JP5715613B2 - ワイヤレス送電システムの中継器およびそれを用いたワイヤレス送電システム - Google Patents
ワイヤレス送電システムの中継器およびそれを用いたワイヤレス送電システム Download PDFInfo
- Publication number
- JP5715613B2 JP5715613B2 JP2012265655A JP2012265655A JP5715613B2 JP 5715613 B2 JP5715613 B2 JP 5715613B2 JP 2012265655 A JP2012265655 A JP 2012265655A JP 2012265655 A JP2012265655 A JP 2012265655A JP 5715613 B2 JP5715613 B2 JP 5715613B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- switch
- terminal
- relay
- auxiliary
- switches
- 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
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 title claims description 65
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 158
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims description 77
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 claims description 15
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 14
- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims description 5
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 claims description 3
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 41
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 20
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 20
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 8
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 8
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 4
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 3
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 3
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 3
- 101000919167 Homo sapiens Inactive carboxypeptidase-like protein X2 Proteins 0.000 description 2
- 102100029326 Inactive carboxypeptidase-like protein X2 Human genes 0.000 description 2
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000005674 electromagnetic induction Effects 0.000 description 2
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 2
- 238000003872 feeding technique Methods 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 1
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
- H02J50/50—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using additional energy repeaters between transmitting devices and receiving devices
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
- H02J50/10—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling
- H02J50/12—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling of the resonant type
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Radio Relay Systems (AREA)
- Near-Field Transmission Systems (AREA)
