JP5688546B2 - 非接触給電システム - Google Patents

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Description

この発明は、非接触給電システムに関する。
従来、給電装置から受電装置へ非接触にて給電を行う非接触給電システムが存在する(例えば、特許文献1参照)。給電装置は電源からの電力を非接触にて受電装置に供給する。受電装置は、給電装置からの電力を受電すると、その電力を電気機器に供給する。
近年、さらなるユーザの利便性の向上を図るべく、給電装置の上面(給電面)における任意の位置に受電装置を設置するだけで、この受電装置への給電が可能となる、いわゆるフリーレイアウト型の非接触給電システムが検討されている。このシステムにおいては、給電装置の給電面であれば、受電装置を特に決まった位置に設置する必要がない。
このシステムにおける給電装置の内部には、その給電面に沿って複数の1次コイルが配列される。給電装置は、1次コイルを励磁することで磁束を発生させる。この磁束によって、受電装置に設けられる2次コイルに起電力が発生する。これにより、給電装置から受電装置に電力が供給される(例えば、特許文献2参照)。
また、給電装置は、給電を開始するにあたって、給電面における受電装置の有無、並びにその位置を検知する存在検知を行う。具体的には、まず、給電装置は、各1次コイルに順に電流を供給するとともに、そのときの1次コイルの電流を監視する。1次コイルの磁束方向に受電装置が存在すると、1次コイルが2次コイルと磁気結合することで1次コイルに流れる電流が変化する。この電流の変化に基づき、給電装置は受電装置が何れの1次コイルの周辺に存在するかを検知可能となる。給電装置は、受電装置が存在すると判断されるエリアにおける1次コイルに対してのみ電流を供給する。これにより、受電装置が存在しないエリアにおける1次コイルに対して無駄に電力が供給されることが抑制される。
特開2003−204637号公報 特開2008−5573号公報
上記フリーレイアウト型の非接触給電システムにおいては、受電装置が存在すると判断されるエリアにおける全ての1次コイルに対して電流が供給されていた。しかしながら、実際には、上記エリアにおける全ての1次コイルに対して電流を供給する場合よりも、上記エリアにおける一部の1次コイルに対してのみ電流を供給する場合の方が受電装置の出力電力が増加して給電効率が向上することがある。これは、各1次コイルから発生する磁束同士が干渉して互いに打ち消し合うことが要因の一つと考えられる。
この発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、1次コイルへの給電パターンを変化させることで、給電効率を向上させることができる非接触給電システムを提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明の非接触給電システムは、交流電流が供給されることで交番磁束を発生させる給電用コイルが給電面に沿って複数配置される給電装置と、前記給電面に設置されるとともに、前記給電面に設置された状態において、前記交番磁束に基づき誘起電力を発生させ、その電力を負荷に供給する受電用コイルを有する受電装置と、を備えた非接触給電システムにおいて、前記給電装置は、前記各給電用コイルに対応して位置する前記受電装置の存在を検知する存在検知部と、前記存在検知部の検知結果に基づき前記受電用コイルの前記給電面に対する位置及び姿勢を推定する位置姿勢推定部と、前記受電用コイルが前記給電面上において異なる位置及び姿勢にあるそれぞれの場合において、複数の給電パターンにて前記各給電用コイルへ給電したときの前記受電装置の出力電力に関するテーブルが予め記憶されるメモリと、前記メモリに記憶される前記テーブルに基づき、前記位置姿勢推定部を通じて認識した前記受電用コイルの位置及び姿勢において給電効率が高い給電パターンを選択し、その給電パターンにて給電を行う給電制御部と、を備える。
また、上記構成において、前記存在検知部は、前記各給電用コイルと前記受電用コイルの磁気結合の度合いに応じて変化する前記各給電用コイルにおける電圧値又は電流値に基づき、前記磁気結合の度合いを示す値の存在検知レベルを認識し、前記位置姿勢推定部は、前記各給電用コイルの存在検知レベルの分布に基づき前記受電用コイルの位置及び姿勢を推定することが好ましい。
また、上記構成において、前記メモリには、前記受電用コイルが前記給電面上においてそれぞれ異なる位置及び姿勢にあるときの前記各給電用コイルの前記存在検知レベルが記憶され、前記位置姿勢推定部は、前記メモリに記憶される前記各位置及び姿勢における前記給電用コイルの前記存在検知レベルと、前記存在検知部を通じて認識した前記各給電用コイルの前記存在検知レベルとの間で相違の程度を示す相違度を算出し、その算出された相違度のうち最小となる位置及び姿勢にて前記受電用コイルが設置されている旨推定することが好ましい。
また、上記構成において、前記位置姿勢推定部は、前記存在検知部を通じて認識される全ての前記給電用コイルの前記存在検知レベルのうち、前記受電用コイルの存在を検知している前記存在検知レベルの数に基づき、設置されている前記受電用コイルの数を判断し、複数の受電用コイルが設置されている旨判断したとき、前記各存在検知レベルのうち大きい方から前記受電用コイルの数と同数の存在検知レベルを認識し、認識された各存在検知レベルを中心とする一定エリア内における前記給電用コイルの存在検知レベルに基づき前記各受電用コイルの位置及び姿勢を推定することが好ましい。
また、上記構成において、前記メモリには、複数の受電用コイルが異なる位置及び姿勢で隣接して設置されたときの前記各給電用コイルの前記存在検知レベルと、複数の受電用コイルが異なる位置及び姿勢で隣接して設置される場合において前記各給電パターンで給電したときの前記受電装置の出力電力に関する情報とを示すテーブルが記憶され、前記給電制御部は、前記メモリに記憶される前記テーブルに基づき、前記位置姿勢推定部を通じて認識した単数又は複数の前記受電用コイルの位置及び姿勢において給電効率が高い給電パターンを選択し、その給電パターンにて給電を行うことが好ましい。
また、上記構成において、前記メモリには、それぞれ異なる形状でなる受電用コイルが異なる位置及び姿勢にて設置されたときの前記各給電用コイルの前記存在検知レベルと、前記各異なる形状でなる受電用コイルが異なる位置及び姿勢にて設置される場合において前記各給電パターンで給電したときの前記受電装置の出力電力に関する情報とを示すテーブルが記憶され、前記位置姿勢推定部は、前記各給電用コイルの存在検知レベルに基づき前記受電用コイルの形状並びに前記受電用コイルの位置及び姿勢を推定し、前記給電制御部は、前記メモリに記憶される前記テーブルに基づき、前記位置姿勢推定部を通じて認識した前記受電用コイルの形状並びに位置及び姿勢において給電効率が高い給電パターンを選択し、その給電パターンにて給電を行うことが好ましい。
