に記載の発明の非接触電力伝送装置の電力伝送方法は、交流電源と、前記交流電源に接続された１次コイルと、１次側共鳴コイルと、２次側共鳴コイルと、２次コイルと、前記２次コイルに接続された負荷とを備え、前記１次コイル、前記１次側共鳴コイル、前記２次側共鳴コイル、前記２次コイル及び前記負荷は共鳴系を構成する非接触電力伝送装置における電力伝送方法である。そして、前記２次コイルと前記負荷との間にインピーダンス可変回路を設け、前記共鳴系のパラメータ変化に対して、前記交流電源から出力される交流電圧の周波数における前記共鳴系の入力インピーダンスの変化を抑制するように前記インピーダンス可変回路のインピーダンスを調整する。   In order to achieve the above object, a power transmission method for a non-contact power transmission apparatus according to claim 1 includes an AC power supply, a primary coil connected to the AC power supply, a primary resonance coil, A secondary resonance coil; a secondary coil; and a load connected to the secondary coil, the primary coil, the primary resonance coil, the secondary resonance coil, the secondary coil, and the The load is a power transmission method in a non-contact power transmission device constituting a resonance system. Then, an impedance variable circuit is provided between the secondary coil and the load, and a change in the input impedance of the resonance system at a frequency of an AC voltage output from the AC power supply is changed with respect to a change in the parameters of the resonance system. The impedance of the variable impedance circuit is adjusted so as to suppress it.

ここで、「交流電源」とは、交流電圧を出力する電源を意味し、直流電源から入力された直流を交流に変換して出力するものも含む。また、「共鳴系の入力インピーダンス」とは、１次コイルの両端で測定した共鳴系全体のインピーダンスを指す。また、「共鳴系のパラメータ変化」には、例えば、２つの共鳴コイル間の距離の変化や負荷の変化がある。   Here, the “AC power supply” means a power supply that outputs an AC voltage, and includes an output that converts a DC input from a DC power supply into an AC. The “resonance system input impedance” refers to the impedance of the entire resonance system measured at both ends of the primary coil. “Resonance system parameter change” includes, for example, a change in distance between two resonance coils and a change in load.

この発明によれば、共鳴系のパラメータ変化に対して、交流電源から出力される交流電圧の周波数における共鳴系の入力インピーダンスの変化を抑制するようにインピーダンス可変回路のインピーダンスが調整される。そのため、２つの共鳴コイル間の距離や負荷の少なくとも一方が変化しても、交流電源の交流出力電圧の周波数を変更せずに、交流電源への反射電力を低減して、交流電源から電力を効率良く負荷に供給することができる。   According to the present invention, the impedance of the impedance variable circuit is adjusted so as to suppress the change of the input impedance of the resonance system at the frequency of the AC voltage output from the AC power supply with respect to the change of the resonance system parameters. Therefore, even if the distance between two resonance coils or at least one of the loads changes, the reflected power to the AC power supply is reduced without changing the frequency of the AC output voltage of the AC power supply, and the power from the AC power supply is reduced. The load can be efficiently supplied.

請求項２に記載の発明の非接触電力伝送装置は、交流電源と、前記交流電源に接続された１次コイルと、１次側共鳴コイルと、２次側共鳴コイルと、２次コイルと、前記２次コイルに接続された負荷と、前記２次コイルと前記負荷との間に設けられるとともに可変リアクタンス素子を有するインピーダンス可変回路と、前記インピーダンス可変回路を制御する制御装置とを備え、前記１次コイル、前記１次側共鳴コイル、前記２次側共鳴コイル、前記２次コイル、前記インピーダンス可変回路及び前記負荷は共鳴系を構成する。前記共鳴系のパラメータ変化に対して、前記制御装置は前記可変リアクタンス素子のリアクタンスを制御して、前記交流電源から出力される交流電圧の周波数における前記共鳴系の入力インピーダンスの変化を抑制するように前記インピーダンス可変回路のインピーダンスを調整する。   The contactless power transmission device according to claim 2 is an AC power supply, a primary coil connected to the AC power supply, a primary resonance coil, a secondary resonance coil, a secondary coil, A load connected to the secondary coil; an impedance variable circuit provided between the secondary coil and the load and having a variable reactance element; and a control device for controlling the impedance variable circuit; The secondary coil, the primary resonance coil, the secondary resonance coil, the secondary coil, the impedance variable circuit, and the load constitute a resonance system. The control device controls the reactance of the variable reactance element in response to a change in the resonance system parameter so as to suppress a change in the input impedance of the resonance system at the frequency of the AC voltage output from the AC power supply. The impedance of the variable impedance circuit is adjusted.

この発明では、例えば、２つの共鳴コイル間の距離や負荷の少なくとも一方が共鳴周波数を設定する際に基準とした値から変化すると、即ち、共鳴系のパラメータ変化に対して、その変化に伴って共鳴系の共鳴周波数における入力インピーダンスが変化するのを抑制するように、制御装置によりインピーダンス可変回路のインピーダンスが調整される。インピーダンス可変回路は、インピーダンス可変回路を構成する可変リアクタンス素子のリアクタンスが調整されることにより、共鳴系の共鳴周波数における入力インピーダンスが元の値に合うように調整される。そのため、２つの共鳴コイル間の距離や負荷の少なくとも一方が変化した場合、交流電源の交流出力電圧の周波数を変更しなくても、交流電源への反射電力を低減して、交流電源から電力を効率良く負荷に供給することができる。「入力インピーダンスが元の値に合うように」とは、元の値に完全に一致することだけでなく、例えば、非接触電力伝送装置の電力伝送効率８０％以上、または、交流電源への反射電力が５％以下等、所望の性能を達成する範囲内での差異は許容される。以下、この明細書では同じ意味で記載する。   In the present invention, for example, when at least one of the distance between the two resonance coils and the load changes from a reference value when setting the resonance frequency, that is, with respect to a change in the parameter of the resonance system, The impedance of the variable impedance circuit is adjusted by the control device so as to suppress a change in the input impedance at the resonance frequency of the resonance system. The variable impedance circuit is adjusted so that the input impedance at the resonance frequency of the resonance system matches the original value by adjusting the reactance of the variable reactance element constituting the variable impedance circuit. Therefore, when the distance between two resonance coils or at least one of the loads changes, the reflected power to the AC power supply is reduced without changing the frequency of the AC output voltage of the AC power supply, and the power from the AC power supply is reduced. The load can be efficiently supplied. “To make the input impedance match the original value” not only completely matches the original value, but also, for example, the power transmission efficiency of the non-contact power transmission device is 80% or more, or the reflection to the AC power supply Differences within a range that achieves the desired performance, such as power of 5% or less, are acceptable. Hereinafter, the same meaning is used in this specification.

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記負荷を検出する負荷検出手段を備え、前記制御装置は、前記負荷検出手段の検出結果に基づいて前記インピーダンス可変回路のインピーダンスの調整を行う。この発明では、負荷検出手段の検出結果に基づいて負荷の値が共鳴周波数を設定する際に基準とした値から変化したことが確認されると、制御装置によりインピーダンス可変回路のインピーダンスが、共鳴系の入力インピーダンスが元の値に合うように調整される。   According to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, the control device includes a load detection unit that detects the load, and the control device is configured to determine an impedance of the impedance variable circuit based on a detection result of the load detection unit. Make adjustments. In this invention, when it is confirmed that the load value has changed from the reference value when setting the resonance frequency based on the detection result of the load detecting means, the impedance of the impedance variable circuit is changed by the control device. The input impedance is adjusted to match the original value.