- Transmitters (AREA)
Description
数m以上の比較的長い距離に給電する場合、電波受信型が利用される。電波受信型では、中波〜マイクロ波の帯域で数W以下の電力を伝送することができるが、電力の利用効率は低い。数m程度の中距離を、比較的高い効率で給電する手法として、電場・磁場共鳴型が着目されている(非特許文献1参照)。
この場合、第1補助キャパシタが、共振電流と共振電圧が同位相となるように充電もしくは放電され、擬似的な共振状態を実現できる。
この場合、第1補助キャパシタに加えて第2補助キャパシタが、共振電流と共振電圧が同位相となるように充電もしくは放電されることになり、擬似的な共振状態を実現できる。
同様に、「部材Cが、部材Aと部材Bの間に設けられた状態」とは、部材Aと部材C、あるいは部材Bと部材Cが直接的に接続される場合のほか、それらの電気的な接続状態に実質的な影響を及ぼさない、あるいはそれらの結合により奏される機能や効果を損なわせない、その他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。
第1の実施の形態では、キャパシタを用いた自動チューニング補助回路100について説明する。
図3は、第1の実施例に係る自動チューニング補助回路を示す回路図である。
図3の自動チューニング補助回路100は、第1端子P1、第2端子P2、第1スイッチSW1、第2スイッチSW2、第1補助キャパシタCA1、コントローラ102を備える。第1端子P1および第2端子P2の一方は、その電位が固定される。本実施の形態では、第2端子P2が接地されて、その電位が接地電圧VGNDに固定されるものとする。なお、電位を固定すべきノードは、第1端子P1または第2端子P2には限定されず、その他のノードの電位を固定してもよい。
第2スイッチSW2は、第1端子P1と第2端子P2の間に、第1スイッチSW1および第1補助キャパシタCA1に対して並列に設けられる。第1補助キャパシタCA1の容量値は、共振用キャパシタCPXに比べて十分に大きいことが望ましい。
図8は、非共振状態および共振状態における共振電流IPXを示す図である。波形(I)は、非共振状態における共振電流IPXを示す。スイッチSW1がオンの期間TON1において、第1補助キャパシタCA1は、共振電流IPXによって充放電される。具体的には、第1補助キャパシタCA1は、共振電流IPXが正の期間に充電され、負の期間に放電される。その結果、正の期間が長ければキャパシタ電圧VCA1は増大し、負の期間が長ければキャパシタ電圧VCA1は低下する。
中継器6によれば、中継アンテナ60の共振周波数fcを調節することなく、疑似共振状態を実現するように回路の状態を自動的にチューニングすることができる。ワイヤレス送電では、ワイヤレス給電装置2とワイヤレス受電装置4の位置関係、より具体的には各コイルの結合係数kに応じて、共振周波数が時々刻々と変化するが、中継器6を配置することにより、その変化に高速に追従することができ、高効率な電力伝送が可能となる。
続いて自動チューニング補助回路の第2の実施例について説明する。図9は、第2の実施例に係る自動チューニング補助回路を示す回路図である。図9の自動チューニング補助回路100aは、2個の補助キャパシタを備える。
自動チューニング補助回路100aは、図3の第1端子P1、第2端子P2、第1スイッチSW1、第2スイッチSW2、第1補助キャパシタCA1、コントローラ102に加えて、第2補助キャパシタCA2を備える。第2補助キャパシタCA2は、第1端子P1と第2端子P2の間に、第2スイッチSW2と直列に設けられる。第2スイッチSW2と第2補助キャパシタCA2は入れ替えてもよい。
続いて自動チューニング補助回路の第3の実施例について説明する。図10は、第3の実施例に係る自動チューニング補助回路を示す回路図である。図10の自動チューニング補助回路100bは、1個の補助キャパシタを備える点で、第1の実施例と共通するが、複数のスイッチのトポロジーが第1の実施例と異なっている。
図11は、図10の中継器6bの動作波形図である。図11は上から順に、第1スイッチSW1〜第4スイッチSW4、補正電圧VA、中継アンテナ60に流れる共振電流IPX、中継コイルLPXと共振用キャパシタCPXの両端間の共振電圧VPXを示す。スイッチを示す波形は、ハイレベルがオン状態を、ローレベルがオフ状態を示す。また共振電流IPXおよび共振電圧VPXは、自動チューニング補助回路100bを動作させてから十分な時間が経過した後の定常状態における波形を示す。
第1、第2の実施例では、補助キャパシタが1個、または2個の場合を説明したが、当業者であれば、任意の個数の補助キャパシタを用いて、同様の機能を奏する回路を構成しうることが理解されよう。
また、第1、第2の実施例では、スイッチが2個の場合、第3の実施例では、スイッチが4個の場合を説明したが、当業者によれば、複数のスイッチのトポロジーも、補助キャパシタの個数に応じて適宜配置しうる。
(第1の技術的思想)
自動チューニング補助回路100は、中継アンテナ60とカップリングされる第1端子P1および第2端子P2と、N個(Nは自然数)の補助キャパシタCA1〜CANと、複数M個(Mは自然数)のスイッチSW1〜SWMと、コントローラ102と、を備える。複数のスイッチSW1〜SWMはそれぞれ、第1端子P1、第2端子P2、N個の補助キャパシタCA1〜CANの端子のうち2つの間に設けられる。コントローラ102は、複数のスイッチSW1〜SWMそれぞれを、ワイヤレス給電装置から放射される電力信号S1と同期してスイッチングする。
(第2の技術的思想)