また、上記構成において、前記給電装置は、前記各給電用コイルに対応して設けられる1次側通信用コイルを備え、前記受電装置は、前記受電用コイルに対応して設けられる2次側通信用コイルを備え、前記存在検知部は、前記1次側通信用コイルと前記2次側通信用コイルとの磁気結合の度合いに応じて変化する前記1次側通信用コイルにおける電圧値又は電流値に基づき前記1次側通信用コイルと前記2次側通信用コイルとの磁気結合の度合いを示す値の存在検知レベルを認識し、前記位置姿勢推定部は、前記各1次側通信用コイルの存在検知レベルの分布に基づき判断した前記2次側通信用コイルの位置及び姿勢を通じて前記受電用コイルの位置及び姿勢を推定することが好ましい。
また、上記構成において、前記各受電用コイルは、前記受電装置間で互いに異なる形状を有し、前記各2次側通信用コイルは、前記受電装置間で互いに同一の形状を有し、前記受電装置は、前記2次側通信用コイルを通じて自身の前記受電用コイルの形状に関する情報信号を無線送信し、前記メモリには、前記2次側通信用コイルが異なる位置及び姿勢にあるそれぞれの場合において、前記各受電用コイルの形状のパターン毎に前記受電装置の出力電力に関するテーブルが予め記憶され、前記給電制御部は、前記各1次側通信用コイルの存在検知レベルに基づき判断した前記2次側通信用コイルの位置及び姿勢と、前記1次側通信用コイルを通じて受信した情報信号に基づき認識した前記受電用コイルの形状とに基づき、前記メモリに記憶される前記テーブルを参照して給電効率が高い給電パターンを選択し、その給電パターンにて給電を行うことが好ましい。
また、上記構成において、前記給電効率が高い給電パターンとは、前記受電装置の出力電力が最大となる給電パターンであることが好ましい。
本発明によれば、非接触給電システムにおいて、1次コイルへの給電パターンを変化させることで給電効率を向上させることができる。
非接触給電システムの構成図。 非接触給電システムの斜視図。 第1の実施形態におけるメモリに記憶されるテーブル。 第1の実施形態における各給電用コイルL1における存在検知レベルの分布を表した模式図。 第1の実施形態における算出された存在検知レベルと、メモリに記憶される第3の設置パターンにおける存在検知レベルとを示した模式図。 第1の実施形態における各設置パターンにおける相違度Rを示した表。 第1の実施形態における共通制御回路が実行するフローチャート。 第2の実施形態における(a)受電用コイルL3の配置態様を示した図、(b)各給電用コイルL1の存在検知レベルを示した図、(c)選択されたエリアを示す図。 第3の実施形態におけるメモリに記憶されるテーブル。 第4の実施形態におけるメモリに記憶されるテーブル。 第5の実施形態における(a)〜(d)受電用コイルL3及び2次側認証用コイルL4の形状を示す図。 (a)各給電用コイルL1の存在検知レベルを示した図、(b)2次側認証用コイルL4の配置態様を示した図、(c)受電用コイルL3の配置態様を示した図。 第5の実施形態におけるメモリに記憶されるテーブル。
(第1の実施形態)
以下、本発明の非接触給電システムを具体化した第1の実施形態を図1〜図7を参照しつつ説明する。
図1に示すように、非接触給電システムは、給電装置10と、受電装置30とを備える。本例では、受電装置30は、携帯端末40に内蔵されている。以下、給電装置10及び受電装置30の構成について説明する。
(給電装置)
図2に示すように、給電装置10は、平板状の筐体2で覆われてなる。筐体2の上面には携帯端末40が載せられる給電面6が形成されている。
図2の破線で示すように、筐体2の内部には、給電用コイルL1及び1次側認証用コイルL2を1組のコイル群として、給電面6の全域に亘って計36組のコイル群が設けられる。コイル群は、給電面6において6行×6列のマトリックス状に配置されている。
図1に示すように、給電装置10は、単一の共通ユニット11と、この共通ユニット11にそれぞれ接続される複数(本例では36個)の給電ユニット15と、を備える。
共通ユニット11は、電源回路13と、共通制御回路12と、不揮発性のメモリ14と、を備える。
電源回路13は、外部電源からの電力を適切な直流電圧に変換し、それを動作電力として各給電ユニット15及び共通ユニット11に供給する。
共通制御回路12は、マイクロコンピュータで構成されるとともに、各給電ユニット15を統括制御する。
給電ユニット15は、励磁駆動回路16と、電圧検出回路17と、1次側認証用回路18と、を備える。励磁駆動回路16には給電用コイルL1が接続され、1次側認証用回路18には1次側認証用コイルL2が接続されている。
電圧検出回路17は給電用コイルL1に接続されている。この電圧検出回路17は、給電用コイルL1の電圧を検出するとともに、その検出結果を共通制御回路12に出力する。
共通制御回路12は、指令信号の出力を通じて励磁駆動回路16の動作を制御する。励磁駆動回路16は、指令信号を受けると、高周波電流(交流電流)を生成し、その生成した電流を給電用コイルL1に供給する。これにより、給電用コイルL1は励磁される。
共通制御回路12は、各給電用コイルL1に順に高周波電流を供給し、そのときの電圧検出回路17の検出結果に基づき、給電用コイルL1の周辺に物体が存在するか否かの存在検知を行う。この存在検知における各給電用コイルL1への高周波電流の供給時間は、給電用コイルL1の励磁に伴う給電面6における物体の温度上昇がほぼ検出されない程度に短く設定される。この存在検知については後で詳述する。なお、共通制御回路12及び電圧検出回路17は存在検知部を構成する。
共通制御回路12は、給電用コイルL1の周辺に物体が存在する旨判断したとき、ID要求信号を生成し、その生成した信号を1次側認証用回路18に出力する。1次側認証用回路18は、ID要求信号を変調し、その変調した信号を1次側認証用コイルL2を介して無線送信する。
1次側認証用コイルL2は、受電装置30からのID信号を電磁誘導を利用して受信すると、その受信信号を1次側認証用回路18に出力する。1次側認証用回路18は、ID信号を復調し、その復調した信号を共通制御回路12に出力する。共通制御回路12は、ID信号に含まれるIDコードと、メモリ14に記憶されるIDコードとの照合を行う。共通制御回路12は、IDコードの照合が成立した旨判断したとき、物体が正規の受電装置30であるとして給電を実行する。
メモリ14には、図3に示されるテーブルと、予め登録された受電装置30に固有のIDコードとが記憶されている。このテーブルには、受電用コイルL3の位置及び姿勢が異なる第1〜第3の設置パターンにおける各給電用コイルL1の存在検知レベルと、各設置パターンにおいて第1〜第5の給電パターンで給電したときの受電装置30の出力電力とが示されている。なお、共通制御回路12は、位置姿勢推定部及び給電制御部を構成する。
以下、上記存在検知について詳細に説明する。
共通制御回路12は、電圧検出回路17の検出結果に基づき、給電用コイルL1の周辺に物体(受電用コイルL3)が存在するか否か、並びにその物体の位置及び姿勢を推定する。ここで、給電用コイルL1の周辺に物体が存在する場合には、励磁される給電用コイルL1はその物体と磁気結合することで給電用コイルL1におけるインピーダンスが増加する。このため、給電用コイルL1の電圧が低下する。この給電用コイルL1の電圧は、物体として受電装置30が設置された場合には、受電用コイルL3と給電用コイルL1の磁気結合の度合いに応じた値となる。共通制御回路12は、電圧検出回路17の検出結果に基づき、給電用コイルL1に対する受電用コイルL3の磁気結合の度合いを存在検知レベルとして算出する。この存在検知レベルは、実数で表される。図4には、各給電用コイルL1についての存在検知レベルの分布が示されている。同図において、数字の表示がない給電用コイルL1については、存在検知レベルが「0.0」である。なお、これは他の図においても同様である。
給電用コイルL1に受電用コイルL3が全く重なっていない場合には、存在検知レベルは、両コイルL1,L3は磁気結合していないため「0.0」と算出される。また、給電用コイルL1の全域に亘って受電用コイルL3が重なっている場合には、両コイルL1,L3の磁気結合の度合いは最大となって存在検知レベルは「1.0」と算出される。
共通制御回路12は、存在検知を行うにあたって、各給電用コイルL1について存在検知レベルを算出する。共通制御回路12は、算出された存在検知レベルと、メモリ14に記憶される第1〜第3の設置パターンの存在検知レベルとの比較に基づき、受電用コイルL3の位置及び姿勢を推定する。
図3の左側に示すように、第1〜第3の設置パターンは、「3行×3列」の計9個の給電用コイルL1に対する受電用コイルL3の位置及び姿勢である。なお、本例では、給電用コイルL1及び受電用コイルL3はともに正方形に形成され、受電用コイルL3は給電用コイルL1より大きく形成される。受電用コイルL3と給電用コイルL1の大きさの関係が変わると、1つの受電用コイルL3に対面する給電用コイルL1の個数も変わる。
第1の設置パターンにおいては、受電用コイルL3は、その中央に位置する給電用コイルL1に対応して、「3行×3列」の中央に位置する。また、第2の設置パターンにおいては、受電用コイルL3は、その上辺が中央の給電用コイルL1における上辺と接するように、かつ、同図の左右方向において上記中央の給電用コイルL1を自身の中央に内在させるように設置される。また、第3の設置パターンにおいては、受電用コイルL3は、上記第1の設置パターンから、コイル軸を回転中心として45°だけ回転した位置に設置される。
次に算出された存在検知レベルに基づく受電用コイルL3の位置及び姿勢の推定方法について説明する。
図4に示すように、まず、共通制御回路12は、各存在検知レベルのうち最も大きいものを選択する。本例では、存在検知レベルが最大となる「0.9」が選択される。そして、共通制御回路12は、その選択した存在検知レベルの給電用コイルL1と、その周囲を囲む8個の給電用コイルL1とを選択する。すなわち、存在検知レベルが最大となる給電用コイルL1を中心とした「3行×3列」が選択される。
そして、選択された各給電用コイルL1の存在検知レベルと、メモリ14に記憶される第1〜第3の設置パターンにおける各存在検知レベルとの相違度Rを以下の式(1)から算出する。
上記式(1)において、「I」は算出された給電用コイルL1の存在検知レベル、「T」はメモリ14に記憶される存在検知レベルである。また、iは行、jは列である。図5に示すように、列は行列の要素における左右方向の位置を示し、行は行列の要素における上下方向の位置を示す。
相違度Rを算出する場合には、まず、I(0,0)からT(0,0)を差し引いた値の絶対値を求める。次に、I(0,1)からT(0,1)を差し引いた値の絶対値を求める。これを全9回に亘って行うことで得られた絶対値を足し合わせる。これにより、相違度Rが導出される。相違度Rが小さいほど、その設置パターンと近似する位置及び姿勢にて受電用コイルL3が設置されていると推定される。ここでは、上記式(1)に示すように相違度RをSum of Absolute Difference(SAD)として算出しているが、Sum of Squared Difference(SSD)により算出してもよい。また、相違度の代わりに類似度として正規化相関値(Normalized Cross-Correlation、NCC)を算出し、類似度が最大となる位置および姿勢にて受電用コイルL3が設置されていると推定してもよい。
共通制御回路12は、図6に示すように、第1〜3の設置パターンについて相違度Rを算出する。本例では、第1の設置パターンにおける相違度Rが「0.4」、第2の設置パターンにおける相違度Rが「1.5」、第3の設置パターンにおける相違度Rが「1.2」となる。共通制御回路12は、今回の受電用コイルL3の位置及び姿勢が、3つの相違度Rのうち最も小さい相違度Rに対応する第1の設置パターンに近い旨推定する。
共通制御回路12は、受電用コイルL3の位置及び姿勢の推定結果に基づき、第1〜第5の給電パターンのうち受電装置30の出力電力が最大となる給電パターンで給電を行う。受電装置30の出力が最大となるとき給電効率が最大となる。給電効率は一定時間当たりの受電電力量に基づき算出される。
図3の右側に示すように、第1の給電パターンは、「3行×3列」における中央の給電用コイルL1にのみ給電するパターンである。第2の給電パターンは、「3行×3列」における中央の給電用コイルL1と、その下側の給電用コイルL1とに給電するパターンである。第3の給電パターンは、「3行×3列」における中央の給電用コイルL1と、その下側及び右側の給電用コイルL1とに給電するパターンである。第4の給電パターンは、「3行×3列」における中央の給電用コイルL1を中心として十字状に計5つの給電用コイルL1に給電するパターンである。第5の給電パターンは、「3行×3列」における9個全ての給電用コイルL1に給電するパターンである。何れの給電パターンにおいても、各給電用コイルL1に供給される電力は同一である。
第1の設置パターンで受電用コイルL3が設置された場合には、第4の給電パターンで給電したとき受電装置30の出力が15Wで最大となる。よって、共通制御回路12は、受電用コイルL3の設置及び姿勢が第1の設置パターンに近い旨推定すると、第4の給電パターンにて給電を行う。
第2の設置パターンで受電用コイルL3が設置された場合には、第2の給電パターンで給電したとき受電装置30の出力が12Wで最大となる。よって、共通制御回路12は、受電用コイルL3の位置及び姿勢が第2の設置パターンに近い旨推定すると、第2の給電パターンにて給電を行う。
第3の設置パターンで受電用コイルL3が設置された場合には、第1の給電パターンで給電したとき受電装置30の出力が10Wで最大となる。よって、共通制御回路12は、受電用コイルL3の位置及び姿勢が第3の設置パターンに近い旨推定すると、第1の給電パターンにて給電を行う。
なお、メモリ14に記憶される各設置パターンにおける存在検知レベルは実験的に求められる。同様に、メモリ14に記憶される各給電パターンにおける出力電力は実験的に求められる。この実験は、各設置パターンにて受電用コイルL3を設置した状態で、実際に第1〜第5の給電パターンにて給電を行う。このときの受電装置30の出力電力を記憶する。
(受電装置)
図1に示すように、受電装置30は、整流回路31と、2次側認証用回路32と、2次側制御回路33と、メモリ34と、DC/DCコンバータ35とを備える。整流回路31には受電用コイルL3が接続され、2次側認証用回路32には2次側認証用コイルL4が接続されている。
受電用コイルL3は、給電用コイルL1からの磁束によって誘起された電力を整流回路31に出力する。整流回路31は、受電用コイルL3に誘起される交流電力を整流する。DC/DCコンバータ35は、整流回路31からの直流電圧を携帯端末40の動作に適切な値に変換する。この直流電圧は、例えば携帯端末40の動作電源である2次電池(図示略)の充電に利用される。
2次側制御回路33は、マイクロコンピュータで構成されるとともに、整流回路31からの電力の一部を受けて動作する。また、メモリ34には、受電装置30に固有のIDコードが記憶されている。
2次側認証用コイルL4は、電磁誘導を利用して1次側認証用コイルL2からのID要求信号を受信すると、その受信信号を2次側認証用回路32に出力する。2次側認証用回路32は、ID要求信号を復調し、その復調した信号を2次側制御回路33に出力する。2次側制御回路33は、ID要求信号を認識すると、メモリ34に記憶されるIDコードを含むID信号を生成し、その生成した信号を2次側認証用回路32に出力する。2次側認証用回路32は、ID信号を変調し、その変調した信号を2次側認証用コイルL4を介して無線送信する。
次に、共通制御回路12の処理手順について図7のフローチャートを参照しつつ説明する。当該フローチャートは、一定周期が経過する毎に実行される。
まず、共通制御回路12は、各給電用コイルL1に順に電流を供給することを通じて存在検知を行って(S101)、物体の存在の有無を判断する(S102)。共通制御回路12は、物体の存在を検知しないとき(S102でNO)、処理を終了する。
共通制御回路12は、物体の存在を検知したとき(S102でYES)、ID要求信号を送信する(S103)。そして、受信したID信号に含まれるIDコードと、自身のメモリ14に記憶されるIDコードとの照合を行う(S104)。共通制御回路12は、IDコードの照合が成立しない旨判断したとき(S104でNO)、処理を終了する。これにより、正規の受電装置30以外に対して給電されることが防止される。共通制御回路12は、IDコードの照合が成立した旨判断したとき(S104でYES)、相違度Rの算出及び比較を通じて推定された受電用コイルL3の位置及び姿勢に基づき、受電装置30の出力電力が最大となる給電パターンを選択する(S105)。そして、共通制御回路12は、選択した給電パターンにて給電用コイルL1に給電を開始する(S106)。以上で、共通制御回路12の処理が終了する。
以上、説明した実施形態によれば、以下の効果を奏することができる。
(1)各給電用コイルL1の存在検知レベルに基づき、受電用コイルL3の位置及び姿勢が推定される。そして、この位置及び姿勢において、受電装置30の出力が最大となる給電パターンが選択され、その給電パターンにて給電が行われる。従って、受電用コイルL3の位置及び姿勢に関わらず、高効率で受電装置30に電力を供給することができる。
(2)算出された相違度Rの比較を通じて、受電用コイルL3の設置パターンが推定される。よって、実際の受電用コイルL3の位置及び姿勢に近い設置パターンを簡易な処理にて推定することができる。
(第2の実施形態)
以下、本発明にかかる非接触給電システムを具体化した第2の実施形態について、図8を参照して説明する。この実施形態の非接触給電システムは、複数の受電用コイルL3が隣接して設置される場合であっても、適切な給電パターンにて給電が行われる点が上記第1の実施形態と異なっている。以下、第1の実施形態との相違点を中心に説明する。なお、この実施形態の非接触給電システムは、図1に示す第1の実施形態の非接触給電システムとほぼ同様の構成を備えている。
共通制御回路12は、各給電用コイルL1の存在検知レベルを判断し、全ての給電用コイルL1のうち存在検知レベルが閾値T1以上となる給電用コイルL1の数が閾値以上となるか否かを判断する。この閾値T1は、受電用コイルL3の存在を検知でき且つノイズレベルより大きくなるよう任意に設定することができ、例えばT1=0.1と設定される。
ここで、本例の受電用コイルL3のサイズから鑑みて、1つの受電用コイルL3が給電面6に設置された場合に、存在検知レベルが閾値T1以上となる給電用コイルL1の数は最大で9であると考えられる。従って、上記閾値は、例えば10に設定される。すなわち、この閾値は、受電用コイルL3のサイズが大きくなるにつれて大きく設定される。
共通制御回路12は、全ての給電用コイルL1のうち存在検知レベルが閾値T1以上となる給電用コイルL1の数が閾値未満である旨判断した場合には、受電用コイルL3は1つであるとして、上記第1の実施形態と同様の処理を通じて、受電用コイルL3の姿勢及び位置を推定し、その推定結果に基づき出力が最大となる給電パターンにて給電を行う。
図8(a)に示すように、2つの受電用コイルL3が異なる姿勢で隣接して設置されるとする。この場合、図8(b)に示すように、共通制御回路12は、全ての給電用コイルL1のうち存在検知レベルが閾値T1以上となる給電用コイルL1の数が閾値以上となる旨判断する。そして、共通制御回路12は、各存在検知レベルのうち存在検知レベルが高い上位2つの給電用コイルL1を選択する。すなわち、図8(c)に示すように、存在検知レベルが「1.0」の給電用コイルL1と、存在検知レベルが「0.9」の給電用コイルL1と、が選択される。そして、共通制御回路12は、存在検知レベルが「1.0」となる給電用コイルL1を中心とした「3行×3列」(第1のエリアA1)を選択するとともに、存在検知レベルが「0.9」となる給電用コイルL1を中心とした「3行×3列」(第2のエリアA2)を選択する。このとき、第1のエリアA1と第2のエリアA2とが重複する部分の存在検知レベルについては、各エリアA1,A2において中心となる2つの給電用コイルL1のうち距離的に近い方のエリアに組み込まれる。本例においては、存在検知レベルが「1.0」となる給電用コイルL1における左側の給電用コイルL1の存在検知レベル(「0.4」)は第1のエリアA1に組み込まれる。また、存在検知レベルが「0.9」となる給電用コイルL1における右側の給電用コイルL1の存在検知レベル(「0.7」)は第2のエリアA2に組み込まれる。
以下、第1の実施形態と同様に、共通制御回路12は、各エリアA1,A2の存在検知レベルから算出した相違度Rに基づき各受電用コイルL3が何れの設置パターンに近いかを推定し、推定された設置パターンにおいて受電装置30の出力が最大となる給電パターンで給電を行う。
以上、説明した実施形態によれば、第1の実施形態の(1)及び(2)の効果に加え、以下の効果を奏することができる。
(3)2つの受電用コイルL3が隣接して設置された場合であっても、各受電用コイルL3の位置及び姿勢が推定されて、各受電装置30の出力が最大となる給電パターンで給電が実行される。
(第3の実施形態)
以下、本発明にかかる非接触給電システムを具体化した第3の実施形態について、図9を参照して説明する。この実施形態の非接触給電システムは、複数の受電用コイルL3が隣接して設置された場合における存在検知レベル及び受電装置の出力電力が最大となる給電パターンが予め記憶されている点が上記第1の実施形態と異なっている。以下、第1の実施形態との相違点を中心に説明する。なお、この実施形態の非接触給電システムは、図1に示す第1の実施形態の非接触給電システムとほぼ同様の構成を備えている。
図9に示すように、メモリ14には、予め上記図3のデータに加えて、複数の受電用コイルL3が隣接して設置される第4及び第5の設置パターンにおける各給電用コイルL1の存在検知レベルと、第4及び第5の設置パターンにおいて受電装置30の出力が最大となる給電パターンとが記憶されている。共通制御回路12は、上記第1の実施形態における第1〜第3の設置パターンと同様に、第4の設置パターン及び第5の設置パターンにおける各給電用コイルL1の存在検知レベルを利用して相違度Rを算出する。そして、共通制御回路12は、第4の設置パターンにおける相違度Rが最小である旨判断すると、第4の設置パターンにて受電用コイルL3が複数配置されていると推定し、図9の上段右側に示される給電パターンにて給電用コイルL1に給電を行う。同様に、共通制御回路12は、第5の設置パターンにおける相違度Rが最小である旨判断すると、第5の設置パターンにて受電用コイルL3が複数配置されていると推定し、図9の下段右側に示される給電パターンにて給電用コイルL1に給電を行う。これら給電パターンにて給電を行うことで、受電装置30において出力電力を最大とすることができる。
以上、説明した実施形態によれば、第2の実施形態の(3)の効果に加え、以下の効果を奏することができる。
(4)複数の受電用コイルL3が隣接して設置された場合であっても、設置された受電用コイルL3毎に相違度Rを算出することなく、受電装置30の出力が最大となる給電パターンを判断することができる。
(第4の実施形態)
以下、本発明にかかる非接触給電システムを具体化した第4の実施形態について、図10を参照して説明する。以下、第1の実施形態との相違点を中心に説明する。
図10に示すように、メモリ14には、予め上記図3及び図9のデータに加えて、それぞれ形状の異なる受電用コイルL3が第6及び第7の設置パターンにて設置された場合における各給電用コイルL1の存在検知レベルと、第6及び第7の設置パターンにおいて受電装置30の出力が最大となる給電パターンとが記憶されている。
図10の上段に示すように、第6の設置パターンの受電用コイルL3は左右方向に長い長方形で形成されるとともに、「3行×3列」の給電用コイルL1に対して中央下側に位置している。また、図10の下段に示すように、第7の設置パターンの受電用コイルL3は円形に形成されるとともに、「3行×3列」の給電用コイルL1における中央に位置している。第7の設置パターンは、受電用コイルL3の設置位置としては第1の設置パターン(図3参照)と同一であるものの、受電用コイルL3の形状が異なることから、存在検知レベルが異なるものとなる。
共通制御回路12は、上記第1の実施形態と同様に、各設置パターンの存在検知レベルを利用して相違度Rを算出する。共通制御回路12は、第6の設置パターンにおける相違度Rが最小である旨判断すると、出力が最大となる第3の給電パターンにて給電用コイルL1に給電を行う。これにより、受電装置30において最大18Wの出力が得られる。
また、共通制御回路12は、第7の設置パターンにおける相違度Rが最小である旨判断すると、出力が最大となる第1の給電パターンにて給電用コイルL1に給電を行う。これにより、受電装置30において最大15Wの出力が得られる。すなわち、相違度Rを通じて、受電用コイルL3の位置及び姿勢だけでなくその形状を推定することができる。よって、受電用コイルL3の形状に適した給電パターンで給電することができる。
以上、説明した実施形態によれば、特に以下の効果を奏することができる。
(5)それぞれ受電用コイルL3の形状が異なる場合における存在検知レベルと、その場合における受電装置30の出力が最大となる給電パターンとが予め記憶される。これにより、受電用コイルL3の形状が異なる場合であっても、出力が最大となる給電パターンにて給電が可能となる。
(第5の実施形態)
以下、本発明にかかる非接触給電システムを具体化した第5の実施形態について、図11〜図13を参照して説明する。この実施形態の非接触給電システムは、図1に示す第1の実施形態の非接触給電システムとほぼ同様の構成を備えている。以下、第1の実施形態との相違点を中心に説明する。
この実施形態の非接触給電システムにおいては、1次側認証用コイルL2にて存在検知を行っている。すなわち、図1の2点鎖線で示すように、1次側認証用コイルL2には電圧検出回路19が接続されている。この電圧検出回路19は、1次側認証用コイルL2の電圧を検出するとともに、その検出結果を共通制御回路12に出力する。共通制御回路12は、第1の実施形態と同様に、各1次側認証用コイルL2に順に電流を供給し、そのときの電圧検出回路19の検出結果に基づき存在検知を行う。
図11(a)〜図11(d)に示すように、各受電装置30における2次側認証用コイルL4の形状は互いに同一に形成されるとともに、受電用コイルL3の形状は互いに異なるように形成されている。詳しくは、図11(a)に示される受電用コイルL3は、2次側認証用コイルL4の外周に沿った四角形に形成されている。また、図11(b)に示される受電用コイルL3は、図11(a)の受電用コイルL3より大きい四角形に形成されている。また、図11(c)に示される受電用コイルL3は、図中の上下方向に長い長方形状に形成されている。さらに、図11(d)に示される受電用コイルL3は、円形に形成されている。何れの受電用コイルL3においても、その中央に2次側認証用コイルL4が位置している。なお、1次側認証用コイルL2は1次側通信用コイルに相当し、2次側認証用コイルL4は2次側通信用コイルに相当する。
また、受電装置30のメモリ34には、予め自身の受電用コイルL3の形状に関する情報が記憶されている。2次側制御回路33は、ID信号とともに、メモリ34に記憶される受電用コイルL3の形状に関する情報を含む情報信号を生成し、それを2次側認証用回路32及び2次側認証用コイルL4を介して無線送信する。
1次側認証用回路18は、1次側認証用コイルL2を介して受信した情報信号を復調し、その復調した信号を共通制御回路12に出力する。共通制御回路12は情報信号に基づき、受電用コイルL3の形状を認識する。
また、図13に示すように、メモリ14には、各2次側認証用コイルL4の位置及び姿勢と、受電用コイルL3の各形状との組み合わせにおいて受電装置30の出力が最大となる給電パターンとが示されるテーブルが記憶されている。
