JP5786949B2 - 受電装置、送電装置および電力伝送システム - Google Patents
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Description
好ましくは、上記受電部は、受電部と送電部の間に形成され、かつ特定の周波数で振動する磁界と、受電部と送電部の間に形成され、かつ特定の周波数で振動する電界との少なくとも一方を通じて送電部から電力を受電する。
f2=1/{2π(Lr×C2)1/2}・・・(2)
ここで、インダクタンスLrおよびキャパシタンスC1,C2を固定して、インダクタンスLtのみを変化させた場合において、送電部293および受電部296の固有周波数のズレと、電力伝送効率との関係を図3に示す。なお、このシミュレーションにおいては、共鳴コイル294および共鳴コイル299の相対的な位置関係は固定した状態であって、さらに、送電部293に供給される電流の周波数は一定である。
図3からも明らかなように、固有周波数のズレ(%)が±0%の場合には、電力伝送効率は、100%近くとなる。固有周波数のズレ(%)が±5%の場合には、電力伝送効率は、40%となる。固有周波数のズレ(%)が±10%の場合には、電力伝送効率は、10%となる。固有周波数のズレ(%)が±15%の場合には、電力伝送効率は、5%となる。すなわち、固有周波数のズレ(%)の絶対値(固有周波数の差)が、受電部296の固有周波数の10%以下の範囲となるように各送電部および受電部の固有周波数を設定することで電力伝送効率を高めることができることがわかる。さらに、固有周波数のズレ(%)の絶対値が受電部296の固有周波数の5%以下となるように、各送電部および受電部の固有周波数を設定することで電力伝送効率をより高めることができることがわかる。なお、シミュレーションソフトしては、電磁界解析ソフトウェア(JMAG(登録商標):株式会社JSOL製)を採用している。
図1において、コイル23には、高周波電力ドライバ22から交流電力が供給される。コイル23に所定の交流電流が流れると、電磁誘導によってコイル24にも交流電流が流れる。この際、コイル24を流れる交流電流の周波数が特定の周波数となるように、コイル23に電力が供給されている。
Claims (24)
- 第1キャパシタを含み、外部に設けられた送電部から非接触で電力を受電する受電部と、
前記受電部を内部に収容する第1収容ケースと、
前記第1キャパシタを固定する第1固定部材と、
を備え、
前記第1収容ケースは、前記受電部の周囲に形成される電磁界が放射される領域を規制する第1シールドを含み、
前記第1キャパシタは、前記第1固定部材によって前記第1シールドから間隔をあけた位置に固定され、
前記第1キャパシタは、第1電極と、前記第1電極と間隔をあけて対向するように配置された第2電極とを含み、
前記第1キャパシタと前記第1シールドとの間の距離は、前記第1電極と前記第2電極との間の距離よりも大きい、受電装置。 - 前記第1シールドは、天板部と、前記天板部から垂れ下がるように形成された第1周壁部とを含み、
前記第1シールドには、前記天板部と対向する第1開口部が形成され、
前記第1収容ケースは、前記第1開口部を閉塞する絶縁性の第1蓋部を含み、
前記第1キャパシタは、前記第1蓋部に固定された、請求項1に記載の受電装置。 - 前記受電部は、前記第1キャパシタに接続された第1配線と、前記第1配線によって前記第1キャパシタに接続された第1コイルとを含み、
前記第1シールドと前記第1キャパシタとの間の距離は、前記第1コイルと前記第1キャパシタとの間の距離よりも大きい、請求項1に記載の受電装置。 - 前記第1収容ケース内に配置され、前記第1キャパシタと間隔をあけて設けられた第1機器をさらに備え、
前記第1シールドと前記第1キャパシタとの間の距離は、前記第1機器と前記第1キャパシタとの間の距離よりも大きい、請求項1に記載の受電装置。 - 前記第1固定部材は、前記第1キャパシタと接触する第1接触面を含み、
前記第1接触面のうち、前記第1電極と前記第2電極との間に位置する部分には、溝部が形成された、請求項1に記載の受電装置。 - 前記第1シールドは、天板部と、前記天板部から垂れ下がるように形成された第1周壁部とを含み、
前記第1シールドには、前記天板部と対向する第1開口部が形成され、
前記第1収容ケースは、前記第1開口部を閉塞する絶縁性の第1蓋部と、前記第1蓋部に設けられ、前記第1キャパシタを支持する第1支持部とを含み、
前記第1支持部の内周面うち、前記第1電極と前記第2電極との間に位置する部分には、溝部が形成された、請求項1に記載の受電装置。 - 前記第1固定部材は、前記第1キャパシタの周面を覆うように形成された第1保持部を含み、
前記第1保持部の内周面のうち、前記第1電極と前記第2電極との間に位置する部分には溝部が形成された、請求項1に記載の受電装置。 - 前記第1固定部材は、前記第1キャパシタの周面を覆うように形成された第2保持部を含み、
前記第2保持部の内周面のうち、前記第1電極と前記第2電極との間に位置する部分には穴部が形成された、請求項1に記載の受電装置。 - 前記送電部の固有周波数と前記受電部の固有周波数との差は、前記受電部の固有周波数の10%以下である、請求項1に記載の受電装置。
- 前記受電部と前記送電部との結合係数は、0.1以下である、請求項1に記載の受電装置。