自動チューニング補助回路100は、N個(Nは自然数)の補助キャパシタCA1〜CANと、複数M個(Mは自然数)のスイッチSW1〜SWMと、コントローラ102と、を備える。複数のスイッチSW1〜SWMは、中継アンテナ60に流れる電流IPXによってN個の補助キャパシタCA1〜CANそれぞれを充電および放電できるように配置される。コントローラ102は、複数のスイッチSW1〜SWMをスイッチングすることにより、N個の補助キャパシタCA1〜CANそれぞれの両端間にキャパシタ電圧VCA1〜VCANを発生させるとともに、N個の補助キャパシタCA1〜CANそれぞれのキャパシタ電圧VCA1〜VCANに応じた補正電圧VAを、中継アンテナ60に印加せしめる。
図12は、変形例に係る中継器6cを示すブロック図である。中継器6cは、中継アンテナ60と、自動チューニング補助回路100と、トランスT1を備える。
中継器6cにおいて、自動チューニング補助回路100は、トランスT1を介して中継アンテナ60と直列にカップリングされる。具体的には、トランスT1の2次巻線W2は第1端子P1と第2端子P2の間に設けられ、その1次巻線W1は、中継アンテナ60と直列に設けられる。
第1の実施の形態では、キャパシタを用いた自動チューニング補助回路100について説明したが、キャパシタに代えて、インダクタを用いた構成も可能である。
図13は、第4の実施例に係る自動チューニング補助回路200を備える中継器6dを示す回路図である。自動チューニング補助回路200は、中継アンテナ60とカップリングされ、中継アンテナ60に第1補正電流IAを注入(ソース)し、または中継アンテナ60から補正電流IAを引き抜く(シンク)ように構成される。図13では、自動チューニング補助回路200は、中継アンテナ60に直接カップリングされる。本実施の形態では、中継アンテナ60から自動チューニング補助回路30に向かう向き(シンク)を、補正電流IAの正とする。
スイッチSW1、SW2はそれぞれ、オフ状態においていずれの方向にも電流を流さない双方向スイッチであるものとする。
図13の中継器6dによれば、共振用キャパシタCPXの容量値を調節することなく、自動的に共振状態を実現することができる。また、自動チューニング補助回路200によれば、疑似共振状態を満足する補正電流IAを自動的に生成できる。
図17は、第5の実施例に係る自動チューニング補助回路200cを備える中継器6eを示す回路図である。
自動チューニング補助回路200cは、図13の自動チューニング補助回路200に加えて、第3スイッチSW3、第4スイッチSW4、第2補助コイルLA2を備える。第3スイッチSW3および第2補助コイルLA2は、第1端子P1と第2端子P2の間に直列に設けられる。第3スイッチSW3および第2補助コイルLA2は入れ替えてもよい。第4スイッチSW4は、第2補助コイルLA2に対して並列に設けられる。コントローラ202は、第1状態φ1において第1スイッチSW1および第4スイッチSW4をオンし、第2状態φ2において第2スイッチSW2および第3スイッチSW3をオンする。
第1状態φ1では、第1補助コイルLA1が中継アンテナ60にカップリングされて、第1補助コイルLA1に流れる電流ILA1に応じた第1補正電流IAが、中継アンテナ60に注入され、もしくは中継アンテナ60から引き抜かれる。このとき、第2補助コイルLA2は中継アンテナ60から切り離され、第2補助コイルLA2に流れる電流ILA2が、中継アンテナ60とは独立した電流経路に流れる。
図20は、第6の実施例に係る自動チューニング補助回路200eを備える中継器6fを示す回路図である。
第4、第5の実施例では、補助コイルが1個、または2個の場合を説明したが、当業者であれば、任意の個数の補助コイルを用いて、同様の機能を奏する回路を構成しうることが理解されよう。
また、第4の実施例ではスイッチが2個の場合、第5、第6の実施例では、スイッチが4個の場合を説明したが、当業者によれば、複数のスイッチのトポロジーも、補助コイルの個数に応じて適宜配置しうる。
(第3の技術的思想)
自動チューニング補助回路200は、中継アンテナ60とカップリングされる第1端子P1および第2端子P2と、N個(Nは自然数)の補助コイルLA1〜LANと、複数M個(Mは自然数)のスイッチSW1〜SWMと、コントローラ202と、を備える。複数のスイッチSW1〜SWMはそれぞれ、第1端子P1、第2端子P2、N個の補助キャパシタCA1〜CANの端子のうち2つの間に設けられる。コントローラ202は、複数のスイッチSW1〜SWMそれぞれを、ワイヤレス給電装置から放射される電力信号S1と同期してスイッチングする。
(第4の技術的思想)
自動チューニング補助回路200は、補助コイルLAを含み、(1)補助コイルLAが中継アンテナ60にカップリングされて、補助コイルLAに流れる電流ILAに応じた補正電流IAを、中継アンテナ60に注入しもしくは中継アンテナ60から引き抜く第1状態φ1と、(2)補助コイルLAが中継アンテナ60から切り離され、補助コイルLAに流れる電流ILAが、中継アンテナ60とは独立した電流経路に流れる第2状態φ2と、を交互に繰り返すよう構成される。
また、図21(c)〜(f)の構成では、図21(a)、(b)に比べて、自動チューニング補助回路200の端子P1−P2間の電圧を下げることができる。したがって、自動チューニング補助回路200を構成するスイッチに低耐圧素子を利用することができ、設計が容易となり、あるいは低コスト化できる。
Claims (37)
- 共鳴型のワイヤレス送電システムに使用される中継器であって、
中継コイルを含む中継アンテナと、
前記中継アンテナとカップリングされる自動チューニング補助回路と、
を備え、
前記自動チューニング補助回路は、
前記中継アンテナとカップリングされる第1端子および第2端子と、
N個(Nは自然数)の補助キャパシタと、
それぞれが、前記第1端子、前記第2端子、前記N個の補助キャパシタの端子のうち2つの間に設けられた複数のスイッチと、