請求項４に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記１次側共鳴コイルと前記２次側共鳴コイルとの距離を測定する距離測定手段を備え、前記制御装置は、前記距離測定手段の測定結果に基づいて前記インピーダンス可変回路のインピーダンスの調整を行う。この発明では、距離測定手段の測定結果に基づいて２つの共鳴コイルの距離が変化したことが確認されると、制御装置によりインピーダンス可変回路のインピーダンスが、共鳴系の入力インピーダンスが元の値に合うように調整される。   According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the distance measuring means according to the second aspect of the present invention for measuring a distance between the primary resonance coil and the secondary resonance coil, and the control device includes the distance measurement device. Based on the measurement result of the measuring means, the impedance of the impedance variable circuit is adjusted. In this invention, when it is confirmed that the distance between the two resonance coils has changed based on the measurement result of the distance measuring means, the impedance of the impedance variable circuit matches the original value of the resonance system input impedance by the control device. To be adjusted.

請求項５に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記負荷を検出する負荷検出手段と、前記１次側共鳴コイルと前記２次側共鳴コイルとの距離を測定する距離測定手段とを備え、前記制御装置は、前記距離測定手段の測定結果と、前記負荷検出手段の検出結果とに基づいて前記インピーダンス可変回路のインピーダンスの調整を行う。この発明では、２つの共鳴コイル間の距離及び負荷の両方が変化しても、交流電源の交流出力電圧の周波数を変更せずに、交流電源から電力を効率良く負荷に供給することができる。   According to a fifth aspect of the present invention, in the second aspect of the invention, the load detecting means for detecting the load, and the distance measuring means for measuring the distance between the primary side resonance coil and the secondary side resonance coil. The control device adjusts the impedance of the variable impedance circuit based on the measurement result of the distance measurement unit and the detection result of the load detection unit. In the present invention, even when both the distance between the two resonance coils and the load change, the power can be efficiently supplied from the AC power source to the load without changing the frequency of the AC output voltage of the AC power source.

本発明によれば、２つの共鳴コイル間の距離や負荷の少なくとも一方が変化しても、交流電源の交流出力電圧の周波数を変更せずに、交流電源から電力を効率良く負荷に供給することができる。   According to the present invention, even when at least one of the distance between the two resonance coils and the load changes, the power is efficiently supplied from the AC power source to the load without changing the frequency of the AC output voltage of the AC power source. Can do.

（第１の実施形態）
以下、本発明を具体化した第１の実施形態を図面にしたがって説明する。
図１は、非接触電力伝送装置１０の構成を模式的に示す。図１に示すように、非接触電力伝送装置１０は、交流電源１１と、交流電源１１に接続された１次コイル１２と、１次側共鳴コイル１３と、２次側共鳴コイル１４と、２次コイル１５と、２次コイル１５に接続された負荷１６と、２次コイル１５と負荷１６との間に設けられたインピーダンス可変回路１７とを備えている。１次側共鳴コイル１３及び２次側共鳴コイル１４にはそれぞれコンデンサ１８，１９が並列に接続されている。１次コイル１２、１次側共鳴コイル１３、２次側共鳴コイル１４、２次コイル１５、負荷１６、インピーダンス可変回路１７及びコンデンサ１８，１９は共鳴系２０を構成する。また、非接触電力伝送装置１０はインピーダンス可変回路１７を制御する制御装置２１を備えている。 (First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 schematically shows the configuration of the non-contact power transmission apparatus 10. As shown in FIG. 1, the non-contact power transmission device 10 includes an AC power supply 11, a primary coil 12 connected to the AC power supply 11, a primary resonance coil 13, a secondary resonance coil 14, 2 A secondary coil 15, a load 16 connected to the secondary coil 15, and an impedance variable circuit 17 provided between the secondary coil 15 and the load 16 are provided. Capacitors 18 and 19 are connected in parallel to the primary resonance coil 13 and the secondary resonance coil 14, respectively. The primary coil 12, the primary side resonance coil 13, the secondary side resonance coil 14, the secondary coil 15, the load 16, the impedance variable circuit 17 and the capacitors 18 and 19 constitute a resonance system 20. In addition, the non-contact power transmission device 10 includes a control device 21 that controls the impedance variable circuit 17.

交流電源１１は、交流電圧を出力する電源である。交流電源１１の出力交流電圧の周波数は、共鳴系２０の予め設定された共鳴周波数に等しい周波数に設定されている。
１次コイル１２、１次側共鳴コイル１３、２次側共鳴コイル１４及び２次コイル１５は電線により形成されている。コイルを構成する電線には、例えば、絶縁ビニル被覆線が使用される。コイルの巻径や巻数は、伝送しようとする電力の大きさ等に対応して適宜設定される。この実施形態では１次コイル１２、１次側共鳴コイル１３、２次側共鳴コイル１４及び２次コイル１５は、同じ巻径に形成されている。１次側共鳴コイル１３及び２次側共鳴コイル１４は同じに形成され、各コンデンサ１８，１９として同じコンデンサが使用されている。 The AC power supply 11 is a power supply that outputs an AC voltage. The frequency of the output AC voltage of the AC power supply 11 is set to a frequency equal to the preset resonance frequency of the resonance system 20.
The primary coil 12, the primary side resonance coil 13, the secondary side resonance coil 14, and the secondary coil 15 are formed of electric wires. For the electric wire constituting the coil, for example, an insulated vinyl-coated wire is used. The winding diameter and the number of turns of the coil are appropriately set according to the magnitude of power to be transmitted. In this embodiment, the primary coil 12, the primary side resonance coil 13, the secondary side resonance coil 14, and the secondary coil 15 are formed in the same winding diameter. The primary resonance coil 13 and the secondary resonance coil 14 are formed in the same manner, and the same capacitors are used as the capacitors 18 and 19.

インピーダンス可変回路１７は、可変リアクタンスとしての２つの可変コンデンサ２２，２３とインダクタ２４とから構成されている。一方の可変コンデンサ２２は２次コイル１５に並列に接続され、他方の可変コンデンサ２３は負荷１６に並列に接続されている。インダクタ２４は両可変コンデンサ２２，２３間に接続されている。インピーダンス可変回路１７は、可変コンデンサ２２，２３の容量が変更されることでそのインピーダンスが変更される。可変コンデンサ２２，２３は、例えば、図示しない回転軸がモータにより駆動される公知の構成で、モータが制御装置２１からの駆動信号により駆動されるようになっている。   The impedance variable circuit 17 includes two variable capacitors 22 and 23 as variable reactances and an inductor 24. One variable capacitor 22 is connected in parallel to the secondary coil 15, and the other variable capacitor 23 is connected in parallel to the load 16. The inductor 24 is connected between the variable capacitors 22 and 23. The impedance variable circuit 17 changes its impedance by changing the capacitance of the variable capacitors 22 and 23. The variable capacitors 22 and 23 have, for example, a known configuration in which a rotating shaft (not shown) is driven by a motor, and the motor is driven by a drive signal from the control device 21.