- 前記受電部は、前記受電部と前記送電部の間に形成され、かつ特定の周波数で振動する磁界と、前記受電部と前記送電部の間に形成され、かつ特定の周波数で振動する電界との少なくとも一方を通じて前記送電部から電力を受電する、請求項1に記載の受電装置。
- 第2キャパシタを含み、外部に設けられた受電部に非接触で電力を送電する送電部と、
前記送電部を内部に収容する第2収容ケースと、
前記第2キャパシタを固定する第2固定部材と、
を備え、
前記第2収容ケースは、前記送電部の周囲に形成される電磁界が放射される領域を規制する第2シールドを含み、
前記第2キャパシタは、前記第2固定部材によって前記第2シールドから間隔をあけた位置に固定され、
前記第2キャパシタは、第3電極と、前記第3電極と間隔をあけて対向するように配置された第4電極とを含み、
前記第2キャパシタと前記第2シールドとの間の距離は、前記第3電極と前記第4電極との間の距離よりも大きい、送電装置。 - 前記第2シールドは、底板部と、前記底板部から立ち上がるように形成された第2周壁部とを含み、
前記第2シールドには、前記底板部と対向する第2開口部が形成され、
前記第2収容ケースは、前記第2開口部を閉塞する絶縁性の第2蓋部を含み、
前記第2キャパシタは、前記第2蓋部に固定された、請求項12に記載の送電装置。 - 前記送電部は、前記第2キャパシタに接続された第2配線と、前記第2配線によって前記第2キャパシタに接続された第2コイルとを含み、
前記第2シールドと前記第2キャパシタとの間の距離は、前記第2コイルと前記第2キャパシタとの間の距離よりも大きい、請求項12に記載の送電装置。 - 前記第2収容ケース内に配置され、前記第2キャパシタと間隔をあけて設けられた第2機器をさらに備え、
前記第2シールドと前記第2キャパシタとの間の距離は、前記第2機器と前記第2キャパシタとの間の距離よりも大きい、請求項12に記載の送電装置。 - 前記第2固定部材は、前記第2キャパシタと接触する第2接触面を含み、
前記第2接触面のうち、前記第3電極と前記第4電極との間に位置する部分には、溝部が形成された、請求項12に記載の送電装置。 - 前記第2シールドは、底板部と、前記底板部から立ち上がるように形成された第2周壁部とを含み、
前記第2シールドには、前記底板部と対向する第2開口部が形成され、
前記第2収容ケースは、前記第2開口部を閉塞する絶縁性の第2蓋部と、前記第2蓋部に設けられ、前記第2キャパシタを支持する第2支持部とを含み、
前記第2支持部の内周面うち、前記第3電極および前記第4電極の間に位置する部分には溝部が形成された、請求項12に記載の送電装置。 - 前記第2固定部材は、前記第2キャパシタの周面を覆うように形成された第3保持部を含み、
前記第3保持部の内周面のうち、前記第3電極と前記第4電極との間に位置する部分には溝部が形成された、請求項12に記載の送電装置。 - 前記第2固定部材は、前記第2キャパシタの周面を覆うように形成された第4保持部を含み、
前記第4保持部の内周面のうち、前記第3電極と前記第4電極との間に位置する部分には穴部が形成された、請求項12に記載の送電装置。 - 前記送電部の固有周波数と前記受電部の固有周波数との差は、前記受電部の固有周波数の10%以下である、請求項12に記載の送電装置。
- 前記送電部と前記受電部との結合係数は、0.1以下である、請求項12に記載の送電装置。
- 前記送電部は、前記受電部と前記送電部の間に形成され、かつ特定の周波数で振動する磁界と、前記受電部と前記送電部の間に形成され、かつ特定の周波数で振動する電界との少なくとも一方を通じて、前記受電部に電力を送電する、請求項12に記載の送電装置。
- 送電部を含む送電装置と、受電装置とを備えた電力伝送システムであって、
前記受電装置は、前記送電部から非接触で電力を受電すると共に、第1キャパシタを含む受電部と、前記受電部を内部に収容する第1収容ケースと、前記第1キャパシタを固定する第1固定部材とを含み、
前記第1収容ケースは、前記受電部の周囲に形成される電磁界が放射される領域を規制する第1シールドを含み、
前記第1キャパシタは、前記第1固定部材によって前記第1シールドから間隔をあけた位置に固定され、
前記第1キャパシタは、第1電極と、前記第1電極と間隔をあけて対向するように配置された第2電極とを含み、
前記第1キャパシタと前記第1シールドとの間の距離は、前記第1電極と前記第2電極との間の距離よりも大きい、電力伝送システム。 - 受電部を含む受電装置と、送電装置とを備えた電力伝送システムであって、
前記送電装置は、前記受電部に非接触で電力を送電する共に、第2キャパシタを含む送電部と、前記送電部を内部に収容する第2収容ケースと、前記第2キャパシタを固定する第2固定部材とを含み、
前記第2収容ケースは、前記送電部の周囲に形成される電磁界が放射される領域を規制する第2シールドを含み、
前記第2キャパシタは、前記第2固定部材によって前記第2シールドから間隔をあけた位置に固定され、
前記第2キャパシタは、第3電極と、前記第3電極と間隔をあけて対向するように配置された第4電極とを含み、
前記第2キャパシタと前記第2シールドとの間の距離は、前記第3電極と前記第4電極との間の距離よりも大きい、電力伝送システム。
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