前記複数のスイッチそれぞれを、ワイヤレス給電装置から放射される電力信号と同期してスイッチングするコントローラと、
を備え、
前記複数のスイッチは、第1スイッチおよび第2スイッチを含み、
前記N個の補助キャパシタは、第1補助キャパシタを含み、
前記第1スイッチおよび前記第1補助キャパシタは、前記第1端子と前記第2端子の間に直列に設けられ、
前記第2スイッチは、前記第1端子と前記第2端子の間に、前記第1スイッチおよび前記第1補助キャパシタに対して並列に設けられることを特徴とする中継器。 - 前記N個の補助キャパシタは、第2補助キャパシタをさらに含み、
前記第2補助キャパシタは、前記第1端子と前記第2端子の間に、前記第2スイッチと直列に設けられることを特徴とする請求項1に記載の中継器。 - 前記第1スイッチ、前記第2スイッチは、片方向スイッチで構成され、
前記コントローラは、前記第1スイッチおよび前記第2スイッチを、それぞれの逆導通素子に電流が流れない位相でスイッチングすることを特徴とする請求項1または2に記載の中継器。 - 前記第1スイッチ、前記第2スイッチは、双方向スイッチで構成されることを特徴とする請求項1または2に記載の中継器。
- 共鳴型のワイヤレス送電システムに使用される中継器であって、
中継コイルを含む中継アンテナと、
前記中継アンテナとカップリングされる自動チューニング補助回路と、
を備え、
前記自動チューニング補助回路は、
前記中継アンテナとカップリングされる第1端子および第2端子と、
N個(Nは自然数)の補助キャパシタと、
それぞれが、前記第1端子、前記第2端子、前記N個の補助キャパシタの端子のうち2つの間に設けられた複数のスイッチと、
前記複数のスイッチそれぞれを、ワイヤレス給電装置から放射される電力信号と同期してスイッチングするコントローラと、
を備え、
前記複数のスイッチは、第1スイッチ、第2スイッチ、第3スイッチ、第4スイッチを含み、
前記N個の補助キャパシタは、第1補助キャパシタを含み、
前記第1スイッチおよび第2スイッチは、前記第1端子と前記第2端子の間に直列に設けられ、
前記第3スイッチおよび前記第4スイッチは、前記第1端子と前記第2端子の間に、前記第1スイッチおよび前記第2スイッチに対して並列な経路上に順に直列に設けられ、
前記第1補助キャパシタは、前記第1スイッチと前記第2スイッチの接続点と、前記第3スイッチと前記第4スイッチの接続点との間の設けられることを特徴とする中継器。 - 前記第1スイッチから前記第4スイッチは、片方向スイッチで構成され、
前記コントローラは、前記第1スイッチから前記第4スイッチを、それぞれの逆導通素子に電流が流れない位相でスイッチングすることを特徴とする請求項5に記載の中継器。 - 前記第1スイッチから前記第4スイッチは、双方向スイッチで構成されることを特徴とする請求項5に記載の中継器。
- 前記コントローラは、前記複数のスイッチそれぞれを、ワイヤレス給電装置から放射される電力信号と同じ周波数、その奇数倍または奇数分の1倍の周波数でスイッチングすることを特徴とする請求項1から7のいずれかに記載の中継器。
- 前記自動チューニング補助回路は、トランスを介して前記中継アンテナと直列にカップリングされることを特徴とする請求項1から8のいずれかに記載の中継器。
- 共鳴型のワイヤレス送電システムに使用される中継器であって、
中継コイルを含む中継アンテナと、
前記中継アンテナとカップリングされる自動チューニング補助回路と、
を備え、
前記自動チューニング補助回路は、
前記中継アンテナとカップリングされる第1端子および第2端子と、
N個(Nは自然数)の補助キャパシタと、
それぞれが、前記第1端子、前記第2端子、前記N個の補助キャパシタの端子のうち2つの間に設けられた複数のスイッチと、
前記複数のスイッチそれぞれを、ワイヤレス給電装置から放射される電力信号と同期してスイッチングするコントローラと、
を備え、
前記自動チューニング補助回路は、トランスを介して前記中継アンテナと直列にカップリングされることを特徴とする中継器。 - 共鳴型のワイヤレス送電システムに使用される中継器であって、
中継コイルを含む中継アンテナと、
前記中継アンテナとカップリングされる自動チューニング補助回路と、
を備え、
前記自動チューニング補助回路は、
N個(Nは自然数)の補助キャパシタと、
前記中継アンテナに流れる電流によって前記N個の補助キャパシタそれぞれを充電および放電するために設けられた複数のスイッチと、
前記複数のスイッチをスイッチングすることにより、前記N個の補助キャパシタそれぞれの両端間にキャパシタ電圧を発生させるとともに、前記N個の補助キャパシタそれぞれのキャパシタ電圧に応じた補正電圧を、前記中継アンテナに印加せしめるコントローラと、
を備え、
前記自動チューニング補助回路は、トランスを介して前記中継アンテナと直列にカップリングされることを特徴とする中継器。 - 前記中継アンテナは、前記中継コイルと直列に設けられた共振用キャパシタをさらに含むことを特徴とする請求項1から11のいずれかに記載の中継器。
- 共鳴型のワイヤレス送電システムに使用される中継器であって、
中継コイルを含む中継アンテナと、
前記中継アンテナとカップリングされ、前記中継アンテナに補正電流を注入し、または前記中継アンテナから補正電流を引き抜く自動チューニング補助回路と、
を備え、
前記自動チューニング補助回路は、
前記中継アンテナとカップリングされる第1端子および第2端子と、
N個(Nは自然数)の補助コイルと、
それぞれが、前記第1端子、前記第2端子、前記N個の補助コイルの端子のうち2つの間に設けられた複数のスイッチと、
前記複数のスイッチそれぞれを、ワイヤレス給電装置から放射される電力信号と同期してスイッチングするコントローラと、