制御装置２１は共鳴系２０のパラメータ変化に対して、交流電源１１から出力される交流電圧の周波数における共鳴系２０の入力インピーダンスの変化を抑制するようにインピーダンス可変回路１７のインピーダンスを調整する。制御装置２１は可変コンデンサ２２，２３の容量（リアクタンス）を制御して、共鳴系２０の入力インピーダンスの変化を抑制するようにインピーダンス可変回路１７のインピーダンスを調整する。   The control device 21 adjusts the impedance of the impedance variable circuit 17 so as to suppress the change of the input impedance of the resonance system 20 at the frequency of the AC voltage output from the AC power supply 11 with respect to the parameter change of the resonance system 20. The control device 21 controls the capacitance (reactance) of the variable capacitors 22 and 23 to adjust the impedance of the impedance variable circuit 17 so as to suppress a change in the input impedance of the resonance system 20.

図２は、非接触電力伝送装置１０を移動体（例えば、車両）３０に搭載された２次電池３１に対して非接触充電を行うシステムに適用した場合の充電装置３５と移動体３０とを模式的に示す。移動体３０には２次側共鳴コイル１４、２次コイル１５、負荷１６としての２次電池３１、インピーダンス可変回路１７、制御装置２１及び負荷検出手段としての充電量センサ３２が搭載されている。充電量センサ３２は２次電池３１の充電量を検出する。   FIG. 2 illustrates a charging device 35 and a moving body 30 when the non-contact power transmission device 10 is applied to a system that performs non-contact charging on a secondary battery 31 mounted on a moving body (for example, a vehicle) 30. This is shown schematically. The movable body 30 includes a secondary resonance coil 14, a secondary coil 15, a secondary battery 31 as a load 16, an impedance variable circuit 17, a control device 21, and a charge amount sensor 32 as a load detection unit. The charge amount sensor 32 detects the charge amount of the secondary battery 31.

制御装置２１はＣＰＵ３３及びメモリ３４を備えている。メモリ３４には、２次コイル１５より２次電池３１側のインピーダンスを、共鳴周波数を設定する際に基準とした値にするための、２次電池３１の充電量と、可変コンデンサ２２，２３の容量との関係を示すデータがマップ又は関係式として記憶されている。これらのデータは予め試験により求められる。制御装置２１は、充電量センサ３２の検出結果に基づいて、２次コイル１５より２次電池３１側のインピーダンスの変化を抑制する値に可変コンデンサ２２，２３の容量を変更してインピーダンス可変回路１７のインピーダンスの調整を行う。   The control device 21 includes a CPU 33 and a memory 34. In the memory 34, the amount of charge of the secondary battery 31 for setting the impedance on the secondary battery 31 side from the secondary coil 15 to a reference value when setting the resonance frequency, and the variable capacitors 22, 23 Data indicating the relationship with the capacity is stored as a map or a relational expression. These data are obtained in advance by testing. Based on the detection result of the charge amount sensor 32, the control device 21 changes the capacities of the variable capacitors 22 and 23 to a value that suppresses the change in impedance on the secondary battery 31 side from the secondary coil 15, thereby changing the impedance variable circuit 17. Adjust the impedance.

充電装置３５は充電ステーションに設けられている。充電装置３５には、交流電源１１、１次コイル１２及び１次側共鳴コイル１３が設けられている。
次に前記のように構成された非接触電力伝送装置１０の作用を説明する。 The charging device 35 is provided at the charging station. The charging device 35 is provided with an AC power source 11, a primary coil 12, and a primary side resonance coil 13.
Next, the operation of the non-contact power transmission apparatus 10 configured as described above will be described.

２次電池３１への充電時には、移動体３０が充電装置３５との距離が一定となる所定の充電位置に停止した状態で充電が行われる。移動体３０が充電位置に停止すると、充電量センサ３２が２次電池３１の充電量の検出を開始する。検出された充電量のデータは制御装置２１に送られる。制御装置２１は、充電量のデータを入力して、充電量に対応する可変コンデンサ２２，２３の容量をメモリ３４に記憶されたデータから決定する。次に制御装置２１は、可変コンデンサ２２，２３の容量を決定された容量に変更するように可変コンデンサ２２，２３に駆動信号を出力する。そして、可変コンデンサ２２，２３の容量が充電量に適した値、即ち充電量が変化しても２次コイル１５より２次電池３１側のインピーダンスが変化しないようにする容量に変更される。   When the secondary battery 31 is charged, charging is performed in a state where the moving body 30 is stopped at a predetermined charging position where the distance from the charging device 35 is constant. When the moving body 30 stops at the charging position, the charge amount sensor 32 starts detecting the charge amount of the secondary battery 31. The detected charge amount data is sent to the control device 21. The control device 21 receives the charge amount data, and determines the capacity of the variable capacitors 22 and 23 corresponding to the charge amount from the data stored in the memory 34. Next, the control device 21 outputs a drive signal to the variable capacitors 22 and 23 so as to change the capacity of the variable capacitors 22 and 23 to the determined capacity. Then, the capacity of the variable capacitors 22 and 23 is changed to a value suitable for the charge amount, that is, a capacity that prevents the impedance on the secondary battery 31 side from the secondary coil 15 from changing even if the charge amount changes.

次に交流電源１１から１次コイル１２に共鳴系２０の共鳴周波数で交流電圧が出力され、１次コイル１２に磁場が発生する。この磁場が１次側共鳴コイル１３と２次側共鳴コイル１４とによる磁場共鳴により増強される。増強された２次側共鳴コイル１４付近の磁場から２次コイル１５により電磁誘導を利用して電力が取り出されて２次電池３１に供給される。   Next, an AC voltage is output from the AC power source 11 to the primary coil 12 at the resonance frequency of the resonance system 20, and a magnetic field is generated in the primary coil 12. This magnetic field is enhanced by magnetic field resonance by the primary side resonance coil 13 and the secondary side resonance coil 14. Electric power is extracted from the magnetic field in the vicinity of the enhanced secondary resonance coil 14 by the secondary coil 15 using electromagnetic induction and supplied to the secondary battery 31.

充電中も、充電量センサ３２は２次電池３１の充電量を検出し、その検出データを制御装置２１に送る。また、制御装置２１は、充電量のデータから充電量に適した可変コンデンサ２２，２３の容量を決定し、可変コンデンサ２２，２３の容量がその値になるように可変コンデンサ２２，２３の容量を調整する。そのため、充電中に２次電池３１の充電量が変化しても、２次コイル１５より２次電池３１側のインピーダンスが変化しないようにインピーダンス可変回路１７のインピーダンスが調整され、共鳴系２０の入力インピーダンスＺｉｎの変化が抑制される。即ち、共鳴系２０のパラメータ変化（この実施形態では負荷としての２次電池３１の充電量の変化）に対して、交流電源１１から出力される交流電圧の周波数における共鳴系２０の入力インピーダンスの変化を抑制するようにインピーダンス可変回路１７のインピーダンスが調整される。   Even during charging, the charge amount sensor 32 detects the charge amount of the secondary battery 31 and sends the detection data to the control device 21. Further, the control device 21 determines the capacities of the variable capacitors 22 and 23 suitable for the charge amount from the charge amount data, and sets the capacities of the variable capacitors 22 and 23 so that the capacities of the variable capacitors 22 and 23 become the values. adjust. Therefore, even if the charge amount of the secondary battery 31 changes during charging, the impedance of the impedance variable circuit 17 is adjusted so that the impedance on the secondary battery 31 side from the secondary coil 15 does not change, and the input of the resonance system 20 The change in impedance Zin is suppressed. That is, a change in the input impedance of the resonance system 20 at the frequency of the AC voltage output from the AC power supply 11 with respect to a parameter change of the resonance system 20 (in this embodiment, a change in the charge amount of the secondary battery 31 as a load). The impedance of the variable impedance circuit 17 is adjusted so as to suppress this.