以下、受電用コイルL3の形状の異なる2つの受電装置30が設置された場合について説明する。図12(a)に示すように、共通制御回路12は、電圧検出回路19を通じて1次側認証用コイルL2の存在検知レベルを認識する。次に、図12(b)に示すように、共通制御回路12は、第2の実施形態と同様に、第1のエリアA1及び第2のエリアA2を選択し、その各エリアについて設置パターン毎に相違度Rを算出する。そして、その相違度Rの比較を通じて各2次側認証用コイルL4が何れの設置パターンに近いかを推定する。そして、共通制御回路12は、図13のテーブルにおいて、何れの2次側認証用コイルL4の位置及び姿勢に関するデータを参照するかを決定する。次に、共通制御回路12は、受信した情報信号に基づき受電用コイルL3の形状を認識し、その認識された受電用コイルL3の形状に基づき、図13のテーブルにおいて受電用コイルL3の形状が何れのパターンであるかを決定する。この時点で、図12(c)に示すように、受電用コイルL3の位置及び姿勢が認識可能となる。そして、共通制御回路12は、図13のテーブルを参照して受電装置30の出力が最大となる給電パターンを決定し、この給電パターンにて給電用コイルL1に給電を行う。これにより、各受電装置30における受電用コイルL3の形状が異なる受電装置30が同時に設置された場合においても、受電装置30の出力が最大となる給電パターンが実現される。
以上、説明した実施形態によれば、特に以下の効果を奏することができる。
(6)2次側認証用コイルL4の形状が統一されているため、受電用コイルL3の形状に関する情報を取得することで2次側認証用コイルL4の位置及び姿勢に基づき、受電用コイルL3の大きさ、位置及び姿勢、ひいては受電装置30の出力が最大となる給電パターンが認識可能となる。本構成によれば、上記第4の実施形態における図10に示したように、形状の異なる受電用コイルL3毎に、さらに各形状について異なる位置及び姿勢毎に存在検知レベルを記憶させる必要がない。具体的には、統一された形状である2次側認証用コイルL4について異なる位置及び姿勢毎の存在検知レベルを記憶させればよい。また、形状の異なる受電用コイルL3毎に、さらに各形状について異なる位置及び姿勢毎に相違度Rを算出する必要がない。よって、共通制御回路12における受電用コイルL3の位置及び姿勢の推定に係る処理負担を低減することができる。これにより、受電用コイルL3の形状が異なる場合であっても、迅速に適切な給電パターンを判断することができる。
なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することができる。
・第3の実施形態において、存在検知レベルが閾値T1以上となる給電用コイルL1の数が閾値以上となったときにのみ、複数の受電用コイルL3が設置された第4及び第5の設置パターン(図9参照)における各給電用コイルL1の存在検知レベルについて相違度Rを算出してもよい。これにより、受電用コイルL3が1つの場合には、存在検知レベルが閾値T1以上となる給電用コイルL1の数が閾値未満となって、第4の設置パターン及び第5の設置パターンについての相違度Rの算出が省略される。よって、設置位置の判定に係る処理をより迅速に行うことができる。
・上記各実施形態においては、ID要求信号及びID信号の授受を通じてID照合が実行されていたが、これを省略してもよい。これにより、第1〜第4の実施形態において両認証用回路18,32及び両認証用コイルL2,L4を省略することができる。
・第1の実施形態においては、給電用コイルL1の電圧を通じて存在検知が行われていたが、給電用コイルL1とは別に存在検知用のコイルが設けられていてもよい。第2〜第5の実施形態についても同様である。
・上記各実施形態における給電パターン及び設置パターンは例示であって、さらに多くのパターンがあってもよい。例えば、第1の設置パターン(図3参照)に対してコイル軸を回転中心として5°間隔で回転させて設置パターンを増やしてもよい。新たな設置パターンを増やす場合には、そのパターンにおける存在検知レベルと、そのパターンにおける受電装置30における出力が最大となる給電パターンとをメモリ14に記憶させる。
・上記各実施形態においては、受電装置30における出力が最大となる給電パターンにて給電が行われていた。しかし、受電装置30において必要とされる電力が小さい場合には、出力が最大とならない給電パターンにて給電が行われてもよい。
例えば、図3に示すように、第1の設置パターンで設置されていると推定された場合において、受電装置30において必要とされる電力が9Wであったとする。この場合には、9Wを確保できるとともに、電力を供給する給電用コイルL1の数が最も少ない第1の給電パターンにて給電を行ってもよい。これにより、給電用コイルL1への給電電力を抑制できる。
・第2の実施形態において、図8(c)に示される第1のエリアA1と第2のエリアA2とが重複する部分の存在検知レベルを両エリアA1,A2に組み込んでもよい。すなわち、図8(c)に示される例においては、両エリアA1,A2が重複する存在検知レベル「0.7」及び「0.4」が各エリアA1,A2に組み込まれる。
・第2の実施形態においては、2つの受電用コイルL3が隣接して設置された場合であったが、3つ以上の受電用コイルL3が隣接して設置された場合においても同様の処理が可能である。すなわち、3つ以上の受電用コイルL3が設置された場合において、存在検知レベルが閾値T1以上となる給電用コイルL1の数に基づき新たに閾値を設定する。これにより、共通制御回路12は、存在検知レベルが閾値T1以上となる給電用コイルL1の数と、上記新たな閾値との比較に基づき3つ以上の受電用コイルL3が設置されたことを判断できる。例えば3つの受電用コイルL3が隣接した設置された場合には、上位3つの存在検知レベルを認識し、その存在検知レベルを中心とした3つのエリアを選択する。以下、第2の実施形態と同様に処理を行う。
・第1〜4の実施形態においても、第5の実施形態と同様に、1次側認証用コイルL2にて存在検知を行ってもよい。この場合、受電用コイルL3及び2次側認証用コイルL4のサイズ及び形状を同等とする。
・第1、2及び4の実施形態においては、例えば、設置パターン毎に第1〜第5の給電パターンにおける受電装置30の出力電力が記憶されていた。しかし、出力が最大となる給電パターンのみが記憶されていてもよい。また、第3及び第5の実施形態においては、出力が最大となる給電パターンのみならず、各給電パターンにおける出力電力を記憶させてもよい。
・第1〜第5の実施形態においては、給電用コイルL1又は1次側認証用コイルL2の電圧値に基づき存在検知を行っていた。しかし、給電用コイルL1又は1次側認証用コイルL2の電流値に基づき存在検知を行ってもよい。
・第1〜第5の実施形態においては、算出した存在検知レベルに基づき受電用コイルL3等における位置及び姿勢が推定されていた。しかし、存在検知レベルを算出することなく、給電用コイルL1等の電圧値をそのまま利用して受電用コイルL3における位置及び姿勢の推定に係る処理を行ってもよい。
・上記各実施形態においては、受電装置30は携帯端末40に設けられていたが、その他の電気機器に設けられていてもよい。例えば、受電装置30が、電気機器の本体に対して独立した構成であってもよい。
・第5の実施形態においては、両認証用コイルL2,L4を通じて受電用コイルL3の形状に関する情報信号が送受信されていた。しかし、専用の通信用コイルが設けられていてもよい。
・上記各実施形態においては、共通制御回路12が全ての制御を行っていたが、各給電ユニット15にユニット制御回路を設け、そのユニット制御回路に制御の一部を行わせてもよい。例えば、ユニット制御回路は、共通制御回路12からの指令信号に基づき給電用コイルL1に給電したり、1次側認証用コイルL2を介してID要求信号を送信したりする。また、ユニット制御回路は、電圧検出回路17の検出結果に基づき存在検知レベルを算出し、その算出結果を共通制御回路12に出力してもよい。また、ユニット制御回路がID照合を行ってもよい。これにより、共通制御回路12の処理負担を低減させることができる。
6…給電面、10…給電装置、11…共通ユニット、12…共通制御回路、13…電源回路、14…メモリ、15…給電ユニット、16…励磁駆動回路、17…電圧検出回路、18…1次側認証用回路、30…受電装置、32…2次側認証用回路、33…2次側制御回路、34…メモリ、40…携帯端末(負荷)、L1…給電用コイル、L2…1次側認証用コイル、L3…受電用コイル、L4…2次側認証用コイル。

Claims (9)

  1. 交流電流が供給されることで交番磁束を発生させる給電用コイルが給電面に沿って複数配置される給電装置と、前記給電面に設置されるとともに、前記給電面に設置された状態において、前記交番磁束に基づき誘起電力を発生させ、その電力を負荷に供給する受電用コイルを有する受電装置と、を備えた非接触給電システムにおいて、
    前記給電装置は、
    前記各給電用コイルに対応して位置する前記受電装置の存在を検知する存在検知部と、
    前記存在検知部の検知結果に基づき前記受電用コイルの前記給電面に対する位置及び姿勢を推定する位置姿勢推定部と、
    前記受電用コイルが前記給電面上において異なる位置及び姿勢にあるそれぞれの場合において、複数の給電パターンにて前記各給電用コイルへ給電したときの前記受電装置の出力電力に関するテーブルが予め記憶されるメモリと、
    前記メモリに記憶される前記テーブルに基づき、前記位置姿勢推定部を通じて認識した前記受電用コイルの位置及び姿勢において給電効率が高い給電パターンを選択し、その給電パターンにて給電を行う給電制御部と、を備えたことを特徴とする非接触給電システム。
  2. 請求項1に記載の非接触給電システムにおいて、
    前記存在検知部は、前記各給電用コイルと前記受電用コイルの磁気結合の度合いに応じて変化する前記各給電用コイルにおける電圧値又は電流値に基づき、前記磁気結合の度合いを示す値の存在検知レベルを認識し、前記位置姿勢推定部は、前記各給電用コイルの存在検知レベルの分布に基づき前記受電用コイルの位置及び姿勢を推定することを特徴とする非接触給電システム。
  3. 請求項2に記載の非接触給電システムにおいて、
    前記メモリには、前記受電用コイルが前記給電面上においてそれぞれ異なる位置及び姿勢にあるときの前記各給電用コイルの前記存在検知レベルが記憶され、
    前記位置姿勢推定部は、前記メモリに記憶される前記各位置及び姿勢における前記給電用コイルの前記存在検知レベルと、前記存在検知部を通じて認識した前記各給電用コイルの前記存在検知レベルとの間で相違の程度を示す相違度を算出し、その算出された相違度のうち最小となる位置及び姿勢にて前記受電用コイルが設置されている旨推定することを特徴とする非接触給電システム。
  4. 請求項2又は3に記載の非接触給電システムにおいて、
    前記位置姿勢推定部は、前記存在検知部を通じて認識される全ての前記給電用コイルの前記存在検知レベルのうち、前記受電用コイルの存在を検知している前記存在検知レベルの数に基づき、設置されている前記受電用コイルの数を判断し、複数の受電用コイルが設置されている旨判断したとき、前記各存在検知レベルのうち大きい方から前記受電用コイルの数と同数の存在検知レベルを認識し、認識された各存在検知レベルを中心とする一定エリア内における前記給電用コイルの存在検知レベルに基づき前記各受電用コイルの位置及び姿勢を推定することを特徴とする非接触給電システム。
  5. 請求項2又は3に記載の非接触給電システムにおいて、
    前記メモリには、複数の受電用コイルが異なる位置及び姿勢で隣接して設置されたときの前記各給電用コイルの前記存在検知レベルと、複数の受電用コイルが異なる位置及び姿勢で隣接して設置される場合において前記各給電パターンで給電したときの前記受電装置の出力電力に関する情報とを示すテーブルが記憶され、
    前記給電制御部は、前記メモリに記憶される前記テーブルに基づき、前記位置姿勢推定部を通じて認識した単数又は複数の前記受電用コイルの位置及び姿勢において給電効率が高い給電パターンを選択し、その給電パターンにて給電を行うことを特徴とする非接触給電システム。
  6. 請求項2〜5の何れか一項に記載の非接触給電システムにおいて、
    前記メモリには、それぞれ異なる形状でなる受電用コイルが異なる位置及び姿勢にて設置されたときの前記各給電用コイルの前記存在検知レベルと、前記各異なる形状でなる受電用コイルが異なる位置及び姿勢にて設置される場合において前記各給電パターンで給電したときの前記受電装置の出力電力に関する情報とを示すテーブルが記憶され、
    前記位置姿勢推定部は、前記各給電用コイルの存在検知レベルに基づき前記受電用コイルの形状並びに前記受電用コイルの位置及び姿勢を推定し、
    前記給電制御部は、前記メモリに記憶される前記テーブルに基づき、前記位置姿勢推定部を通じて認識した前記受電用コイルの形状並びに位置及び姿勢において給電効率が高い給電パターンを選択し、その給電パターンにて給電を行うことを特徴とする非接触給電システム。
  7. 請求項1に記載の非接触給電システムにおいて、
    前記給電装置は、前記各給電用コイルに対応して設けられる1次側通信用コイルを備え、
    前記受電装置は、前記受電用コイルに対応して設けられる2次側通信用コイルを備え、
    前記存在検知部は、前記1次側通信用コイルと前記2次側通信用コイルとの磁気結合の度合いに応じて変化する前記1次側通信用コイルにおける電圧値又は電流値に基づき前記1次側通信用コイルと前記2次側通信用コイルとの磁気結合の度合いを示す値の存在検知レベルを認識し、
    前記位置姿勢推定部は、前記各1次側通信用コイルの存在検知レベルの分布に基づき判断した前記2次側通信用コイルの位置及び姿勢を通じて前記受電用コイルの位置及び姿勢を推定することを特徴とする非接触給電システム。
  8. 請求項7に記載の非接触給電システムにおいて、
    前記各受電用コイルは、前記受電装置間で互いに異なる形状を有し、
    前記各2次側通信用コイルは、前記受電装置間で互いに同一の形状を有し、
    前記受電装置は、前記2次側通信用コイルを通じて自身の前記受電用コイルの形状に関する情報信号を無線送信し、
    前記メモリには、前記2次側通信用コイルが異なる位置及び姿勢にあるそれぞれの場合において、前記各受電用コイルの形状のパターン毎に前記受電装置の出力電力に関するテーブルが予め記憶され、
    前記給電制御部は、前記各1次側通信用コイルの存在検知レベルに基づき判断した前記2次側通信用コイルの位置及び姿勢と、前記1次側通信用コイルを通じて受信した情報信号に基づき認識した前記受電用コイルの形状とに基づき、前記メモリに記憶される前記テーブルを参照して給電効率が高い給電パターンを選択し、その給電パターンにて給電を行うことを特徴とする非接触給電システム。
  9. 請求項1〜8の何れか一項に記載の非接触給電システムにおいて、
    前記給電効率が高い給電パターンとは、前記受電装置の出力電力が最大となる給電パターンであることを特徴とする非接触給電システム。
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Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5794056B2 (ja) * 2011-09-12 2015-10-14 ソニー株式会社 給電装置および給電システム
JP2013192391A (ja) * 2012-03-14 2013-09-26 Sony Corp 検知装置、受電装置、送電装置及び非接触給電システム
JP5914879B2 (ja) * 2012-10-31 2016-05-11 パナソニックIpマネジメント株式会社 非接触給電システム、可動装置及び非接触給電システムの給電装置の制御方法
JP6212881B2 (ja) * 2013-03-06 2017-10-18 船井電機株式会社 充電装置及び給電方法
DE102013004180A1 (de) * 2013-03-12 2014-09-18 Paul Vahle Gmbh & Co. Kg Primärseitige Spulenanordnung zur induktiven Energieübertragung mit Quadrupolen
US20160013661A1 (en) * 2014-07-08 2016-01-14 Witricity Corporation Resonators for wireless power transfer systems
EP3229342B1 (en) 2014-12-05 2020-02-12 Mitsubishi Electric Engineering Company Limited Resonance-type power transmission system, transmission device, and power feed position control system
DE102014226392A1 (de) * 2014-12-18 2016-06-23 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Flexible Primärspule für induktives Laden
SE1550754A1 (sv) 2015-06-08 2016-10-18 Nok9 Ab A testing device for wireless power transfer, and an associated method
CN109247038B (zh) * 2016-05-10 2022-09-06 皇家飞利浦有限公司 无线功率传输系统中的异物检测
JP2018102041A (ja) * 2016-12-20 2018-06-28 マクセル株式会社 非接触送電装置および非接触受電装置
IT201600130095A1 (it) 2016-12-22 2018-06-22 Eggtronic Eng S R L Sistema per il trasferimento wireless di potenza elettrica
US10320241B2 (en) * 2017-05-17 2019-06-11 Apple Inc. Wireless charging system with object recognition
US10892632B2 (en) * 2017-08-15 2021-01-12 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Configurable grid charging coil with active switch and sensing system
JP7218109B2 (ja) * 2018-06-28 2023-02-06 日置電機株式会社 測定装置
US10594368B1 (en) * 2019-01-31 2020-03-17 Capital One Services, Llc Array and method for improved wireless communication
US10903697B2 (en) * 2019-03-19 2021-01-26 Witricity Corporation Methods and systems for multi-phase coil control
US11936211B2 (en) * 2021-05-05 2024-03-19 Aira, Inc. Mixed analog front-end for wireless charging
CN114204692A (zh) * 2021-05-17 2022-03-18 伏达半导体(合肥)有限公司 双接收器检测装置及用于无线电能传输系统的方法
JP2023158490A (ja) * 2022-04-18 2023-10-30 オムロン株式会社 送電装置

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB0716679D0 (en) * 2007-08-28 2007-10-03 Fells J Inductive power supply
JP5425539B2 (ja) * 2009-01-27 2014-02-26 パナソニック株式会社 非接触電力伝送システム
CN102804541B (zh) * 2009-04-08 2015-09-30 捷通国际有限公司 可选择线圈阵列
JP5603647B2 (ja) * 2009-05-13 2014-10-08 キヤノン株式会社 給電装置、給電装置の制御方法及び給電通信システム
KR20140039269A (ko) * 2011-06-10 2014-04-01 액세스 비지니스 그룹 인터내셔날 엘엘씨 유도 전력 수신기를 검출, 특성화, 및 추적하기 위한 시스템 및 방법

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