を含み、
前記複数のスイッチは、第1スイッチおよび第2スイッチを含み、
前記N個の補助コイルは、第1補助コイルを含み、
第1スイッチおよび第1補助コイルは、前記第1端子と前記第2端子の間に直列に設けられ、
前記第2スイッチは、前記第1補助コイルに対して並列に設けられることを特徴とする中継器。 - 前記第1スイッチおよび前記第2スイッチはそれぞれ、
片方向スイッチと、
前記片方向スイッチと直列に設けられ、かつ前記片方向スイッチの逆導通素子と逆向きに設けられた整流ダイオードと、
を含むことを特徴とする請求項13に記載の中継器。 - 前記第1スイッチおよび前記第2スイッチは、双方向スイッチで構成されることを特徴とする請求項13に記載の中継器。
- 共鳴型のワイヤレス送電システムに使用される中継器であって、
中継コイルを含む中継アンテナと、
前記中継アンテナとカップリングされ、前記中継アンテナに補正電流を注入し、または前記中継アンテナから補正電流を引き抜く自動チューニング補助回路と、
を備え、
前記自動チューニング補助回路は、
前記中継アンテナとカップリングされる第1端子および第2端子と、
N個(Nは自然数)の補助コイルと、
それぞれが、前記第1端子、前記第2端子、前記N個の補助コイルの端子のうち2つの間に設けられた複数のスイッチと、
前記複数のスイッチそれぞれを、ワイヤレス給電装置から放射される電力信号と同期してスイッチングするコントローラと、
を含み、
前記複数のスイッチは、第1スイッチ、第2スイッチ、第3スイッチ、第4スイッチを含み、
前記N個の補助コイルは、第1補助コイルおよび第2補助コイルを含み、
前記第1スイッチおよび前記第1補助コイルは、前記第1端子と前記第2端子の間に直列に設けられ、
前記第2スイッチは、前記第1補助コイルに対して並列に設けら、
前記第3スイッチおよび前記第2補助コイルは、前記第1端子と前記第2端子の間に直列に設けられ、
前記第4スイッチは、前記第2補助コイルに対して並列に設けられることを特徴とする中継器。 - 共鳴型のワイヤレス送電システムに使用される中継器であって、
中継コイルを含む中継アンテナと、
前記中継アンテナとカップリングされ、前記中継アンテナに補正電流を注入し、または前記中継アンテナから補正電流を引き抜く自動チューニング補助回路と、
を備え、
前記自動チューニング補助回路は、
前記中継アンテナとカップリングされる第1端子および第2端子と、
N個(Nは自然数)の補助コイルと、
それぞれが、前記第1端子、前記第2端子、前記N個の補助コイルの端子のうち2つの間に設けられた複数のスイッチと、
前記複数のスイッチそれぞれを、ワイヤレス給電装置から放射される電力信号と同期してスイッチングするコントローラと、
を含み、
前記複数のスイッチは、第1スイッチ、第2スイッチ、第3スイッチ、第4スイッチを含み、
前記N個の補助コイルは、第1補助コイルを含み、
前記第1スイッチおよび前記第2スイッチは、前記第1端子と前記第2端子の間に直列に設けられ、
前記第3スイッチおよび前記第4スイッチは、前記第1端子と前記第2端子の間に直列に、かつ前記第1スイッチおよび前記第2スイッチに対して並列に設けられ、
前記第1補助コイルは、前記第1スイッチと前記第2スイッチの接続点と、前記第3スイッチと前記第4スイッチの接続点と、の間に設けられることを特徴とする中継器。 - 前記第1スイッチから前記第4スイッチはそれぞれ、
片方向スイッチと、
前記片方向スイッチと直列に設けられ、かつ前記片方向スイッチの逆導通素子と逆向きに設けられた整流ダイオードと、
を含むことを特徴とする請求項17に記載の中継器。 - 前記第1スイッチから前記第4スイッチは、双方向スイッチで構成されることを特徴とする請求項17に記載の中継器。
- 前記コントローラは、前記複数のスイッチを、ワイヤレス給電装置から放射される電力信号と同じ周波数、もしくはその奇数倍または奇数分の1倍の周波数でスイッチングすることを特徴とする請求項13から19のいずれかに記載の中継器。
- 共鳴型のワイヤレス送電システムに使用される中継器であって、
中継コイルを含む中継アンテナと、
前記中継アンテナとカップリングされ、前記中継アンテナに補正電流を注入し、または前記中継アンテナから補正電流を引き抜く自動チューニング補助回路と、
を備え、
前記自動チューニング補助回路は、補助コイルを含み、(1)前記補助コイルが前記中継アンテナにカップリングされて、前記補助コイルに流れる電流に応じた補正電流を、前記中継アンテナに注入しもしくは前記中継アンテナから引き抜く第1状態と、(2)前記補助コイルが前記中継アンテナから切り離され、前記補助コイルに流れる電流が、前記中継アンテナとは独立した電流経路に流れる第2状態と、を交互に繰り返すよう構成されることを特徴とする中継器。 - 前記第1状態と前記第2状態は、ワイヤレス給電装置から放射される電力信号と同じ周波数、その奇数倍または奇数分の1倍の周波数でスイッチングされることを特徴とする請求項21に記載の中継器。
- 前記自動チューニング補助回路は、前記中継アンテナと直接カップリングされることを特徴とする請求項13から20のいずれかに記載の中継器。
- 前記自動チューニング補助回路は、前記中継アンテナとトランスを介してカップリングされることを特徴とする請求項13から20のいずれかに記載の中継器。
- 共鳴型のワイヤレス送電システムに使用される中継器であって、
中継コイルを含む中継アンテナと、
前記中継アンテナとカップリングされ、前記中継アンテナに補正電流を注入し、または前記中継アンテナから補正電流を引き抜く自動チューニング補助回路と、
を備え、
前記自動チューニング補助回路は、
前記中継アンテナとカップリングされる第1端子および第2端子と、
N個(Nは自然数)の補助コイルと、