図３は、負荷を変えて測定した場合における周波数と共鳴系の入力インピーダンスＺｉｎとの関係を示す。図３に示すように、負荷が変わっても共鳴周波数（図３では２．６ＭＨｚ）は変化しないが、共鳴周波数における入力インピーダンスＺｉｎの値は変化する。交流電源１１からは予め設定された共鳴系の入力インピーダンスＺｉｎと合うように、共鳴周波数と等しい一定の周波数で交流電圧が出力される。そのため、充電中に負荷としての２次電池３１の充電量が変化して、共鳴系２０の入力インピーダンスＺｉｎの値が小さくなると、交流電源１１の出力インピーダンスと共鳴系２０の入力インピーダンスＺｉｎとのマッチングが取れずに、交流電源１１への反射電力が生じる。   FIG. 3 shows the relationship between the frequency and the input impedance Zin of the resonance system when measured by changing the load. As shown in FIG. 3, even if the load changes, the resonance frequency (2.6 MHz in FIG. 3) does not change, but the value of the input impedance Zin at the resonance frequency changes. An AC voltage is output from the AC power supply 11 at a constant frequency equal to the resonance frequency so as to match a preset input impedance Zin of the resonance system. Therefore, when the amount of charge of the secondary battery 31 as a load changes during charging and the value of the input impedance Zin of the resonance system 20 decreases, the output impedance of the AC power supply 11 and the input impedance Zin of the resonance system 20 match. Cannot be removed, and reflected power to the AC power supply 11 is generated.

しかし、この実施形態の非接触電力伝送装置１０では、充電時に充電量センサ３２により２次電池３１の充電量が検出される。そして、２次コイル１５より２次電池３１側のインピーダンスの変化を抑制するように、検出された充電量に適した可変コンデンサ２２，２３の容量が制御装置２１により決定され、可変コンデンサ２２，２３の容量がその値に変更される。そのため、共鳴系２０の入力インピーダンスＺｉｎが一定に維持される。   However, in the non-contact power transmission device 10 of this embodiment, the charge amount of the secondary battery 31 is detected by the charge amount sensor 32 during charging. And the capacity | capacitance of the variable capacitors 22 and 23 suitable for the detected charge amount is determined by the control device 21 so as to suppress the change in impedance on the secondary battery 31 side from the secondary coil 15, and the variable capacitors 22 and 23 are determined. The capacity of is changed to that value. Therefore, the input impedance Zin of the resonance system 20 is maintained constant.

この実施形態によれば、以下に示す効果を得ることができる。
（１）非接触電力伝送装置１０は、交流電源１１と、交流電源１１に接続された１次コイル１２と、１次側共鳴コイル１３と、２次側共鳴コイル１４と、２次コイル１５と、２次コイル１５に接続された負荷１６と、２次コイル１５と負荷１６との間に設けられたインピーダンス可変回路１７とを備える。１次コイル１２、１次側共鳴コイル１３、２次側共鳴コイル１４、２次コイル１５、負荷１６及びインピーダンス可変回路１７は共鳴系２０を構成する。そして、共鳴系２０のパラメータ変化に対して、交流電源１１から出力される交流電圧の周波数における共鳴系２０の入力インピーダンスＺｉｎの変化を抑制するように制御装置２１がインピーダンス可変回路１７のインピーダンスを調整する。したがって、共鳴コイル間の距離や負荷の少なくとも一方が共鳴周波数を設定する際に基準とした値から変化した場合、交流電源１１の交流出力電圧の周波数を変更しなくても、交流電源１１への反射電力を低減して、交流電源１１から電力を効率良く負荷１６に供給することができる。 According to this embodiment, the following effects can be obtained.
(1) The non-contact power transmission apparatus 10 includes an AC power source 11, a primary coil 12 connected to the AC power source 11, a primary side resonance coil 13, a secondary side resonance coil 14, and a secondary coil 15. A load 16 connected to the secondary coil 15 and an impedance variable circuit 17 provided between the secondary coil 15 and the load 16 are provided. The primary coil 12, the primary side resonance coil 13, the secondary side resonance coil 14, the secondary coil 15, the load 16, and the impedance variable circuit 17 constitute a resonance system 20. Then, the control device 21 adjusts the impedance of the impedance variable circuit 17 so as to suppress the change of the input impedance Zin of the resonance system 20 at the frequency of the AC voltage output from the AC power supply 11 with respect to the parameter change of the resonance system 20. To do. Therefore, when at least one of the distance between the resonance coils and the load changes from a value that is used as a reference when setting the resonance frequency, the AC power supply 11 can be supplied to the AC power supply 11 without changing the frequency of the AC output voltage of the AC power supply 11. The reflected power can be reduced and power can be efficiently supplied from the AC power supply 11 to the load 16.

（２）非接触電力伝送装置１０は、負荷１６の大きさを検出する負荷検出手段（充電量センサ３２）を備え、インピーダンス可変回路１７は、負荷検出手段の検出結果に基づいてインピーダンスが調整される。したがって、非接触で電力伝送中に負荷１６の変化によって共鳴系２０の入力インピーダンスＺｉｎが変化した場合でも、交流電源１１の交流出力電圧の周波数を変更しなくても、交流電源１１への反射電力を低減して、交流電源１１から電力を効率良く負荷１６に供給することができる。   (2) The non-contact power transmission apparatus 10 includes load detection means (charge amount sensor 32) that detects the size of the load 16, and the impedance variable circuit 17 has an impedance adjusted based on the detection result of the load detection means. The Therefore, even when the input impedance Zin of the resonance system 20 changes due to the change of the load 16 during non-contact power transmission, the reflected power to the AC power supply 11 can be obtained without changing the frequency of the AC output voltage of the AC power supply 11. The power can be efficiently supplied from the AC power supply 11 to the load 16.

（３）非接触電力伝送装置１０は、移動体３０に搭載された２次電池３１に対して非接触充電を行うシステムに適用され、移動体３０は充電時に充電装置３５から一定の距離となる停止位置に停止し、移動体３０に２次電池３１の充電量を検出する充電量センサ３２が設けられている。制御装置２１は、充電量が変化しても２次コイル１５より２次電池３１側のインピーダンスの変化を抑制するようにインピーダンス可変回路１７のインピーダンスを調整する。したがって、２次電池３１への充電を効率良く行うことができる。   (3) The non-contact power transmission device 10 is applied to a system that performs non-contact charging on the secondary battery 31 mounted on the moving body 30, and the moving body 30 is at a certain distance from the charging device 35 during charging. A charge amount sensor 32 that stops at the stop position and detects the charge amount of the secondary battery 31 is provided on the moving body 30. The control device 21 adjusts the impedance of the impedance variable circuit 17 so as to suppress a change in impedance on the secondary battery 31 side from the secondary coil 15 even if the charge amount changes. Therefore, the secondary battery 31 can be charged efficiently.

（４）１次側共鳴コイル１３及び２次側共鳴コイル１４にコンデンサ１８，１９が接続されている。そのため、１次側共鳴コイル１３及び２次側共鳴コイル１４のコイルの巻数を増やすことなく共鳴系２０の共鳴周波数を下げることができる。また、共鳴周波数が同じであれば、１次側共鳴コイル１３及び２次側共鳴コイル１４を、コンデンサ１８，１９を接続しない場合に比べて小型化することができる。   (4) Capacitors 18 and 19 are connected to the primary resonance coil 13 and the secondary resonance coil 14. Therefore, the resonance frequency of the resonance system 20 can be lowered without increasing the number of turns of the primary resonance coil 13 and the secondary resonance coil 14. Further, if the resonance frequency is the same, the primary resonance coil 13 and the secondary resonance coil 14 can be reduced in size as compared with the case where the capacitors 18 and 19 are not connected.

（第２の実施形態）
次に第２の実施形態を図４にしたがって説明する。この実施形態では、充電時における移動体３０の停止位置は充電装置３５との距離が決められた位置ではなく、停止位置によって１次側共鳴コイル１３と２次側共鳴コイル１４との距離が異なり、距離の違いによっても共鳴系２０の入力インピーダンスＺｉｎが変化する場合に対応するように構成されている点が前記第１の実施形態と異なっている。第１の実施形態と基本的に同一部分は同一符号を付して詳しい説明を省略する。 (Second Embodiment)
Next, a second embodiment will be described with reference to FIG. In this embodiment, the stop position of the moving body 30 during charging is not a position where the distance from the charging device 35 is determined, and the distance between the primary resonance coil 13 and the secondary resonance coil 14 differs depending on the stop position. The second embodiment is different from the first embodiment in that the input impedance Zin of the resonance system 20 changes depending on the distance. The same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

移動体３０は、充電量センサ３２に加えて、距離測定手段としての距離センサ３６を備えている。距離センサ３６は、移動体３０が充電位置に停止した状態において充電装置３５との距離を測定し、間接的に１次側共鳴コイル１３と２次側共鳴コイル１４との距離を測定する。   The moving body 30 includes a distance sensor 36 as a distance measuring unit in addition to the charge amount sensor 32. The distance sensor 36 measures the distance from the charging device 35 in a state where the moving body 30 is stopped at the charging position, and indirectly measures the distance between the primary side resonance coil 13 and the secondary side resonance coil 14.

メモリ３４には、２次電池３１の充電量と、その充電量における共鳴系２０の入力インピーダンスＺｉｎとの関係を示すデータがマップ又は関係式として記憶されている。このデータは、１次側共鳴コイル１３と２次側共鳴コイル１４間の距離が異なる場合に対してそれぞれ記憶されている。これらのデータは予め試験により求められる。また、メモリ３４には、２次コイル１５より２次電池３１側のインピーダンスを、共鳴周波数を設定する際に基準とした値にするための、１次側共鳴コイル１３と２次側共鳴コイル１４との距離と、２次電池３１の充電量との組み合わせに対する可変コンデンサ２２，２３の容量との関係を示すデータが記憶されている。   In the memory 34, data indicating the relationship between the charge amount of the secondary battery 31 and the input impedance Zin of the resonance system 20 at the charge amount is stored as a map or a relational expression. This data is stored for each case where the distance between the primary resonance coil 13 and the secondary resonance coil 14 is different. These data are obtained in advance by testing. Further, in the memory 34, the primary side resonance coil 13 and the secondary side resonance coil 14 for setting the impedance on the secondary battery 31 side from the secondary coil 15 as a reference value when setting the resonance frequency. And data indicating the relationship between the capacity of the variable capacitors 22 and 23 with respect to the combination of the distance between and the charge amount of the secondary battery 31 is stored.

２次電池３１への充電時には、移動体３０が充電装置３５の近くの充電位置に停止した状態で充電が行われる。移動体３０が充電位置に停止すると、距離センサ３６が充電装置３５との距離を測定する。また、充電量センサ３２が２次電池３１の充電量の検出を開始する。距離センサ３６の測定データ及び充電量センサ３２の検出データは制御装置２１に送られる。制御装置２１は、距離センサ３６の測定データから１次側共鳴コイル１３と２次側共鳴コイル１４との距離をメモリ３４に記憶されているデータから求める。また、制御装置２１は、充電量のデータを入力して、１次側共鳴コイル１３及び２次側共鳴コイル１４間の距離における充電量に対応する可変コンデンサ２２，２３の適切容量をメモリ３４に記憶されているデータから決定する。次に制御装置２１は、可変コンデンサ２２，２３の容量を決定された容量に変更するように可変コンデンサ２２，２３に駆動信号を出力する。そして、可変コンデンサ２２，２３の容量が充電量に適した値に変更される。   When charging the secondary battery 31, charging is performed in a state where the moving body 30 is stopped at the charging position near the charging device 35. When the moving body 30 stops at the charging position, the distance sensor 36 measures the distance from the charging device 35. Further, the charge amount sensor 32 starts detecting the charge amount of the secondary battery 31. The measurement data of the distance sensor 36 and the detection data of the charge amount sensor 32 are sent to the control device 21. The control device 21 obtains the distance between the primary side resonance coil 13 and the secondary side resonance coil 14 from the data stored in the memory 34 from the measurement data of the distance sensor 36. Further, the control device 21 inputs the charge amount data, and the appropriate capacity of the variable capacitors 22 and 23 corresponding to the charge amount at the distance between the primary side resonance coil 13 and the secondary side resonance coil 14 is stored in the memory 34. Determine from stored data. Next, the control device 21 outputs a drive signal to the variable capacitors 22 and 23 so as to change the capacity of the variable capacitors 22 and 23 to the determined capacity. And the capacity | capacitance of the variable capacitors 22 and 23 is changed into the value suitable for charge amount.

次に交流電源１１から１次コイル１２に共鳴系２０の共鳴周波数で交流電圧が出力されて充電が開始される。充電中、充電量センサ３２は２次電池３１の充電量を検出し、制御装置２１は、充電量のデータから充電量に適した可変コンデンサ２２，２３の容量を決定し、可変コンデンサ２２，２３の容量がその値になるように可変コンデンサ２２，２３の容量を調整する。そのため、充電中に２次電池３１の充電量が変化しても、２次コイル１５より２次電池３１側のインピーダンス変化しないように、即ち共鳴系２０の入力インピーダンスＺｉｎが変化しないようにインピーダンス可変回路１７のインピーダンスが調整される。   Next, an AC voltage is output from the AC power supply 11 to the primary coil 12 at the resonance frequency of the resonance system 20 and charging is started. During charging, the charge amount sensor 32 detects the charge amount of the secondary battery 31, and the control device 21 determines the capacities of the variable capacitors 22 and 23 suitable for the charge amount from the charge amount data, and the variable capacitors 22 and 23. The capacity of the variable capacitors 22 and 23 is adjusted so that the capacity of Therefore, even if the charge amount of the secondary battery 31 changes during charging, the impedance is variable so that the impedance on the secondary battery 31 side from the secondary coil 15 does not change, that is, the input impedance Zin of the resonance system 20 does not change. The impedance of the circuit 17 is adjusted.

この第２の実施形態によれば、第１の実施形態の（１），（４）の効果に加えて以下の効果を得ることができる。
（５）非接触電力伝送装置１０は、負荷を検出する負荷検出手段（充電量センサ３２）と、１次側共鳴コイル１３と２次側共鳴コイル１４との距離を測定する距離測定手段（距離センサ３６）とを備え、制御装置２１は、距離測定手段の測定結果と、負荷検出手段の検出結果とに基づいてインピーダンス可変回路１７のインピーダンスの調整を行う。したがって、２つの共鳴コイル間の距離及び負荷の両方が変化しても、交流電源１１の交流出力電圧の周波数を変更せずに、交流電源１１から電力を効率良く負荷に供給することができる。 According to the second embodiment, in addition to the effects (1) and (4) of the first embodiment, the following effects can be obtained.
(5) The non-contact power transmission apparatus 10 includes a load measuring unit (charge amount sensor 32) that detects a load, and a distance measuring unit (distance) that measures the distance between the primary side resonance coil 13 and the secondary side resonance coil 14. The control device 21 adjusts the impedance of the impedance variable circuit 17 based on the measurement result of the distance measurement means and the detection result of the load detection means. Therefore, even if both the distance between the two resonance coils and the load change, it is possible to efficiently supply power from the AC power supply 11 to the load without changing the frequency of the AC output voltage of the AC power supply 11.

（６）非接触電力伝送装置１０は、移動体３０に搭載された２次電池３１に対して非接触充電を行うシステムに適用され、移動体３０が距離センサ３６を備えている。そのため、充電時に移動体３０が停止した状態において、移動体３０と充電装置３５との距離が充電時毎に異なっても、交流電源１１の交流出力電圧の周波数を変更せずに、２次電池３１に効率良く充電することができる。また、移動体３０を充電装置３５との距離が決められた値となる所定位置に停止させなくてよいため、充電位置への停止時に、ハンドル操作やアクセル及びブレーキ操作が容易になる。   (6) The non-contact power transmission device 10 is applied to a system that performs non-contact charging on the secondary battery 31 mounted on the moving body 30, and the moving body 30 includes a distance sensor 36. Therefore, in a state in which the moving body 30 is stopped at the time of charging, even if the distance between the moving body 30 and the charging device 35 is different for each charging time, the secondary battery is not changed without changing the frequency of the AC output voltage of the AC power supply 11. 31 can be charged efficiently. In addition, since it is not necessary to stop the moving body 30 at a predetermined position where the distance from the charging device 35 is a predetermined value, it is easy to operate the steering wheel, the accelerator, and the brake when stopping at the charging position.

実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。
○ 非接触電力伝送装置１０は、共鳴系２０の共鳴周波数における入力インピーダンスＺｉｎの変化の要因として、１次側共鳴コイル１３と２次側共鳴コイル１４との距離のみを考慮し、負荷検出手段を備えずに、距離測定手段（距離センサ３６）のみを備える構成としてもよい。例えば、第２の実施形態において、移動体３０に設けた充電量センサ３２を省略し、メモリ３４には充電量に関するデータの記憶を省略する。この場合、制御装置２１は、距離測定手段（距離センサ３６）の測定結果に基づいてインピーダンス可変回路１７のインピーダンスの調整を行う。したがって、２つの共鳴コイル間の距離が変化しても、交流電源１１の交流出力電圧の周波数を変更せずに、交流電源１１から電力を効率良く負荷に供給することができる。また、移動体３０を充電装置３５との距離が決められ値となる所定位置に停止させなくてよいため、充電位置への停止操作が容易になる。 The embodiment is not limited to the above, and may be embodied as follows, for example.
The non-contact power transmission device 10 considers only the distance between the primary side resonance coil 13 and the secondary side resonance coil 14 as a factor of the change in the input impedance Zin at the resonance frequency of the resonance system 20, and uses the load detection means. It is good also as a structure provided only with a distance measurement means (distance sensor 36), without providing. For example, in the second embodiment, the charge amount sensor 32 provided in the moving body 30 is omitted, and storage of data relating to the charge amount is omitted in the memory 34. In this case, the control device 21 adjusts the impedance of the impedance variable circuit 17 based on the measurement result of the distance measuring means (distance sensor 36). Therefore, even if the distance between the two resonance coils changes, it is possible to efficiently supply power from the AC power supply 11 to the load without changing the frequency of the AC output voltage of the AC power supply 11. In addition, since it is not necessary to stop the moving body 30 at a predetermined position where the distance from the charging device 35 is determined and becomes a value, a stop operation to the charging position is facilitated.

○ インピーダンス可変回路１７は２個の可変コンデンサ２２，２３と１個のインダクタ２４とで構成されるものに限らない。例えば、インピーダンス可変回路１７を構成する可変コンデンサ２２，２３のいずれか一方を省略して、インピーダンス可変回路１７を１個の可変コンデンサと１個のインダクタ２４とで構成してもよい。また、インピーダンス可変回路１７を、固定容量のコンデンサと可変リアクタンス素子としての可変インダクタとで構成してもよい。   The impedance variable circuit 17 is not limited to one composed of two variable capacitors 22 and 23 and one inductor 24. For example, one of the variable capacitors 22 and 23 constituting the impedance variable circuit 17 may be omitted, and the impedance variable circuit 17 may be configured by one variable capacitor and one inductor 24. Further, the impedance variable circuit 17 may be composed of a fixed capacitor and a variable inductor as a variable reactance element.

○ 非接触電力伝送装置１０を移動体３０に搭載された２次電池３１の充電システムに適用する場合、定格容量が同じ２次電池３１にのみ充電を行う構成に代えて、定格容量が異なる２次電池３１を搭載した移動体３０の２次電池３１に対しても充電を行う構成としてもよい。例えば、制御装置２１のメモリ３４に、定格容量が異なる２次電池３１毎に、２次コイル１５より２次電池３１側のインピーダンスを、共鳴周波数を設定する際に基準とした値にするための、共鳴コイル間の距離及び２次電池３１の充電量と、可変コンデンサ２２，２３の容量との関係を示すデータがマップ又は関係式としてメモリ３４に記憶される。そして、制御装置２１は移動体３０に搭載されている２次電池３１の定格容量によって、充電時における適切な可変コンデンサ２２，２３の容量を演算して、インピーダンス可変回路１７のインピーダンスを調整する。   When the non-contact power transmission device 10 is applied to a charging system for the secondary battery 31 mounted on the moving body 30, the rated capacity is different from the configuration in which only the secondary battery 31 having the same rated capacity is charged. It is good also as a structure which charges also with respect to the secondary battery 31 of the moving body 30 carrying the secondary battery 31. FIG. For example, in the memory 34 of the control device 21, for each secondary battery 31 having a different rated capacity, the impedance on the secondary battery 31 side from the secondary coil 15 is set to a reference value when setting the resonance frequency. The data indicating the relationship between the distance between the resonance coils and the charge amount of the secondary battery 31 and the capacity of the variable capacitors 22 and 23 is stored in the memory 34 as a map or a relational expression. And the control apparatus 21 calculates the capacity | capacitance of the suitable variable capacitors 22 and 23 at the time of charge with the rated capacity of the secondary battery 31 mounted in the moving body 30, and adjusts the impedance of the impedance variable circuit 17. FIG.

○ 充電時における２次電池３１の負荷の変化を充電量の変化から間接的に検出する代わりに、負荷検出手段として負荷を直接検出する構成のセンサを使用してもよい。例えば、２次電池３１に供給される電流量を検出する電流センサを負荷検出手段としてもよい。   O Instead of indirectly detecting the change in the load of the secondary battery 31 during charging from the change in the charge amount, a sensor configured to directly detect the load may be used as the load detection means. For example, a current sensor that detects the amount of current supplied to the secondary battery 31 may be used as the load detection means.

○ 非接触電力伝送装置１０は充電装置３５に限らず、使用中に段階的に負荷が変化する電気機器を負荷として使用する場合や負荷の値が異なる複数の電気機器に対して電力を供給する装置に適用してもよい。   ○ The non-contact power transmission device 10 supplies power not only to the charging device 35 but also to a plurality of electric devices having different load values when an electric device whose load changes stepwise during use is used as a load. You may apply to an apparatus.

○ 非接触電力伝送装置１０が使用中に段階的に負荷が変化する電気機器を負荷１６として使用する場合、負荷の変化する時期が予め決まっている場合、負荷１６の駆動開始時（非接触電力伝送装置１０の電力伝送開始時）からの経過時間で、インピーダンス可変回路１７のインピーダンスを調整するようにしてもよい。   ○ When the non-contact power transmission device 10 uses an electric device whose load changes stepwise during use as the load 16, when the load change time is determined in advance, when the load 16 starts driving (non-contact power The impedance of the variable impedance circuit 17 may be adjusted based on the elapsed time from when the power transmission of the transmission apparatus 10 is started.

○ １次側共鳴コイル１３及び２次側共鳴コイル１４に接続されたコンデンサ１８，１９を省略してもよい。しかし、コンデンサ１８，１９を接続した構成の方が、コンデンサ１８，１９を省略した場合に比べて、共鳴周波数を下げることができる。また、共鳴周波数が同じであれば、コンデンサ１８，１９を省略した場合に比べて、１次側共鳴コイル１３及び２次側共鳴コイル１４の小型化が可能になる。   The capacitors 18 and 19 connected to the primary resonance coil 13 and the secondary resonance coil 14 may be omitted. However, the configuration in which the capacitors 18 and 19 are connected can lower the resonance frequency compared to the case where the capacitors 18 and 19 are omitted. Further, if the resonance frequency is the same, the primary side resonance coil 13 and the secondary side resonance coil 14 can be downsized as compared with the case where the capacitors 18 and 19 are omitted.

○ 交流電源１１は、出力交流電圧の周波数が変更可能でも変更不能でもよい。
○ １次コイル１２、１次側共鳴コイル１３、２次側共鳴コイル１４及び２次コイル１５の外形は、円形に限らず、例えば、四角形や六角形や三角形等の多角形にしたり、あるいは楕円形にしたりしてもよい。 The AC power supply 11 may be capable of changing or not changing the frequency of the output AC voltage.
The outer shape of the primary coil 12, the primary side resonance coil 13, the secondary side resonance coil 14, and the secondary coil 15 is not limited to a circle, but may be, for example, a polygon such as a rectangle, a hexagon, or a triangle, or an ellipse. It may be shaped.

○ １次コイル１２、１次側共鳴コイル１３、２次側共鳴コイル１４及び２次コイル１５の外形は、ほぼ左右対称な形状に限らず、非対称な形状であってもよい。
○ 電線は断面円形の一般的な銅線に限らず、矩形断面の板状の銅線であってもよい。 The outer shape of the primary coil 12, the primary side resonance coil 13, the secondary side resonance coil 14, and the secondary coil 15 is not limited to a substantially symmetric shape, but may be an asymmetric shape.
The electric wire is not limited to a general copper wire having a circular cross section, and may be a plate-like copper wire having a rectangular cross section.

○ 電線の材料は銅に限らず、例えば、アルミニウムや銀を用いてもよい。
○ １次側共鳴コイル１３及び２次側共鳴コイル１４は、電線が筒状に巻回されたコイルに限らず、例えば、電線が一平面上に巻回された形状としてもよい。 ○ The material of the electric wire is not limited to copper, and for example, aluminum or silver may be used.
(Circle) the primary side resonance coil 13 and the secondary side resonance coil 14 are good not only as the coil by which the electric wire was wound cylindrically but in the shape where the electric wire was wound on one plane.

○ １次コイル１２、１次側共鳴コイル１３、２次側共鳴コイル１４及び２次コイル１５が全て同じ径に形成されている必要はない。例えば、１次側共鳴コイル１３及び２次側共鳴コイル１４は同じ径で、１次コイル１２及び２次コイル１５は異なる径としてもよい。   The primary coil 12, the primary side resonance coil 13, the secondary side resonance coil 14, and the secondary coil 15 do not have to be formed with the same diameter. For example, the primary resonance coil 13 and the secondary resonance coil 14 may have the same diameter, and the primary coil 12 and the secondary coil 15 may have different diameters.

○ １次コイル１２、１次側共鳴コイル１３、２次側共鳴コイル１４及び２次コイル１５を電線で形成する代わりに、基板上に設けられた配線パターンで形成してもよい。
以下の技術的思想（発明）は前記実施形態から把握できる。 The primary coil 12, the primary side resonance coil 13, the secondary side resonance coil 14, and the secondary coil 15 may be formed with a wiring pattern provided on the substrate instead of being formed with electric wires.
The following technical idea (invention) can be understood from the embodiment.

（１）請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の発明において、前記インピーダンス可変回路は可変コンデンサとインダクタとで構成され、前記制御装置は、メモリに記憶された前記２次コイルより負荷側のインピーダンスを、共鳴周波数を設定する際に基準とした値にするための、前記１次側共鳴コイル及び前記２次側共鳴コイル間の距離あるいは前記負荷と、前記可変コンデンサの容量との関係を示すデータとに基づいて前記可変コンデンサの容量を調整する。   (1) In the invention according to any one of claims 1 to 5, the variable impedance circuit includes a variable capacitor and an inductor, and the control device includes a secondary coil stored in a memory. The distance between the primary side resonance coil and the secondary side resonance coil or the load and the capacitance of the variable capacitor for setting the load side impedance to a reference value when setting the resonance frequency The capacity of the variable capacitor is adjusted based on the data indicating the relationship.

（２）請求項３に記載の発明の非接触電力伝送装置は移動体に搭載された２次電池への充電を行うシステムに適用され、前記移動体には前記２次側共鳴コイル、前記２次コイル、前記インピーダンス可変回路、前記負荷としての２次電池、前記制御装置及び前記負荷検出手段が搭載され、充電ステーションに設けられた充電装置には前記交流電源、前記１次コイル、前記１次側共鳴コイルが設けられ、前記制御装置は前記負荷検出手段の検出結果と、メモリに記憶された前記２次コイルより負荷側のインピーダンスを、共鳴周波数を設定する際に基準とした値にするための、前記負荷と前記可変コンデンサの容量との関係を示すデータとに基づいて前記可変コンデンサの容量を調整する。   (2) A non-contact power transmission device according to a third aspect of the present invention is applied to a system for charging a secondary battery mounted on a moving body. The moving body includes the secondary resonance coil, the 2 The secondary coil, the impedance variable circuit, the secondary battery as the load, the control device, and the load detection means are mounted. The charging device provided in the charging station includes the AC power source, the primary coil, the primary A side resonance coil is provided, and the control device sets the detection result of the load detection means and the impedance on the load side of the secondary coil stored in the memory to a reference value when setting the resonance frequency. The capacitance of the variable capacitor is adjusted based on the data indicating the relationship between the load and the capacitance of the variable capacitor.

（３）請求項４に記載の発明の非接触電力伝送装置は移動体に搭載された２次電池への充電を行うシステムに適用され、前記移動体には前記２次側共鳴コイル、前記２次コイル、前記インピーダンス可変回路、前記負荷としての２次電池、前記制御装置及び前記距離測定手段が搭載され、充電ステーションに設けられた充電装置には前記交流電源、前記１次コイル、前記１次側共鳴コイルが設けられ、前記制御装置は前記距離測定手段の測定結果と、メモリに記憶された前記２次コイルより負荷側のインピーダンスを、共鳴周波数を設定する際に基準とした値にするための、前記１次側共鳴コイル及び前記２次側共鳴コイル間の距離と前記可変コンデンサの容量との関係を示すデータとに基づいて前記可変コンデンサの容量を調整する。   (3) A non-contact power transmission device according to a fourth aspect of the present invention is applied to a system for charging a secondary battery mounted on a moving body. The moving body includes the secondary resonance coil, the 2 The secondary coil, the impedance variable circuit, the secondary battery as the load, the control device, and the distance measuring means are mounted. The charging device provided in the charging station includes the AC power source, the primary coil, the primary A resonance coil is provided, and the control device sets the measurement result of the distance measuring unit and the impedance on the load side of the secondary coil stored in the memory as a reference value when setting the resonance frequency. The capacitance of the variable capacitor is adjusted based on the data indicating the relationship between the distance between the primary resonance coil and the secondary resonance coil and the capacitance of the variable capacitor.

第１の実施形態に係る非接触電力伝送装置の構成図。The block diagram of the non-contact electric power transmission apparatus which concerns on 1st Embodiment. 充電装置と移動体とを示す模式図。The schematic diagram which shows a charging device and a moving body. 共鳴コイル間の距離を変えた場合における共鳴系の入力インピーダンスと周波数との関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship between the input impedance of a resonance system at the time of changing the distance between resonance coils, and a frequency. 第２の実施形態の充電装置と移動体とを示す模式図。The schematic diagram which shows the charging device and moving body of 2nd Embodiment. 従来技術の非接触電力伝送装置の構成図。The block diagram of the non-contact electric power transmission apparatus of a prior art.

符号の説明Explanation of symbols

１０…非接触電力伝送装置、１１…交流電源、１２…１次コイル、１３…１次側共鳴コイル、１４…２次側共鳴コイル、１５…２次コイル、１６…負荷、１７…インピーダンス可変回路、２０…共鳴系、２１…制御装置、２２，２３…可変リアクタンス素子としての可変コンデンサ、３２…負荷検出手段としての充電量センサ、３６…距離測定手段としての距離センサ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Non-contact electric power transmission apparatus, 11 ... AC power supply, 12 ... Primary coil, 13 ... Primary side resonance coil, 14 ... Secondary side resonance coil, 15 ... Secondary coil, 16 ... Load, 17 ... Impedance variable circuit , 20 ... resonance system, 21 ... control device, 22 and 23 ... variable capacitor as a variable reactance element, 32 ... charge amount sensor as load detection means, 36 ... distance sensor as distance measurement means.

Claims (5)

交流電源と、
前記交流電源に接続された１次コイルと、
１次側共鳴コイルと、
２次側共鳴コイルと、
２次コイルと、
前記２次コイルに接続された負荷とを備え、
前記１次コイル、前記１次側共鳴コイル、前記２次側共鳴コイル、前記２次コイル及び前記負荷は共鳴系を構成する非接触電力伝送装置における電力伝送方法であって、
前記２次コイルと前記負荷との間にインピーダンス可変回路を設け、前記共鳴系のパラメータ変化に対して、前記交流電源から出力される交流電圧の周波数における前記共鳴系の入力インピーダンスの変化を抑制するように前記インピーダンス可変回路のインピーダンスを調整することを特徴とする非接触電力伝送装置における電力伝送方法。 AC power supply,
A primary coil connected to the AC power source;
A primary resonance coil;
A secondary resonance coil;
A secondary coil;
A load connected to the secondary coil,
The primary coil, the primary resonance coil, the secondary resonance coil, the secondary coil, and the load are a power transmission method in a non-contact power transmission device that constitutes a resonance system,
An impedance variable circuit is provided between the secondary coil and the load to suppress a change in the input impedance of the resonance system at the frequency of the AC voltage output from the AC power supply in response to a change in the parameters of the resonance system. The power transmission method in the non-contact power transmission device is characterized by adjusting the impedance of the impedance variable circuit as described above. 交流電源と、
前記交流電源に接続された１次コイルと、
１次側共鳴コイルと、
２次側共鳴コイルと、
２次コイルと、
前記２次コイルに接続された負荷と、
前記２次コイルと前記負荷との間に設けられるとともに可変リアクタンス素子を有するインピーダンス可変回路と、
前記インピーダンス可変回路を制御する制御装置とを備え、
前記１次コイル、前記１次側共鳴コイル、前記２次側共鳴コイル、前記２次コイル、前記インピーダンス可変回路及び前記負荷は共鳴系を構成し、
前記共鳴系のパラメータ変化に対して、前記制御装置は前記可変リアクタンス素子のリアクタンスを制御して、前記交流電源から出力される交流電圧の周波数における前記共鳴系の入力インピーダンスの変化を抑制するように前記インピーダンス可変回路のインピーダンスを調整することを特徴とする非接触電力伝送装置。 AC power supply,
A primary coil connected to the AC power source;
A primary resonance coil;
A secondary resonance coil;
A secondary coil;
A load connected to the secondary coil;
An impedance variable circuit provided between the secondary coil and the load and having a variable reactance element;
A control device for controlling the impedance variable circuit;
The primary coil, the primary resonance coil, the secondary resonance coil, the secondary coil, the impedance variable circuit, and the load constitute a resonance system,
The control device controls the reactance of the variable reactance element in response to a change in the resonance system parameter so as to suppress a change in the input impedance of the resonance system at the frequency of the AC voltage output from the AC power supply. A non-contact power transmission apparatus that adjusts an impedance of the impedance variable circuit. 前記負荷を検出する負荷検出手段を備え、前記制御装置は、前記負荷検出手段の検出結果に基づいて前記インピーダンス可変回路のインピーダンスの調整を行う請求項２に記載の非接触電力伝送装置。   The contactless power transmission apparatus according to claim 2, further comprising a load detection unit configured to detect the load, wherein the control device adjusts the impedance of the impedance variable circuit based on a detection result of the load detection unit. 前記１次側共鳴コイルと前記２次側共鳴コイルとの距離を測定する距離測定手段を備え、前記制御装置は、前記距離測定手段の測定結果に基づいて前記インピーダンス可変回路のインピーダンスの調整を行う請求項２に記載の非接触電力伝送装置。   Distance measuring means for measuring the distance between the primary resonance coil and the secondary resonance coil is provided, and the control device adjusts the impedance of the variable impedance circuit based on the measurement result of the distance measurement means. The non-contact power transmission device according to claim 2. 前記負荷を検出する負荷検出手段と、前記１次側共鳴コイルと前記２次側共鳴コイルとの距離を測定する距離測定手段とを備え、前記制御装置は、前記距離測定手段の測定結果と、前記負荷検出手段の検出結果とに基づいて前記インピーダンス可変回路のインピーダンスの調整を行う請求項２に記載の非接触電力伝送装置。   Load detecting means for detecting the load, and distance measuring means for measuring a distance between the primary side resonance coil and the secondary side resonance coil, and the control device includes a measurement result of the distance measurement means, The contactless power transmission device according to claim 2, wherein the impedance of the impedance variable circuit is adjusted based on a detection result of the load detection unit.
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