それぞれが、前記第1端子、前記第2端子、前記N個の補助コイルの端子のうち2つの間に設けられた複数のスイッチと、
前記複数のスイッチそれぞれを、ワイヤレス給電装置から放射される電力信号と同期してスイッチングするコントローラと、
を含み、
前記自動チューニング補助回路は、前記中継アンテナとトランスを介してカップリングされることを特徴とする中継器。 - 前記第1端子は、前記中継コイルの一端に接続され、前記第2端子は、前記中継コイルの他端に接続されることを特徴とする請求項13から20のいずれかに記載の中継器。
- 前記中継アンテナは、前記中継コイルと直列に設けられた共振用キャパシタをさらに含み、
前記第1端子は、前記共振用キャパシタの一端に接続され、前記第2端子は、前記共振用キャパシタの他端に接続されることを特徴とする請求項13から20のいずれかに記載の中継器。 - 前記中継コイルにはタップが設けられており、
前記第1端子は、前記タップと接続され、
前記第2端子は、前記中継コイルの一端と接続されることを特徴とする請求項13から20のいずれかに記載の中継器。 - 共鳴型のワイヤレス送電システムに使用される中継器であって、
中継コイルを含む中継アンテナと、
前記中継アンテナとカップリングされ、前記中継アンテナに補正電流を注入し、または前記中継アンテナから補正電流を引き抜く自動チューニング補助回路と、
を備え、
前記自動チューニング補助回路は、
前記中継アンテナとカップリングされる第1端子および第2端子と、
N個(Nは自然数)の補助コイルと、
それぞれが、前記第1端子、前記第2端子、前記N個の補助コイルの端子のうち2つの間に設けられた複数のスイッチと、
前記複数のスイッチそれぞれを、ワイヤレス給電装置から放射される電力信号と同期してスイッチングするコントローラと、
を含み、
前記中継コイルにはタップが設けられており、
前記第1端子は、前記タップと接続され、
前記第2端子は、前記中継コイルの一端と接続されることを特徴とする中継器。 - 前記中継アンテナは、前記中継コイルと直列に設けられた2つの共振用キャパシタをさらに含み、
前記第1端子は、一方の共振用キャパシタの一端に接続され、前記第2端子は、前記一方の共振用キャパシタの他端に接続されることを特徴とする請求項13から20のいずれかに記載の中継器。 - 共鳴型のワイヤレス送電システムに使用される中継器であって、
中継コイルを含む中継アンテナと、
前記中継アンテナとカップリングされ、前記中継アンテナに補正電流を注入し、または前記中継アンテナから補正電流を引き抜く自動チューニング補助回路と、
を備え、
前記自動チューニング補助回路は、
前記中継アンテナとカップリングされる第1端子および第2端子と、
N個(Nは自然数)の補助コイルと、
それぞれが、前記第1端子、前記第2端子、前記N個の補助コイルの端子のうち2つの間に設けられた複数のスイッチと、
前記複数のスイッチそれぞれを、ワイヤレス給電装置から放射される電力信号と同期してスイッチングするコントローラと、
を含み、
前記中継アンテナは、前記中継コイルと直列に設けられた2つの共振用キャパシタをさらに含み、
前記第1端子は、一方の共振用キャパシタの一端に接続され、前記第2端子は、前記一方の共振用キャパシタの他端に接続されることを特徴とする中継器。 - 前記中継コイルと磁気的に結合された第1コイルをさらに備え、
前記第1端子は、前記第1コイルの一端と接続され、前記第2端子は、前記第1コイルの他端と接続されることを特徴とする請求項13から20のいずれかに記載の中継器。 - 共鳴型のワイヤレス送電システムに使用される中継器であって、
中継コイルを含む中継アンテナと、
前記中継アンテナとカップリングされ、前記中継アンテナに補正電流を注入し、または前記中継アンテナから補正電流を引き抜く自動チューニング補助回路と、
を備え、
前記自動チューニング補助回路は、
前記中継アンテナとカップリングされる第1端子および第2端子と、
N個(Nは自然数)の補助コイルと、
それぞれが、前記第1端子、前記第2端子、前記N個の補助コイルの端子のうち2つの間に設けられた複数のスイッチと、
前記複数のスイッチそれぞれを、ワイヤレス給電装置から放射される電力信号と同期してスイッチングするコントローラと、
を含み、
前記中継コイルと磁気的に結合された第1コイルをさらに備え、
前記第1端子は、前記第1コイルの一端と接続され、前記第2端子は、前記第1コイルの他端と接続されることを特徴とする中継器。 - その1次巻線が前記中継アンテナと直列に設けられたトランスをさらに備え、
前記第1端子は、前記トランスの2次巻線の一端と接続され、前記第2端子は、前記トランスの2次巻線の他端と接続されることを特徴とする請求項13から20のいずれかに記載の中継器。 - 共鳴型のワイヤレス送電システムに使用される中継器であって、
中継コイルを含む中継アンテナと、
前記中継アンテナとカップリングされ、前記中継アンテナに補正電流を注入し、または前記中継アンテナから補正電流を引き抜く自動チューニング補助回路と、
を備え、
前記自動チューニング補助回路は、
前記中継アンテナとカップリングされる第1端子および第2端子と、
N個(Nは自然数)の補助コイルと、
それぞれが、前記第1端子、前記第2端子、前記N個の補助コイルの端子のうち2つの間に設けられた複数のスイッチと、
前記複数のスイッチそれぞれを、ワイヤレス給電装置から放射される電力信号と同期してスイッチングするコントローラと、
を含み、
その1次巻線が前記中継アンテナと直列に設けられたトランスをさらに備え、
前記第1端子は、前記トランスの2次巻線の一端と接続され、前記第2端子は、前記トランスの2次巻線の他端と接続されることを特徴とする中継器。 - 電界、磁界、電磁界のいずれかを含む電力信号を送信するワイヤレス給電装置と、
前記ワイヤレス給電装置からの電力信号を受信するワイヤレス受電装置と、
前記ワイヤレス給電装置と前記ワイヤレス受電装置の間に配置される請求項1から35のいずれかに記載の中継器と、
を備えることを特徴とするワイヤレス送電システム。 - 前記中継器は、複数設けられることを特徴とする請求項36に記載のワイヤレス送電システム。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012265655A JP5715613B2 (ja) | 2012-12-04 | 2012-12-04 | ワイヤレス送電システムの中継器およびそれを用いたワイヤレス送電システム |
US14/095,434 US9893534B2 (en) | 2012-12-04 | 2013-12-03 | Relay device of wireless power transmission system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012265655A JP5715613B2 (ja) | 2012-12-04 | 2012-12-04 | ワイヤレス送電システムの中継器およびそれを用いたワイヤレス送電システム |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014110742A JP2014110742A (ja) | 2014-06-12 |
JP5715613B2 true JP5715613B2 (ja) | 2015-05-07 |
Family
ID=50824750
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012265655A Expired - Fee Related JP5715613B2 (ja) | 2012-12-04 | 2012-12-04 | ワイヤレス送電システムの中継器およびそれを用いたワイヤレス送電システム |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9893534B2 (ja) |
JP (1) | JP5715613B2 (ja) |
Families Citing this family (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9787364B2 (en) | 2011-01-20 | 2017-10-10 | Triune Ip, Llc | Multi-use wireless power and data system |
US10574297B2 (en) | 2009-11-25 | 2020-02-25 | Triune Ip, Llc | Multi-use wireless power and data system |
JP6133153B2 (ja) * | 2013-07-17 | 2017-05-24 | 株式会社アドバンテスト | 電磁界抑制器、それを用いたワイヤレス送電システム |
JP6406623B2 (ja) * | 2014-01-07 | 2018-10-17 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 回路定数可変回路 |
WO2016019139A1 (en) * | 2014-07-30 | 2016-02-04 | Triune Ip, Llc | Multi-use wireless power and data system |
FR3026490B1 (fr) * | 2014-09-30 | 2016-12-23 | Sagem Defense Securite | Procede d'identification de l'existence d'une panne, procede d'identification d'un equipement relais en panne, procede d'identification du type de panne et systeme d'alimentation associe |
JP6520567B2 (ja) * | 2015-08-25 | 2019-05-29 | 船井電機株式会社 | 給電装置 |
KR102440975B1 (ko) * | 2016-01-21 | 2022-09-07 | 삼성전자주식회사 | 전자 장치 및 전자 장치에서 근거리 무선 통신을 위한 방법 |
KR102527794B1 (ko) | 2016-02-04 | 2023-05-03 | 삼성전자주식회사 | 코일을 포함하는 전자 장치 |
DE102017113425A1 (de) * | 2017-06-19 | 2018-12-20 | Otto-Von-Guericke-Universität Magdeburg | Vorrichtung und Verfahren zur aktiven Erzeugung und Einprägung von Blindleistung in induktive Übertragungssysteme |
JP6243569B1 (ja) * | 2017-06-20 | 2017-12-06 | 日本電信電話株式会社 | ループアンテナ |
KR20200131510A (ko) | 2019-05-14 | 2020-11-24 | 삼성전자주식회사 | 무선 전력 전송 장치 및 방법 |
CN111740506B (zh) * | 2020-07-06 | 2022-02-08 | 浙江大学 | 一种具有稳定电压增益的三线圈无线电能传输系统的设计方法 |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1634355B1 (en) * | 2003-05-23 | 2018-10-10 | Auckland Uniservices Limited | Methods and apparatus for control of inductively coupled power transfer systems |
US7876067B2 (en) * | 2006-08-04 | 2011-01-25 | Intersil Americas Inc. | High frequency connector-less charging scheme |
JP4974171B2 (ja) * | 2007-12-07 | 2012-07-11 | ソニーモバイルコミュニケーションズ株式会社 | 非接触無線通信装置、非接触無線通信アンテナの共振周波数の調整方法及び携帯端末装置 |
US8855554B2 (en) * | 2008-03-05 | 2014-10-07 | Qualcomm Incorporated | Packaging and details of a wireless power device |
US20120235502A1 (en) * | 2008-09-27 | 2012-09-20 | Kesler Morris P | Multi-resonator wireless energy transfer for implanted medical devices |
KR101052115B1 (ko) * | 2009-06-10 | 2011-07-26 | 엘지이노텍 주식회사 | 이중 공진을 이용한 nfc 안테나 |
KR20110062841A (ko) * | 2009-12-04 | 2011-06-10 | 한국전자통신연구원 | 무선 전력 전송 장치 |
JP2011160634A (ja) * | 2010-02-04 | 2011-08-18 | Casio Computer Co Ltd | 電力伝送システム及び送電装置 |
WO2014042681A2 (en) * | 2012-09-11 | 2014-03-20 | Access Business Group International Llc | Wireless power control |
-
2012
- 2012-12-04 JP JP2012265655A patent/JP5715613B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2013
- 2013-12-03 US US14/095,434 patent/US9893534B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2014110742A (ja) | 2014-06-12 |
US20140152119A1 (en) | 2014-06-05 |
US9893534B2 (en) | 2018-02-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5715613B2 (ja) | ワイヤレス送電システムの中継器およびそれを用いたワイヤレス送電システム | |
JP5860458B2 (ja) | ワイヤレス受電装置、ワイヤレス給電装置およびワイヤレス給電システム、自動チューニング補助回路 | |
JP5748628B2 (ja) | ワイヤレス受電装置およびワイヤレス給電装置 | |
JP5702696B2 (ja) | ワイヤレス受電装置、ワイヤレス給電装置およびワイヤレス給電システム | |
JP5462953B2 (ja) | ワイヤレス受電装置およびワイヤレス給電システム | |
JP5841482B2 (ja) | ワイヤレス給電装置およびワイヤレス送電システム | |
JP5748861B2 (ja) | ワイヤレス受電装置、ワイヤレス給電装置およびワイヤレス給電システム | |
JP5764082B2 (ja) | ワイヤレス受電装置、ワイヤレス給電装置およびワイヤレス送電システム | |
JP5764032B2 (ja) | ワイヤレス給電装置、受電装置および給電システム | |
WO2014061217A1 (ja) | ワイヤレス受電装置およびそれに利用可能なインピーダンス制御回路、インピーダンス制御方法 | |
JP6133153B2 (ja) | 電磁界抑制器、それを用いたワイヤレス送電システム |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20140317 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20141128 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20141202 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150202 |
|
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: 20150303 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20150313 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5715613 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |