JP6252638B2 - Power transmission device and power receiving device - Google Patents

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Description

本発明は、電力伝送装置、及び、受電装置に関する。   The present invention relates to a power transmission device and a power receiving device.

従来より、無線で電力を伝送する、所謂無線電力伝送またはワイヤレス電力供給(WPS:Wireless Power Supply ) においては、空間的に離れた2点間でケーブルを用いることなく電力(エネルギ)の送受電を行なう。無線電力伝送には、電磁誘導を用いる方式と電波を用いる方式の2つの方式がある。また、磁界共鳴(磁場共鳴、磁気共鳴、磁界共鳴モードともいう)を用いる方式も提案されている(例えば、特許文献1参照)。   Conventionally, in so-called wireless power transmission or wireless power supply (WPS) in which power is transmitted wirelessly, power (energy) can be transmitted and received without using a cable between two spatially separated points. Do. There are two types of wireless power transmission: a method using electromagnetic induction and a method using radio waves. In addition, a method using magnetic field resonance (also referred to as magnetic field resonance, magnetic resonance, or magnetic field resonance mode) has been proposed (see, for example, Patent Document 1).

また、例えば、複数のセンシング装置に対して同時かつ均等に充電する充電システムが開示されている。この充電システムによれば、電磁波を受信して電磁波のエネルギーから得られる電力を充電する複数のセンシング装置と、液体を凹部に収容する筐体部と、凹部内に電磁波を放射する電波放射部と、凹部に収容された液体を凹部内で攪拌する攪拌部と、を備えている。それぞれのセンシング装置は、凹部に収容された液体に混入され、攪拌部の攪拌に応じて凹部内を移動しつつ、電波放射部から放射される電磁波を受けることで得られる電力を充電する(例えば、特許文献2参照)。   In addition, for example, a charging system that charges a plurality of sensing devices simultaneously and equally is disclosed. According to this charging system, a plurality of sensing devices that receive electromagnetic waves and charge electric power obtained from the energy of the electromagnetic waves, a casing unit that stores liquid in the recesses, and a radio wave radiation unit that radiates electromagnetic waves in the recesses And a stirring unit that stirs the liquid contained in the recess in the recess. Each sensing device is mixed in the liquid accommodated in the recess and moves in the recess according to the stirring of the stirring unit, and charges the electric power obtained by receiving the electromagnetic wave radiated from the radio wave radiating unit (for example, , See Patent Document 2).

また、電波を受信して電池を充電する充電回路を設け、遠くまで送信できる電力を得て、長期間の使用にも耐える探索システム用発信機が開示されている。この探索システム用発信機によれば、電磁波を受信するアンテナと、受信した電磁波の電気エネルギを蓄電池に充電する充電回路と、呼び出し信号を受信する受信機と、蓄電池により駆動される送信機と、記憶装置と、を備えている。記憶装置は、装置の所持者を識別するための所持者識別情報を記憶している。また、受信機が所持者識別情報を含む呼び出し信号を受信し、蓄電池が充電されたときに送信機を起動して、記憶装置に記憶させた所持者識別情報を含む信号を送信機に送信させる(例えば、特許文献3参照)。   In addition, a transmitter for a search system is disclosed in which a charging circuit that receives radio waves and charges a battery is provided to obtain power that can be transmitted far and can withstand long-term use. According to this transmitter for search systems, an antenna that receives electromagnetic waves, a charging circuit that charges the storage battery with the electric energy of the received electromagnetic waves, a receiver that receives a call signal, a transmitter driven by the storage battery, And a storage device. The storage device stores owner identification information for identifying the owner of the device. In addition, the receiver receives a call signal including the owner identification information, activates the transmitter when the storage battery is charged, and transmits the signal including the owner identification information stored in the storage device to the transmitter. (For example, refer to Patent Document 3).

国際公開第WO98/34319号International Publication No. WO98 / 34319 特開2009−253997号公報JP 2009-253997 A 特開2005−229150号公報JP 2005-229150 A

本発明は上記のような実情に鑑みてなされたものであり、異なる充電電力の受電装置へ同時に充電する非接触型の電力伝送装置、受電装置、及び、送電装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a non-contact power transmission device, a power reception device, and a power transmission device that simultaneously charge power reception devices having different charging powers. .

本発明の実施の形態の電力伝送装置は、送電装置に配設され、交流電源に接続される1次側コイルと、前記1次側コイルから電磁誘導によって電力を受電する1次側共振コイルとを有する送電部と、受電側の機器に配設され、前記送電部の1次側共振コイルとの間で生じる磁界共鳴によって前記送電部から電力を受電する2次側共振コイルと、前記2次側共振コイルから電磁誘導によって電力を受電する2次側コイルとを有する受電部と、前記2次側共振コイルに接続されるスイッチ素子を有するブリッジ回路と、前記受電部を含む受電側の機器を識別する識別情報と、前記機器の充電電力を示す情報とを含む充電情報を生成する充電情報生成部と、前記送電装置から複数の前記機器が受電する場合において、自己の機器の充電電力が最大ではない場合は、自己の機器の前記受電部の有する共振回路の共振周波数またはQ値を可変する可変情報に基づいて前記ブリッジ回路のスイッチ素子を駆動するパルス電圧のデューティ比又は位相を可変することにより、前記受電部の前記共振回路の共振周波数またはQ値を、充電電力が最大の機器以外の機器に対応した充電電力前記送電装置送電電力から供給可能な周波数またはQ値に可変し、自己の機器の充電電力が最大である場合は、前記ブリッジ回路のスイッチ素子を駆動するパルス電圧のデューティ比または位相を固定することにより、前記受電部の前記共振回路の共振周波数またはQ値を固定する、制御部とを含む。 A power transmission device according to an embodiment of the present invention includes a primary coil disposed in a power transmission device and connected to an AC power source, and a primary resonance coil that receives power from the primary coil by electromagnetic induction. a power transmission section that have a, is disposed on the power receiving side device, and the secondary side resonance coil for receiving the power from the power transmission unit by magnetic resonance occurring between the primary side resonance coil of the power transmitting unit, the 2 A power receiving unit having a secondary coil that receives power from the secondary resonance coil by electromagnetic induction, a bridge circuit having a switch element connected to the secondary resonance coil, and a power receiving device including the power receiving unit and identification information for identifying a charging information generation unit for generating a charging information including the information indicating the charging power of the device, when a plurality of the device from the power transmitting apparatus is receiving, the charge power of the own device Max If not, by varying the duty ratio or the phase of the pulse voltage for driving the switching elements of the bridge circuit based on variable information for changing the resonance frequency or the Q value of the resonance circuit included in the power receiving unit of the own device the resonant frequencies or Q value of the resonance circuit of the power receiving unit, and a variable to possible frequency or Q value supplying charging power to the charging electric power corresponding to the devices other than the largest device from transmitted power of the power transmission device, the self When the charging power of the device is the maximum, the resonance frequency or Q value of the resonance circuit of the power reception unit is fixed by fixing the duty ratio or phase of the pulse voltage that drives the switch element of the bridge circuit And a control unit.

異なる充電電力の受電装置へ同時に充電する非接触型の電力伝送装置、受電装置、及び、送電装置を提供することができる。   A contactless power transmission device, a power reception device, and a power transmission device that charge power reception devices with different charging powers simultaneously can be provided.

磁界共鳴型の電力伝送方法を示す図である。It is a figure which shows the magnetic field resonance type electric power transmission method. 磁界共鳴型の電力伝送システムの概要を示す図である。It is a figure which shows the outline | summary of a magnetic field resonance type electric power transmission system. 実施の形態1の電力伝送システムの制御部の構成の例を示す図である。3 is a diagram illustrating an example of a configuration of a control unit of the power transmission system according to Embodiment 1. FIG. ブリッジ型平衡回路160の回路構成を示す図である。3 is a diagram illustrating a circuit configuration of a bridge type balanced circuit 160. FIG. 実施の形態1のブリッジ型平衡回路160を駆動する制御信号SW1〜SW4の波形を示す図である。3 is a diagram illustrating waveforms of control signals SW1 to SW4 that drive a bridge-type balanced circuit 160 according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態1のブリッジ型平衡回路160を駆動する制御信号SW1〜SW4の波形を示す図である。3 is a diagram illustrating waveforms of control signals SW1 to SW4 that drive a bridge-type balanced circuit 160 according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態1のブリッジ型平衡回路160を駆動する制御信号SW1〜SW4の波形を示す図である。3 is a diagram illustrating waveforms of control signals SW1 to SW4 that drive a bridge-type balanced circuit 160 according to Embodiment 1. FIG. 共振周波数制御における電流および位相の状態を示す図である。It is a figure which shows the state of the electric current and phase in resonance frequency control. 共振周波数制御における電流および位相の状態を示す図である。It is a figure which shows the state of the electric current and phase in resonance frequency control. 双峰特性が現れた場合の電流および位相の状態を示す図である。It is a figure which shows the state of an electric current and a phase when a bimodal characteristic appears. 双峰特性が現れた場合の共振周波数制御における電流および位相の状態を示す図である。It is a figure which shows the state of the electric current and phase in resonance frequency control when a bimodal characteristic appears. 双峰特性に対応した共振周波数制御を行った場合の伝送電力の変化の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the change of the transmission power at the time of performing the resonant frequency control corresponding to a bimodal characteristic. 電力伝送システムの周波数依存性を示す図である。It is a figure which shows the frequency dependence of an electric power transmission system. コイルの共振周波数をスイープする方法を説明する図である。It is a figure explaining the method of sweeping the resonant frequency of a coil. 共振周波数制御と双峰共振制御とを切り替える構成の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the structure which switches resonance frequency control and bimodal resonance control. 共振周波数制御の概略の処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the rough process sequence of resonance frequency control. 共振周波数制御の概略の処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the rough process sequence of resonance frequency control. 強結合系の非接触型の送電装置と受電装置を備える機器を有するシステムの一実施例を示す図である。It is a figure which shows one Example of the system which has an apparatus provided with the non-contact type power transmission apparatus and power receiving apparatus of a strong coupling system. 送電装置のハードウェアの一実施例を示す図である。It is a figure which shows one Example of the hardware of a power transmission apparatus. 受電装置を備える機器のハードウェアの一実施例を示す図である。It is a figure which shows one Example of the hardware of an apparatus provided with a power receiving apparatus. 受電部35の回路構成を示す図である。3 is a diagram illustrating a circuit configuration of a power reception unit 35. FIG. 実施の形態2のブリッジ型平衡回路160を駆動する制御信号SW1〜SW4の波形を示す図である。It is a figure which shows the waveform of control signal SW1-SW4 which drives the bridge type | mold balance circuit 160 of Embodiment 2. FIG. 実施の形態2のブリッジ型平衡回路160を駆動する制御信号SW1〜SW4の波形を示す図である。It is a figure which shows the waveform of control signal SW1-SW4 which drives the bridge type | mold balance circuit 160 of Embodiment 2. FIG. 実施の形態2のブリッジ型平衡回路160を駆動する制御信号SW1〜SW4の波形を示す図である。It is a figure which shows the waveform of control signal SW1-SW4 which drives the bridge type | mold balance circuit 160 of Embodiment 2. FIG. 送電装置の動作の一実施例を示すフロー図である。It is a flowchart which shows one Example of operation | movement of a power transmission apparatus. 充電情報と受電情報と効率情報のデータ構造の一実施例を示す図である。It is a figure which shows one Example of the data structure of charge information, power receiving information, and efficiency information. 組合せ情報のデータ構造の一実施例を示す図である。It is a figure which shows one Example of the data structure of combination information. 磁界共鳴と電界共鳴の非接触型充電システムの等価回路の一実施例を示す図である。It is a figure which shows one Example of the equivalent circuit of the non-contact-type charging system of magnetic field resonance and electric field resonance. 磁界共鳴の非接触型充電システムの等価回路の一実施例を示す図である。It is a figure which shows one Example of the equivalent circuit of the non-contact-type charging system of magnetic field resonance. シミュレーション結果の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a simulation result. 送電周波数と受電部のQ値との関係の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the relationship between a power transmission frequency and the Q value of a power receiving part. 機器の動作の一実施例を示すフロー図である。It is a flowchart which shows one Example of operation | movement of an apparatus. Q値可変情報のデータ構造の一実施例を示す図である。It is a figure which shows one Example of the data structure of Q value variable information. 実施の形態2の送電装置と受電装置を有するシステムの一実施例を示す図である。It is a figure which shows one Example of the system which has the power transmission apparatus of Embodiment 2, and a power receiving apparatus. 実施の形態3の送電装置と受電装置を有するシステムの一実施例を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a system including a power transmission device and a power reception device according to a third embodiment. 主体となる機器の動作の一実施例を示すフロー図である。It is a flowchart which shows one Example of operation | movement of the main apparatus. 主体となる機器の動作の一実施例を示すフロー図である。It is a flowchart which shows one Example of operation | movement of the main apparatus. 主体以外の機器の動作の一実施例を示すフロー図である。It is a flowchart which shows one Example of operation | movement of apparatuses other than a main body. 実施の形態3の送電装置の動作の一実施例を示すフロー図である。FIG. 10 is a flowchart illustrating an example of operation of the power transmission device according to the third embodiment. 実施の形態4の送電装置、受電装置および外部装置を有するシステムの一実施例を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a system including a power transmission device, a power reception device, and an external device according to a fourth embodiment. 外部装置の動作の一実施例を示すフロー図である。It is a flowchart which shows one Example of operation | movement of an external device. 外部装置の動作の一実施例を示すフロー図である。It is a flowchart which shows one Example of operation | movement of an external device. 実施の形態4における機器の動作の一実施例を示すフロー図である。FIG. 20 is a flowchart showing an example of operation of the device in the fourth embodiment. 実施の形態4の送電装置の動作の一実施例を示すフロー図である。FIG. 10 is a flowchart illustrating an example of operation of the power transmission device according to the fourth embodiment. 送電共振コイルと受電共振コイルの位置関係を示す図である。It is a figure which shows the positional relationship of a power transmission resonance coil and a power reception resonance coil. 送電共振コイルと受電共振コイルの位置関係を示す図である。It is a figure which shows the positional relationship of a power transmission resonance coil and a power reception resonance coil. 実施の形態5の主体となる制御部の一実施例を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a control unit that is a subject of the fifth embodiment. 状態−効率情報のデータ構造の一実施例を示す図である。It is a figure which shows one Example of the data structure of state-efficiency information. 実施の形態5の組合せ情報のデータ構造の一実施例を示す図である。FIG. 22 is a diagram illustrating an example of a data structure of combination information according to the fifth embodiment. 実施の形態5の主体となる制御部の動作の一実施例を示すフロー図である。FIG. 10 is a flowchart showing an example of the operation of a control unit as a main body of the fifth embodiment.

以下、本発明の異なる充電電力の受電装置へ同時に充電する非接触型の電力伝送装置、受電装置、及び、送電装置を適用した実施の形態について説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention to which a power receiving device, a power receiving device, and a power transmitting device for charging a power receiving device with different charging power at the same time are applied will be described.

<実施の形態1>
実施の形態1は、磁界共鳴型電力伝送システムにおいて、コイルの共振周波数を高速にかつ正確にリアルタイムで調整できるようにすることを目的とする。
<Embodiment 1>
The first embodiment is intended to be able to adjust the resonance frequency of a coil at high speed and accurately in real time in a magnetic field resonance type power transmission system.

本発明が適用される磁界共鳴型電力伝送システムを説明する。   A magnetic resonance power transmission system to which the present invention is applied will be described.

磁界共鳴を用いた方式(磁界共鳴型)では、電波を用いた方式と比べて大電力の伝送が可能であり、電磁誘導方式と比べて伝送距離を長くすることができまたは送受電用のコイルを小さくできる、というメリットがある。   The method using magnetic field resonance (magnetic field resonance type) can transmit higher power than the method using radio waves, and the transmission distance can be longer than that of electromagnetic induction method. There is an advantage that can be reduced.

磁界共鳴を用いた方式では、送電系コイルおよび受電系コイルの共振周波数を互いに同じ値に設定しておき、その近傍の周波数で電力伝送を行うことによって、高い効率でエネルギの伝送を行うことが可能になる。   In the method using magnetic field resonance, energy transmission can be performed with high efficiency by setting the resonance frequencies of the power transmission coil and the power reception coil to the same value and performing power transmission at frequencies in the vicinity thereof. It becomes possible.

磁界共鳴型電力伝送システムにおいて電力伝送の効率を高めるために、1次コイル側の発振信号の周波数に比して高い周波数を2次コイル側の共振周波数としたものがある(特許文献1)。これによると、キヤパシタンスを小さくし、1次コイルと2次コイルとの結合係数を見かけ上高くすることができるとのことである。   In order to increase the efficiency of power transmission in a magnetic field resonance type power transmission system, there is one in which a higher frequency than the frequency of the oscillation signal on the primary coil side is used as the resonance frequency on the secondary coil side (Patent Document 1). According to this, the capacitance can be reduced and the coupling coefficient between the primary coil and the secondary coil can be increased apparently.

コイル同士の結合度を高めることによって、電力伝送の効率をある程度高めることが可能である。   By increasing the degree of coupling between the coils, the efficiency of power transmission can be increased to some extent.

また、電力伝送の効率を高めるために、各コイルの共振ピークができるだけ鋭くなるようにすることが考えられる。そのためには、例えば各コイルのQ値が高くなるように設計すればよい。   In order to increase the efficiency of power transmission, it is conceivable to make the resonance peak of each coil as sharp as possible. For this purpose, for example, the Q value of each coil may be designed to be high.

しかし、Q値を高くした場合には、両コイルの共振周波数のズレに対する感度が高くなってしまうという問題、つまり両コイルの共振周波数のズレによる電力伝送の効率の低下への影響が大きくなってしまうという問題がある。   However, when the Q value is increased, the sensitivity to the deviation of the resonance frequency of both coils is increased, that is, the influence on the reduction of the power transmission efficiency due to the deviation of the resonance frequency of both coils is increased. There is a problem of end.

例えば、温度などの環境要因の変化、人や金属などの導体または磁性体が近づくことによるインダクタンスや容量の変化などによって、コイルの共振周波数が変化してしまう。また、製造時におけるバラツキによる共振周波数のズレもある。   For example, the resonance frequency of the coil changes due to changes in environmental factors such as temperature, changes in inductance and capacitance due to the approach of a conductor such as a person or metal, or a magnetic body. There is also a shift in the resonance frequency due to variations in manufacturing.

そのため、Q値が高い磁界共鳴型電力伝送システムにおいては、その最大限のメリットを生かすためには、コイルの共振周波数を環境変動などに対応して調整する仕組みが必要である。   Therefore, in the magnetic field resonance type power transmission system having a high Q value, a mechanism for adjusting the resonance frequency of the coil in response to an environmental change or the like is required in order to take advantage of the maximum merit.

コイルの共振周波数を目標周波数に合わせるためには、コイルのL(インダクタンス)またはコンデンサのC(容量)を調整する必要がある。   In order to adjust the resonance frequency of the coil to the target frequency, it is necessary to adjust L (inductance) of the coil or C (capacitance) of the capacitor.

以下に述べる実施の形態1の電力伝送システム(電力伝送装置)1では、交流電源の電圧(ドライブ電圧)とコイルに流れる電流との位相差Δφを基に、コイル(共振回路)のLまたはCに対してリアルタイムの共振周波数制御を行う。   In the power transmission system (power transmission device) 1 of the first embodiment described below, L or C of the coil (resonance circuit) is based on the phase difference Δφ between the voltage of the AC power supply (drive voltage) and the current flowing through the coil. Real-time resonance frequency control is performed.

また、送電系コイルと受電系コイルとの結合が大きくなって双峰特性(スプリット)が現れたときに、電力伝送の効率の低下を抑えるため、ピーク(スプリットピーク)が交流電源の周波数において現れるように、送電系コイルまたは受電系コイルの共振周波数をシフトさせる。この場合の共振周波数制御を、双峰特性が現れていない場合の共振周波数制御と区別するため、「双峰共振制御」ということがある。   In addition, when the coupling between the power transmission coil and the power reception coil is increased and a bimodal characteristic (split) appears, a peak (split peak) appears at the frequency of the AC power supply in order to suppress a decrease in power transmission efficiency. As described above, the resonance frequency of the power transmission coil or the power reception coil is shifted. In order to distinguish the resonance frequency control in this case from the resonance frequency control in the case where the bimodal characteristic does not appear, it may be referred to as “bimodal resonance control”.

また、「双峰共振制御」を含まない場合の共振周波数制御を「通常の共振周波数制御」と記載することがある。単に「共振周波数制御」と記載したときは原則として「双峰共振制御」を含む。   Further, the resonance frequency control in the case of not including “bimodal resonance control” may be described as “normal resonance frequency control”. When simply “resonance frequency control” is described, “bimodal resonance control” is included in principle.

図1および図2において、電力伝送システム100は、送電系コイルSC、受電系コイルJC、交流電源11、送電側制御部14、負荷となるデバイス21、および受電側制御部24を備える。   1 and 2, the power transmission system 100 includes a power transmission system coil SC, a power reception system coil JC, an AC power supply 11, a power transmission side control unit 14, a device 21 serving as a load, and a power reception side control unit 24.

図2において、送電系コイルSCは、電力供給コイル12および送電共振コイル13を
備える。電力供給コイル12は、銅線またはアルミニウム線などの金属線が円周状に複数
回巻かれたものであり、その両端に交流電源11による交流電圧(高周波電圧)が印加さ
れる。
In FIG. 2, the power transmission coil SC includes a power supply coil 12 and a power transmission resonance coil 13. The power supply coil 12 is formed by winding a metal wire such as a copper wire or an aluminum wire a plurality of times around a circumference, and an AC voltage (high-frequency voltage) from the AC power source 11 is applied to both ends thereof.

送電共振コイル13は、銅線またはアルミニウム線などの金属線が円周状に巻かれたコイル131と、コイル131の両端に接続されたコンデンサ132とからなり、それらによる共振回路を形成する。共振周波数f0 は次の(1)式で示される。   The power transmission resonance coil 13 includes a coil 131 in which a metal wire such as a copper wire or an aluminum wire is wound circumferentially, and a capacitor 132 connected to both ends of the coil 131, thereby forming a resonance circuit. The resonance frequency f0 is expressed by the following equation (1).

Figure 0006252638
なお、Lはコイル131のインダクタンス、Cはコンデンサ132の静電容量である。
Figure 0006252638
Note that L is the inductance of the coil 131, and C is the capacitance of the capacitor 132.

送電共振コイル13のコイル131は、例えばワンターンコイルである。コンデンサ132として、種々の形式のコンデンサが用いられるが、できるだけ損失が少なく十分な耐圧を有するものが好ましい。実施の形態1では、共振周波数を可変するために、コンデンサ132として可変コンデンサが用いられる。可変コンデンサとして、例えばMEMS技術を用いて製作された可変容量デバイスが用いられる。半導体を用いた可変容量デバイス(バラクタ)でもよい。   The coil 131 of the power transmission resonance coil 13 is, for example, a one-turn coil. Although various types of capacitors are used as the capacitor 132, those having as little loss as possible and having a sufficient breakdown voltage are preferable. In the first embodiment, a variable capacitor is used as the capacitor 132 in order to vary the resonance frequency. As the variable capacitor, for example, a variable capacitance device manufactured using MEMS technology is used. A variable capacitance device (varactor) using a semiconductor may be used.

電力供給コイル12と送電共振コイル13とは、電磁的に互いに密に結合するように配置される。例えば、同一平面上にかつ同心上に配置される。つまり、例えば、送電共振コイル13の内周側に電力供給コイル12が嵌まり込んだ状態で配置される。または、同軸上で適当な距離をあけて配置してもよい。   The power supply coil 12 and the power transmission resonance coil 13 are arranged so as to be electromagnetically closely coupled to each other. For example, they are arranged on the same plane and concentrically. That is, for example, the power supply coil 12 is arranged in a state of being fitted on the inner peripheral side of the power transmission resonance coil 13. Or you may arrange | position with an appropriate distance on the same axis | shaft.

この状態で、交流電源11から電力供給コイル12に交流電圧が供給されたときに、電力供給コイル12に生じた交番磁界による電磁誘導によって送電共振コイル13に共振電流が流れる。つまり、電磁誘導によって、電力供給コイル12から送電共振コイル13に電力が供給される。   In this state, when an AC voltage is supplied from the AC power supply 11 to the power supply coil 12, a resonance current flows through the power transmission resonance coil 13 by electromagnetic induction caused by an alternating magnetic field generated in the power supply coil 12. That is, electric power is supplied from the power supply coil 12 to the power transmission resonance coil 13 by electromagnetic induction.

受電系コイルJCは、受電共振コイル22および電力取出コイル23を備える。受電共振コイル22は、銅線またはアルミニウム線などの金属線が円周状に巻かれたコイル221と、コイル221の両端に接続されたコンデンサ222とからなる。受電共振コイル22の共振周波数f0 は、コイル221のインダクタンスおよびコンデンサ222の静電容量に基づいて上の(1)式で示される。   The power receiving system coil JC includes a power receiving resonance coil 22 and a power extraction coil 23. The power receiving resonance coil 22 includes a coil 221 around which a metal wire such as a copper wire or an aluminum wire is wound, and a capacitor 222 connected to both ends of the coil 221. The resonance frequency f0 of the power receiving resonance coil 22 is expressed by the above equation (1) based on the inductance of the coil 221 and the capacitance of the capacitor 222.

受電共振コイル22のコイル221は、例えばワンターンコイルである。コンデンサ222として、上に述べたように種々の形式のコンデンサが用いられる。実施の形態1では、共振周波数を可変するために、コンデンサ222として可変コンデンサが用いられる。可変コンデンサとして、例えばMEMS技術を用いて製作された可変容量デバイスが用いられる。半導体を用いた可変容量デバイス(バラクタ)でもよい。   The coil 221 of the power receiving resonance coil 22 is, for example, a one-turn coil. As the capacitor 222, various types of capacitors are used as described above. In the first embodiment, a variable capacitor is used as the capacitor 222 in order to vary the resonance frequency. As the variable capacitor, for example, a variable capacitance device manufactured using MEMS technology is used. A variable capacitance device (varactor) using a semiconductor may be used.

電力取出コイル23は、銅線またはアルミニウム線などの金属線が円周状に複数回巻かれたものであり、その両端に負荷であるデバイス21が接続される。   The power extraction coil 23 is formed by winding a metal wire such as a copper wire or an aluminum wire a plurality of times in a circumferential shape, and a device 21 as a load is connected to both ends thereof.

受電共振コイル22と電力取出コイル23とは、電磁的に互いに密に結合するように配置される。例えば、同一平面上にかつ同心上に配置される。つまり、例えば、受電共振コイル22の内周側に電力取出コイル23が嵌まり込んだ状態で配置される。または、同軸上で適当な距離をあけて配置してもよい。   The power receiving resonance coil 22 and the power extraction coil 23 are disposed so as to be electromagnetically closely coupled to each other. For example, they are arranged on the same plane and concentrically. That is, for example, the power extraction coil 23 is disposed in the inner peripheral side of the power reception resonance coil 22. Or you may arrange | position with an appropriate distance on the same axis | shaft.

この状態で、受電共振コイル22に共振電流が流れると、それによって発生した交番磁界による電磁誘導によって電力取出コイル23に電流が流れる。つまり、電磁誘導によって、受電共振コイル22から電力取出コイル23に電力が送られる。   In this state, when a resonance current flows through the power receiving resonance coil 22, a current flows through the power extraction coil 23 by electromagnetic induction caused by the alternating magnetic field generated thereby. That is, electric power is transmitted from the power receiving resonance coil 22 to the power extraction coil 23 by electromagnetic induction.

送電系コイルSCと受電系コイルJCとは、磁界共鳴によって無線で電力を伝送するため、図2に示されるように、コイル面が互いに平行になるように、かつコイル軸心が互いに一致するかまたは余りずれないように、互いに適当な距離の範囲内に配置される。例えば、送電共振コイル13および受電共振コイル22の直径が100mm程度の場合に、数百mm程度の距離の範囲内に配置される。   Since the power transmission coil SC and the power reception coil JC transmit power wirelessly by magnetic field resonance, are the coil surfaces parallel to each other and the coil axes coincide with each other as shown in FIG. Alternatively, they are arranged within an appropriate distance from each other so as not to deviate so much. For example, when the diameters of the power transmission resonance coil 13 and the power reception resonance coil 22 are about 100 mm, they are arranged within a distance range of about several hundred mm.

図2に示す電力伝送システム100において、コイル軸心KSに沿う方向が磁界KKの主な放射方向であり、送電系コイルSCから受電系コイルJCに向かう方向が送電方向SHである。   In the power transmission system 100 shown in FIG. 2, the direction along the coil axis KS is the main radiation direction of the magnetic field KK, and the direction from the power transmission system coil SC toward the power reception system coil JC is the power transmission direction SH.

ここで、送電共振コイル13の共振周波数fsと受電共振コイル22の共振周波数fjとが、ともに交流電源11の周波数fdと一致しているときは、最大の電力が伝送される。しかし、もし、それらの共振周波数fs,fjが互いにズレたり、それらと交流電源11の周波数fdとがズレたりすると、伝送される電力は低下し、効率が低下する。   Here, when the resonance frequency fs of the power transmission resonance coil 13 and the resonance frequency fj of the power reception resonance coil 22 both coincide with the frequency fd of the AC power supply 11, the maximum power is transmitted. However, if the resonance frequencies fs and fj are deviated from each other or they are deviated from the frequency fd of the AC power supply 11, the transmitted power is lowered and the efficiency is lowered.

すなわち、図13において、横軸は交流電源11の周波数fd〔MHz〕であり、縦軸は伝送される電力の大きさ〔dB〕である。曲線CV1は、送電共振コイル13の共振周波数fsと受電共振コイル22の共振周波数fjとが一致している場合を示す。この場合に、図13によると、その共振周波数fs,fjは13.56MHzである。   That is, in FIG. 13, the horizontal axis represents the frequency fd [MHz] of the AC power supply 11, and the vertical axis represents the magnitude of transmitted power [dB]. A curve CV1 indicates a case where the resonance frequency fs of the power transmission resonance coil 13 and the resonance frequency fj of the power reception resonance coil 22 match. In this case, according to FIG. 13, the resonance frequencies fs and fj are 13.56 MHz.

また、曲線CV2,CV3は、受電共振コイル22の共振周波数fjが送電共振コイル13の共振周波数fsに対して、5パーセント、10パーセント、それぞれ高い場合を示す。   Curves CV2 and CV3 indicate cases where the resonance frequency fj of the power reception resonance coil 22 is higher by 5% and 10% than the resonance frequency fs of the power transmission resonance coil 13, respectively.

図13において、交流電源11の周波数fdが13.56MHzであるときに、曲線CV1では最高の電力が伝送されるが、曲線CV2,CV3では順次低下している。また、交流電源11の周波数fdが13.56MHzからシフトしたとき、上側に僅かにシフトしたときを除いて、曲線CV1〜CV3のいずれにおいても伝送される電力が低下している。   In FIG. 13, when the frequency fd of the AC power supply 11 is 13.56 MHz, the highest power is transmitted in the curve CV1, but sequentially decreases in the curves CV2 and CV3. Further, when the frequency fd of the AC power supply 11 is shifted from 13.56 MHz, the power transmitted in any of the curves CV1 to CV3 is reduced except when it is slightly shifted upward.

したがって、送電共振コイル13および受電共振コイル22の共振周波数fs,fjを、交流電源11の周波数fdに極力一致させる必要がある。   Therefore, it is necessary to make the resonance frequencies fs and fj of the power transmission resonance coil 13 and the power reception resonance coil 22 coincide with the frequency fd of the AC power supply 11 as much as possible.

図14において、横軸は周波数〔MHz〕であり、縦軸はコイルに流れる電流の大きさ〔dB〕である。曲線CV4は、コイルの共振周波数が交流電源11の周波数fdに一致している場合を示す。この場合に、図14によると、その共振周波数は10MHzである。   In FIG. 14, the horizontal axis represents the frequency [MHz], and the vertical axis represents the magnitude of the current [dB] flowing through the coil. A curve CV4 shows a case where the resonance frequency of the coil matches the frequency fd of the AC power supply 11. In this case, according to FIG. 14, the resonance frequency is 10 MHz.

また、曲線CV5,CV6は、コイルの共振周波数が、交流電源11の周波数fdに対して、高くなった場合または低くなった場合を示す。   Curves CV5 and CV6 indicate the case where the resonance frequency of the coil is higher or lower than the frequency fd of the AC power supply 11.

図14において、曲線CV4では最大の電流が流れるが、曲線CV5,CV6ではいずれも電流が低下している。なお、コイルのQ値が高い場合には、共振周波数のズレによる
電流または伝送電力の低下への影響が大きい。
In FIG. 14, the maximum current flows in the curve CV4, but the current decreases in both the curves CV5 and CV6. In addition, when the Q value of the coil is high, the influence on the decrease of the current or the transmission power due to the deviation of the resonance frequency is large.

そこで、実施の形態1の電力伝送システム100では、送電側制御部14および受電側制御部24により、交流電源11の位相φvs、送電共振コイル13および受電共振コイル22に流れる電流の位相φis,φijを用いて、共振周波数制御を行う。   Therefore, in the power transmission system 100 according to the first embodiment, the phase φvs of the AC power supply 11 and the phases φis and φij of the current flowing through the power transmission resonance coil 13 and the power reception resonance coil 22 are transmitted by the power transmission side control unit 14 and the power reception side control unit 24. Is used to control the resonance frequency.

ここで、送電側制御部14は、送電系コイルSCに供給される電圧Vsの位相φvsおよび送電系コイルSCに流れる電流Isの位相φisを検出し、それらの位相差Δφsが所定の目標値φmsとなるように、送電系コイルSCの共振周波数fsを可変する。目標値φmsを表すデータは、後述する制御部152の内部メモリに格納される。   Here, the power transmission side control unit 14 detects the phase φvs of the voltage Vs supplied to the power transmission system coil SC and the phase φis of the current Is flowing through the power transmission system coil SC, and the phase difference Δφs is a predetermined target value φms. Thus, the resonance frequency fs of the power transmission coil SC is varied. Data representing the target value φms is stored in an internal memory of the control unit 152 described later.

すなわち、送電側制御部14は、電流検出センサSE1、位相検出部141,142、および位相送信部145を有する。   That is, the power transmission side control unit 14 includes a current detection sensor SE1, phase detection units 141 and 142, and a phase transmission unit 145.

電流検出センサSE1は、送電共振コイル13に流れる電流Isを検出する。電流検出センサSE1として、ホール素子、磁気抵抗素子、または検出コイルなどを用いることが可能である。電流検出センサSE1は、例えば電流Isの波形に応じた電圧信号を出力する。   The current detection sensor SE <b> 1 detects the current Is flowing through the power transmission resonance coil 13. As the current detection sensor SE1, a Hall element, a magnetoresistive element, a detection coil, or the like can be used. The current detection sensor SE1 outputs a voltage signal corresponding to the waveform of the current Is, for example.

位相検出部141は、電力供給コイル12に供給される電圧Vsの位相φvsを検出する。位相検出部141は、例えば、電圧Vsの波形に応じた電圧信号を出力する。この場合に、電圧Vsをそのまま出力してもよく、または適当な抵抗によって分圧して出力してもよい。したがって、位相検出部141は、単なる電線により、または1つまたは複数の抵抗器によって構成することも可能である。   The phase detector 141 detects the phase φvs of the voltage Vs supplied to the power supply coil 12. For example, the phase detection unit 141 outputs a voltage signal corresponding to the waveform of the voltage Vs. In this case, the voltage Vs may be output as it is, or may be divided and output by an appropriate resistor. Therefore, the phase detection unit 141 can be configured by a simple electric wire or by one or a plurality of resistors.

位相検出部142は、電流検出センサSE1からの出力に基づいて、送電共振コイル13に流れる電流Isの位相φisを検出する。位相検出部142は、例えば、電流Isの波形に応じた電圧信号を出力する。この場合には、位相検出部142は、電流検出センサSE1の出力をそのまま出力してもよい。したがって、電流検出センサSE1が位相検出部142を兼ねるようにすることも可能である。   The phase detector 142 detects the phase φis of the current Is flowing through the power transmission resonance coil 13 based on the output from the current detection sensor SE1. For example, the phase detection unit 142 outputs a voltage signal corresponding to the waveform of the current Is. In this case, the phase detection unit 142 may output the output of the current detection sensor SE1 as it is. Therefore, the current detection sensor SE1 can also serve as the phase detection unit 142.

位相送信部145は、電力供給コイル12に供給される電圧Vsの位相φvsについての情報を、受電側制御部24に対して例えば無線で送信する。位相送信部145は、例えば、電圧Vsの波形に応じた電圧信号を、アナログ信号としてまたはデジタル信号として送信する。その場合に、S/N比を向上させるために、電圧Vsの波形に応じた電圧信号を整数倍に逓倍して送信してもよい。   The phase transmission unit 145 transmits information about the phase φvs of the voltage Vs supplied to the power supply coil 12 to the power receiving side control unit 24, for example, wirelessly. For example, the phase transmission unit 145 transmits a voltage signal corresponding to the waveform of the voltage Vs as an analog signal or a digital signal. In that case, in order to improve the S / N ratio, a voltage signal corresponding to the waveform of the voltage Vs may be multiplied by an integral multiple and transmitted.

受電側制御部24は、送電系コイルSCに供給される電圧VSの位相φvsおよび受電系コイルJCに流れる電流IJの位相φijを検出し、それらの位相差Δφjが所定の目標値φmjとなるように、受電系コイルJCの共振周波数fjを可変する。   The power receiving side control unit 24 detects the phase φvs of the voltage VS supplied to the power transmission coil SC and the phase φij of the current IJ flowing through the power receiving coil JC so that the phase difference Δφj becomes a predetermined target value φmj. In addition, the resonance frequency fj of the power receiving coil JC is varied.

すなわち、受電側制御部24は、電流検出センサSE2、位相受信部241、位相検出部242を有する。   That is, the power receiving side control unit 24 includes a current detection sensor SE2, a phase reception unit 241, and a phase detection unit 242.

電流検出センサSE2は、受電共振コイル22に流れる電流Ijを検出する。電流検出センサSE2として、ホール素子、磁気抵抗素子、または検出コイルなどを用いることが可能である。電流検出センサSE2は、例えば電流Ijの波形に応じた電圧信号を出力する。   The current detection sensor SE2 detects a current Ij flowing through the power receiving resonance coil 22. As the current detection sensor SE2, a Hall element, a magnetoresistive element, a detection coil, or the like can be used. The current detection sensor SE2 outputs a voltage signal corresponding to the waveform of the current Ij, for example.

位相受信部241は、位相送信部145から送信された位相φvsについての情報を受信し、その情報を出力する。位相送信部145において電圧信号を逓倍した場合には、位相受信部241において元に戻すために分周を行う。位相受信部241は、例えば、電圧Vsに応じた電圧信号を出力する。   The phase receiver 241 receives information about the phase φvs transmitted from the phase transmitter 145 and outputs the information. When the voltage signal is multiplied by the phase transmission unit 145, the phase reception unit 241 performs frequency division to restore the original. For example, the phase receiving unit 241 outputs a voltage signal corresponding to the voltage Vs.

位相検出部242は、電流検出センサSE2からの出力に基づいて、受電共振コイル22に流れる電流Ijの位相φijを検出する。位相検出部242は、例えば、電流Ijの波形に応じた電圧信号を出力する。この場合には、位相検出部242は、電流検出センサSE2の出力をそのまま出力してもよい。したがって、電流検出センサSE2が位相検出部242を兼ねるようにすることも可能である。   The phase detector 242 detects the phase φij of the current Ij flowing through the power receiving resonance coil 22 based on the output from the current detection sensor SE2. For example, the phase detection unit 242 outputs a voltage signal corresponding to the waveform of the current Ij. In this case, the phase detection unit 242 may output the output of the current detection sensor SE2 as it is. Therefore, the current detection sensor SE2 can also serve as the phase detection unit 242.

以下において、図3を用いてさらに詳しく説明する。なお、図3において、図2に示した要素と同じ機能を有する要素には、同じ符号を付して説明を省略しまたは簡略化することがある。   This will be described in more detail with reference to FIG. In FIG. 3, elements having the same functions as those shown in FIG. 2 may be denoted by the same reference numerals and description thereof may be omitted or simplified.

図3において、電力伝送システム(電力伝送装置)1Bは、送電装置3および受電装置
4を有する。
In FIG. 3, a power transmission system (power transmission device) 1 </ b> B includes a power transmission device 3 and a power reception device 4.

送電装置3は、交流電源11、電力供給コイル12および送電共振コイル13からなる送電系コイルSC、および共振周波数制御部CTsなどを備える。   The power transmission device 3 includes an AC power supply 11, a power supply coil 12 including a power supply coil 12 and a power transmission resonance coil 13, a resonance frequency control unit CTs, and the like.

受電装置4は、受電共振コイル22および電力取出コイル23からなる受電系コイルJC、および共振周波数制御部CTjなどを備える。   The power receiving device 4 includes a power receiving system coil JC including a power receiving resonance coil 22 and a power extraction coil 23, a resonance frequency control unit CTj, and the like.

送電側の共振周波数制御部CTsは、位相比較部151、制御部152、及びブリッジ型平衡回路160を備える。位相比較部151は、位相検出部又は第2位相検出部の一例である。制御部152は、共振周波数制御部又は第2共振周波数制御部の一例である。ブリッジ型平衡回路160は、ブリッジ回路又は第2ブリッジ回路の一例である。   The resonance frequency control unit CTs on the power transmission side includes a phase comparison unit 151, a control unit 152, and a bridge type balanced circuit 160. The phase comparison unit 151 is an example of a phase detection unit or a second phase detection unit. The control unit 152 is an example of a resonance frequency control unit or a second resonance frequency control unit. The bridge type balanced circuit 160 is an example of a bridge circuit or a second bridge circuit.

位相比較部151は、電流検出センサSE1で検出された電流Isの位相φisと、交流電源11の電圧Vsの位相φvsとを比較し、それらの差である位相差Δφsを出力する。   The phase comparison unit 151 compares the phase φis of the current Is detected by the current detection sensor SE1 with the phase φvs of the voltage Vs of the AC power supply 11, and outputs a phase difference Δφs that is the difference between them.

制御部152は、位相差Δφsの目標値φmsを設定して記憶する。したがって、制御部152には目標値φmsを記憶するための内部メモリが設けられる。目標値φmsとして、後で述べるように、例えば、「−π」、または「−πに適当な補正値aを加えた値」などが設定される。   Control unit 152 sets and stores target value φms of phase difference Δφs. Therefore, control unit 152 is provided with an internal memory for storing target value φms. As the target value φms, as described later, for example, “−π” or “a value obtained by adding an appropriate correction value a to −π” or the like is set.

なお、目標値φmsの設定は、予め記憶された1つまたは複数のデータの中から選択することにより行ってもよく、またCPUやキーボードなどからの指令によって行われるようにしてもよい。   The target value φms may be set by selecting from one or a plurality of data stored in advance, or may be performed by a command from a CPU or a keyboard.

制御部152は、位相比較部151の出力する位相差Δφsと、ブリッジ型平衡回路160から入力されるゲート信号Gateとに基づき、位相差が目標値φmsになるように、ブリッジ型平衡回路160に含まれる4つのスイッチ素子SW1〜SW4を駆動するための駆動信号を生成し、出力する。なお、目標値φmsは、目標となる位相差Δφsに対して正負が逆になるように設定されるので、位相差Δφsと目標値φmsとの絶対値が一致したときに、位相差Δφsと目標値φmsとの和は0となる。   Based on the phase difference Δφs output from the phase comparator 151 and the gate signal Gate input from the bridge-type balanced circuit 160, the control unit 152 causes the bridge-type balanced circuit 160 to set the phase difference to the target value φms. A drive signal for driving the included four switch elements SW1 to SW4 is generated and output. The target value φms is set so that the sign is opposite to the target phase difference Δφs. Therefore, when the absolute values of the phase difference Δφs and the target value φms coincide with each other, the phase difference Δφs and the target value are set. The sum with the value φms is zero.

ブリッジ型平衡回路160は、制御部152から入力される制御信号に基づき、位相比較部151の出力する位相差が目標値φmsになるように、コイル131の共振周波数をずらす。なお、ブリッジ型平衡回路160の回路構成と動作については、図4乃至図7を用いて後述する。   The bridge-type balanced circuit 160 shifts the resonance frequency of the coil 131 based on the control signal input from the control unit 152 so that the phase difference output from the phase comparison unit 151 becomes the target value φms. The circuit configuration and operation of the bridge-type balanced circuit 160 will be described later with reference to FIGS.

受電側の共振周波数制御部CTjは、目標値設定部243、位相比較部251、制御部252、及びブリッジ型平衡回路260を備える。ブリッジ型平衡回路260は、第1ブリッジ回路の一例である。位相比較部251は、第1位相検出部の一例である。制御部252は、第1共振周波数制御部の一例である。   The power receiving side resonance frequency control unit CTj includes a target value setting unit 243, a phase comparison unit 251, a control unit 252, and a bridge type balanced circuit 260. The bridge type balanced circuit 260 is an example of a first bridge circuit. The phase comparison unit 251 is an example of a first phase detection unit. The control unit 252 is an example of a first resonance frequency control unit.

制御部252は、位相差Δφjの目標値φmjを設定して記憶する。目標値φmjとして、後で述べるように、例えば、送電側制御部14における目標値φmsに「−π/2」を加算した値が設定される。つまり目標値φmjとして、「−3π/2」が設定される。または、それに適当な補正値bを加えた値などが設定される。なお、目標値φmjの設定方法などについては、目標値φmsの場合と同様である。   Control unit 252 sets and stores target value φmj of phase difference Δφj. As described later, for example, a value obtained by adding “−π / 2” to the target value φms in the power transmission side control unit 14 is set as the target value φmj. That is, “−3π / 2” is set as the target value φmj. Alternatively, a value obtained by adding an appropriate correction value b thereto is set. The method for setting the target value φmj is the same as that for the target value φms.

受電側の共振周波数制御部CTjの各部の構成および動作は、上に述べた送電側の共振周波数制御部CTsの各部の構成および動作と同様である。   The configuration and operation of each unit of the power receiving side resonance frequency control unit CTj are the same as the configuration and operation of each unit of the power transmission side resonance frequency control unit CTs described above.

なお、電力伝送システム100、100Bにおける送電側制御部14、受電側制御部24、共振周波数制御部CTs,CTjなどは、ソフトウエアまたはハードウエアにより、またはそれらの組み合わせにより、実現することが可能である。例えば、CPU、ROMおよびRAMなどのメモリ、その他の周辺素子などよりなるコンピュータを用い、適当なコンピュータプログラムをCPUに実行させてもよい。その場合に、適当なハードウエア回路を併用すればよい。   The power transmission side control unit 14, the power reception side control unit 24, the resonance frequency control units CTs, CTj, etc. in the power transmission systems 100, 100B can be realized by software or hardware, or a combination thereof. is there. For example, a computer including a CPU, a memory such as a ROM and a RAM, and other peripheral elements may be used to cause the CPU to execute an appropriate computer program. In that case, an appropriate hardware circuit may be used in combination.

図4は、ブリッジ型平衡回路160の回路構成を示す図である。   FIG. 4 is a diagram illustrating a circuit configuration of the bridge type balanced circuit 160.

ブリッジ型平衡回路160は、端子161、162、コンパレータ163、スイッチ素子SW1、SW2、SW3、SW4、抵抗器R2、R3、及びコンデンサC3を含む。   The bridge type balanced circuit 160 includes terminals 161 and 162, a comparator 163, switch elements SW1, SW2, SW3 and SW4, resistors R2 and R3, and a capacitor C3.

スイッチ素子SW1、SW2、SW3、SW4は、Hブリッジ型に接続されており、スイッチSW1とSW2の中点をノードN1、スイッチSW3とSW4の中点をN2とする。また、スイッチSW1とスイッチSW3は、端子161に接続されており、スイッチSW2とSW4は、端子162に接続されている。   The switch elements SW1, SW2, SW3, and SW4 are connected in an H-bridge type, and the middle point of the switches SW1 and SW2 is a node N1, and the middle point of the switches SW3 and SW4 is N2. The switches SW1 and SW3 are connected to the terminal 161, and the switches SW2 and SW4 are connected to the terminal 162.

ノードN1には抵抗器R2を介して、抵抗器R3とコンデンサC3の一端が接続されている。抵抗器R3とコンデンサC3は互いに並列に接続されている。なお、抵抗器R3とコンデンサC3の他端は接地されている。   One end of a resistor R3 and a capacitor C3 is connected to the node N1 through a resistor R2. Resistor R3 and capacitor C3 are connected in parallel to each other. The other ends of the resistor R3 and the capacitor C3 are grounded.

スイッチ素子SW1〜SW4は、制御部152から入力される制御信号によってオン/オフが制御される。   The switch elements SW <b> 1 to SW <b> 4 are controlled to be turned on / off by a control signal input from the control unit 152.

端子161は、コンデンサ132の一端(図4中の右側の端子)に接続されている。コンデンサ132の他端(図4中の左側の端子)は、コイル131の一端(図4中の上側の端子)接続されている。端子162は、コイル131の他端(図4中の下側の端子)に接続されている。   The terminal 161 is connected to one end of the capacitor 132 (the right terminal in FIG. 4). The other end (left terminal in FIG. 4) of the capacitor 132 is connected to one end (upper terminal in FIG. 4) of the coil 131. The terminal 162 is connected to the other end of the coil 131 (the lower terminal in FIG. 4).

コンパレータ163は、非反転入力端子が端子162と、スイッチSW2及びSW4との間に接続されており、反転入力端子が接地されている。コンパレータ163の非反転入力端子には、コイル131に流れるコイル電流ICOILを表す電圧値が入力される。   The comparator 163 has a non-inverting input terminal connected between the terminal 162 and the switches SW2 and SW4, and the inverting input terminal is grounded. A voltage value representing the coil current ICOIL flowing through the coil 131 is input to the non-inverting input terminal of the comparator 163.

また、コンパレータ163の出力端子は制御部152に接続されており、コンパレータ163は、非反転入力端子に入力される。コンパレータ163は、コイル電流ICOILを表す電圧値と、接地電位との比較結果を表すゲート信号Gateを制御部152に入力する。   The output terminal of the comparator 163 is connected to the control unit 152, and the comparator 163 is input to the non-inverting input terminal. The comparator 163 inputs a gate signal Gate representing a comparison result between the voltage value representing the coil current ICOIL and the ground potential to the control unit 152.

このようなブリッジ型平衡回路160は、制御部152からスイッチ素子SW1〜SW4に入力される制御信号SW1〜SW4のディーティ比が50%で、かつ、制御信号SW1及びSW4と制御信号SW2及びSW3との位相差が、180度である場合に、位相比較部151の出力が零になるように、制御を行う。   In such a bridge-type balanced circuit 160, the duty ratio of the control signals SW1 to SW4 input from the control unit 152 to the switch elements SW1 to SW4 is 50%, and the control signals SW1 and SW4, the control signals SW2 and SW3, Is controlled so that the output of the phase comparator 151 becomes zero.

ただし、本実施の形態では、ブリッジ型平衡回路160の平衡動作点をずらすことにより、位相比較部151の出力が目標値φmsになるように、コイル131の共振周波数をずらす。   However, in the present embodiment, the resonance frequency of the coil 131 is shifted so that the output of the phase comparison unit 151 becomes the target value φms by shifting the equilibrium operating point of the bridge-type balanced circuit 160.

なお、図4には、ブリッジ型平衡回路160の回路構成を示すが、ブリッジ型平衡回路260(図2及び図3参照)の回路構成も同様である。ブリッジ型平衡回路260の場合は、コンデンサ131とコイル132の代わりに、コンデンサ222とコイル22が接続され、制御部252から出力される制御信号SW1〜SW4によって、スイッチ素子SW1〜SW4が駆動される。このため、ここでは、ブリッジ型平衡回路260の回路構成の図面は省略する。   4 shows the circuit configuration of the bridge-type balanced circuit 160, the circuit configuration of the bridge-type balanced circuit 260 (see FIGS. 2 and 3) is the same. In the case of the bridge type balanced circuit 260, the capacitor 222 and the coil 22 are connected instead of the capacitor 131 and the coil 132, and the switch elements SW1 to SW4 are driven by the control signals SW1 to SW4 output from the control unit 252. . For this reason, the drawing of the circuit configuration of the bridge-type balanced circuit 260 is omitted here.

図5乃至図7は、本実施の形態のブリッジ型平衡回路160を駆動する制御信号SW1〜SW4の波形を示す図である。   5 to 7 are diagrams showing waveforms of the control signals SW1 to SW4 that drive the bridge-type balanced circuit 160 of the present embodiment.

図5には、ゲート信号Gateと制御信号SW1〜SW4を示す。図5に示すゲート信号Gateは、コイル131に流れる所定の共振周波数のコイル電流ICOILの正弦波形をHレベル('1')とLレベル('0')に2値化した信号レベルを有する。このため、ゲート信号Gateは、デューティ比が50%の信号でなる。   FIG. 5 shows the gate signal Gate and the control signals SW1 to SW4. The gate signal Gate shown in FIG. 5 has a signal level obtained by binarizing the sine waveform of the coil current ICOIL having a predetermined resonance frequency flowing through the coil 131 into an H level ('1') and an L level ('0'). For this reason, the gate signal Gate is a signal having a duty ratio of 50%.

制御部152は、位相シフタ(Phase Shifter)回路を含んでおり、Gate信号の位相を90度遅延させた制御信号SW2及びSW3と、制御信号SW2及びSW3をそれぞれ反転させた制御信号SW1及びSW4とを出力する。   The control unit 152 includes a phase shifter circuit, and control signals SW2 and SW3 obtained by delaying the phase of the Gate signal by 90 degrees, and control signals SW1 and SW4 obtained by inverting the control signals SW2 and SW3, respectively. Is output.

図5に示す制御信号SW1〜SW4は、ゲート信号Gateと同様にディーティ比が50%で、かつ、制御信号SW1及びSW4と制御信号SW2及びSW3との位相差が、180度の場合のものである。これは、位相比較部151の出力が零になるように、制御が行われている場合の制御信号SW1〜SW4を表している。   The control signals SW1 to SW4 shown in FIG. 5 are those when the duty ratio is 50% as in the case of the gate signal Gate, and the phase difference between the control signals SW1 and SW4 and the control signals SW2 and SW3 is 180 degrees. is there. This represents the control signals SW1 to SW4 when the control is performed so that the output of the phase comparison unit 151 becomes zero.

ブリッジ型平衡回路160は、制御信号SW1及びSW4に基づいてスイッチ素子SW1及びSW4のオン/オフを同時に制御するとともに、制御信号SW2及びSW3に基づいてスイッチ素子SW2及びSW2のオン/オフをスイッチ素子SW1及びSW4とは逆相で同時に制御することにより、制御信号SW1〜SW4のデューティ比又は位相によって定まる平衡動作点に収束する回路である。   The bridge type balance circuit 160 simultaneously controls on / off of the switch elements SW1 and SW4 based on the control signals SW1 and SW4, and switches on and off of the switch elements SW2 and SW2 based on the control signals SW2 and SW3. SW1 and SW4 are circuits that converge to an equilibrium operating point determined by the duty ratio or phase of the control signals SW1 to SW4 by controlling them simultaneously in opposite phases.

実施の形態1では、制御信号SW1〜SW4のデューティ比が50%である場合は、デューティ比が50%の制御信号SW1〜SW4によって実現される平衡動作点にブリッジ型平衡回路160の動作点が収束することにより、位相比較部151の出力が零になる。   In the first embodiment, when the duty ratio of the control signals SW1 to SW4 is 50%, the operating point of the bridge type balanced circuit 160 is the balanced operating point realized by the control signals SW1 to SW4 having the duty ratio of 50%. By converging, the output of the phase comparison unit 151 becomes zero.

また、制御信号SW1〜SW4のデューティ比が50%±Δ%(Δ≠0%)である場合は、デューティ比が50%±Δ%の制御信号SW1〜SW4によって実現される平衡動作点にブリッジ型平衡回路160の動作点が収束する。デューティ比が50%±Δ%である場合の平衡動作点は、デューティ比が50%である場合の平衡動作点とは異なる。   When the duty ratio of the control signals SW1 to SW4 is 50% ± Δ% (Δ ≠ 0%), the bridge is connected to the equilibrium operating point realized by the control signals SW1 to SW4 having the duty ratio of 50% ± Δ%. The operating point of the mold balancing circuit 160 converges. The equilibrium operating point when the duty ratio is 50% ± Δ% is different from the equilibrium operating point when the duty ratio is 50%.

実施の形態1では、制御信号SW1〜SW4のデューティ比を50%±Δ%に設定するして平衡動作点をずらすことにより、位相比較部151の出力が目標値φmsになるように制御を行う。   In the first embodiment, control is performed so that the output of the phase comparison unit 151 becomes the target value φms by setting the duty ratio of the control signals SW1 to SW4 to 50% ± Δ% and shifting the equilibrium operating point. .

図6には、ゲート信号Gateに対して、位相差を固定しつつ、デューティ比を変更した制御信号SW1〜SW4の波形を示す。   FIG. 6 shows waveforms of the control signals SW1 to SW4 in which the duty ratio is changed while fixing the phase difference with respect to the gate signal Gate.

図6の右側に拡大して示すように、制御部152は、制御信号SW1〜SW4のデューティ比を変更する。この結果、ブリッジ型平衡回路160のスイッチ素子SW1〜SW4のオン/オフの期間の比率が変わり、コイル131の共振周波数をずらすことができる。本実施の形態では、位相比較部151の出力が目標値φmsになるように、制御部152が制御信号SW1〜SW4のデューティ比を変更する。   As shown enlarged on the right side of FIG. 6, the control unit 152 changes the duty ratio of the control signals SW1 to SW4. As a result, the ratio of the on / off periods of the switch elements SW1 to SW4 of the bridge-type balanced circuit 160 changes, and the resonance frequency of the coil 131 can be shifted. In the present embodiment, the control unit 152 changes the duty ratio of the control signals SW1 to SW4 so that the output of the phase comparison unit 151 becomes the target value φms.

また、図7には、ゲート信号Gateに対して、デューティ比を50%に固定しつつ、位相差を変更した制御信号SW1〜SW4の波形を示す。   FIG. 7 shows waveforms of the control signals SW1 to SW4 in which the phase difference is changed while the duty ratio is fixed to 50% with respect to the gate signal Gate.

図7の右側に拡大して示すように、制御部152は、制御信号SW1〜SW4の位相を変更する。この結果、ブリッジ型平衡回路160のスイッチ素子SW1〜SW4のオン/オフのタイミングが変わり、コイル131の共振周波数をずらすことができる。本実施の形態では、位相比較部151の出力が目標値φmsになるように、制御部152が制御信号SW1〜SW4のデューティ比を変更する。   As shown enlarged on the right side of FIG. 7, the control unit 152 changes the phases of the control signals SW <b> 1 to SW <b> 4. As a result, the on / off timing of the switch elements SW1 to SW4 of the bridge-type balanced circuit 160 changes, and the resonance frequency of the coil 131 can be shifted. In the present embodiment, the control unit 152 changes the duty ratio of the control signals SW1 to SW4 so that the output of the phase comparison unit 151 becomes the target value φms.

本実施の形態では、制御部152は、ゲート信号Gateに対する制御信号SW1〜SW4のデューティ比又は位相差を変更することにより、上述のように位相比較部151の出力が零になる動作点から、位相比較部151の出力が目標値φmsになる動作点に移行するように制御を行う。   In the present embodiment, the control unit 152 changes the duty ratio or the phase difference of the control signals SW1 to SW4 with respect to the gate signal Gate so that the output of the phase comparison unit 151 becomes zero as described above. Control is performed so that the output of the phase comparator 151 shifts to an operating point at which the target value φms is obtained.

次に、図8〜図11を参照して、電力伝送システム100Bにおける共振周波数制御の動作について説明する。   Next, the operation of resonance frequency control in the power transmission system 100B will be described with reference to FIGS.

図8〜図11において、それぞれの各図(A)では、横軸は交流電源11の周波数f〔MHz〕であり、縦軸は各コイルに流れる電流Iの大きさ〔dB〕である。各図(B)では、横軸は交流電源11の周波数f〔MHz〕であり、縦軸は各コイルに流れる電流Iの位相φ〔radian〕である。図8〜図11のそれぞれにおいて、図(A)と図(B)とは対応している。   8 to 11, in each figure (A), the horizontal axis represents the frequency f [MHz] of the AC power supply 11, and the vertical axis represents the magnitude [dB] of the current I flowing through each coil. In each figure (B), the horizontal axis represents the frequency f [MHz] of the AC power supply 11, and the vertical axis represents the phase φ [radian] of the current I flowing through each coil. 8A to 11 correspond to FIGS. 8A and 11B. FIG.

なお、位相φは、交流電源11の電圧Vsの位相φvs、つまり電力供給コイル12に供給される電圧Vsの位相φvsを基準とし、その位相差Δφを示している。つまり、位相φvsと一致した場合に位相φが0となる。   The phase φ indicates the phase difference Δφ with reference to the phase φvs of the voltage Vs of the AC power supply 11, that is, the phase φvs of the voltage Vs supplied to the power supply coil 12. That is, the phase φ becomes 0 when it coincides with the phase φvs.

各曲線に付した符号CAA1〜4、CAB1〜4、CBA1〜4、CBB1〜4、CCA1〜4、CCB1〜4、CDA1〜4、CDB1〜4において、末尾の数字1、2、3、4は、それぞれ、電力供給コイル12、送電共振コイル13、受電共振コイル22、電力取出コイル23に対応することを示す。   The symbols CAA1-4, CAB1-4, CBA1-4, CBB1-4, CCA1-4, CCB1-4, CDA1-4, CDB1-4 attached to each curve, These correspond to the power supply coil 12, the power transmission resonance coil 13, the power reception resonance coil 22, and the power extraction coil 23, respectively.

そして、共振周波数制御において、送電共振コイル13、または送電共振コイル13と受電共振コイル22とを、その共振周波数fs,fjが10MHzとなるように制御する。   In the resonance frequency control, the power transmission resonance coil 13 or the power transmission resonance coil 13 and the power reception resonance coil 22 are controlled so that the resonance frequencies fs and fj thereof are 10 MHz.

これら図8〜図11は、このような条件の下でコンピュータによるシミュレーションを行ってその結果を示したものである。   8 to 11 show the results of computer simulation under such conditions.

図8は送電側制御部14または送電装置3のいずれかのみによって共振周波数制御を行った場合を示し、図9は送電側制御部14または送電装置3および受電側制御部24または受電装置4の両方によって共振周波数制御を行った場合を示す。   FIG. 8 shows a case where the resonance frequency control is performed only by either the power transmission side control unit 14 or the power transmission device 3, and FIG. 9 shows the power transmission side control unit 14 or the power transmission device 3 and the power reception side control unit 24 or the power reception device 4. The case where resonance frequency control is performed by both is shown.

図8において、送電共振コイル13について、その共振周波数fsが10MHzとなるように、共振周波数制御が行われる。この場合に、交流電源11の周波数fdを10MHzとし、目標値φmsとして「−π」が設定される。   In FIG. 8, the resonance frequency control is performed on the power transmission resonance coil 13 so that the resonance frequency fs is 10 MHz. In this case, the frequency fd of the AC power supply 11 is set to 10 MHz, and “−π” is set as the target value φms.

曲線CAA2に示されるように、送電共振コイル13の電流Isは、交流電源11の周波数fdと一致する10MHzにおいて最大となっている。   As indicated by the curve CAA2, the current Is of the power transmission resonance coil 13 is maximum at 10 MHz that matches the frequency fd of the AC power supply 11.

曲線CAB2に示されるように、送電共振コイル13の電流Isの位相φisは、共振周波数fsである10MHzにおいて、−πとなっている。つまり、目標値φmsと一致している。   As shown by the curve CAB2, the phase φis of the current Is of the power transmission resonance coil 13 is −π at 10 MHz which is the resonance frequency fs. That is, it matches the target value φms.

また、送電共振コイル13は、電力供給コイル12からみて直列共振回路と見ることができる。したがって、共振周波数fsよりも低い周波数fdにおいては容量性となって−π/2に近づき、高い周波数fdにおいては誘導性となって−3π/2に近づく。   Further, the power transmission resonance coil 13 can be viewed as a series resonance circuit when viewed from the power supply coil 12. Therefore, it becomes capacitive at a frequency fd lower than the resonance frequency fs and approaches -π / 2, and becomes inductive at a high frequency fd and approaches -3π / 2.

このように、送電共振コイル13に流れる電流Isの位相φisは、共振周波数fsの近辺において大きく変化する。位相φisつまり位相差Δφsが−πとなるように制御することによって、送電共振コイル13の共振周波数fsを電圧Vsの周波数fdに高精度で一致させることができる。   Thus, the phase φis of the current Is flowing through the power transmission resonance coil 13 changes greatly in the vicinity of the resonance frequency fs. By controlling the phase φis, that is, the phase difference Δφs to be −π, the resonance frequency fs of the power transmission resonance coil 13 can be matched with the frequency fd of the voltage Vs with high accuracy.

なお、曲線CAA1に示されるように、電力供給コイル12に流れる電流Iも、共振周波数fsにおいて最大となる。曲線CAB1に示されるように、電力供給コイル12に流れる電流Iの位相φiは、共振周波数fsの近辺において0または進み位相となり、共振周波数fsから外れると−π/2となる。   As indicated by the curve CAA1, the current I flowing through the power supply coil 12 is also maximum at the resonance frequency fs. As shown by the curve CAB1, the phase φi of the current I flowing through the power supply coil 12 becomes 0 or a leading phase in the vicinity of the resonance frequency fs, and becomes −π / 2 when it deviates from the resonance frequency fs.

図9において、送電共振コイル13および受電共振コイル22について、その共振周波数fs,fjが10MHzとなるように、共振周波数制御が行われる。この場合に、目標値φmsとして「−π」が、目標値φmjとして「−3π/2」が、それぞれ設定される。   In FIG. 9, the resonance frequency control is performed on the power transmission resonance coil 13 and the power reception resonance coil 22 so that the resonance frequencies fs and fj thereof are 10 MHz. In this case, “−π” is set as the target value φms, and “−3π / 2” is set as the target value φmj.

つまり、目標値φmjには、目標値φmsに−π/2を加算した値「φms−π/2」、つまり目標値φmsよりもπ/2遅れた位相が設定される。   That is, the target value φmj is set to a value “φms−π / 2” obtained by adding −π / 2 to the target value φms, that is, a phase delayed by π / 2 from the target value φms.

曲線CBA2および曲線CBB2については、図8における曲線CAA2および曲線CAB2とほぼ同様である。   The curve CBA2 and the curve CBB2 are substantially the same as the curve CAA2 and the curve CAB2 in FIG.

曲線CBA3に示されるように、受電共振コイル22の電流Ijは、交流電源11の周波数fdと一致する10MHzにおいて最大となっている。   As indicated by the curve CBA3, the current Ij of the power receiving resonance coil 22 is maximum at 10 MHz that matches the frequency fd of the AC power supply 11.

曲線CBB3に示されるように、受電共振コイル22の電流Ijの位相φijは、共振周波数fsである10MHzにおいて、−3π/2となっている。つまり、目標値φmjと一致している。また、周波数fdが共振周波数fsよりも低くなった場合に、位相差Δφが減少して−π/2に近づき、共振周波数fsよりも高くなった場合に、位相差Δφが増大して−5π/2つまり−π/2に近づく。   As indicated by the curve CBB3, the phase φij of the current Ij of the power receiving resonance coil 22 is −3π / 2 at 10 MHz which is the resonance frequency fs. That is, it matches the target value φmj. Further, when the frequency fd becomes lower than the resonance frequency fs, the phase difference Δφ decreases to approach −π / 2, and when the frequency fd becomes higher than the resonance frequency fs, the phase difference Δφ increases to −5π. / 2, that is, approaches -π / 2.

このように、送電共振コイル13および受電共振コイル22に流れる電流Is,Ijの位相φis,φijは、共振周波数fs,fjの近辺において大きく変化する。位相φis,φijつまり位相差Δφs,Δφjが−πまたは−3π/2となるように制御することによって、送電共振コイル13および受電共振コイル22の共振周波数fs,fjを電圧Vsの周波数fdに高精度で一致させることができる。   Thus, the phases φis and φij of the currents Is and Ij flowing through the power transmission resonance coil 13 and the power reception resonance coil 22 change greatly in the vicinity of the resonance frequencies fs and fj. By controlling the phases φis and φij, that is, the phase differences Δφs and Δφj to be −π or −3π / 2, the resonance frequencies fs and fj of the power transmission resonance coil 13 and the power reception resonance coil 22 are increased to the frequency fd of the voltage Vs. Can be matched with accuracy.

このように、実施の形態1の電力伝送システム100、100Bによると、送電系コイルSCおよび受電系コイルJCの共振周波数を高速にかつ正確にリアルタイムで制御することができる。   Thus, according to the power transmission systems 100 and 100B of the first embodiment, the resonance frequencies of the power transmission coil SC and the power reception coil JC can be controlled at high speed and accurately in real time.

これにより、送電系コイルSCおよび受電系コイルJCの共振周波数を交流電源11の周波数fdに正確に一致させることができ、送電装置3から受電装置4に対し常に最大の電力を伝送することが可能である。   As a result, the resonance frequency of the power transmission coil SC and the power reception coil JC can be exactly matched to the frequency fd of the AC power supply 11, and the maximum power can always be transmitted from the power transmission device 3 to the power reception device 4. It is.

そのため、環境要因などの変化があっても、常に最大の電力を伝送することができ、高
い効率でエネルギの伝送を行うことができる。
Therefore, even if there are changes in environmental factors, the maximum power can always be transmitted, and energy can be transmitted with high efficiency.

また、実施の形態1の共振周波数制御方法によると、交流電源の電圧Vsに対するコイル電流の位相差Δφを基に制御を行うので、スイープサーチ法による場合のように電流の振幅の変動による影響を受けることがなく、正確な制御が行える。   Further, according to the resonance frequency control method of the first embodiment, the control is performed based on the phase difference Δφ of the coil current with respect to the voltage Vs of the AC power supply, so that the influence due to the fluctuation of the current amplitude is affected as in the case of the sweep search method. Accurate control can be performed without receiving.

なお、スイープサーチ法では、例えば、送電系コイルSCまたは受電系コイルJCにおけるLまたはCをスイープさせ、コイルの電流値が最大(ピーク)となる位置を試行錯誤的にサーチする。   In the sweep search method, for example, L or C in the power transmission coil SC or the power reception coil JC is swept, and the position where the coil current value is maximum (peak) is searched by trial and error.

しかし、このようなスイープサーチ法による場合には次の問題が考えられる。すなわち、(1)使用状態によってはコイルの電流値が常に変動するので、コイルの電流値の変動(振幅変動)によって誤検出が生じ、正確な調整を行うのが容易でない。
(2)調整のために往復スイープ動作が必要となり、調整に時間を要し、高速なリアルタイム制御が困難である。また、一度調整を行っても、使用環境が変わると再度調整を行う必要があるので、その都度使用を一時停止しなければならない。
However, in the case of such a sweep search method, the following problem can be considered. That is, (1) since the current value of the coil always varies depending on the use state, a false detection occurs due to the variation (amplitude variation) of the coil current value, and it is not easy to perform accurate adjustment.
(2) A reciprocating sweep operation is required for adjustment, and time is required for adjustment, and high-speed real-time control is difficult. Even if the adjustment is performed once, it is necessary to adjust again if the use environment changes. Therefore, the use must be suspended each time.

しかし、実施の形態1の共振周波数制御方法によると、リアルタイムで制御を行っているので、交流電源11の周波数fdの変動や環境要因などの変動に対して常に補正が行われ、スイープサーチ法による場合のように再調整や一時停止などの必要がない。   However, according to the resonance frequency control method of the first embodiment, since the control is performed in real time, the frequency fd of the AC power supply 11 and fluctuations such as environmental factors are always corrected, and the sweep search method is used. There is no need for readjustment or pause.

また、実施の形態1の電力伝送システム100、100Bでは、送電共振コイル13および受電共振コイル22のQ値が高い場合に、両コイルの共振周波数のズレに対する感度が高くなってしまう。   Moreover, in the power transmission systems 100 and 100B of the first embodiment, when the Q values of the power transmission resonance coil 13 and the power reception resonance coil 22 are high, the sensitivity to the resonance frequency shift between the two coils becomes high.

しかし、実施の形態1の共振周波数制御方法によると、Q値が高くなることによって、位相φis,φijの共振周波数の近辺における変化割合が大きくなるので、これによって制御の感度も高くなる。その結果、位相差Δφs,Δφjをより高い精度で目標値φms,φmjに一致させることができ、Q値が高くなることによって一層高い効率の電力伝送を行うことができる。   However, according to the resonance frequency control method of the first embodiment, since the Q value is increased, the rate of change in the vicinity of the resonance frequency of the phases φis and φij is increased, thereby increasing the control sensitivity. As a result, the phase differences Δφs and Δφj can be matched with the target values φms and φmj with higher accuracy, and higher efficiency power transmission can be performed by increasing the Q value.

次に、送電系コイルSCと受電系コイルJCとの結合が大きくなって双峰特性が現れたときの共振周波数制御(双峰共振制御)について説明する。   Next, the resonance frequency control (bimodal resonance control) when the coupling between the power transmission coil SC and the power receiving coil JC is increased and the bimodal characteristics appear will be described.

図10には、双峰特性が現れた場合であって、双峰共振制御を行っていない場合の、電流
Is,Ijおよび位相φis、φijの状態が示されている。
FIG. 10 shows the states of the currents Is and Ij and the phases φis and φij when the bimodal characteristics appear and the bimodal resonance control is not performed.

つまり、図10に示す状態は、例えば図9に示す状態で動作しているときに、受電系コイルJCが送電系コイルSCに近づいて結合が大きくなった場合に現れる。   That is, the state shown in FIG. 10 appears when the power receiving coil JC approaches the power transmitting coil SC and the coupling becomes large when operating in the state shown in FIG. 9, for example.

図9において曲線CBA2,CBA3,に示すように単峰であったものが、図10においては、曲線CCA2,CCA3に示すように双峰となっている。これにより、共振周波数である10MHzにおいて、曲線CCA4に示すように、電力取出コイル23から取り出される電流が低下し、伝送電力が減少する。   In FIG. 9, what is a single peak as shown by curves CBA2, CBA3 is a double peak as shown by curves CCA2 and CCA3 in FIG. As a result, at the resonance frequency of 10 MHz, as indicated by the curve CCA4, the current extracted from the power extraction coil 23 decreases, and the transmission power decreases.

そこで、双峰共振制御では、2つあるピークのうちの1つのピークが、共振周波数fsである10MHzにおいて現れるように、送電系コイルSCおよび受電系コイルJCの共振周波数をシフトさせる。   Therefore, in the bimodal resonance control, the resonance frequencies of the power transmission coil SC and the power reception coil JC are shifted so that one of the two peaks appears at 10 MHz which is the resonance frequency fs.

そのため、通常の共振周波数制御では目標値φmjとして「−3π/2」が設定されたが、双峰共振制御では、目標値φmjとしてさらに−π/2を加算した位相、つまりさらにπ/2だけ遅れた位相である「−2π」を設定する。つまり、目標値φmjを、「−3π/2」から「−2π」に切り替える。   Therefore, in the normal resonance frequency control, “−3π / 2” is set as the target value φmj, but in the bimodal resonance control, the phase obtained by adding −π / 2 as the target value φmj, that is, only π / 2. “−2π” which is a delayed phase is set. That is, the target value φmj is switched from “−3π / 2” to “−2π”.

このように、双峰共振制御においては、目標値φmjとして、「−2π」が設定される。   Thus, in the bimodal resonance control, “−2π” is set as the target value φmj.

目標値φmsは、「−π」のままで変わらない。したがって、目標値φmsと目標値φmjとの差が、双峰共振制御になることによって、−π/2から−πに切り替わる。   The target value φms remains “−π” and does not change. Therefore, the difference between the target value φms and the target value φmj is switched from −π / 2 to −π by the bimodal resonance control.

図11において、曲線CDB2に示されるように、送電共振コイル13の電流Isの位相φisは、共振周波数fsである10MHzにおいて、−πとなっている。また、曲線CDB3に示されるように、受電共振コイル22の電流Ijの位相φijは、共振周波数fsである10MHzにおいて、−2πとなっている。   In FIG. 11, the phase φis of the current Is of the power transmission resonance coil 13 is −π at 10 MHz, which is the resonance frequency fs, as indicated by the curve CDB2. Further, as indicated by the curve CDB3, the phase φij of the current Ij of the power receiving resonance coil 22 is −2π at 10 MHz which is the resonance frequency fs.

曲線CDA2,CDA3,CDA4に示されるように、いずれの電流Iも双峰共振制御によって増大している。例えば、曲線CDA4において、通常の共振周波数制御においては電流が約−30dBであったものが、双峰共振制御においては約−20dBとなり、約10dB増大している。   As shown by the curves CDA2, CDA3 and CDA4, all the currents I are increased by the bimodal resonance control. For example, in the curve CDA4, the current that is about −30 dB in the normal resonance frequency control is about −20 dB in the bimodal resonance control, which is increased by about 10 dB.

図12には、送電共振コイル13と受電共振コイル22との距離を、200mmから100mmの間で変化させた場合の、電力取出コイル23から取り出される電力の変化の状態が示されている。   FIG. 12 shows a change state of electric power extracted from the electric power extraction coil 23 when the distance between the power transmission resonance coil 13 and the electric power reception resonance coil 22 is changed between 200 mm and 100 mm.

なお、図12は、コイルの直径を100mmとし、電力供給コイル12と送電共振コイル13との間隔を50mm、受電共振コイル22と電力取出コイル23との間隔を40mmとしてシミュレーションを行った結果である。電力取出コイル23の負荷であるデバイス21として、10Ωの抵抗器を接続した。   FIG. 12 shows the result of simulation with the coil diameter of 100 mm, the interval between the power supply coil 12 and the power transmission resonance coil 13 being 50 mm, and the interval between the power reception resonance coil 22 and the power extraction coil 23 being 40 mm. . A 10Ω resistor was connected as the device 21 which is a load of the power extraction coil 23.

図12において、曲線CU1は通常の共振周波数制御と双峰共振制御とを切り替えた場合、曲線CU2は双峰共振制御を行わなかった場合を、それぞれ示す。   In FIG. 12, a curve CU1 indicates a case where normal resonance frequency control and bimodal resonance control are switched, and a curve CU2 indicates a case where bimodal resonance control is not performed.

双峰共振制御を行わない場合には、曲線CU2に示されるように、コイル間の距離が近づくにつれて電力が低下する。これに対し、曲線CU1に示されるように、コイル間の距離が140mm程度に近づいたときに双峰共振制御に切り替えると、電力は低下することなく、却って増大する。   When the bimodal resonance control is not performed, the power decreases as the distance between the coils approaches, as indicated by the curve CU2. On the other hand, as shown by the curve CU1, when switching to the bimodal resonance control when the distance between the coils approaches about 140 mm, the power does not decrease but increases instead.

なお、通常の共振周波数制御と双峰共振制御とを自動的に切り替える方法として、種々の方法が考えられる。   Various methods are conceivable as a method for automatically switching between normal resonance frequency control and bimodal resonance control.

例えば、図15に示すように、制御部252に目標値設定部243Cと双峰検出部245を設け、目標値設定部243Cに、通常の共振周波数制御のための目標値φmj1と、双峰共振制御のための目標値φmj2とを記憶しておく。そして、双峰特性が現れたことを検出するための双峰検出部245を設ける。   For example, as shown in FIG. 15, the control unit 252 is provided with a target value setting unit 243C and a bimodal detection unit 245, and the target value setting unit 243C has a target value φmj1 for normal resonance frequency control and a bimodal resonance. The target value φmj2 for control is stored. And the double peak detection part 245 for detecting that the double peak characteristic appeared is provided.

目標値設定部243Cは、通常の共振周波数制御においては目標値φmj1を目標値φmjとして出力するが、双峰検出部245が検出信号S1を出力したときには、目標値φmj2を目標値φmjとして出力する。これによって、通常の共振周波数制御と双峰共振制御とが自動的に切り替えられる。   The target value setting unit 243C outputs the target value φmj1 as the target value φmj in the normal resonance frequency control, but outputs the target value φmj2 as the target value φmj when the bimodal detection unit 245 outputs the detection signal S1. . As a result, normal resonance frequency control and bimodal resonance control are automatically switched.

なお、双峰検出部245は、例えば、伝送電力が所定量よりも低下したこと、または、受電系コイルJCの距離が所定よりも近づいたことなどを検出するものでもよい。または、適当なタイミングで、2つの目標値φmj1,φmj2を切り替えて出力し、電力の大きい方の目標値φmを選択するようにしてもよい。   Note that the twin peak detection unit 245 may detect, for example, that the transmission power is lower than a predetermined amount or that the distance of the power receiving coil JC is closer than a predetermined value. Alternatively, the two target values φmj1 and φmj2 may be switched and output at an appropriate timing, and the target value φm with the larger power may be selected.

次に、実施の形態1の電力伝送システム100、100Bにおける共振周波数制御について、フローチャートを参照して説明する。   Next, resonance frequency control in the power transmission systems 100 and 100B of the first embodiment will be described with reference to flowcharts.

図16において、交流電源11の位相φvsを検出し(#11)、送電共振コイル13および受電共振コイル22の位相φis,φijを検出し(#12)、位相差Δφs,Δφjを求める(#13)。   In FIG. 16, the phase φvs of the AC power supply 11 is detected (# 11), the phases φis and φij of the power transmission resonance coil 13 and the power reception resonance coil 22 are detected (# 12), and the phase differences Δφs and Δφj are obtained (# 13). ).

そして、位相差Δφs,Δφjが目標値φms,φmjと一致するように、フィードバック制御を行う(#14)。   Then, feedback control is performed so that the phase differences Δφs and Δφj coincide with the target values φms and φmj (# 14).

図17において、フィードバック制御では、双峰特性が現れたか否かによって(#21)、目標値φmj2,φmj1を切り替える(#22、23)。   In FIG. 17, in the feedback control, the target values φmj2 and φmj1 are switched (# 22, 23) depending on whether or not a bimodal characteristic appears (# 21).

このように、双峰特性が現れたときに双峰共振制御を行うことにより、伝送電力の低下を抑制することができ、電力伝送の効率を向上させることができる。   As described above, by performing the bimodal resonance control when the bimodal characteristic appears, it is possible to suppress a decrease in transmission power and to improve the efficiency of power transmission.

実施の形態1の電力伝送システム100、100Bは、電力供給コイル12および送電共振コイル13と、受電共振コイル22および電力取出コイル23とを含む。ここで、電力供給コイル12と電力取出コイル23が存在せずに、送電共振コイル13と受電共振コイル22との間で磁界共鳴によって電力を伝送する際の共振周波数は、実際に電力供給コイル12と電力取出コイル23が存在する場合に、送電共振コイル13と受電共振コイル22との間で磁界共鳴によって電力を伝送する際の共振周波数とは異なり、この相違によって双峰特性が現れる。   Power transmission systems 100 and 100B of the first embodiment include power supply coil 12 and power transmission resonance coil 13, power reception resonance coil 22 and power extraction coil 23. Here, the resonance frequency when power is transmitted by magnetic field resonance between the power transmission resonance coil 13 and the power reception resonance coil 22 without the power supply coil 12 and the power extraction coil 23 is actually the power supply coil 12. And the power extraction coil 23, unlike the resonance frequency when power is transmitted by magnetic field resonance between the power transmission resonance coil 13 and the power reception resonance coil 22, a bimodal characteristic appears due to this difference.

実施の形態1では、電力供給コイル12と電力取出コイル23が存在せずに、送電共振コイル13と受電共振コイル22との間で磁界共鳴によって電力を伝送する際の最適な共振周波数から、実際に電力供給コイル12と電力取出コイル23が存在する場合に、送電共振コイル13と受電共振コイル22との間で磁界共鳴によって電力を伝送する際の最適な共振周波数に共振条件を変更することにより、電力伝送の効率を向上させるものである。   In the first embodiment, the power supply coil 12 and the power take-out coil 23 do not exist, and the actual resonance frequency from the optimum resonance frequency when power is transmitted by magnetic field resonance between the power transmission resonance coil 13 and the power reception resonance coil 22 is actually determined. When the power supply coil 12 and the power take-out coil 23 are present, the resonance condition is changed to an optimum resonance frequency when power is transmitted between the power transmission resonance coil 13 and the power reception resonance coil 22 by magnetic field resonance. This improves the efficiency of power transmission.

また、実施の形態1では、ブリッジ型平衡回路160の平衡動作点をずらすことにより、共振周波数の可変を行うことができる。ブリッジ型平衡回路160は、スイッチ素子SW1〜SW4を含むブリッジ回路と抵抗器及びキャパシタで実現可能な簡易な回路である。   In the first embodiment, the resonance frequency can be varied by shifting the equilibrium operating point of the bridge-type balanced circuit 160. The bridge-type balanced circuit 160 is a simple circuit that can be realized by a bridge circuit including switch elements SW1 to SW4, a resistor, and a capacitor.

このため、実施の形態1によれば、簡易な構成で共振周波数の可変を行うことにより、電力伝送の効率を向上させることができる。   For this reason, according to Embodiment 1, the efficiency of electric power transmission can be improved by changing the resonance frequency with a simple configuration.

実施の形態1では、通常の共振周波数制御と、双峰特性が現れた場合の双峰共振制御とを、切り替えて行うことにより、送電装置3から受電装置4に対し常に最大の電力を伝送することができ、高い効率でエネルギの伝送を行うことができる。   In the first embodiment, the maximum power is always transmitted from the power transmission device 3 to the power reception device 4 by switching between normal resonance frequency control and bimodal resonance control when the bimodal characteristics appear. Energy transmission with high efficiency.

上に述べた各実施の形態1においては、目標値φmsとして−πを、目標値φmjとして−3π/2または−2πを設定した。目標値φmsとして設定された「−π」は、目標値「β」の例である。また、目標値φmjとして設定された「−3π/2」および「−2π」は、それぞれ目標値「β−π/2」「β−π」の例である。   In each Embodiment 1 described above, −π is set as the target value φms, and −3π / 2 or −2π is set as the target value φmj. “−π” set as the target value φms is an example of the target value “β”. Further, “−3π / 2” and “−2π” set as the target value φmj are examples of the target values “β−π / 2” and “β−π”, respectively.

これら目標値φms,φmjは、送電側制御部14、受電側制御部24、フィードバック制御部144,244、共振周波数制御部CTs,CTjの構成に応じて、種々変更することが可能である。   These target values φms and φmj can be variously changed according to the configurations of the power transmission side control unit 14, the power reception side control unit 24, the feedback control units 144 and 244, and the resonance frequency control units CTs and CTj.

なお、実施の形態1では、位相および位相差をラジアン(radian) で表した。位相または位相差をα〔radian〕としたとき、これは(α+2nπ)〔radian〕と等価である。nは任意の整数である。また、位相および位相差をラジアンではなく、度で表してもよい。   In the first embodiment, the phase and the phase difference are expressed in radians. When the phase or phase difference is α [radian], this is equivalent to (α + 2nπ) [radian]. n is an arbitrary integer. Also, the phase and phase difference may be expressed in degrees instead of radians.

また、目標値φms,φmsの設定に際し、それらの値に補正値a,bを加えてもよいことを述べた。そのような補正値a,bは、例えば、実際に最大の電力が得られるように決めればよい。   In addition, it has been described that the correction values a and b may be added to the target values φms and φms when they are set. Such correction values a and b may be determined so that, for example, the maximum power is actually obtained.

上に述べた実施の形態1において、位相検出部141,142の構成は種々変更することが可能である。つまり、電圧波形または電流波形であってもよく、位相を示す値またはデータなどであってもよい。つまり電圧Vsまたは電流Isについての位相情報を含んだ信号またはデータであればよい。   In the first embodiment described above, the configurations of the phase detection units 141 and 142 can be variously changed. That is, it may be a voltage waveform or a current waveform, or a value or data indicating a phase. That is, it may be a signal or data including phase information about the voltage Vs or the current Is.

上に述べた実施の形態1において、加算部152とゲイン調整部153、および加算部252とゲイン調整部253は、それぞれ演算部の例である。ドライバ156,256によってコンデンサ132,222であるMEMS可変容量デバイスを駆動したが、他の形態のコンデンサを駆動するようにしてもよい。また、ドライバ156によって、コンデンサではなく、コイルのインダクタンスを可変するように駆動してもよい。   In the first embodiment described above, the adding unit 152 and the gain adjusting unit 153, and the adding unit 252 and the gain adjusting unit 253 are examples of calculating units, respectively. Although the MEMS variable capacitance device which is the capacitors 132 and 222 is driven by the drivers 156 and 256, other types of capacitors may be driven. Further, the driver 156 may be driven so as to vary the inductance of the coil instead of the capacitor.

上に述べた実施の形態1において、送電系コイルSC、受電系コイルJC、送電側制御部14、受電側制御部24、フィードバック制御部144,244、共振周波数制御部CTs,CTj、送電装置3、受電装置4、電力伝送システム100、100Bの各部または全体の構成、構造、回路、形状、個数、配置などは、本発明の主旨に沿って適宜変更することができる。   In the first embodiment described above, the power transmission system coil SC, the power reception system coil JC, the power transmission side control unit 14, the power reception side control unit 24, the feedback control units 144 and 244, the resonance frequency control units CTs and CTj, and the power transmission device 3 The configuration, the structure, the circuit, the shape, the number, the arrangement, etc. of each part or the whole of the power receiving device 4 and the power transmission systems 100 and 100B can be appropriately changed in accordance with the gist of the present invention.

上に述べた実施の形態1の電力伝送システム(電力伝送装置)100、100Bは、例えば、携帯電話、モバイルコンピュータ、および携帯音楽プレーヤなどのモバイル機器に内蔵した二次電池の充電、または、自動車などの輸送機器の二次電池の充電などに適用することが可能である。   The power transmission system (power transmission device) 100, 100B of the first embodiment described above is charged with a secondary battery built in a mobile device such as a mobile phone, a mobile computer, and a portable music player, or an automobile. It can be applied to the charging of secondary batteries of transportation equipment such as.

また、以上では、図4に示すようなブリッジ型平衡回路160をブリッジ回路の一例として用いる形態について説明したが、ブリッジ型平衡回路は、ブリッジ回路を含んで共振周波数を調整できる回路であれば、図4に示すブリッジ型平衡回路160の回路構成に限られるものではない。   In the above description, the bridge-type balanced circuit 160 as shown in FIG. 4 is used as an example of the bridge circuit. However, the bridge-type balanced circuit includes a bridge circuit and can adjust the resonance frequency. It is not limited to the circuit configuration of the bridge type balanced circuit 160 shown in FIG.

また、以上では、ブリッジ型平衡回路160に入力する制御信号SW1〜SW4のデューティ比を変えて平衡動作点をずらすことにより、位相比較部151の出力が目標値φmsになるように制御を行う形態について説明した。   Further, in the above, the control is performed so that the output of the phase comparison unit 151 becomes the target value φms by changing the duty ratio of the control signals SW1 to SW4 input to the bridge type balance circuit 160 and shifting the balance operation point. Explained.

しかしながら、図6に示すように制御信号SW1〜SW4のデューティ比を変える代わりに、図7に示すように制御信号SW1〜SW4の位相を変えることによって同様の制御を行うこともできる。   However, instead of changing the duty ratio of the control signals SW1 to SW4 as shown in FIG. 6, the same control can be performed by changing the phase of the control signals SW1 to SW4 as shown in FIG.

Gate信号の位相を90度遅延させた制御信号SW2及びSW3と、制御信号SW2及びSW3をそれぞれ反転させた制御信号SW1及びSW4とを用いた場合に、ブリッジ型平衡回路160の平衡動作点は初期状態の平衡状態になり、位相比較部151の出力が零になる。なお、この場合に、制御信号SW1〜SW4のデューティ比を50%である。   When the control signals SW2 and SW3 obtained by delaying the phase of the Gate signal by 90 degrees and the control signals SW1 and SW4 obtained by inverting the control signals SW2 and SW3, respectively, the equilibrium operating point of the bridge type equilibrium circuit 160 is the initial value. The state becomes an equilibrium state, and the output of the phase comparator 151 becomes zero. In this case, the duty ratio of the control signals SW1 to SW4 is 50%.

また、制御信号SW1〜SW4の位相を上述の位相からずらした場合には、ブリッジ型平衡回路160の平衡動作点は初期状態の平衡動作点からずれ、これにより位相比較部151の出力は零ではなくなる。   When the phase of the control signals SW1 to SW4 is shifted from the above-described phase, the balanced operation point of the bridge type balanced circuit 160 is shifted from the equilibrium operation point in the initial state, so that the output of the phase comparator 151 is zero. Disappear.

従って、制御信号SW1〜SW4の位相を変えることによって、位相比較部151の出力が目標値φmsになるように制御を行えばよい。   Therefore, the control may be performed so that the output of the phase comparison unit 151 becomes the target value φms by changing the phases of the control signals SW1 to SW4.

また、以上では、制御信号SW1〜SW4のデューティ比又は位相をGate信号のデューティ比又は位相からずらすことによって、位相比較部151の出力が目標値φmsになるように制御を行う形態について説明したが、制御信号SW1〜SW4のデューティ比と位相をGate信号のデューティ比と位相からずらすことよって位相比較部151の出力が目標値φmsになるように制御を行ってもよい。   In the above description, the mode in which the control is performed so that the output of the phase comparison unit 151 becomes the target value φms by shifting the duty ratio or phase of the control signals SW1 to SW4 from the duty ratio or phase of the Gate signal. The control may be performed so that the output of the phase comparison unit 151 becomes the target value φms by shifting the duty ratio and phase of the control signals SW1 to SW4 from the duty ratio and phase of the Gate signal.

また、以上では、電力伝送システム100の送電系コイルSCが電力供給コイル12および送電共振コイル13を備え、受電系コイルJCが受電共振コイル22および電力取出コイル23を備え、送電側のブリッジ型平衡回路160と、受電側のブリッジ型平衡回路260とを含む形態について説明した。   Further, in the above, the power transmission system SC of the power transmission system 100 includes the power supply coil 12 and the power transmission resonance coil 13, the power reception system coil JC includes the power reception resonance coil 22 and the power extraction coil 23, and the bridge-type balanced on the power transmission side. The embodiment including the circuit 160 and the bridge-type balanced circuit 260 on the power receiving side has been described.

しかしながら、電力伝送システム100は、送電系コイルSCが電力供給コイル12および送電共振コイル13を備え、受電系コイルJCが受電共振コイル22のみを含むとともに、ブリッジ型平衡回路については、送電側のブリッジ型平衡回路160のみを含む構成であってもよい。すなわち、電力取出コイル23を含まずに受電共振コイル22から電力を直接取り出すとともに、受電側のブリッジ型平衡回路260を取り除いた構成にしてもよい。   However, in the power transmission system 100, the power transmission system coil SC includes the power supply coil 12 and the power transmission resonance coil 13, the power reception system coil JC includes only the power reception resonance coil 22, and the bridge-type balanced circuit has a power transmission side bridge. A configuration including only the mold balancing circuit 160 may be adopted. That is, a configuration in which power is directly extracted from the power reception resonance coil 22 without including the power extraction coil 23 and the bridge-type balanced circuit 260 on the power reception side is removed may be employed.

このような構成の場合には、送電側において、ブリッジ型平衡回路160が平衡動作点をずらすことにより、位相比較部151の出力する位相差が目標値φmsになるように、コイル131の共振周波数をずらすことになる。   In the case of such a configuration, the resonance frequency of the coil 131 is set so that the phase difference output from the phase comparison unit 151 becomes the target value φms when the bridge-type balanced circuit 160 shifts the balanced operation point on the power transmission side. Will be shifted.

また、これとは逆に、電力伝送システム100は、送電系コイルSCが送電共振コイル13のみを備え、受電系コイルJCが受電共振コイル22および電力取出コイル23を備え、受電側のブリッジ型平衡回路260とを含む形態について説明した。すなわち、電力供給コイル12を含まずに交流電源11から送電共振コイル13に直接的に電力を供給するとともに、送電側のブリッジ型平衡回路160を取り除いた構成にしてもよい。   On the contrary, in the power transmission system 100, the power transmission system coil SC includes only the power transmission resonance coil 13, the power reception system coil JC includes the power reception resonance coil 22 and the power extraction coil 23, and the power receiving side bridge-type balanced The embodiment including the circuit 260 has been described. That is, the power supply coil 12 may not be included and power may be directly supplied from the AC power supply 11 to the power transmission resonance coil 13 and the power transmission side bridge-type balanced circuit 160 may be removed.

このような構成の場合には、受電側において、ブリッジ型平衡回路260が平衡動作点をずらすことにより、位相比較部251の出力する位相差が目標値φmjになるように、受電共振コイル22の共振周波数をずらすことになる。   In the case of such a configuration, on the power receiving side, the bridge-type balanced circuit 260 shifts the equilibrium operating point, so that the phase difference output from the phase comparison unit 251 becomes the target value φmj. The resonance frequency will be shifted.

<実施の形態2>
図18は、実施の形態2の強結合系の非接触型の送電装置と受電装置を備える機器を有するシステムの一実施例を示す図である。図18に示す送電装置1と、受電装置を備える複数の機器2a、機器2b、機器2cを有するシステムは、磁界共鳴または電界共鳴を利用して送電装置1から機器2a、機器2b、機器2cそれぞれに電力を供給するシステムである。また、図18のシステムを用いることで機器2a、機器2b、機器2cが異なる充電電力(または受電電力)の機器の場合でも、機器2a、機器2b、機器2cの受電するバランスを調整することにより、同時に充電をすることができる。
<Embodiment 2>
FIG. 18 is a diagram illustrating an example of a system including an apparatus including a strongly coupled non-contact power transmission device and a power reception device according to the second embodiment. The system including the power transmission device 1 and the plurality of devices 2a, 2b, and 2c including the power reception device illustrated in FIG. 18 uses the magnetic field resonance or the electric field resonance to transmit the devices 2a, 2b, and 2c, respectively. It is a system that supplies power to Further, by using the system shown in FIG. 18, even when the devices 2a, 2b, and 2c have different charging power (or received power), the balance of receiving power by the devices 2a, 2b, and 2c is adjusted. Can be charged at the same time.

図18に示す送電装置1には、電源部3、電力供給コイル4、送電共振コイル5が示されている。また、機器2a、機器2b、機器2c各々には、それぞれ受電共振コイル6a、6b、6c、電力取出コイル7a、7b、7c、負荷ZLa、ZLb、ZLcが示されている。なお、送電装置1と機器2a、機器2b、機器2cの詳細については後述する。   The power transmission device 1 illustrated in FIG. 18 includes a power supply unit 3, a power supply coil 4, and a power transmission resonance coil 5. In addition, each of the devices 2a, 2b, and 2c shows power receiving resonance coils 6a, 6b, and 6c, power extraction coils 7a, 7b, and 7c, and loads ZLa, ZLb, and ZLc, respectively. Details of the power transmission device 1 and the devices 2a, 2b, and 2c will be described later.

図18を用いて送電装置1と受電装置を備える機器2a、機器2b、機器2cについて、電力供給コイル4、送電共振コイル5、受電共振コイル6a、6b、6c、電力取出コイル7a、7b、7cを用いて送電と受電を行う場合について説明する。送電装置1の電源部3は、電力供給コイル4を介して送電共振コイル5に電力を供給する。電源部3は、例えば、発振回路を有し、送電共振コイル5と受電共振コイル6a、6b、6cとの間に共鳴を発生させる共振周波数で、不図示の外部電源から供給される電力を電力供給コイル4に供給する。   The power supply coil 4, power transmission resonance coil 5, power reception resonance coils 6a, 6b, and 6c, and power extraction coils 7a, 7b, and 7c for the devices 2a, 2b, and 2c including the power transmission device 1 and the power reception device with reference to FIG. A case where power transmission and reception are performed by using will be described. The power supply unit 3 of the power transmission device 1 supplies power to the power transmission resonance coil 5 via the power supply coil 4. The power supply unit 3 includes, for example, an oscillation circuit, and uses electric power supplied from an external power supply (not shown) at a resonance frequency that generates resonance between the power transmission resonance coil 5 and the power reception resonance coils 6a, 6b, and 6c. Supply to the supply coil 4.

電力供給コイル4は、電源部3から供給される電力を電磁誘導により送電共振コイル5に供給する回路が考えられる。なお、電力供給コイル4と送電共振コイル5とは電磁誘導により電力が供給できる程度の位置に配置されている。   The power supply coil 4 may be a circuit that supplies power supplied from the power supply unit 3 to the power transmission resonance coil 5 by electromagnetic induction. In addition, the power supply coil 4 and the power transmission resonance coil 5 are disposed at positions where power can be supplied by electromagnetic induction.

送電共振コイル5は、例えば、ヘリカル型のコイルなどを有する回路が考えられる。ヘリカル型コイルではなく、スパイラルコイルとコンデンサの組合せの回路も考えられる。また、送電共振コイル5はLC共振回路により表すことができ、送電共振コイル5の共振周波数(送電周波数f0)は式1によって示すことができる。   The power transmission resonance coil 5 may be a circuit having a helical coil, for example. Instead of a helical coil, a combination of a spiral coil and a capacitor is also conceivable. Further, the power transmission resonance coil 5 can be represented by an LC resonance circuit, and the resonance frequency (power transmission frequency f0) of the power transmission resonance coil 5 can be expressed by Expression 1.

f0=1/2π√LC 式1
f0:送電共振コイルの共振周波数
L:送電共振コイルのインダクタンス
C:送電共振コイルのキャパシタンス
√LC:(LC)の1/2乗
受電共振コイル6a、6b、6cは、例えば、インダクタンスを可変可能なコイルまたはキャパシタンスが可変可能なコンデンサを有している回路であることが考えられ、受電共振コイル6a、6b、6c各々の共振周波数を可変することができる。また、受電共振コイル6a、6b、6c各々はLC共振回路により表すことができ、受電共振コイルの共振周波数f1は式2によって示すことができる。
f0 = 1 / 2π√LC Equation 1
f0: Resonance frequency of the power transmission resonance coil L: Inductance of the power transmission resonance coil C: Capacitance of the power transmission resonance coil √LC: 1/2 power of (LC) The power reception resonance coils 6a, 6b, 6c can change the inductance, for example It is conceivable that the circuit has a coil or a capacitor whose capacitance is variable, and the resonance frequency of each of the power receiving resonance coils 6a, 6b, 6c can be varied. Each of the power receiving resonance coils 6a, 6b, and 6c can be expressed by an LC resonance circuit, and the resonance frequency f1 of the power receiving resonance coil can be expressed by Expression 2.

f1=1/2π√Lvr・Cvr 式2
f1:受電共振コイルの共振周波数
Lvr:受電共振コイルのインダクタンス
Cvr:受電共振コイルのキャパシタンス
√LC:(Lvr・Cvr)の1/2乗
電力取出コイル7a、7b、7c各々は、対応する受電共振コイル6a、6b、6c各々から電磁誘導により電力を取り出す回路が考えられる。なお、受電共振コイル6a、6b、6cと対応する電力取出コイル7a、7b、7cは電磁誘導により電力が供給できる程度の位置に配置されている。
f1 = 1 / 2π√Lvr ・ Cvr Equation 2
f1: Resonance frequency of the power receiving resonance coil Lvr: Inductance of the power receiving resonance coil Cvr: Capacitance of the power receiving resonance coil √LC: 1/2 power of (Lvr · Cvr) Each of the power extraction coils 7a, 7b, 7c has a corresponding power receiving resonance A circuit for extracting electric power from each of the coils 6a, 6b, 6c by electromagnetic induction is conceivable. Note that the power extraction coils 7a, 7b, and 7c corresponding to the power receiving resonance coils 6a, 6b, and 6c are arranged at positions where power can be supplied by electromagnetic induction.

負荷ZLa、ZLb、ZLc各々は、電力取出コイル7a、7b、7c各々に接続されている。負荷ZLa、ZLb、ZLc各々は、例えば、バッテリーや電子機器などである。実際には負荷ZLa、ZLb、ZLcの前段に交流を直流に変換するための整流回路やAC−DCコンバータなどが接続されている。また、電圧を所定の電圧値に変換する電圧変換器、トランスや充電量を監視する検出回路などが接続されていてもよい。   The loads ZLa, ZLb, ZLc are connected to the power extraction coils 7a, 7b, 7c, respectively. Each of the loads ZLa, ZLb, and ZLc is, for example, a battery or an electronic device. Actually, a rectifier circuit, an AC-DC converter, or the like for converting alternating current into direct current is connected to the previous stage of the loads ZLa, ZLb, ZLc. Further, a voltage converter that converts the voltage into a predetermined voltage value, a transformer, a detection circuit that monitors the charge amount, and the like may be connected.

受電共振コイル6a、6b、6cの共振周波数の可変について説明する。   The variable resonance frequency of the power receiving resonance coils 6a, 6b, 6c will be described.

送電装置1で充電する機器が1つである場合、例えば、図18において機器2aだけしかない場合、送電装置1から送電される送電電力の送電周波数f0と、機器2aが有する送電電力を受電する受電装置の受電共振コイル(LC共振回路)の共振周波数f1とを同じにする。その後、送電装置1は機器2aに供給可能な電力を送電する。   When there is only one device to be charged by the power transmission device 1, for example, when there is only the device 2a in FIG. 18, the power transmission frequency f0 of the transmitted power transmitted from the power transmission device 1 and the transmission power possessed by the device 2a are received. The resonance frequency f1 of the power reception resonance coil (LC resonance circuit) of the power reception device is made the same. Thereafter, the power transmission device 1 transmits power that can be supplied to the device 2a.

また、送電装置1で充電する複数の機器が同じ充電電力である場合、例えば、機器2a、機器2b、機器2cが同じ充電電力の場合、機器2a、機器2b、機器2c各々が有する受電装置の共振回路の共振周波数f1各々と送電周波数f0を同じにする。その後、送電装置1は機器2a、機器2b、機器2cに供給可能な電力を送電する。また、複数の機器が同じ充電電力である場合、送電装置1は機器すべてに供給可能な電力を送電する。本例では、送電装置1は機器2a、機器2b、機器2cの3台分の電力を送電する。   Moreover, when the several apparatus charged with the power transmission apparatus 1 is the same charging power, for example, when the apparatus 2a, the apparatus 2b, and the apparatus 2c are the same charging power, each of the apparatus 2a, the apparatus 2b, and the apparatus 2c The resonance frequency f1 of the resonance circuit and the power transmission frequency f0 are the same. Thereafter, the power transmission device 1 transmits power that can be supplied to the devices 2a, 2b, and 2c. When a plurality of devices have the same charging power, the power transmission device 1 transmits power that can be supplied to all the devices. In this example, the power transmission device 1 transmits power for three devices, the device 2a, the device 2b, and the device 2c.

次に、送電装置1が充電する複数の機器が異なる充電電力である場合、例えば、機器2a、機器2b、機器2cが異なる充電電力の場合について説明する。機器2a、機器2b、機器2cのうち最大の充電電力の機器の共振周波数f1は送電周波数f0と同じにする。最大の充電電力の機器以外の機器の共振周波数は、機器各々の充電に必要な電力に応じて決まる共振周波数に設定し、電力授受のバランスを調整する。その後、送電装置1は機器各々に電力を送電する。複数の機器が異なる充電電力である場合、送電装置1は機器各々に対応する充電に必要な電力を送電する。本例では、送電装置1が送電する電力は、機器2a、機器2b、機器2cそれぞれに対応する充電電力の総和となる。   Next, a case where a plurality of devices charged by the power transmission device 1 have different charging power, for example, a case where the devices 2a, 2b, and 2c have different charging power will be described. The resonance frequency f1 of the device with the maximum charging power among the devices 2a, 2b, and 2c is set to be the same as the power transmission frequency f0. The resonance frequency of a device other than the device with the maximum charging power is set to a resonance frequency determined according to the power required for charging each device, and the balance of power transfer is adjusted. Thereafter, the power transmission device 1 transmits power to each device. When a plurality of devices have different charging power, the power transmission device 1 transmits power necessary for charging corresponding to each device. In this example, the power transmitted by the power transmission device 1 is the sum of the charging power corresponding to each of the devices 2a, 2b, and 2c.

なお、上記送電周波数f0と上記共振周波数f1とを完全に一致させることは、実際の回路において実現することは難しいため、上記送電周波数f0と上記共振周波数f1とが決められた周波数範囲内にあれば同じと見なすこととする。   Note that it is difficult to make the power transmission frequency f0 and the resonance frequency f1 completely coincide with each other in an actual circuit, so that the power transmission frequency f0 and the resonance frequency f1 are within a predetermined frequency range. Will be considered the same.

図19を用いて送電装置1の説明をする。   The power transmission device 1 will be described with reference to FIG.

図19は、送電装置のハードウェアの一実施例を示す図である。図19に示す送電装置1は、制御部321、記憶部322、通信部323、アンテナ324、電力供給部325、送電部326を備えている。送電装置1は、例えば、共鳴型の充電パッドに代表されるような平置き充電台などが考えられる。また、送電装置1の送電部326の送電共振コイル上および送電共振コイルに囲まれている範囲に充電のために配置される1つ以上の機器各々は、送電共振コイルを介して略一定の電力を受電することができる。送電共振コイル上および送電共振コイルに囲まれている範囲のどの位置に受電共振コイルを置いても、送電共振コイルと機器の受電共振コイルの相対位置関係が同じと近似できているためである。   FIG. 19 is a diagram illustrating an example of hardware of the power transmission device. The power transmission device 1 illustrated in FIG. 19 includes a control unit 321, a storage unit 322, a communication unit 323, an antenna 324, a power supply unit 325, and a power transmission unit 326. As the power transmission device 1, for example, a flat charging stand represented by a resonance-type charging pad can be considered. In addition, each of the one or more devices arranged for charging on the power transmission resonance coil of the power transmission unit 326 of the power transmission device 1 and within the range surrounded by the power transmission resonance coil has a substantially constant power via the power transmission resonance coil. Can be received. This is because the relative positional relationship between the power transmission resonance coil and the power reception resonance coil of the device can be approximated to be the same regardless of the position of the power reception resonance coil on the power transmission resonance coil and the range surrounded by the power transmission resonance coil.

また、送電装置1は最大送電電力以下において送電元の電力を可変することが可能である。   In addition, the power transmission device 1 can vary the power of the power transmission source below the maximum transmission power.

制御部321は、送電装置1の各部を制御する。また、制御部321は機器2a、機器2b、機器2cを識別する識別情報と、機器2a、機器2b、機器2cに関連付けられる充電電力を示す情報とを前記機器各々からを取得する。制御部321は、取得した識別情報各々を用いて、機器の組合せと、組合せに関連付けられている機器各々の受電部335の有する共振回路の共振周波数またはQ値を可変する。制御部321は、1つ以上の機器の組合せと、1つ以上の機器の組合せ各々に関連付けられている機器各々の可変情報を有する組合せ情報を参照し、取得した識別情報各々を用いて、機器各々に関連付けられている可変情報を選択する。可変情報を用いて、1つ以上の機器の組合せと、機器各々の受電部の有する共振回路の共振周波数またはQ値を可変することで、充電電力が最大の機器の共振回路の共振周波数を送電周波数にする。また、可変情報を用いて、充電電力が最大の機器以外の機器各々の受電部の共振回路の共振周波数またはQ値を充電電力が最大の機器以外の機器各々に対応した各充電電力を充電可能な共振周波数またはQ値に可変する。続いて、制御部321は、例えば、取得した識別情報各々を用いて、識別情報に関連付けられている効率各々を参照し、取得した上記機器各々に対応する充電電力と効率を用いて送電電力を求める。   The control unit 321 controls each unit of the power transmission device 1. In addition, the control unit 321 acquires identification information for identifying the devices 2a, 2b, and 2c and information indicating charging power associated with the devices 2a, 2b, and 2c from each of the devices. The control unit 321 uses each of the acquired identification information to vary the combination of devices and the resonance frequency or Q value of the resonance circuit included in the power receiving unit 335 of each device associated with the combination. The control unit 321 refers to combination information having variable information of each device associated with each combination of one or more devices and each of the one or more device combinations, and uses each acquired identification information to Select variable information associated with each. The variable information is used to transmit the resonance frequency of the resonance circuit of the device having the maximum charging power by changing the resonance frequency or Q value of the resonance circuit of the power receiving unit of each device by using a combination of one or more devices. Use frequency. In addition, using variable information, it is possible to charge each charging power corresponding to each device other than the device with the largest charging power by using the resonance frequency or Q value of the resonance circuit of the power receiving unit of each device other than the device with the largest charging power. Variable resonance frequency or Q value. Subsequently, for example, the control unit 321 refers to each efficiency associated with the identification information using each of the acquired identification information, and determines the transmission power using the charging power and the efficiency corresponding to each of the acquired devices. Ask.

また、制御部321はCentral Processing Unit(CPU)、マルチコアCPU、プログラマブルなデバイス(Field Programmable Gate Array(FPGA)、Programmable Logic Device(PLD)など)を用いることが考えられる。   The control unit 321 may be a central processing unit (CPU), a multi-core CPU, or a programmable device (such as a field programmable gate array (FPGA) or a programmable logic device (PLD)).

記憶部322は、後述する受電情報、効率情報、組合せ情報などを記憶している。記憶部322は、例えばRead Only Memory(ROM)、Random Access Memory(RAM)などのメモリやハードディスクなどが考えられる。なお、記憶部322にはパラメータ値、変数値などのデータを記録してもよいし、実行時のワークエリアとして用いてもよい。   The storage unit 322 stores power reception information, efficiency information, combination information, and the like, which will be described later. The storage unit 322 may be, for example, a memory such as a read only memory (ROM) or a random access memory (RAM), a hard disk, or the like. The storage unit 322 may record data such as parameter values and variable values, or may be used as a work area at the time of execution.

通信部323は、アンテナ324と接続され、受電装置の通信部333と無線通信などの通信を行うためのインタフェースである。例えば、無線Local Area Network(LAN)やBluetooth(登録商標)などの無線接続を行うためのインタフェースなどが考えられる。通信部323は、充電電力が最大の機器には受電部の共振回路の共振周波数を送電周波数に可変する可変情報を送信する。また、通信部323は、充電電力が最大の機器以外の機器各々には受電部の共振回路の共振周波数を充電電力が最大の機器以外の機器各々に対応した各充電電力に応じて充電可能な共振周波数またはQ値に可変する可変情報を、機器各々に送信する。   The communication unit 323 is an interface that is connected to the antenna 324 and performs communication such as wireless communication with the communication unit 333 of the power receiving apparatus. For example, an interface for performing wireless connection such as a wireless local area network (LAN) or Bluetooth (registered trademark) can be considered. The communication unit 323 transmits variable information for changing the resonance frequency of the resonance circuit of the power reception unit to the power transmission frequency to the device having the maximum charging power. In addition, the communication unit 323 can charge the resonance frequency of the resonance circuit of the power receiving unit for each device other than the device with the largest charging power according to each charging power corresponding to each device other than the device with the largest charging power. Variable information that changes to the resonance frequency or Q value is transmitted to each device.

電力供給部325は、図18で説明した電力供給コイル4と送電共振コイル5を用いて送電を行う場合、電源部3や電力供給コイル4を備えている。   The power supply unit 325 includes the power supply unit 3 and the power supply coil 4 when performing power transmission using the power supply coil 4 and the power transmission resonance coil 5 described in FIG. 18.

また、電力供給コイル4を用いない場合、電源部3は送電共振コイル5に電力を直接供給する。電源部3は、例えば、発振回路と送電アンプを備える。発振回路は共振周波数f0を生成する。送電アンプは、外部電源から供給される電力を発振回路で生成した周波数で送電共振コイル5に入力する。また、発振回路の共振周波数を可変してもよく、可変制御は制御部321により行うことが考えられる。   When the power supply coil 4 is not used, the power supply unit 3 directly supplies power to the power transmission resonance coil 5. The power supply unit 3 includes, for example, an oscillation circuit and a power transmission amplifier. The oscillation circuit generates a resonance frequency f0. The power transmission amplifier inputs power supplied from the external power source to the power transmission resonance coil 5 at a frequency generated by the oscillation circuit. Further, the resonance frequency of the oscillation circuit may be varied, and the variable control may be performed by the control unit 321.

送電部326は、図18に示した送電共振コイル5を有する。なお、送電部326のLC共振回路のコイルLとコンデンサCを、インダクタンスを可変可能なコイルまたはキャパシタンスが可変可能なコンデンサを用いて、共振周波数を可変してもよく、可変制御は制御部321により行うことが考えられる。   The power transmission unit 326 includes the power transmission resonance coil 5 illustrated in FIG. Note that the resonance frequency of the coil L and the capacitor C of the LC resonance circuit of the power transmission unit 326 may be varied by using a coil whose inductance can be varied or a capacitor whose capacitance can be varied. The variable control is performed by the control unit 321. It is possible to do it.

図20乃至図24を用いて受電装置を備える機器の説明をする。   A device including a power receiving device will be described with reference to FIGS.

図20は、受電装置を備える機器のハードウェアの一実施例を示す図である。図20に示す受電装置を供える機器2は、制御部331、記憶部332、通信部333、アンテナ334、受電部335、充電部336、機器構成部337を備えている。受電装置は、例えば、制御部331、記憶部332、通信部333、アンテナ334、受電部335、充電部336である。   FIG. 20 is a diagram illustrating an example of hardware of a device including a power receiving device. 20 includes a control unit 331, a storage unit 332, a communication unit 333, an antenna 334, a power reception unit 335, a charging unit 336, and a device configuration unit 337. The power receiving device is, for example, a control unit 331, a storage unit 332, a communication unit 333, an antenna 334, a power receiving unit 335, and a charging unit 336.

制御部331は、機器2(図18の機器2a、2b、2c)の各部を制御する。制御部331は、機器を識別する識別情報と、機器に関連付けられる充電電力を示す情報と、を有する充電情報を生成し、機器から送電装置1に送信する。制御部331は、送電装置1から、機器の受電部335の有する共振回路の共振周波数またはQ値を可変する可変情報を受信する。   The control unit 331 controls each unit of the device 2 (devices 2a, 2b, and 2c in FIG. 18). The control unit 331 generates charging information including identification information for identifying the device and information indicating the charging power associated with the device, and transmits the charging information from the device to the power transmission device 1. The control unit 331 receives, from the power transmission device 1, variable information that varies the resonance frequency or Q value of the resonance circuit included in the power reception unit 335 of the device.

充電電力が最大の機器の場合、受電部335の共振回路の共振周波数を送電周波数に可変する。そして、充電電力が最大の機器以外の機器の場合、受電部335の共振回路の共振周波数を、充電電力が最大の機器以外の機器に対応した充電電力を、送電装置1から送電される送電電力から供給可能な周波数に可変する。   In the case of a device with the maximum charge power, the resonance frequency of the resonance circuit of the power reception unit 335 is changed to the power transmission frequency. In the case of a device other than the device with the largest charge power, the transmission power transmitted from the power transmission device 1 is the resonance frequency of the resonance circuit of the power receiving unit 335 and the charge power corresponding to the device other than the device with the largest charge power. To a frequency that can be supplied.

また、制御部331はCentral Processing Unit(CPU)、マルチコアCPU、プログラマブルなデバイス(Field Programmable Gate Array(FPGA)、Programmable Logic Device(PLD)など)を用いることが考えられる。   The control unit 331 may be a central processing unit (CPU), a multi-core CPU, or a programmable device (such as a field programmable gate array (FPGA) or a programmable logic device (PLD)).

記憶部332、後述する充電情報、Q値可変情報などを記憶している。記憶部332は、例えばRead Only Memory(ROM)、Random Access Memory(RAM)などのメモリやハードディスクなどが考えられる。なお、記憶部332にはパラメータ値、変数値などのデータを記録してもよいし、実行時のワークエリアとして用いてもよい。   A storage unit 332, charging information described later, Q value variable information, and the like are stored. The storage unit 332 may be a memory such as a read only memory (ROM) or a random access memory (RAM), a hard disk, or the like. The storage unit 332 may record data such as parameter values and variable values, or may be used as a work area at the time of execution.

通信部333、アンテナ334と接続され、送電装置1の通信部333と無線通信などの通信を行うためのインタフェースである。例えば、無線Local Area Network(LAN)やBluetoothなどの無線接続を行うためのインタフェースなどが考えられる。   The interface is connected to the communication unit 333 and the antenna 334 and performs communication such as wireless communication with the communication unit 333 of the power transmission device 1. For example, an interface for wireless connection such as a wireless local area network (LAN) or Bluetooth can be considered.

受電部335は、図18で示した受電共振コイル6a、6b、6cとブリッジ型平衡回路160などを有する。図21に受電部335の回路を示す。   The power receiving unit 335 includes the power receiving resonance coils 6a, 6b, and 6c and the bridge type balanced circuit 160 shown in FIG. FIG. 21 shows a circuit of the power receiving unit 335.

図21に示した回路では、共振周波数を可変することで、電力授受のバランスを調整する。すなわち、受電部335が有するブリッジ型平衡回路160のスイッチ素子SW1〜SW4を駆動する制御信号SW1〜SW4のデューティ比又は位相を可変することで共振周波数を可変し、電力授受のバランスを調整する。また、最大の充電電力の機器のLC共振回路の共振周波数は送電周波数と同じにし、最大の充電電力の機器以外の機器のLC共振回路の共振周波数を可変して、送電周波数とは異なる周波数にする。   In the circuit shown in FIG. 21, the balance of power transfer is adjusted by changing the resonance frequency. That is, the resonance frequency is varied by adjusting the duty ratio or phase of the control signals SW1 to SW4 that drive the switch elements SW1 to SW4 of the bridge-type balanced circuit 160 included in the power receiving unit 335, thereby adjusting the balance of power transfer. In addition, the resonance frequency of the LC resonance circuit of the device with the maximum charging power is the same as the transmission frequency, and the resonance frequency of the LC resonance circuit of the device other than the device with the maximum charging power is varied to be different from the transmission frequency. To do.

図21は、受電部35の回路構成を示す図である。   FIG. 21 is a diagram illustrating a circuit configuration of the power reception unit 35.

受電部35は、コイル6、キャパシタC1、及びブリッジ型平衡回路160を含む。コイル6は、図18に示すコイル6a〜6cに対応する。キャパシタC1は、コイル6a〜6cに直列に挿入されるキャパシタである。   The power receiving unit 35 includes a coil 6, a capacitor C 1, and a bridge type balanced circuit 160. The coil 6 corresponds to the coils 6a to 6c shown in FIG. The capacitor C1 is a capacitor inserted in series with the coils 6a to 6c.

ブリッジ型平衡回路160は、制御部331から入力される制御信号に基づき、コイル6の共振周波数をずらす。ブリッジ型平衡回路160は、実施の形態1のブリッジ型平衡回路160、260と同様である。   The bridge type balanced circuit 160 shifts the resonance frequency of the coil 6 based on the control signal input from the control unit 331. The bridge type balanced circuit 160 is the same as the bridge type balanced circuits 160 and 260 of the first embodiment.

ブリッジ型平衡回路160は、端子161、162、コンパレータ163、スイッチ素子SW1、SW2、SW3、SW4、抵抗器R2、R3、及びコンデンサC3を含む。   The bridge type balanced circuit 160 includes terminals 161 and 162, a comparator 163, switch elements SW1, SW2, SW3 and SW4, resistors R2 and R3, and a capacitor C3.

スイッチ素子SW1、SW2、SW3、SW4は、Hブリッジ型に接続されており、スイッチSW1とSW2の中点をノードN1、スイッチSW3とSW4の中点をN2とする。また、スイッチSW1とスイッチSW3は、端子161に接続されており、スイッチSW2とSW4は、端子162に接続されている。   The switch elements SW1, SW2, SW3, and SW4 are connected in an H-bridge type, and the middle point of the switches SW1 and SW2 is a node N1, and the middle point of the switches SW3 and SW4 is N2. The switches SW1 and SW3 are connected to the terminal 161, and the switches SW2 and SW4 are connected to the terminal 162.

ノードN1には抵抗器R2を介して、抵抗器R3とコンデンサC3の一端が接続されている。抵抗器R3とコンデンサC3は互いに並列に接続されている。なお、抵抗器R3とコンデンサC3の他端は接地されている。   One end of a resistor R3 and a capacitor C3 is connected to the node N1 through a resistor R2. Resistor R3 and capacitor C3 are connected in parallel to each other. The other ends of the resistor R3 and the capacitor C3 are grounded.

スイッチ素子SW1〜SW4は、制御部331から入力される制御信号によってオン/オフが制御される。   The switch elements SW <b> 1 to SW <b> 4 are controlled to be turned on / off by a control signal input from the control unit 331.

端子161は、コンデンサ132の一端(図21中の右側の端子)に接続されている。コンデンサ132の他端(図21中の左側の端子)は、コイル6の一端(図21中の上側の端子)接続されている。端子162は、コイル6の他端(図21中の下側の端子)に接続されている。   The terminal 161 is connected to one end of the capacitor 132 (the right terminal in FIG. 21). The other end of the capacitor 132 (the left terminal in FIG. 21) is connected to one end of the coil 6 (the upper terminal in FIG. 21). The terminal 162 is connected to the other end of the coil 6 (the lower terminal in FIG. 21).

コンパレータ163は、非反転入力端子が端子162と、スイッチSW2及びSW4との間に接続されており、反転入力端子が接地されている。コンパレータ163の非反転入力端子には、コイル6に流れるコイル電流ICOILを表す電圧値が入力される。   The comparator 163 has a non-inverting input terminal connected between the terminal 162 and the switches SW2 and SW4, and the inverting input terminal is grounded. A voltage value representing the coil current ICOIL flowing through the coil 6 is input to the non-inverting input terminal of the comparator 163.

また、コンパレータ163の出力端子は制御部331に接続されており、コンパレータ163は、非反転入力端子に入力される。コンパレータ163は、コイル電流ICOILを表す電圧値と、接地電位との比較結果を表すゲート信号Gateを制御部331に入力する。   The output terminal of the comparator 163 is connected to the control unit 331, and the comparator 163 is input to the non-inverting input terminal. The comparator 163 inputs a gate signal Gate representing a comparison result between the voltage value representing the coil current ICOIL and the ground potential to the control unit 331.

このようなブリッジ型平衡回路160は、制御部331からスイッチ素子SW1〜SW4に入力される制御信号SW1〜SW4のディーティ比が50%で、かつ、制御信号SW1及びSW4と制御信号SW2及びSW3との位相差が、180度である場合に、共振周波数が送電周波数と等しくなるように、制御を行う。   In such a bridge-type balanced circuit 160, the duty ratio of the control signals SW1 to SW4 input from the control unit 331 to the switch elements SW1 to SW4 is 50%, and the control signals SW1 and SW4, the control signals SW2 and SW3, Is controlled so that the resonance frequency is equal to the power transmission frequency.

図22乃至図24は、本実施の形態のブリッジ型平衡回路160を駆動する制御信号SW1〜SW4の波形を示す図である。   22 to 24 are diagrams showing waveforms of the control signals SW1 to SW4 that drive the bridge-type balanced circuit 160 of the present embodiment.

図22には、ゲート信号Gateと制御信号SW1〜SW4を示す。図22に示すゲート信号Gateは、コイル6に流れる所定の共振周波数のコイル電流ICOILの正弦波形をHレベル('1')とLレベル('0')に2値化した信号レベルを有する。このため、ゲート信号Gateは、デューティ比が50%の信号でなる。   FIG. 22 shows the gate signal Gate and the control signals SW1 to SW4. The gate signal Gate shown in FIG. 22 has a signal level obtained by binarizing a sine waveform of a coil current ICOIL having a predetermined resonance frequency flowing through the coil 6 into an H level ('1') and an L level ('0'). For this reason, the gate signal Gate is a signal having a duty ratio of 50%.

制御部331は、位相シフタ(Phase Shifter)回路を含んでおり、Gate信号の位相を90度遅延させた制御信号SW2及びSW3と、制御信号SW2及びSW3をそれぞれ反転させた制御信号SW1及びSW4とを出力する。   The control unit 331 includes a phase shifter circuit, and control signals SW2 and SW3 obtained by delaying the phase of the Gate signal by 90 degrees, and control signals SW1 and SW4 obtained by inverting the control signals SW2 and SW3, respectively. Is output.

図22に示す制御信号SW1〜SW4は、ディーティ比が50%で、かつ、制御信号SW1及びSW4と制御信号SW2及びSW3との位相差が、180度の場合のものである。これは、共振周波数が送電周波数と等しくなるように、制御が行われている場合の制御信号SW1〜SW4を表している。   The control signals SW1 to SW4 shown in FIG. 22 are those when the duty ratio is 50% and the phase difference between the control signals SW1 and SW4 and the control signals SW2 and SW3 is 180 degrees. This represents the control signals SW1 to SW4 when the control is performed so that the resonance frequency is equal to the power transmission frequency.

図23には、ゲート信号Gateに対して、位相差を固定しつつ、デューティ比を変更した制御信号SW1〜SW4の波形を示す。   FIG. 23 shows waveforms of the control signals SW1 to SW4 in which the duty ratio is changed while fixing the phase difference with respect to the gate signal Gate.

図23の右側に拡大して示すように、制御部331は、制御信号SW1〜SW4のデューティ比を変更する。この結果、ブリッジ型平衡回路160のスイッチ素子SW1〜SW4のオン/オフの期間の比率が変わり、コイル6の共振周波数をずらすことができる。本実施の形態では、共振周波数が送電周波数と異なるように、制御部331が制御信号SW1〜SW4のデューティ比を変更する。   As shown enlarged on the right side of FIG. 23, the control unit 331 changes the duty ratio of the control signals SW1 to SW4. As a result, the ratio of the on / off periods of the switch elements SW1 to SW4 of the bridge-type balanced circuit 160 changes, and the resonance frequency of the coil 6 can be shifted. In the present embodiment, the control unit 331 changes the duty ratio of the control signals SW1 to SW4 so that the resonance frequency is different from the power transmission frequency.

また、図24には、ゲート信号Gateに対して、デューティ比を50%に固定しつつ、位相差を変更した制御信号SW1〜SW4の波形を示す。   FIG. 24 shows waveforms of control signals SW1 to SW4 in which the phase difference is changed while the duty ratio is fixed to 50% with respect to the gate signal Gate.

図24の右側に拡大して示すように、制御部331は、制御信号SW1〜SW4の位相を変更する。この結果、ブリッジ型平衡回路160のスイッチ素子SW1〜SW4のオン/オフのタイミングが変わり、コイル6の共振周波数をずらすことができる。本実施の形態では、共振周波数が送電周波数と異なるように、制御部331が制御信号SW1〜SW4のデューティ比を変更する。   As shown enlarged on the right side of FIG. 24, the control unit 331 changes the phase of the control signals SW1 to SW4. As a result, the on / off timing of the switch elements SW1 to SW4 of the bridge type balanced circuit 160 changes, and the resonance frequency of the coil 6 can be shifted. In the present embodiment, the control unit 331 changes the duty ratio of the control signals SW1 to SW4 so that the resonance frequency is different from the power transmission frequency.

本実施の形態では、制御部331は、ゲート信号Gateに対する制御信号SW1〜SW4のデューティ比又は位相差を変更することにより、共振周波数が送電周波数と異なるように制御を行う。   In the present embodiment, the control unit 331 performs control so that the resonance frequency is different from the power transmission frequency by changing the duty ratio or phase difference of the control signals SW1 to SW4 with respect to the gate signal Gate.

充電部336は電力取出コイルと電力取出コイルに接続される整流回路とバッテリーを備えている。図18の受電共振コイル6aと電力取出コイル7aを用いて受電を行い、受電した電力を充電する場合、充電部336は電力取出コイル7aと電力取出コイル7aに接続される整流回路とバッテリーを備えている。同じように、受電共振コイル6bと電力取出コイル7bを用いて受電を行い、受電した電力を充電する場合、充電部336は電力取出コイル7bと電力取出コイル7bに接続される整流回路とバッテリーを備えている。受電共振コイル6cと電力取出コイル7cを用いて受電を行い、受電した電力を充電する場合、充電部336は電力取出コイル7cと電力取出コイル7cに接続される整流回路とバッテリーを備えている。   The charging unit 336 includes a power extraction coil, a rectifier circuit connected to the power extraction coil, and a battery. When receiving power using the power receiving resonance coil 6a and the power extraction coil 7a in FIG. 18 and charging the received power, the charging unit 336 includes the power extraction coil 7a, a rectifier circuit connected to the power extraction coil 7a, and a battery. ing. Similarly, when receiving power using the power receiving resonance coil 6b and the power extraction coil 7b and charging the received power, the charging unit 336 connects the power extraction coil 7b and the rectifier circuit and battery connected to the power extraction coil 7b. I have. When receiving power using the power receiving resonance coil 6c and the power extraction coil 7c and charging the received power, the charging unit 336 includes a power rectification circuit connected to the power extraction coil 7c, the power extraction coil 7c, and a battery.

また、電力取出コイルを用いない場合、充電部336は受電部335の受電共振コイルに直接接続される。図18の受電共振コイル6aの場合、受電共振コイル6aに整流回路とバッテリーが接続される。受電共振コイル6bの場合、受電共振コイル6bに整流回路とバッテリーが接続される。受電共振コイル6cの場合、受電共振コイル6cに整流回路とバッテリーが接続される。なお、本例では充電部336のバッテリーを充電する回路として整流回路を用いたが、他の充電回路を用いてバッテリーを充電してもよい。   When the power extraction coil is not used, the charging unit 336 is directly connected to the power receiving resonance coil of the power receiving unit 335. In the case of the power receiving resonance coil 6a of FIG. 18, a rectifier circuit and a battery are connected to the power receiving resonance coil 6a. In the case of the power receiving resonance coil 6b, a rectifier circuit and a battery are connected to the power receiving resonance coil 6b. In the case of the power receiving resonance coil 6c, a rectifier circuit and a battery are connected to the power receiving resonance coil 6c. In this example, the rectifier circuit is used as a circuit for charging the battery of the charging unit 336, but the battery may be charged using another charging circuit.

機器構成部337は機器の受電装置以外の部分を示す。機器がモバイル機器の場合、モバイル機器の受電装置以外の機能を実現する部分が機器構成部337である。   The device configuration unit 337 indicates a portion other than the power receiving device of the device. When the device is a mobile device, the device configuration unit 337 is a part that realizes functions other than the power receiving device of the mobile device.

図25を用いて送電装置1の動作について説明をする。   Operation | movement of the power transmission apparatus 1 is demonstrated using FIG.

図25は、送電装置の動作の一実施例を示すフロー図である。ステップS1では、送電装置1が機器から無線などの通信を用いて送信された充電情報を含む信号を受信する。通信部323は、受信した信号に含まれる充電情報を制御部321に転送する。充電情報は、機器を識別する識別情報と、機器各々の充電電力を示す情報とを有する。図26は、充電情報と受電情報と効率情報のデータ構造の一実施例を示す図である。図26に示す充電情報71a、71b、71cは、「ID」「充電電力」に記憶される情報を有している。充電情報71aは、例えば、図18の機器2aから送信され、「ID」に機器2aを表す識別情報として「A」が記憶され、「充電電力」に機器2aの充電電力として50Wを表す「50」が記憶されている。充電情報71bは、例えば、図18の機器2bから送信され、「ID」に機器2bを表す識別情報として「B」が記憶され、「充電電力」に機器2bの充電電力として5Wを表す「5」が記憶されている。充電情報71cは、例えば、図18の機器2cから送信され、「ID」に機器2cを表す識別情報として「C」が記憶され、「充電電力」に機器2cの充電電力として3Wを表す「3」が記憶されている。   FIG. 25 is a flowchart illustrating an example of the operation of the power transmission device. In step S <b> 1, the power transmission device 1 receives a signal including charging information transmitted from the device using wireless communication or the like. The communication unit 323 transfers the charging information included in the received signal to the control unit 321. The charging information includes identification information for identifying the device and information indicating the charging power of each device. FIG. 26 is a diagram illustrating an example of a data structure of charging information, power receiving information, and efficiency information. The charging information 71a, 71b, 71c illustrated in FIG. 26 includes information stored in “ID” and “charging power”. For example, the charging information 71a is transmitted from the device 2a of FIG. 18, “A” is stored in “ID” as identification information indicating the device 2a, and “50” is expressed in “Charging power” as 50 W as the charging power of the device 2a. Is stored. For example, the charging information 71b is transmitted from the device 2b of FIG. 18, "B" is stored as identification information indicating the device 2b in "ID", and "5" indicating 5W as the charging power of the device 2b is stored in "Charging power". Is stored. For example, the charging information 71c is transmitted from the device 2c of FIG. 18, “C” is stored as the identification information indicating the device 2c in “ID”, and “3” indicating 3 W as the charging power of the device 2c is stored in “Charging power”. Is stored.

続いて、ステップS1で制御部321は、機器2a、2b、2c各々から受信した充電情報を、記憶部322の受電情報に記憶する。受電情報は、機器を識別する識別情報と、機器各々の充電電力を示す情報とを有する。図26に示す受電情報72は、「ID」「充電電力」に記憶される情報を有している。本例の場合、機器2a、機器2b、機器2cから受信した充電情報71a、71b、71cを受電情報72に記憶する。   Subsequently, in step S <b> 1, the control unit 321 stores the charging information received from each of the devices 2 a, 2 b, and 2 c in the power reception information of the storage unit 322. The power reception information includes identification information for identifying the device and information indicating the charging power of each device. The power reception information 72 illustrated in FIG. 26 includes information stored in “ID” and “charging power”. In the case of this example, the charging information 71a, 71b, 71c received from the devices 2a, 2b, 2c is stored in the power receiving information 72.

なお、ステップS1で制御部321は機器から充電情報を含む信号を受信した後、充電情報を含む信号が一定期間機器から送信されないことを確認すると、ステップS2に移行する。すなわち、充電する機器を確定する。例えば、機器2aが送電装置1に配置されると、充電情報71aを含む信号が機器2aから送電装置1に送信され、送電装置1が該信号を受信した後、一定期間経過しても新たに充電情報を受信しない場合にはステップS2に移行する。また、一定期間内に新たに充電情報を含む信号を機器2bから受信した場合、さらに一定期間待機し、一定期間経過しても新たに充電情報を受信しない場合にはステップS2に移行する。なお、充電する機器の確定は上記方法に限定されるものでなく、他の方法を用いてもよい。   In step S1, after receiving a signal including charging information from the device, the control unit 321 proceeds to step S2 when confirming that the signal including charging information is not transmitted from the device for a certain period. That is, the device to be charged is determined. For example, when the device 2a is arranged in the power transmission device 1, a signal including the charging information 71a is transmitted from the device 2a to the power transmission device 1, and after the power transmission device 1 receives the signal, it newly When charging information is not received, it transfers to step S2. Further, when a new signal including charging information is received from the device 2b within a certain period, the apparatus further stands by for a certain period, and when no new charging information is received after a certain period of time, the process proceeds to step S2. In addition, determination of the apparatus to charge is not limited to the said method, You may use another method.

ステップS2では、制御部321が受電情報を参照して送電装置1に配置された機器の数が単数であるか否かを判定し、単数であればステップS3(Yes)に移行し、複数であればステップS4(No)に移行する。例えば、図26の受電情報72を参照した場合、3つの機器2a、2b、2cが送電装置1に配置されていることを検出し、単数でないのでステップS4に移行する。   In step S2, the control unit 321 refers to the power reception information to determine whether or not the number of devices arranged in the power transmission device 1 is singular. If the number is singular, the process proceeds to step S3 (Yes). If so, the process proceeds to step S4 (No). For example, when referring to the power reception information 72 of FIG. 26, it is detected that the three devices 2a, 2b, and 2c are arranged in the power transmission device 1, and the process proceeds to step S4 because it is not singular.

ステップS3では、制御部321が単数の場合の送電電力を設定する。単数の場合の送電電力は受電情報の充電電力と、記憶部322に記憶されている効率情報の効率とを用いて、送電電力を求める。送電電力は式3により表すことができる。   In step S3, the transmission power when the control unit 321 is single is set. In the case of a single transmission power, the transmission power is obtained using the charging power of the power reception information and the efficiency of the efficiency information stored in the storage unit 322. The transmitted power can be expressed by Equation 3.

送電電力=充電電力/効率 式3
図26の効率情報73に効率情報の例を示す。図26の効率情報73は、「ID」「効率」に記憶される情報を有している。また、充電する機器が単数の場合と、複数の充電する機器各々の充電電力と効率が同じ場合に用いられる。「ID」には機器を識別する情報が記憶されている。本例では、識別する情報として「A」「B」「C」「D」「E」「F」「G」「H」・・・・が記憶されている。「効率」には機器各々に対応する効率が記憶されている。効率は、例えば、外部電源から送電装置1の電力供給部325へ供給される電力と、機器2の充電部336のバッテリーに供給される電力とを用いて求めることが考えられる。本例では、効率を示す情報として80%示す「0.8」、90%示す「0.9」、85%示す「0.85」などが記憶されている。
Transmission power = charging power / efficiency Equation 3
An example of efficiency information is shown in efficiency information 73 of FIG. The efficiency information 73 in FIG. 26 has information stored in “ID” and “efficiency”. Further, it is used when the number of charging devices is single and when the charging power and efficiency of each of the plurality of charging devices are the same. In “ID”, information for identifying the device is stored. In this example, “A”, “B”, “C”, “D”, “E”, “F”, “G”, “H”,. “Efficiency” stores the efficiency corresponding to each device. For example, the efficiency may be obtained by using power supplied from an external power source to the power supply unit 325 of the power transmission device 1 and power supplied to the battery of the charging unit 336 of the device 2. In this example, “0.8” indicating 80%, “0.9” indicating 90%, “0.85” indicating 85%, and the like are stored as information indicating efficiency.

制御部321は、例えば、受電情報72を参照して識別情報「A」に対応する充電電力である50Wを示す「50」を取得し、効率情報73を参照して識別情報「A」に対応する効率である80%を示す「0.8」を取得する。その後、充電電力/効率を計算して送電電力62.5Wを求める。次に、制御部321は電力供給部325から出力される電力が62.5Wとなるように設定する。   For example, the control unit 321 refers to the power reception information 72 to acquire “50” indicating 50 W that is the charging power corresponding to the identification information “A”, and refers to the efficiency information 73 to correspond to the identification information “A”. "0.8" indicating 80%, which is the efficiency to be acquired, is acquired. Thereafter, charging power / efficiency is calculated to obtain transmission power 62.5W. Next, the control unit 321 sets the power output from the power supply unit 325 to be 62.5 W.

ステップS4では、制御部321が受電情報を参照して複数の機器の充電電力が同じでかつ効率が同じであるか否かを判定し、同じときはステップS5(Yes)に移行し、異なるときはステップS6(No)に移行する。   In step S4, the control unit 321 refers to the power reception information to determine whether or not the charging powers of the plurality of devices are the same and the efficiency is the same. If they are the same, the process proceeds to step S5 (Yes). Proceeds to step S6 (No).

ステップS5では、制御部321が複数の機器の充電電力が同じで、かつ効率が同じ場合の送電電力を設定する。複数の機器の充電電力が同じ場合の送電電力は、受電情報の充電電力と、充電する機器の数(台数)と、記憶部322に記憶されている効率情報の効率とを用いて、送電電力を求める。送電電力は式4により表すことができる。   In step S5, the control unit 321 sets the transmission power when the charging power of the plurality of devices is the same and the efficiency is the same. The transmission power when the charging power of a plurality of devices is the same is determined by using the charging power of the power reception information, the number of devices to be charged (number), and the efficiency of the efficiency information stored in the storage unit 322. Ask for. The transmitted power can be expressed by Equation 4.

送電電力=(充電電力/効率)×台数 式4
例えば、受電情報に記憶されている充電する機器の数が3台で、機器各々に対応する充電電力がすべて5Wで、効率がすべて0.8(80%)である場合は、式4を用いて送電電力18.75Wを求める。次に、制御部321は電力供給部325から出力される電力が18.75Wとなるように設定する。
Transmission power = (charging power / efficiency) x number of units Equation 4
For example, when the number of devices to be charged stored in the power reception information is 3, the charging power corresponding to each device is 5 W, and the efficiency is 0.8 (80%), the equation 4 is used. Thus, the transmission power of 18.75 W is obtained. Next, the control unit 321 sets the power output from the power supply unit 325 to be 18.75W.

ステップS6では、制御部321が受電情報を参照して最大の充電電力の機器以外を選択する。例えば、受電情報72の「充電情報」を参照して最大の充電電力の機器以外を選択する。本例では、最大の充電電力の機器は識別情報が「A」の機器であるので、識別情報が「B」「C」の機器を選択する。   In step S6, the control unit 321 refers to the power reception information and selects a device other than the device with the maximum charging power. For example, a device other than the device with the maximum charging power is selected with reference to “charging information” in the power receiving information 72. In this example, since the device with the maximum charging power is the device with the identification information “A”, the devices with the identification information “B” and “C” are selected.

ステップS7では、制御部321が選択した機器各々の受電部335の共振周波数またはQ値を可変する通知を、機器各々に送信する。ステップS7で制御部321は受信した識別情報を用いて組合せ情報を参照し、同時に充電する機器の組合せに対応する可変情報を取得する。   In step S <b> 7, a notification for changing the resonance frequency or Q value of the power reception unit 335 of each device selected by the control unit 321 is transmitted to each device. In step S7, the control unit 321 refers to the combination information using the received identification information, and acquires variable information corresponding to the combination of devices to be charged simultaneously.

組合せ情報について説明する。図27は、組合せ情報のデータ構造の一実施例を示す図である。図27に示す組合せ情報81は、ブリッジ型平衡回路160のスイッチ素子SW1〜SW4を駆動する制御信号SW1〜SW4のデューティ比を可変する場合に用いる。組合せ情報81は、「機器組合せ」「可変情報」「効率情報」に記憶される情報を有している。「機器組合せ」には、機器の組合せが記憶されている。本例では、識別情報「A」「B」「C」に対応する3台の異なる機器の組合せについて記憶されている。「A」「B」の組合せ、「A」「C」の組合せ、「A」「C」の組合せ、「B」「C」の組合せ、「A」「A」「B」の組合せ、・・・「B」「B」「C」の組合せ、・・・・が記憶されている。   The combination information will be described. FIG. 27 is a diagram illustrating an example of the data structure of the combination information. The combination information 81 shown in FIG. 27 is used when the duty ratios of the control signals SW1 to SW4 for driving the switch elements SW1 to SW4 of the bridge type balanced circuit 160 are varied. The combination information 81 includes information stored in “device combination”, “variable information”, and “efficiency information”. In “device combination”, a combination of devices is stored. In this example, combinations of three different devices corresponding to the identification information “A”, “B”, and “C” are stored. "A" "B" combination, "A" "C" combination, "A" "C" combination, "B" "C" combination, "A" "A" "B" combination, ... A combination of “B”, “B”, “C”,... Is stored.

なお、本例では3台の組合せについて示しているが、3台に限定されるものではない。また、ここでは可変情報が、制御信号SW1〜SW4のデューティ比が50%に対して変化する量を表す形態について説明する。この変化量は、図23において示すΔ%に相当する部分である。制御信号SW1〜SW4は、受電部335のブリッジ型平衡回路160のスイッチ素子SW1〜SW4のオン/オフを制御するために用いられる制御信号である。   In this example, three combinations are shown, but the number is not limited to three. Here, a description will be given of a form in which the variable information represents the amount by which the duty ratio of the control signals SW1 to SW4 changes with respect to 50%. This amount of change is a portion corresponding to Δ% shown in FIG. The control signals SW <b> 1 to SW <b> 4 are control signals used for controlling on / off of the switch elements SW <b> 1 to SW <b> 4 of the bridge type balanced circuit 160 of the power receiving unit 335.

ここでは、制御信号SW1〜SW4がHレベルのときに、スイッチSW1〜SW4はオンになり、デューティ比は、制御信号SW1〜SW4の1周期におけるHレベルの区間の割合を表すものとする。   Here, when the control signals SW1 to SW4 are at the H level, the switches SW1 to SW4 are turned on, and the duty ratio represents the ratio of the H level section in one cycle of the control signals SW1 to SW4.

「可変情報」には、「機器組合せ」に記憶されている情報に関連付けて、機器各々の共振周波数またはQ値を可変する情報が記憶されている。すなわち、可変情報は、複数の機器の受電部335が送電部326から電力を受電する場合に、複数の機器の種類の組み合わせに応じて、各機器の受電量を最適化するために、各機器の受電部335が磁界共鳴によって送電部326から電力を受電する際の共振周波数を可変する度合を表す情報である。
本例では、可変情報として「CA」「CB」「CB1」「CB2」「CB3」「CB4」「CC1」「CC2」「CC3」「CC4」「CC5」「CC6」・・・・が記憶されている。「CA」は、識別情報「A」に対応する機器の受電部335のブリッジ型平衡回路160のスイッチ素子SW1〜SW4を制御する制御信号SW1〜SW4のデューティ比が50%に対して変化する量(変化量)を設定するために用いる値である。また、「CA」の示す値は、変化量を零(Δ=0%)にする値を示しており、この場合のコイル6aの共振周波数f1を送電周波数f0と同じ周波数に可変させるための値を示している。「CB」「CB1」「CB2」「CB3」「CB4」は、識別情報「B」に対応する機器の受電部335のブリッジ型平衡回路160のスイッチ素子SW1〜SW4を制御する制御信号SW1〜SW4のデューティ比が50%に対して変化する量(変化量)を設定するために用いる値である。「CC1」「CC2」「CC3」「CC4」「CC5」「CC6」は、識別情報「C」に対応する機器の受電部335のブリッジ型平衡回路160のスイッチ素子SW1〜SW4を制御する制御信号SW1〜SW4のデューティ比が50%に対して変化する量(変化量)を設定するために用いる値である。識別情報「B」「C」に対応する機器の変化量を設定するために用いる値は、コイル6cの共振周波数を送電周波数f0と異なるに周波数にする値である。すなわち、コイル6cにおける送電周波数f0に対する共振周波数またはQ値を変更するための値である。ただし、最大の充電電力の機器が識別情報「B」に対応する機器である場合には、コイル6bの共振周波数f1を送電周波数f0と同じ周波数に可変させる。本例では、「CB」の示す値を用いる。
“Variable information” stores information for varying the resonance frequency or Q value of each device in association with the information stored in “device combination”. That is, when the power receiving unit 335 of a plurality of devices receives power from the power transmission unit 326, the variable information is used to optimize the amount of power received by each device according to the combination of the types of the plurality of devices. This is information indicating the degree to which the resonance frequency when the power reception unit 335 receives power from the power transmission unit 326 by magnetic field resonance is varied.
In this example, “CA” “CB” “CB1” “CB2” “CB3” “CB4” “CC1” “CC2” “CC3” “CC4” “CC5” “CC6”... Are stored as variable information. ing. “CA” is an amount by which the duty ratio of the control signals SW1 to SW4 for controlling the switch elements SW1 to SW4 of the bridge type balanced circuit 160 of the power receiving unit 335 of the device corresponding to the identification information “A” changes with respect to 50%. This is a value used to set (change amount). The value indicated by “CA” is a value that makes the amount of change zero (Δ = 0%). In this case, the value for changing the resonance frequency f1 of the coil 6a to the same frequency as the power transmission frequency f0. Is shown. “CB”, “CB1”, “CB2”, “CB3”, and “CB4” are control signals SW1 to SW4 for controlling the switch elements SW1 to SW4 of the bridge type balanced circuit 160 of the power receiving unit 335 of the device corresponding to the identification information “B”. This is a value used to set the amount of change (change amount) with respect to 50% of the duty ratio. “CC1”, “CC2”, “CC3”, “CC4”, “CC5”, and “CC6” are control signals for controlling the switch elements SW1 to SW4 of the bridge-type balanced circuit 160 of the power receiving unit 335 of the device corresponding to the identification information “C”. This is a value used to set an amount (change amount) by which the duty ratio of SW1 to SW4 changes with respect to 50%. The value used to set the change amount of the device corresponding to the identification information “B” and “C” is a value that makes the resonance frequency of the coil 6 c a frequency different from the power transmission frequency f 0. That is, it is a value for changing the resonance frequency or Q value for the power transmission frequency f0 in the coil 6c. However, when the device with the maximum charging power is a device corresponding to the identification information “B”, the resonance frequency f1 of the coil 6b is varied to the same frequency as the power transmission frequency f0. In this example, the value indicated by “CB” is used.

なお、機器各々のコイル6a〜6cの共振周波数は、充電開始時の初期値として送電周波数f0と同じにしておくことが望ましい。共振周波数と送電周波数f0を同じ周波数にしておくことにより、単数の機器を充電する場合、充電電力と効率が同じ複数の機器を充電する場合、複数の機器のうち最大の充電電力の機器を充電する場合において、同じ周波数に可変する処理をしなくてよくなる。   In addition, as for the resonance frequency of the coils 6a-6c of each apparatus, it is desirable to make it the same as the power transmission frequency f0 as an initial value at the time of charge start. By charging a single device by setting the resonance frequency and the power transmission frequency f0 to the same frequency, when charging a plurality of devices having the same efficiency as the charging power, charging a device having the maximum charging power among the plurality of devices. In this case, it is not necessary to perform processing for changing to the same frequency.

「効率情報」には、「機器組合せ」に記憶されている情報に関連付けて、機器各々の効率を示す情報が記憶されている。本例では、効率情報として「EA1」〜「EA7」、「EB1」〜「EB6」、「EC1」〜「EC6」・・・・が記憶されている。「EA1」〜「EA7」は、識別情報「A」に対応する効率を示す値である。「EB1」〜「EB6」は、識別情報「B」に対応する効率を示す値である。「EC1」〜「EC6」は、識別情報「C」に対応する効率を示す値である。   The “efficiency information” stores information indicating the efficiency of each device in association with the information stored in the “device combination”. In this example, “EA1” to “EA7”, “EB1” to “EB6”, “EC1” to “EC6”,... Are stored as efficiency information. “EA1” to “EA7” are values indicating the efficiency corresponding to the identification information “A”. “EB1” to “EB6” are values indicating the efficiency corresponding to the identification information “B”. “EC1” to “EC6” are values indicating the efficiency corresponding to the identification information “C”.

なお、最大の充電電力の機器以外の機器の可変情報と効率情報の決定方法については後述する。   A method for determining variable information and efficiency information for devices other than the device with the maximum charging power will be described later.

ステップS7において、例えば、充電電力が50Wの機器Aと、充電電力が5Wの機器Bと、充電電力が3Wの機器Cとを同時に充電する場合について説明する。制御部321は図26の受電情報72を用いて、図27の組合せ情報81を参照し、「機器組合せ」の「A」「B」「C」に関連付けられている可変情報「CA」「CB4」「CC4」を取得する。その後、機器Bに通知する可変情報「CB4」と機器Bを識別する識別情報を含む通知(送信データ)と、機器Cに通知する可変情報「CC4」と機器Cを識別する識別情報を含む通知(送信データ)とを生成する。そして、通信部323とアンテナ324を介して生成した通知各々を機器B、Cに送信する。なお、機器Aの共振周波数が送電周波数と同じでない場合には機器Aにも可変情報「CA」と機器Aを識別する識別情報を含む通知を送信する。   In step S7, for example, a case where a device A having a charging power of 50W, a device B having a charging power of 5W, and a device C having a charging power of 3W are charged at the same time will be described. The control unit 321 refers to the combination information 81 of FIG. 27 using the power reception information 72 of FIG. 26, and variable information “CA” “CB4” associated with “A”, “B”, and “C” of “device combination”. "" CC4 "is acquired. Thereafter, notification (transmission data) including variable information “CB4” notified to device B and identification information identifying device B, notification including variable information “CC4” notified to device C and identification information identifying device C (Transmission data). Then, the notifications generated via the communication unit 323 and the antenna 324 are transmitted to the devices B and C, respectively. Note that if the resonance frequency of the device A is not the same as the power transmission frequency, the notification including the variable information “CA” and the identification information for identifying the device A is also transmitted to the device A.

ステップS8では、制御部321が複数の機器の充電電力が異なる場合または効率が異なる場合の送電電力を設定する。複数の機器の充電電力が異なる場合または効率が異なる場合の送電電力は、受電情報の充電電力各々と、記憶部322に記憶されている組合せ情報の機器各々に対応する効率とを用いて、送電電力を求める。送電電力は式5により表すことができる。   In step S8, the control unit 321 sets the transmission power when the charging power of the plurality of devices is different or the efficiency is different. The transmission power when the charging power of the plurality of devices is different or the efficiency is different is determined by using the charging power of the received information and the efficiency corresponding to each device of the combination information stored in the storage unit 322. Ask for power. The transmitted power can be expressed by Equation 5.

送電電力= (充電電力1/効率1) 式5
+(充電電力2/効率2)
+(充電電力3/効率3)
+・・・・
例えば、受電情報に記憶されている充電する機器A、B、Cにおいて、機器Aの充電電力がPAであり効率がEA6、機器Bの充電電力がPBであり効率がEB5、機器Cの充電電力がPCであり効率がEC4である場合は、式6に示す送電電力となる。
Transmission power = (charging power 1 / efficiency 1) Equation 5
+ (Charging power 2 / efficiency 2)
+ (Charging power 3 / efficiency 3)
+ ...
For example, in the devices A, B, and C that are stored in the power receiving information, the charging power of the device A is PA and the efficiency is EA6, the charging power of the device B is PB, the efficiency is EB5, and the charging power of the device C Is a PC and the efficiency is EC4, the transmission power shown in Equation 6 is obtained.

送電電力= (PA/EA6) 式6
+(PB/EB5)
+(PC/EC4)
次に、電力供給部325から出力される電力が式6に示した電力になるように、制御部321は電力供給部325を設定する。ただし、送電電力の求め方は上記方法に限定されるものではない。なお、機器の数は3台に限定されるものではない。
Transmission power = (PA / EA6) Equation 6
+ (PB / EB5)
+ (PC / EC4)
Next, the control unit 321 sets the power supply unit 325 so that the power output from the power supply unit 325 becomes the power shown in Expression 6. However, the method for obtaining transmitted power is not limited to the above method. The number of devices is not limited to three.

ステップS9では、制御部321が電力供給部325に送電の開始を指示する。その後、電力供給部325は設定された電力を出力する。なお、途中で新に機器が追加された場合にはステップS1に移行する。また、充電が完了した機器がある場合にはステップS1に移行する。   In step S9, the control unit 321 instructs the power supply unit 325 to start power transmission. Thereafter, the power supply unit 325 outputs the set power. If a new device is added on the way, the process proceeds to step S1. If there is a device that has been fully charged, the process proceeds to step S1.

最大の充電電力の機器以外の機器の可変情報と効率情報の決定方法について説明する。   A method for determining variable information and efficiency information of devices other than the device with the maximum charging power will be described.

決定する方法の1つとして、実際のシステムを用いて可変情報と効率情報を決定することが考えられる。または、実際のシステムの等価回路について回路シミュレータなどを用いて解析し、可変情報と効率情報を決定することが考えられる。   As one of the determination methods, variable information and efficiency information may be determined using an actual system. Alternatively, an equivalent circuit of an actual system may be analyzed using a circuit simulator or the like to determine variable information and efficiency information.

図28は、磁界共鳴と電界共鳴の非接触型充電システムの等価回路の一実施例を示す図である。図28の等価回路91は、図18で説明した4コイルを用いた磁界共鳴の非接触型充電システムを示している。等価回路92は、4コイルを用いた電界共鳴を用いた非接触型充電システムを示している。   FIG. 28 is a diagram illustrating an embodiment of an equivalent circuit of a contactless charging system using magnetic field resonance and electric field resonance. An equivalent circuit 91 in FIG. 28 shows a non-contact charging system of magnetic field resonance using the four coils described in FIG. The equivalent circuit 92 shows a non-contact charging system using electric field resonance using four coils.

等価回路91について説明する。コイルL1と抵抗R1から構成される回路は図18で説明した電力供給コイル4などを有する。コイルL2とコンデンサC2と抵抗R2から構成される回路は図18で説明した送電共振コイル5などを有する回路である。コイルL3とコンデンサC3と抵抗R3から構成される回路は図18で説明した受電共振コイル6a、6b、6cそれぞれを有する回路である。コイルL4と抵抗R4と抵抗ZLから構成される回路は図18で説明した電力取出コイル7aと負荷ZLa、電力取出コイル7bと負荷ZLb、電力取出コイル7cと負荷ZLcそれぞれを有する回路である。抵抗Rbは、電源部3と電力供給コイル4との間に存在する抵抗である。また、等価回路91にはコイルL1とコイルL2の相互インダクタンスM12、コイルL2とコイルL3の相互インダクタンスM23、コイルL3とコイルL4の相互インダクタンスM34が示されている。また、電流I1〜I4が示されている。   The equivalent circuit 91 will be described. A circuit including the coil L1 and the resistor R1 includes the power supply coil 4 described with reference to FIG. A circuit including the coil L2, the capacitor C2, and the resistor R2 is a circuit including the power transmission resonance coil 5 described with reference to FIG. A circuit including the coil L3, the capacitor C3, and the resistor R3 is a circuit including the power receiving resonance coils 6a, 6b, and 6c described with reference to FIG. The circuit composed of the coil L4, the resistor R4, and the resistor ZL is a circuit having the power extraction coil 7a and the load ZLa, the power extraction coil 7b and the load ZLb, and the power extraction coil 7c and the load ZLc described in FIG. The resistor Rb is a resistor that exists between the power supply unit 3 and the power supply coil 4. Further, the equivalent circuit 91 shows a mutual inductance M12 between the coils L1 and L2, a mutual inductance M23 between the coils L2 and L3, and a mutual inductance M34 between the coils L3 and L4. Currents I1 to I4 are also shown.

等価回路92について説明する。コイルL1と抵抗R1から構成される回路は図18で説明した電力供給コイル4を有する回路である。コイルL2とコンデンサC2と抵抗R2から構成される回路は図18で説明した送電共振コイル5を有する回路である。コイルL3とコンデンサC3と抵抗R3から構成される回路は図18で説明した受電共振コイル6a、6b、6cそれぞれを有する回路である。コイルL4と抵抗R4と抵抗ZLから構成される回路は図18で説明した電力取出コイル7aと負荷ZLa、電力取出コイル7bと負荷ZLb、電力取出コイル7cと負荷ZLcそれぞれを有する回路である。抵抗Rbは、電源部3と電力供給コイル4との間に存在する抵抗である。また、等価回路92にはコンデンサC2とコンデンサC3の相互キャパシタンスC23と、電流I1〜I4が示されている。   The equivalent circuit 92 will be described. The circuit composed of the coil L1 and the resistor R1 is a circuit having the power supply coil 4 described in FIG. A circuit including the coil L2, the capacitor C2, and the resistor R2 is a circuit having the power transmission resonance coil 5 described with reference to FIG. A circuit including the coil L3, the capacitor C3, and the resistor R3 is a circuit including the power receiving resonance coils 6a, 6b, and 6c described with reference to FIG. The circuit composed of the coil L4, the resistor R4, and the resistor ZL is a circuit having the power extraction coil 7a and the load ZLa, the power extraction coil 7b and the load ZLb, and the power extraction coil 7c and the load ZLc described in FIG. The resistor Rb is a resistor that exists between the power supply unit 3 and the power supply coil 4. In addition, the equivalent circuit 92 shows the mutual capacitance C23 of the capacitors C2 and C3 and the currents I1 to I4.

なお、磁界共鳴または電界共鳴のシステムにおいて、コイルL1と抵抗R1から構成される回路を使用しない場合またはコイルL4と抵抗R4から構成される回路を使用しない場合についても、等価回路を作成する。そして、作成した等価回路について回路シミュレータなどを用いて可変情報と効率情報を決定することが考えられる。   In the magnetic field resonance or electric field resonance system, an equivalent circuit is created even when a circuit composed of the coil L1 and the resistor R1 is not used or when a circuit composed of the coil L4 and the resistor R4 is not used. Then, variable information and efficiency information may be determined for the created equivalent circuit using a circuit simulator or the like.

図29は、磁界共鳴の非接触型充電システムの等価回路の一実施例を示す図である。本例では、同時に充電する機器が2台の場合について説明する。機器が複数の場合であっても、送電装置1側のコイルL1と抵抗R1から構成される回路と、コイルL2とコンデンサC2と抵抗R2から構成される回路は、等価回路91と同じである。   FIG. 29 is a diagram showing an embodiment of an equivalent circuit of a magnetic resonance non-contact charging system. In this example, a case where two devices are charged simultaneously will be described. Even if there are a plurality of devices, the circuit configured by the coil L1 and the resistor R1 on the power transmission device 1 side and the circuit configured by the coil L2, the capacitor C2, and the resistor R2 are the same as the equivalent circuit 91.

図29の機器A側の受電部335のLC共振回路はコイルL3aとコンデンサC3aと抵抗R3aから構成され、電力取出コイルはコイルL4aと抵抗R4aから構成される。機器A側の負荷はZLaで示されている。機器B側の受電部335のLC共振回路はコイルL3bとコンデンサC3bと抵抗R3bから構成され、電力取出コイルはコイルL4bと抵抗R4bから構成される。機器B側の負荷はZLbで示されている。なお、本例では機器2台の例を示しているが、2台に限定されるものではない。   The LC resonance circuit of the power receiving unit 335 on the device A side in FIG. 29 includes a coil L3a, a capacitor C3a, and a resistor R3a, and the power extraction coil includes a coil L4a and a resistor R4a. The load on the device A side is indicated by ZLa. The LC resonance circuit of the power reception unit 335 on the device B side includes a coil L3b, a capacitor C3b, and a resistor R3b, and the power extraction coil includes a coil L4b and a resistor R4b. The load on the device B side is indicated by ZLb. In addition, although the example of two apparatuses is shown in this example, it is not limited to two.

図30に図29に示した等価回路を用いてシミュレーションをした結果を示す。   FIG. 30 shows the result of simulation using the equivalent circuit shown in FIG.

図30は、シミュレーション結果の一例を示す図である。縦軸に電力バランスと効率が示され、横軸に機器Bの受電部335のブリッジ型平衡回路160のスイッチ素子SW1〜SW4を制御する制御信号SW1〜SW4のデューティ比が50%に対して変化する量(変化量:Δ%)が示されている。曲線e1は、機器Aの受電装置に対応する等価回路101のコンデンサC3のキャパシタンスを可変させた場合のシミュレーション結果である。曲線e2は、機器Bの受電装置に対応する等価回路101のコンデンサC3のキャパシタンスを可変させた場合のシミュレーション結果である。例えば、機器Aの充電電力が50Wで、機器Bの充電電力が5Wの場合、機器AのLC共振回路の共振周波数は送電周波数のまま可変させず、機器Bの変化量を可変させる。図30に示すように変化量を小さくしていくことで、機器Aの充電電力が増加し、機器Bの充電電力が低下していく様子がわかる。また、全体の効率を示す曲線e3には大きな変化がないこともわかる。   FIG. 30 is a diagram illustrating an example of a simulation result. The vertical axis shows the power balance and efficiency, and the horizontal axis shows that the duty ratio of the control signals SW1 to SW4 for controlling the switch elements SW1 to SW4 of the bridge-type balanced circuit 160 of the power receiving unit 335 of the device B changes with respect to 50%. The amount of change (change amount: Δ%) is shown. A curve e1 is a simulation result when the capacitance of the capacitor C3 of the equivalent circuit 101 corresponding to the power receiving device of the device A is varied. A curve e2 is a simulation result when the capacitance of the capacitor C3 of the equivalent circuit 101 corresponding to the power receiving device of the device B is varied. For example, when the charging power of the device A is 50 W and the charging power of the device B is 5 W, the resonance frequency of the LC resonance circuit of the device A is not changed without changing the power transmission frequency, and the change amount of the device B is changed. As shown in FIG. 30, it can be seen that the charging power of the device A increases and the charging power of the device B decreases by decreasing the amount of change. It can also be seen that there is no significant change in the curve e3 indicating the overall efficiency.

機器各々の組合せに対して上記のようなシミュレーションを行うことにより、組合せごとの機器各々の可変情報と効率情報を求めることができる。   By performing the simulation as described above for each combination of devices, variable information and efficiency information of each device for each combination can be obtained.

なお、ここでは、一例として、変化量を小さくしていくことで、機器Aの充電電力が増加し、機器Bの充電電力が低下する形態を示すが、これとは逆に、変化量を大きくしていくことで、機器Aの充電電力が増加し、機器Bの充電電力が低下するようにしてもよい。   Here, as an example, a mode in which the charging power of the device A increases and the charging power of the device B decreases by decreasing the amount of change is shown, but on the contrary, the amount of change is increased. By doing so, the charging power of the device A may be increased, and the charging power of the device B may be decreased.

また、機器Bの受電部335のコイルL3bとコンデンサC3bと抵抗R3bから構成されLC共振回路のQ値は、LC共振回路に示した電流I3bを用いて示すことができる。図31は、送電周波数と受電部のQ値との関係の一例を示す図である。グラフ121は、等価回路91のコイルL3を可変させたときの共振周波数と電流I3の関係を示している。曲線a1は、コイルL3、コンデンサC3、抵抗R3から構成される回路に送電周波数f0を中心に交流電流を入力した場合を示している。本例では、該回路のコンデンサC3のキャパシタンスの値が、該回路の共振周波数と送電周波数f0とが同じになる値に設定されている。曲線bは、コイルL3、コンデンサC3、抵抗R3から構成される回路に直流電流を入力したときの電流I3の変化が示されている。グラフ121の送電周波数におけるQ値はIa1/Ibで示すことができる。Ia1は、共振周波数が送電周波数f0であるときの電流I3の値である。Ibは、送電周波数f0における電流を示している。   Further, the Q value of the LC resonance circuit including the coil L3b, the capacitor C3b, and the resistor R3b of the power reception unit 335 of the device B can be indicated by using the current I3b shown in the LC resonance circuit. FIG. 31 is a diagram illustrating an example of the relationship between the power transmission frequency and the Q value of the power receiving unit. A graph 121 shows the relationship between the resonance frequency and the current I3 when the coil L3 of the equivalent circuit 91 is varied. A curve a1 represents a case where an alternating current is input to a circuit composed of the coil L3, the capacitor C3, and the resistor R3 with the transmission frequency f0 as the center. In this example, the capacitance value of the capacitor C3 of the circuit is set to a value at which the resonance frequency of the circuit and the power transmission frequency f0 are the same. A curve b indicates a change in the current I3 when a direct current is input to a circuit including the coil L3, the capacitor C3, and the resistor R3. The Q value at the power transmission frequency of the graph 121 can be represented by Ia1 / Ib. Ia1 is the value of the current I3 when the resonance frequency is the power transmission frequency f0. Ib indicates the current at the power transmission frequency f0.

グラフ122は、等価回路91のコイルL3を可変させたときの共振周波数と電流I3の関係を示している。曲線a2は、コイルL3、コンデンサC3、抵抗R3から構成される回路に送電周波数f0を中心に交流電流を入力した場合を示している。本例では、該回路のコンデンサC3のキャパシタンスの値が、該回路の共振周波数と送電周波数f0とが異なる値に設定されている。曲線bは、コイルL3、コンデンサC3、抵抗R3から構成される回路に直流電流を入力したときの電流I3の変化が示されている。グラフ121の送電周波数におけるQ値はIa2/Ibで示すことができる。Ia2は、共振周波数が送電周波数f0でなときの電流I3の値である。Ibは、送電周波数f0における電流を示している。すなわち、共振周波数を可変させることによりQ値を可変させることができる。   The graph 122 shows the relationship between the resonance frequency and the current I3 when the coil L3 of the equivalent circuit 91 is varied. A curve a2 shows a case where an alternating current is input to a circuit composed of the coil L3, the capacitor C3, and the resistor R3 with the transmission frequency f0 as the center. In this example, the capacitance value of the capacitor C3 of the circuit is set to a value at which the resonance frequency of the circuit and the power transmission frequency f0 are different. A curve b indicates a change in the current I3 when a direct current is input to a circuit including the coil L3, the capacitor C3, and the resistor R3. The Q value at the power transmission frequency of the graph 121 can be represented by Ia2 / Ib. Ia2 is the value of the current I3 when the resonance frequency is the power transmission frequency f0. Ib indicates the current at the power transmission frequency f0. That is, the Q value can be varied by varying the resonance frequency.

図32を用いて機器2の動作について説明をする。   The operation of the device 2 will be described with reference to FIG.

図32は、機器の動作の一実施例を示すフロー図である。ステップS131では、制御部331が充電情報を送電装置1に送信する。制御部331は、例えば、記憶部332に記憶されている機器ごとに割り振られた識別番号と機器ごとの充電電力を取得して、充電情報を生成する。その後、制御部331は充電情報を通信部333に転送し、アンテナ334を介して送電装置1に送信する。   FIG. 32 is a flowchart showing an embodiment of the operation of the device. In step S <b> 131, the control unit 331 transmits charging information to the power transmission device 1. For example, the control unit 331 acquires the identification number assigned to each device stored in the storage unit 332 and the charging power for each device, and generates charging information. Thereafter, the control unit 331 transfers the charging information to the communication unit 333 and transmits it to the power transmission device 1 via the antenna 334.

ステップS132では充電情報を送電装置1に送信した後、制御部331は送電装置1から送信される通知を受信したか否かを判定し、通知が送信されてきたときはステップS133(Yes)に移行し、送信されてないときは待機(No)する。通知は図25のステップS7で送電装置1が送信した通知(送信データ)である。判定は、例えば、受信した通知に含まれる識別情報が、通知を受信した機器と同じであれば受信したと判定する。   In step S132, after transmitting the charging information to the power transmission device 1, the control unit 331 determines whether or not a notification transmitted from the power transmission device 1 has been received, and when the notification has been transmitted, the process proceeds to step S133 (Yes). If it is not transmitted, it waits (No). The notification is a notification (transmission data) transmitted by the power transmission device 1 in step S7 of FIG. The determination is made, for example, if the identification information included in the received notification is the same as the device that received the notification.

ステップS133では、制御部331が受信した通知に含まれる可変情報を用いて、Q値可変情報を参照してQ値を変更する。Q値可変情報は記憶部332に記憶され、「可変情報」「設定値」に記憶される情報を有している。   In step S133, using the variable information included in the notification received by the control unit 331, the Q value is changed with reference to the Q value variable information. The Q value variable information is stored in the storage unit 332 and has information stored in “variable information” and “setting value”.

図33は、Q値可変情報のデータ構造の一実施例を示す図である。Q値可変情報141は、例えば、機器Aの受電部335の変化量を可変する設定値が可変情報に関連付けられて、記憶部332に記憶されている。Q値可変情報142は、例えば、機器Bの受電部335の変化量を可変する設定値が可変情報に関連付けられて、記憶部332に記憶されている。Q値可変情報143は、例えば、機器Cの受電部335の変化量を可変する設定値が可変情報に関連付けられて、記憶部332に記憶されている。「可変情報」には、機器各々の受電部335の変化量を設定する値が記憶されている。本例では、機器Aの「可変情報」として変化量を設定する値「CA」「CA1」「CA2」・・・「CA8」・・・・が記憶されている。機器Bの「可変情報」として変化量を設定する値「CB」「CB1」「CB2」・・・「CB8」・・・・が記憶されている。機器Cの「可変情報」として変化量を設定する値「CC」「CC1」「CC2」・・・「CC8」・・・・が記憶されている。「設定値」には、デューティ比を表す制御データが記憶されている。デューティ比によってスイッチSW1〜SW4を開閉させる割合が決まる。本例では、機器Aの「設定値」としてデューティ比を表す「dataA0」「dataA1」「dataA2」・・・「dataA8」・・・・が記憶されている。機器Bの「設定値」としてデューティ比を表す「dataB0」「dataB1」「dataB2」・・・「dataB8」・・・・が記憶されている。機器Cの「設定値」としてデューティ比を表す「dataC0」「dataC1」「dataC2」・・・「dataC8」・・・・が記憶されている。   FIG. 33 is a diagram illustrating an example of the data structure of the Q value variable information. In the Q value variable information 141, for example, a setting value for changing the amount of change of the power reception unit 335 of the device A is stored in the storage unit 332 in association with the variable information. In the Q value variable information 142, for example, a setting value that varies the amount of change of the power reception unit 335 of the device B is stored in the storage unit 332 in association with the variable information. In the Q value variable information 143, for example, a setting value for changing the amount of change of the power reception unit 335 of the device C is stored in the storage unit 332 in association with the variable information. In “variable information”, a value for setting a change amount of the power receiving unit 335 of each device is stored. In this example, values “CA”, “CA1”, “CA2”,..., “CA8”,. As the “variable information” of the device B, values “CB”, “CB1”, “CB2”,..., “CB8”,. As the “variable information” of the device C, values “CC”, “CC1”, “CC2”,..., “CC8”,. Control data representing the duty ratio is stored in the “set value”. The ratio of opening and closing the switches SW1 to SW4 is determined by the duty ratio. In this example, “dataA0”, “dataA1”, “dataA2”,... “DataA8”,. “DataB0”, “dataB1”, “dataB2”,... “DataB8”,. “DataC0”, “dataC1”, “dataC2”,..., “DataC8”,.

また、変化量が位相差を表す場合は、設定値として位相を表す情報が記憶されている。これは、電界共鳴の場合でも、磁界共鳴の場合でも同様である。   When the change amount represents a phase difference, information representing a phase is stored as a set value. This is the same for both electric field resonance and magnetic field resonance.

ステップS134では、制御部331がQ値の変更が完了したことを検出すると、充電開始状態に移行する。なお、充電開始状態であることを送電装置1に通知してもよい。   In step S134, when the control unit 331 detects that the change of the Q value is completed, the control unit 331 shifts to a charging start state. In addition, you may notify the power transmission apparatus 1 that it is a charge start state.

ステップS135では制御部331が、充電が完了したことを検出する。制御部331は充電の完了を検出すると、充電を終了して処理を終了(Yes)し、充電の完了を検出していないときは充電を継続(No)する。充電の完了は、例えば、バッテリーの出力電圧を計測して、閾値以上であれば充電を完了する。なお、充電を完了したことを送電装置1に通知して、送電装置1が充電を終了してもよい。   In step S135, the control unit 331 detects that charging is completed. When the completion of charging is detected, the control unit 331 ends charging and ends the process (Yes), and continues charging (No) when the completion of charging is not detected. For example, the charging is completed when the output voltage of the battery is measured and the charging is completed if it is equal to or greater than a threshold value. Note that the power transmission device 1 may be notified that the charging has been completed, and the power transmission device 1 may end the charging.

従来、送電装置の充電台の上では一定電力を受ける構成となっているため、機器各々が受け取る充電電力は同じ値となってしまうため、充電電力が異なる機器を充電すると、電力の過多または不足と言う問題が発生する。しかし、本実施の形態によれば、複数の充電電力が異なる機器へ同時に給電を行う場合でも、充電電力が異なる機器に適切な電力を供給することができる。   Conventionally, since it is configured to receive constant power on the charging stand of the power transmission device, the charging power received by each device has the same value, so when charging devices with different charging power, excessive or insufficient power Problem occurs. However, according to the present embodiment, even when a plurality of devices having different charging powers are fed simultaneously, appropriate power can be supplied to devices having different charging powers.

また、図30に示したように、電力バランスを調整することが可能となるため、充電電力が異なる複数の機器に対して同時に充電を行うことが可能となる。また、その際の送電する効率(曲線e3)も高い状態を維持できるため、送電時のロスも最小とすることができる。   Also, as shown in FIG. 30, since it is possible to adjust the power balance, it is possible to charge a plurality of devices having different charging powers at the same time. Moreover, since the power transmission efficiency (curve e3) at that time can be maintained at a high level, the loss during power transmission can be minimized.

また、受電側の機器A(50W)と機器B(5W)において、機器Bの充電電力の比を予めA:B=10:1となる条件にしている場合、機器Bを単数で充電しようとすると送電効率が極端に低くなってしまう問題が想定される。さらに、A:B=5:1のような組合せに対応できない問題も想定される。しかし、本実施の形態によれば組み合わせる電力バランスに応じた共振周波数またはQ値の調整ができるため、上記問題を解決することが可能である。   Further, in the device A (50 W) and the device B (5 W) on the power receiving side, when the ratio of the charging power of the device B is set to a condition that A: B = 10: 1 in advance, the device B is singly charged. Then, the problem that power transmission efficiency will become extremely low is assumed. Furthermore, a problem that cannot be handled by a combination such as A: B = 5: 1 is assumed. However, according to the present embodiment, the resonance frequency or the Q value can be adjusted according to the power balance to be combined, so that the above problem can be solved.

また、同じ機器が複数の場合であっても、バッテリーの充電状況などにより、必要な充電電力が異なる場合がある。また、充電台上に電力分布差がある場合も、必要な充電電力が異なる場合がある。例えば、充電台の中央での受電力が大きい場合、中央に5Wの機器を配置し、充電台の端に50Wの機器を配置できない場合が想定される。しかし、本実施の形態を用いることにより、予めバッテリーの充電状況や充電台の電力分布を加味して、電力バランスに応じた共振周波数またはQ値の調整をすることで、上記問題を解決することも可能となる。   Also, even when there are a plurality of the same devices, the required charging power may differ depending on the charging status of the battery. Also, when there is a difference in power distribution on the charging stand, the required charging power may be different. For example, when the power received at the center of the charging stand is large, it is assumed that a 5 W device cannot be placed at the center and a 50 W device cannot be placed at the end of the charging stand. However, by using the present embodiment, the above problem can be solved by adjusting the resonance frequency or the Q value according to the power balance in consideration of the charging state of the battery and the power distribution of the charging stand in advance. Is also possible.

また、実施の形態2では、ブリッジ型平衡回路160を用いて共振周波数の可変を行うことができる。ブリッジ型平衡回路160は、スイッチ素子SW1〜SW4を含むブリッジ回路と抵抗器及びキャパシタで実現可能な簡易な回路である。   In the second embodiment, the resonance frequency can be varied using the bridge-type balanced circuit 160. The bridge-type balanced circuit 160 is a simple circuit that can be realized by a bridge circuit including switch elements SW1 to SW4, a resistor, and a capacitor.

このため、実施の形態2によれば、簡易な構成で共振周波数の可変を行うことにより、電力伝送の効率を向上させることができる。   For this reason, according to the second embodiment, the efficiency of power transmission can be improved by changing the resonance frequency with a simple configuration.

なお、以上では、送電装置1が、電源部3、電力供給コイル4、及び送電共振コイル5を含む形態について説明したが、送電装置1は、電力供給コイル4を含まずに、電源部3から送電共振コイル5に直接的に電力を供給するようにしてもよい。   In addition, although the power transmission apparatus 1 demonstrated the form containing the power supply part 3, the power supply coil 4, and the power transmission resonance coil 5 above, the power transmission apparatus 1 does not include the power supply coil 4, but from the power supply part 3. You may make it supply electric power to the power transmission resonance coil 5 directly.

<実施の形態3>
図34は、実施の形態3の送電装置と受電装置を有するシステムの一実施例を示す図である。図35は、実施の形態3の送電装置と受電装置を有するシステムの一実施例を示す図である。実施の形態2では、図34の送電装置1が主体となり機器各々に可変情報を送信している。すなわち、図34の制御部321が可変情報を求め、機器各々に可変情報を送信している。
<Embodiment 3>
FIG. 34 is a diagram illustrating an example of a system including the power transmission device and the power reception device according to the third embodiment. FIG. 35 is a diagram illustrating an example of a system including the power transmission device and the power reception device according to the third embodiment. In the second embodiment, the power transmission device 1 in FIG. 34 is the main body, and variable information is transmitted to each device. That is, the control unit 321 in FIG. 34 obtains variable information and transmits the variable information to each device.

実施の形態3では、機器のうちの1つが主体(第1の機器)となり、送電装置と他の機器(第2の機器)を制御する。図35の例では、機器2a(第1の機器)が主体となり、機器2a以外の機器である機器2b(第2の機器)に可変情報を送信する。また、機器2aは送電装置1に機器2aと機器2bに送電する送電電力を供給するために必要な情報を送信する。その後、送電装置1は機器2aと機器2bに送電をする。   In the third embodiment, one of the devices is the main body (first device) and controls the power transmission apparatus and the other device (second device). In the example of FIG. 35, the device 2a (first device) is the main body, and variable information is transmitted to the device 2b (second device) that is a device other than the device 2a. Further, the device 2a transmits information necessary for supplying the power transmission apparatus 1 with the transmission power to be transmitted to the device 2a and the device 2b. Thereafter, the power transmission device 1 transmits power to the devices 2a and 2b.

図35の制御部331aは機器2aの各部を制御する。図35に示した機器のうち機器2aが主体になる場合、制御部331aが機器2a、2bの可変情報を求め、機器2bに可変情報を送信する。   The control unit 331a in FIG. 35 controls each unit of the device 2a. When the device 2a is the main device shown in FIG. 35, the control unit 331a obtains variable information of the devices 2a and 2b and transmits the variable information to the device 2b.

また、機器2aを識別する識別情報と、機器2aに関連付けられる充電電力を示す情報と、を有する記憶部332aなどに記憶されている充電情報を、制御部331aは取得する。また、制御部331aは機器2bから送信された充電情報を、通信部333aを介して取得する。   Further, the control unit 331a acquires charging information stored in the storage unit 332a or the like having identification information for identifying the device 2a and information indicating charging power associated with the device 2a. Further, the control unit 331a acquires the charging information transmitted from the device 2b via the communication unit 333a.

また、制御部331aが、機器2a、2bに対応する充電電力と効率を用いて送電電力を求め、送電電力を示す情報を送電装置1に送信する。なお、機器2a、2bに対応する充電電力と効率を、機器2aから送信し、送電装置1で送電電力を求めてもよい。送電電力は、例えば、取得した識別情報各々を用いて、識別情報に関連付けられている効率各々を参照し、取得した上記機器各々に対応する充電電力と効率を用いて送電電力を求めることが考えられる。   In addition, the control unit 331a obtains transmission power using charging power and efficiency corresponding to the devices 2a and 2b, and transmits information indicating the transmission power to the power transmission device 1. Note that charging power and efficiency corresponding to the devices 2a and 2b may be transmitted from the device 2a, and the power transmission device 1 may obtain the transmitted power. For example, the transmission power may be obtained by using each of the acquired identification information and referring to each efficiency associated with the identification information and using the charging power and efficiency corresponding to each of the acquired devices. It is done.

また、制御部331aは、機器2aの受電部335aと機器2bの受電部335bがそれぞれ有する共振回路の共振周波数またはQ値を可変する可変情報を生成する。例えば、機器2aは記憶部332aに記憶されている、1つ以上の機器の組合せと、1つ以上の機器の組合せ各々に関連付けられている機器各々の可変情報を有する組合せ情報を参照し、取得した識別情報を用いて、機器各々に関連付けられている可変情報を選択する。   Further, the control unit 331a generates variable information that varies the resonance frequency or the Q value of the resonance circuit included in each of the power reception unit 335a of the device 2a and the power reception unit 335b of the device 2b. For example, the device 2a refers to the combination information having variable information of each of the devices associated with each combination of one or more devices and each of the one or more device combinations stored in the storage unit 332a. Using the identified information, variable information associated with each device is selected.

機器2aの共振周波数またはQ値を可変する場合には、可変情報を用いて共振回路の共振周波数またはQ値を可変する。機器2bの共振周波数またはQ値を可変する場合には、機器2aから機器2bに対応する可変情報を送信する。該可変情報を受信した機器2bは、該可変情報を用いて共振回路の共振周波数またはQ値を可変する。   When the resonance frequency or Q value of the device 2a is varied, the resonance frequency or Q value of the resonance circuit is varied using variable information. When changing the resonance frequency or Q value of the device 2b, variable information corresponding to the device 2b is transmitted from the device 2a. The device 2b that has received the variable information varies the resonance frequency or Q value of the resonance circuit using the variable information.

なお、機器2aが充電電力が最大の機器の場合、受電部335aの共振回路の共振周波数を送電周波数に可変する。機器2aが、充電電力が最大の機器以外の場合、受電部335aの共振回路の共振周波数を、充電電力が最大の機器以外の機器に対応した充電電力を、送電装置1から送電される送電電力から供給可能な周波数に可変する。   Note that when the device 2a is a device with the maximum charging power, the resonance frequency of the resonance circuit of the power reception unit 335a is changed to the power transmission frequency. When the device 2a is a device other than the device with the largest charge power, the transmission power transmitted from the power transmission device 1 is the resonance frequency of the resonance circuit of the power receiving unit 335a and the charge power corresponding to the device other than the device with the largest charge power. To a frequency that can be supplied.

図35の制御部331bは機器2bの各部を制御する。制御部331bは、機器を識別する識別情報と、機器に関連付けられる充電電力を示す情報と、を有する充電情報を生成する。そして、充電情報を通信部333bから通信部333aへ送信する。また、機器2aから送信される可変情報を、制御部331bは通信部333bを介して取得する。   The control unit 331b in FIG. 35 controls each unit of the device 2b. The control unit 331b generates charging information including identification information for identifying the device and information indicating charging power associated with the device. Then, the charging information is transmitted from the communication unit 333b to the communication unit 333a. In addition, the control unit 331b acquires variable information transmitted from the device 2a via the communication unit 333b.

機器2bが、充電電力が最大の機器の場合、受電部335bの共振回路の共振周波数を送電周波数に可変する。機器2bが、充電電力が最大の機器以外の場合、受電部335bの共振回路の共振周波数を、充電電力が最大の機器以外の機器に対応した充電電力を、送電装置1から送電される送電電力から供給可能な周波数に可変する。   When the device 2b is a device with the maximum charging power, the resonance frequency of the resonance circuit of the power reception unit 335b is changed to the power transmission frequency. When the device 2b is a device other than the device with the maximum charging power, the transmission power transmitted from the power transmission device 1 is the resonance frequency of the resonance circuit of the power receiving unit 335b and the charging power corresponding to the device other than the device with the largest charging power. To a frequency that can be supplied.

図35の制御部321は送電装置1の各部を制御する。また、図35の制御部321は、送電電力を示す情報を機器2aから取得する。または、機器2a、2bに対応する充電電力と効率を、機器2aから受信し、送電電力を求める。その後、制御部321は送電を行う制御をする。   The control unit 321 in FIG. 35 controls each unit of the power transmission device 1. Moreover, the control part 321 of FIG. 35 acquires the information which shows transmitted power from the apparatus 2a. Alternatively, the charging power and efficiency corresponding to the devices 2a and 2b are received from the device 2a, and the transmitted power is obtained. Thereafter, the control unit 321 performs control to transmit power.

主体となる機器(受電装置を有する第1の機器)の動作について説明する。   The operation of the main device (first device having a power receiving device) will be described.

図36、図37は、主体となる機器の動作の一実施例を示すフロー図である。ステップS1701では、第1の機器に記憶されている充電情報と、第1の機器が受信した無線などの通信を用いて第2の機器から送信された充電情報と、を主体となる第1の機器の制御部が取得する。例えば、第1の機器が機器2aで、第2の機器が機器2bである場合、通信部333aは、受信した信号に含まれる機器2bの充電情報を制御部331aに転送する。   36 and 37 are flowcharts showing an embodiment of the operation of the main device. In step S1701, the charging information stored in the first device and the charging information transmitted from the second device using wireless communication received by the first device are the first. Acquired by the control unit of the device. For example, when the first device is the device 2a and the second device is the device 2b, the communication unit 333a transfers the charging information of the device 2b included in the received signal to the control unit 331a.

続いて、ステップS1701で制御部331aは、機器2bから受信した充電情報を、記憶部332aの受電情報に記憶する。受電情報は、機器を識別する識別情報と、機器各々の充電電力を示す情報とを有する。充電情報と受電情報については図26を参照。   Subsequently, in step S1701, the control unit 331a stores the charging information received from the device 2b in the power reception information of the storage unit 332a. The power reception information includes identification information for identifying the device and information indicating the charging power of each device. See FIG. 26 for charging information and power receiving information.

なお、ステップS1701で制御部331aは機器から充電情報を含む信号を受信した後、充電情報を含む信号が一定期間機器から送信されないことを確認すると、ステップS1702に移行する。すなわち、充電する機器を確定する。例えば、機器2a、2bが送電装置1に配置されると、充電情報71a、71bを取得した後、一定期間経過しても新たに充電情報を受信しない場合にはステップS1702に移行する。また、一定期間内に新たに充電情報を含む信号を機器2cから受信した場合、さらに一定期間待機し、一定期間経過しても新たに充電情報を受信しない場合にはステップS1702に移行する。なお、充電する機器の確定は上記方法に限定されるものでなく、他の方法を用いてもよい。   In step S1701, after the control unit 331a receives the signal including the charging information from the device and confirms that the signal including the charging information is not transmitted from the device for a certain period, the process proceeds to step S1702. That is, the device to be charged is determined. For example, when the devices 2a and 2b are arranged in the power transmission device 1, after acquiring the charging information 71a and 71b, if the charging information is not newly received even after a certain period of time, the process proceeds to step S1702. Further, when a new signal including charging information is received from the device 2c within a certain period, the apparatus further stands by for a certain period, and when no new charging information is received after a certain period of time, the process proceeds to step S1702. In addition, determination of the apparatus to charge is not limited to the said method, You may use another method.

ステップS1702では、主体となる機器の制御部が受電情報を参照して送電装置1に配置された機器が主体だけであるか否かを判定する。主体だけの場合(Yes)であればステップS1703に移行し、機器が主体以外にある場合(No)にはステップS1704に移行する。例えば、図26の受電情報72を参照した場合、3つの機器2a、2b、2cが送電装置1に配置されていることを検出し、主体以外に機器があるのでステップS1704に移行する。   In step S <b> 1702, the control unit of the main device determines whether or not the main device is the only device arranged in the power transmission device 1 with reference to the power reception information. If there is only the subject (Yes), the process proceeds to step S1703, and if the device is other than the subject (No), the process proceeds to step S1704. For example, when referring to the power reception information 72 of FIG. 26, it is detected that the three devices 2a, 2b, and 2c are arranged in the power transmission device 1, and there are devices other than the main body, and the process proceeds to step S1704.

ステップS1703では、主体となる機器の制御部が送電電力を設定する。主体だけの場合の送電電力は受電情報の充電電力と、記憶部332aに記憶されている効率情報の効率とを用いて、送電電力を求める。送電電力は式3により表すことができる。   In step S1703, the control unit of the main device sets transmission power. The transmission power in the case of only the subject is obtained using the charging power of the power reception information and the efficiency of the efficiency information stored in the storage unit 332a. The transmitted power can be expressed by Equation 3.

制御部331aは、例えば、受電情報72を参照して識別情報「A」に対応する充電電力である50Wを示す「50」を取得し、効率情報73を参照して識別情報「A」に対応する効率である80%を示す「0.8」を取得する。その後、充電電力/効率を計算して送電電力62.5Wを求める。   For example, the control unit 331a refers to the power reception information 72, acquires “50” indicating 50 W that is charging power corresponding to the identification information “A”, and refers to the efficiency information 73 to correspond to the identification information “A”. "0.8" indicating 80%, which is the efficiency to be acquired, is acquired. Thereafter, charging power / efficiency is calculated to obtain transmission power 62.5W.

ステップS1704では、主体となる機器の制御部が受電情報を参照して複数の機器の充電電力が同じでかつ効率が同じであるか否かを判定し、同じ場合(Yes)にはステップS1705に移行し、異なる場合(No)には図37のステップS1706に移行する。   In step S1704, the control unit of the main device refers to the power reception information to determine whether or not the charging power of the plurality of devices is the same and the efficiency is the same, and in the case of being the same (Yes), the process proceeds to step S1705. If there is a difference (No), the process moves to step S1706 in FIG.

ステップS1705では、主体となる機器の制御部が複数の機器の充電電力が同じで、かつ効率が同じ場合の送電電力を設定する。複数の機器の充電電力が同じ場合の送電電力は、受電情報の充電電力と、充電する機器の数(台数)と、記憶部332aに記憶されている効率情報の効率とを用いて、送電電力を求める。送電電力は式4により表すことができる。例えば、受電情報に記憶されている充電する機器の数が3台で、機器各々に対応する充電電力がすべて5Wで、効率がすべて0.8(80%)である場合は、式4を用いて送電電力18.75Wを求める。   In step S1705, the control unit of the main device sets the transmission power when the charging power of the plurality of devices is the same and the efficiency is the same. The transmission power when the charging power of a plurality of devices is the same is determined by using the charging power of the power receiving information, the number of devices to be charged (number), and the efficiency of the efficiency information stored in the storage unit 332a. Ask for. The transmitted power can be expressed by Equation 4. For example, when the number of devices to be charged stored in the power reception information is 3, the charging power corresponding to each device is 5 W, and the efficiency is 0.8 (80%), the equation 4 is used. Thus, the transmission power of 18.75 W is obtained.

図37のステップS1706では、主体となる機器の制御部が受電情報を参照して最大の充電電力の機器以外を選択する。例えば、制御部331aが受電情報72の「充電情報」を参照して最大の充電電力の機器以外を選択する。本例では、最大の充電電力の機器は識別情報が「A」の機器であるので、識別情報が「B」「C」の機器を選択する。   In step S1706 of FIG. 37, the control unit of the main device selects a device other than the device with the maximum charging power with reference to the power reception information. For example, the control unit 331a refers to “charging information” in the power reception information 72 and selects a device other than the device with the maximum charging power. In this example, since the device with the maximum charging power is the device with the identification information “A”, the devices with the identification information “B” and “C” are selected.

図37のステップS1707では、主体以外の選択された機器各々の受電部の共振周波数またはQ値を可変する通知を、主体となる受電装置の制御部が選択された機器各々に送信する。ステップS1707で制御部331aは受信した識別情報を用いて組合せ情報を参照し、同時に充電する機器の組合せに対応する可変情報を取得する。   In step S1707 of FIG. 37, a notification for changing the resonance frequency or Q value of the power receiving unit of each of the selected devices other than the main body is transmitted to each of the selected devices by the control unit of the main power receiving apparatus. In step S1707, the control unit 331a refers to the combination information using the received identification information, and acquires variable information corresponding to the combination of devices to be charged simultaneously.

ステップS1707において、例えば、主体である充電電力が50Wの機器Aと、充電電力が5Wの機器Bと、充電電力が3Wの機器Cとを同時に充電する場合について説明する。制御部331aは図26の受電情報72を用いて、図27の組合せ情報81を参照し、「機器組合せ」の「A」「B」「C」に関連付けられている可変情報「CA」「CB4」「CC4」を取得する。その後、機器Bに通知する可変情報「CB4」と機器Bを識別する識別情報を含む通知(送信データ)と、機器Cに通知する可変情報「CC4」と機器Cを識別する識別情報を含む通知(送信データ)とを生成する。そして、通信部333aとアンテナ334aを介して生成した通知各々を機器B、Cに送信する。   In step S1707, for example, a case where the main device A having a charging power of 50 W, a device B having a charging power of 5 W, and a device C having a charging power of 3 W are charged at the same time will be described. The control unit 331a refers to the combination information 81 in FIG. 27 by using the power reception information 72 in FIG. 26, and variable information “CA” “CB4” associated with “A”, “B”, and “C” of “device combination”. "" CC4 "is acquired. Thereafter, notification (transmission data) including variable information “CB4” notified to device B and identification information identifying device B, notification including variable information “CC4” notified to device C and identification information identifying device C (Transmission data). Then, the notifications generated via the communication unit 333a and the antenna 334a are transmitted to the devices B and C, respectively.

図37のステップS1708で主体となる機器の制御部は、主体となる機器の共振周波数またはQ値を可変する必要がある場合に、可変情報を用いて、記憶部332aに記憶されているQ値可変情報を参照して、共振周波数またはQ値を変更する。   When the control unit of the main device in step S1708 of FIG. 37 needs to change the resonance frequency or the Q value of the main device, the Q value stored in the storage unit 332a using the variable information. The resonance frequency or Q value is changed with reference to the variable information.

図37のステップS1709では、主体となる機器の制御部が複数の機器の充電電力が異なる場合または効率が異なる場合の送電電力を設定する。複数の機器の充電電力が異なる場合または効率が異なる場合の送電電力は、受電情報の充電電力各々と、記憶部332aに記憶されている組合せ情報の機器各々に対応する効率とを用いて、送電電力を求める。送電電力は式5により表すことができる。   In step S1709 in FIG. 37, the control unit of the main device sets transmission power when charging power of a plurality of devices is different or efficiency is different. The transmission power when the charging power of the plurality of devices is different or the efficiency is different is determined by using the charging power of the received information and the efficiency corresponding to each of the devices of the combination information stored in the storage unit 332a. Ask for power. The transmitted power can be expressed by Equation 5.

ステップS1710では、主体となる機器の制御部が通信部を介して送電電力情報を送電装置に送信する。制御部331aが通信部333aを介して送電電力情報を送電装置1に送信する。   In step S1710, the control unit of the main device transmits transmission power information to the power transmission device via the communication unit. The control unit 331a transmits the transmission power information to the power transmission device 1 via the communication unit 333a.

ステップS1711で主体となる機器の制御部は充電処理を行う。例えば、制御部331aがQ値の変更が完了したことを検出すると、充電開始状態に移行する。なお、充電開始状態であることを送電装置1に通知してもよい。   In step S1711, the control unit of the main device performs a charging process. For example, when the control unit 331a detects that the change of the Q value has been completed, the state is shifted to the charging start state. In addition, you may notify the power transmission apparatus 1 that it is a charge start state.

ステップS1712で主体となる機器の制御部は充電完了したことを検出する。制御部331aは充電の完了を検出すると、充電処理を終了(Yes)し、充電の完了を検出していない場合(No)は充電を継続する。充電の完了は、例えば、バッテリーの出力電圧を計測して、閾値以上であれば充電を完了する。なお、充電を完了したことを送電装置1に通知して、送電装置1が充電を終了してもよい。   In step S1712, the control unit of the main device detects that the charging is completed. When the control unit 331a detects completion of charging, the control unit 331a ends the charging process (Yes), and continues charging when no completion of charging is detected (No). For example, the charging is completed when the output voltage of the battery is measured and the charging is completed if it is equal to or greater than a threshold value. Note that the power transmission device 1 may be notified that the charging has been completed, and the power transmission device 1 may end the charging.

主体となる機器以外の機器の動作について説明する。   The operation of a device other than the main device will be described.

図38は、主体以外の機器の動作の一実施例を示すフロー図である。実施の形態3の場合、ステップS1901では主体となる機器以外の機器の制御部が充電情報を主体となる機器に送信する。制御部331bは、例えば、記憶部332bに記憶されている機器ごとに割り振られた識別番号と機器ごとの充電電力を取得して、充電情報を生成する。その後、制御部331bは充電情報を通信部333bに転送し、アンテナ334bを介して機器2aに送信する。   FIG. 38 is a flowchart showing an embodiment of the operation of devices other than the subject. In the case of Embodiment 3, in step S1901, the control unit of a device other than the main device transmits charging information to the main device. For example, the control unit 331b acquires the identification number assigned to each device stored in the storage unit 332b and the charging power for each device, and generates charging information. Thereafter, the control unit 331b transfers the charging information to the communication unit 333b and transmits it to the device 2a via the antenna 334b.

ステップS1902では充電情報を機器2aに送信した後、制御部331bは機器2aから送信される通知を受信したか否かを判定し、通知が送信されてきた場合(Yes)はステップS1903に移行し、送信されてない場合(No)は待機する。判定は、例えば、受信した通知に含まれる識別情報が、通知を受信した機器と同じであれば受信したと判定する。   In step S1902, after the charging information is transmitted to the device 2a, the control unit 331b determines whether or not a notification transmitted from the device 2a is received. If the notification is transmitted (Yes), the process proceeds to step S1903. If it has not been transmitted (No), it waits. The determination is made, for example, if the identification information included in the received notification is the same as the device that received the notification.

ステップS1903では、制御部331bが受信した通知に含まれる可変情報を用いて、記憶部332bに記憶されているQ値可変情報を参照してQ値を変更する。   In step S1903, using the variable information included in the notification received by the control unit 331b, the Q value is changed with reference to the Q value variable information stored in the storage unit 332b.

ステップS1904では、制御部331bがQ値の変更が完了したことを検出すると、充電処理を行う。なお、充電処理状態であることを送電装置1に通知してもよい。   In step S1904, when the control unit 331b detects that the Q value has been changed, a charging process is performed. In addition, you may notify the power transmission apparatus 1 that it is a charge process state.

ステップS1905では制御部331bが、充電が完了したことを検出する。制御部331bは充電の完了を検出すると、充電を終了して処理を終了(Yes)し、充電の完了を検出していない場合(No)は充電を継続する。充電の完了は、例えば、バッテリーの出力電圧を計測して、閾値以上であれば充電を完了する。なお、充電を完了したことを、機器2aを介して送電装置1に通知し、充電を終了してもよい。   In step S1905, the control unit 331b detects that charging has been completed. When the completion of charging is detected, the control unit 331b ends the charging and ends the process (Yes), and continues charging when the completion of charging is not detected (No). For example, the charging is completed when the output voltage of the battery is measured and the charging is completed if it is equal to or greater than a threshold value. In addition, you may notify the power transmission apparatus 1 via the apparatus 2a that charging was completed, and you may complete | finish charging.

実施の形態3の送電装置の動作について説明する。   The operation of the power transmission device according to the third embodiment will be described.

図39は、実施の形態3の送電装置の動作の一実施例を示すフロー図である。ステップS2001では図35の送電装置の制御部321が送電電力情報を主体となる機器2aから受信する。   FIG. 39 is a flowchart illustrating an example of operation of the power transmission device according to the third embodiment. In step S2001, the control unit 321 of the power transmission apparatus in FIG. 35 receives transmission power information from the main device 2a.

ステップS2002では、電力供給部325と送電部326から送電電力情報に示される電力を送電できるように、制御部321が設定をする。   In step S2002, the control unit 321 performs setting so that the power indicated by the transmitted power information can be transmitted from the power supply unit 325 and the power transmission unit 326.

ステップS2003では、送電準備が完了したことを検出すると、制御部321が充電処理を行う。なお、充電処理状態であることを充電装置2aに通知してもよい。   In step S2003, when it is detected that power transmission preparation is completed, the control unit 321 performs a charging process. In addition, you may notify the charging device 2a that it is a charge processing state.

ステップS2004では制御部321が、充電が完了したことを検出する。制御部321は充電の完了を検出すると、充電を終了して処理を終了(Yes)し、充電の完了を検出していない場合(No)は充電を継続する。   In step S2004, the control unit 321 detects that charging has been completed. When detecting the completion of charging, the control unit 321 ends the charging and ends the process (Yes), and continues the charging when the completion of the charging is not detected (No).

実施の形態3によれば、複数の充電電力が異なる機器へ同時に給電を行う場合でも、充電電力が異なる機器に適切な電力を供給することができる。   According to the third embodiment, even when power is supplied to a plurality of devices having different charging powers simultaneously, appropriate power can be supplied to devices having different charging powers.

また、電力バランスを調整することが可能となるため、充電電力が異なる複数の機器に対して同時に充電を行うことが可能となる。また、送電時のロスも最小とすることができる。   In addition, since the power balance can be adjusted, it is possible to charge a plurality of devices having different charging powers at the same time. In addition, loss during power transmission can be minimized.

また、実施の形態3によれば組み合わせる電力バランスに応じた共振周波数またはQ値の調整ができる。   Further, according to the third embodiment, the resonance frequency or the Q value can be adjusted according to the power balance to be combined.

また、実施の形態3を用いることにより、予めバッテリーの充電状況や充電台の電力分布を加味して、電力バランスに応じた共振周波数またはQ値の調整をすることも可能となる。   Further, by using the third embodiment, it is possible to adjust the resonance frequency or the Q value in accordance with the power balance in consideration of the charging state of the battery and the power distribution of the charging stand in advance.

なお、主体となる機器がひとつの場合について説明したが、複数の機器が上記説明した処理を分割して行ってもよい。   In addition, although the case where there is one main device has been described, a plurality of devices may perform the above-described processing separately.

<実施の形態4>
図40は、実施の形態4の送電装置、受電装置および外部装置を有するシステムの一実施例を示す図である。実施の形態4では図40に示した送電装置1から機器2a、2bに充電するための制御を外部装置2100が行う。
<Embodiment 4>
FIG. 40 is a diagram illustrating an example of a system including the power transmission device, the power reception device, and the external device according to the fourth embodiment. In the fourth embodiment, the external device 2100 performs control for charging the devices 2a and 2b from the power transmission device 1 shown in FIG.

外部装置2100はコンピュータなどの装置で、送電装置1、機器2a、2bと通信をすることができる。外部装置2100は、例えば、サーバやクラウドなどが考えられる。   The external device 2100 is a device such as a computer and can communicate with the power transmission device 1 and the devices 2a and 2b. The external device 2100 may be a server or a cloud, for example.

制御部2101はCentral Processing Unit(CPU)、マルチコアCPU、プログラマブルなデバイス(Field Programmable Gate Array(FPGA)、Programmable Logic Device(PLD)など)を用いることが考えられる。   The control unit 2101 may be a central processing unit (CPU), a multi-core CPU, or a programmable device (such as a field programmable gate array (FPGA) or a programmable logic device (PLD)).

記憶部2102は、後述する受電情報、効率情報、組合せ情報などを記憶している。記憶部2102は、例えばRead Only Memory(ROM)、Flash−ROM、Random Access Memory(RAM)、FeRAMなどのメモリやハードディスクなどが考えられる。なお、記憶部2102にはパラメータ値、変数値などのデータを記録してもよいし、実行時のワークエリアとして用いてもよい。また、記憶部2102(ROM、Flash−ROM、FeRAMなどの不揮発性メモリ)にはプログラムが格納され、実行時に制御部が読み取りながら処理を実行する。   The storage unit 2102 stores power reception information, efficiency information, combination information, and the like, which will be described later. As the storage unit 2102, for example, a memory such as a read only memory (ROM), a flash-ROM, a random access memory (RAM), or a FeRAM, a hard disk, or the like can be considered. Data such as parameter values and variable values may be recorded in the storage unit 2102 or may be used as a work area at the time of execution. A program is stored in the storage unit 2102 (nonvolatile memory such as ROM, Flash-ROM, or FeRAM), and the processing is executed while being read by the control unit at the time of execution.

通信部2103は、アンテナ2104と接続され、送電装置1、機器2a、2bの通信部と無線通信などの通信を行うためのインタフェースである。例えば、無線Local Area Network(LAN)やBluetoothなどの無線接続を行うためのインタフェースなどが考えられる。   The communication unit 2103 is an interface that is connected to the antenna 2104 and performs communication such as wireless communication with the communication units of the power transmission device 1 and the devices 2a and 2b. For example, an interface for wireless connection such as a wireless local area network (LAN) or Bluetooth can be considered.

また、外部装置2100は記録媒体読取装置、入出力インタフェースを備えていてもよい。記録媒体読取装置は、制御部2101の制御に従って記録媒体に対するデータのリード/ライトを制御する。そして、記録媒体に記録媒体読取装置の制御で書き込まれたデータを記録させたり、記録媒体に記録されたデータを読み取らせたりする。また、着脱可能な記録媒体は、コンピュータで読み取り可能なnon-transitory(非一時的)な記録媒体として、磁気記録装置、光ディスク、光磁気記録媒体、半導体メモリなどがある。磁気記録装置には、ハードディスク装置(HDD)などがある。光ディスクには、Digital Versatile Disc(DVD)、DVD−RAM、Compact Disc Read Only Memory(CD−ROM)、CD−R(Recordable)/RW(ReWritable)などがある。光磁気記録媒体には、Magneto-Optical disk(MO)などがある。なお、記憶部2102もnon-transitory(非一時的)な記録媒体に含まれる。なお、記録媒体、記録媒体読み取り装置は、必須ではない。   The external device 2100 may include a recording medium reading device and an input / output interface. The recording medium reading device controls reading / writing of data with respect to the recording medium according to the control of the control unit 2101. Then, the data written under the control of the recording medium reader is recorded on the recording medium, or the data recorded on the recording medium is read. The detachable recording medium includes a magnetic recording device, an optical disk, a magneto-optical recording medium, a semiconductor memory, and the like as a computer-readable non-transitory recording medium. The magnetic recording device includes a hard disk device (HDD). Optical discs include Digital Versatile Disc (DVD), DVD-RAM, Compact Disc Read Only Memory (CD-ROM), and CD-R (Recordable) / RW (ReWritable). Magneto-optical recording media include magneto-optical disks (MO). Note that the storage unit 2102 is also included in a non-transitory recording medium. Note that the recording medium and the recording medium reading device are not essential.

入出力インタフェースには、コンピュータなどの入出力部が接続され、利用者が入力した情報を受信し、バスを介して制御部2101または記憶部2102などに送信する。入出力部の入力装置は、例えば、キーボード、ポインティングデバイス(マウスなど)、タッチパネルなどが考えられる。なお、入出力部の出力部であるディスプレイは、例えば、液晶ディスプレイなどが考えられる。また、出力部はCathode Ray Tube(CRT)ディスプレイ、プリンタなどの出力装置であってもよい。   An input / output unit such as a computer is connected to the input / output interface, receives information input by the user, and transmits the information to the control unit 2101 or the storage unit 2102 via the bus. As the input device of the input / output unit, for example, a keyboard, a pointing device (such as a mouse), a touch panel, and the like can be considered. In addition, the display which is an output part of an input / output part can consider a liquid crystal display etc., for example. The output unit may be an output device such as a Cathode Ray Tube (CRT) display or a printer.

また、上記に示したハードウェア構成を有するコンピュータを用いることによって、後述する実施の形態4における各種処理機能を実現してもよい。その場合コンピュータが有すべき機能の処理内容を記述したプログラムが提供される。そのプログラムをコンピュータで実行することにより、上記処理機能がコンピュータ上で実現される。処理内容を記述したプログラムは、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録しておくことができる。   Further, by using a computer having the hardware configuration described above, various processing functions in the fourth embodiment to be described later may be realized. In this case, a program describing the processing contents of the functions that the computer should have is provided. By executing the program on a computer, the above processing functions are realized on the computer. The program describing the processing contents can be recorded on a computer-readable recording medium.

プログラムを流通させる場合には、例えば、そのプログラムが記録されたDVD、CD−ROMなどの記録媒体が販売される。また、プログラムをサーバコンピュータの記憶装置に記録しておき、ネットワークを介して、サーバコンピュータから他のコンピュータにそのプログラムを転送することもできる。   When distributing the program, for example, a recording medium such as a DVD or a CD-ROM in which the program is recorded is sold. It is also possible to record the program in a storage device of the server computer and transfer the program from the server computer to another computer via a network.

プログラムを実行するコンピュータは、例えば、記録媒体に記録されたプログラムもしくはサーバコンピュータから転送されたプログラムを、自己の記憶部2102に記録する。そして、コンピュータは、自己の記憶部2102からプログラムを読み取り、プログラムに従った処理を実行する。   The computer that executes the program records, for example, the program recorded on the recording medium or the program transferred from the server computer in its own storage unit 2102. Then, the computer reads the program from its own storage unit 2102 and executes processing according to the program.

制御部2101は、外部装置2100の各部を制御する。また、制御部2101は機器2a、2bを識別する識別情報と、機器2a、2b各々に関連付けられる充電電力を示す情報と、を機器2a、2b各々から取得する。制御部2101は、取得した識別情報各々を用いて、機器2a、2bの組合せと、組合せに関連付けられている機器2a、2b各々の受電部の有する共振回路の共振周波数またはQ値を可変する可変情報を生成する。制御部2101は、1つ以上の機器2a、2bの組合せと、1つ以上の機器2a、2bの組合せ各々に関連付けられている機器2a、2b各々の可変情報を有する組合せ情報を参照し、取得した識別情報各々を用いて、機器2a、2b各々に関連付けられている可変情報を選択する。制御部2101は、可変情報を機器2a、2b各々に送信する。   The control unit 2101 controls each unit of the external device 2100. In addition, the control unit 2101 acquires identification information for identifying the devices 2a and 2b and information indicating the charging power associated with each of the devices 2a and 2b from each of the devices 2a and 2b. The control unit 2101 uses each of the acquired identification information to change the resonance frequency or Q value of the combination of the devices 2a and 2b and the resonance circuit of the power receiving unit of each of the devices 2a and 2b associated with the combination. Generate information. The control unit 2101 refers to the combination information having variable information of each of the devices 2a and 2b associated with each combination of the one or more devices 2a and 2b and each of the combinations of the one or more devices 2a and 2b. Each piece of identification information is used to select variable information associated with each of the devices 2a and 2b. The control unit 2101 transmits variable information to each of the devices 2a and 2b.

制御部2101は、機器2a、2bに対応する充電電力と効率を用いて送電電力を求め、送電電力を示す情報を送電装置1に送信する。なお、機器2a、2bに対応する充電電力と効率を、外部装置2100から送信し、送電装置1で送電電力を求めてもよい。送電電力は、例えば、取得した識別情報各々を用いて、識別情報に関連付けられている効率各々を参照し、上記機器各々に対応する充電電力と効率を取得し、取得した充電電力と効率を用いて送電電力を求めることが考えられる。ただし、送電電力の求め方は上記方法に限定されるものではない。   The control unit 2101 obtains transmission power using the charging power and efficiency corresponding to the devices 2a and 2b, and transmits information indicating the transmission power to the power transmission device 1. Note that the charging power and efficiency corresponding to the devices 2a and 2b may be transmitted from the external device 2100, and the power transmission device 1 may obtain the transmission power. For example, each of the acquired identification information is used to refer to the efficiency associated with the identification information, and the transmission power is acquired for the power and efficiency corresponding to each of the devices, and the acquired charge power and efficiency are used. The transmission power can be calculated. However, the method for obtaining transmitted power is not limited to the above method.

外部装置の動作について説明する。   The operation of the external device will be described.

図41、図42は、外部装置の動作の一実施例を示すフロー図である。ステップS2201では、機器2a、機器2bから無線などの通信を用いて送信された充電情報を外部装置2100の制御部2101が取得する。通信部2103は、受信した信号に含まれる機器2a、2bの充電情報を制御部2101に転送する。   41 and 42 are flowcharts showing an embodiment of the operation of the external device. In step S2201, the control unit 2101 of the external device 2100 acquires charging information transmitted from the devices 2a and 2b using wireless communication or the like. The communication unit 2103 transfers the charging information of the devices 2 a and 2 b included in the received signal to the control unit 2101.

続いて、ステップS2201で制御部2101は、機器2a、2bから受信した充電情報を、記憶部2102の受電情報に記憶する。受電情報は、機器を識別する識別情報と、機器各々の充電電力を示す情報とを有する。充電情報と受電情報については図26を参照。   Subsequently, in step S2201, the control unit 2101 stores the charging information received from the devices 2a and 2b in the power reception information of the storage unit 2102. The power reception information includes identification information for identifying the device and information indicating the charging power of each device. See FIG. 26 for charging information and power receiving information.

なお、ステップS2201で制御部2101は機器から充電情報を含む信号を受信した後、充電情報を含む信号が一定期間機器から送信されないことを確認すると、ステップS2202に移行する。すなわち、充電する機器を確定する。例えば、機器2a、2bが送電装置1に配置されると、充電情報71a、71bを取得した後、一定期間経過しても新たに充電情報を受信しない場合にはステップS2202に移行する。また、一定期間内に新たに充電情報を含む信号を機器2cから受信した場合、さらに一定期間待機し、一定期間経過しても新たに充電情報を受信しない場合にはステップS2202に移行する。なお、充電する機器の確定は上記方法に限定されるものでなく、他の方法を用いてもよい。   In step S2201, after receiving a signal including charging information from the device, the control unit 2101 proceeds to step S2202 when confirming that a signal including charging information is not transmitted from the device for a certain period. That is, the device to be charged is determined. For example, when the devices 2a and 2b are arranged in the power transmission device 1, after acquiring the charging information 71a and 71b, if the charging information is not newly received even after a certain period of time, the process proceeds to step S2202. In addition, when a signal including charging information is newly received from the device 2c within a certain period, the apparatus further waits for a certain period, and proceeds to step S2202 when no new charging information is received after a certain period. In addition, determination of the apparatus to charge is not limited to the said method, You may use another method.

ステップS2202では、制御部2101が受電情報を参照して送電装置1に配置された機器が単数であるか否かを判定し、単数の場合(Yes)であればステップS2203に移行し、複数ある場合(No)にはステップS2204に移行する。例えば、図26の受電情報72を参照した場合、3つの機器2a、2b、2cが送電装置1に配置されていることを検出してステップS2204に移行する。   In step S2202, the control unit 2101 refers to the power reception information to determine whether the number of devices arranged in the power transmission device 1 is singular. If the number is singular (Yes), the process proceeds to step S2203. In the case (No), the process proceeds to step S2204. For example, when referring to the power reception information 72 of FIG. 26, it is detected that the three devices 2a, 2b, and 2c are arranged in the power transmission device 1, and the process proceeds to step S2204.

ステップS2203では、制御部2101が送電電力を設定する。送電電力は受電情報の充電電力と、記憶部2102に記憶されている効率情報の効率とを用いて、送電電力を求める。送電電力は式3により表すことができる。   In step S2203, the control unit 2101 sets transmission power. The transmission power is obtained by using the charging power of the power reception information and the efficiency information stored in the storage unit 2102. The transmitted power can be expressed by Equation 3.

制御部2101は、例えば、受電情報72を参照して識別情報「A」に対応する充電電力である50Wを示す「50」を取得し、効率情報73を参照して識別情報「A」に対応する効率である80%を示す「0.8」を取得する。その後、充電電力/効率を計算して送電電力62.5Wを求める。   For example, the control unit 2101 refers to the power reception information 72 to acquire “50” indicating 50 W that is the charging power corresponding to the identification information “A”, and refers to the efficiency information 73 to correspond to the identification information “A”. "0.8" indicating 80%, which is the efficiency to be acquired, is acquired. Thereafter, charging power / efficiency is calculated to obtain transmission power 62.5W.

ステップS2204では、制御部2101が受電情報を参照して複数の機器の充電電力が同じでかつ効率が同じであるか否かを判定し、同じ場合(Yes)にはステップS2205に移行し、異なる場合(No)には図42のステップS2206に移行する。   In step S2204, the control unit 2101 refers to the power reception information to determine whether or not the charging powers of the plurality of devices are the same and the efficiency is the same. If they are the same (Yes), the process proceeds to step S2205 and is different. In the case (No), the process proceeds to step S2206 in FIG.

ステップS2205では、制御部2101が複数の機器の充電電力が同じで、かつ効率が同じ場合の送電電力を設定する。複数の機器の充電電力が同じ場合の送電電力は、受電情報の充電電力と、充電する機器の数(台数)と、記憶部2102に記憶されている効率情報の効率とを用いて、送電電力を求める。送電電力は式4により表すことができる。   In step S2205, the control unit 2101 sets transmission power when the charging power of the plurality of devices is the same and the efficiency is the same. The transmission power when the charging power of a plurality of devices is the same is calculated by using the charging power of the power reception information, the number of devices to be charged (number), and the efficiency of the efficiency information stored in the storage unit 2102. Ask for. The transmitted power can be expressed by Equation 4.

例えば、受電情報に記憶されている充電する機器の数が3台で、機器各々に対応する充電電力がすべて5Wで、効率がすべて0.8(80%)である場合は、式4を用いて送電電力18.75Wを求める。   For example, when the number of devices to be charged stored in the power reception information is 3, the charging power corresponding to each device is 5 W, and the efficiency is 0.8 (80%), the equation 4 is used. The transmission power of 18.75 W is obtained.

図42のステップS2206では、制御部2101が受電情報を参照して最大の充電電力の機器以外を選択する。制御部2101が、例えば、受電情報72の「充電情報」を参照して最大の充電電力の機器以外を選択する。本例では、最大の充電電力の機器は識別情報が「A」の機器であるので、識別情報が「B」「C」の機器を選択する。   In step S2206 of FIG. 42, the control unit 2101 selects a device other than the device with the maximum charging power with reference to the power reception information. For example, the control unit 2101 refers to “charging information” in the power reception information 72 and selects a device other than the device with the maximum charging power. In this example, since the device with the maximum charging power is the device with the identification information “A”, the devices with the identification information “B” and “C” are selected.

図42のステップS2207では、選択された機器各々の受電部の共振周波数またはQ値を可変する通知を、制御部2101が選択された機器各々に送信する。ステップS2207で制御部2101は受信した識別情報を用いて組合せ情報を参照し、同時に充電する機器の組合せに対応する可変情報を取得する。   In step S2207 of FIG. 42, the control unit 2101 transmits a notification for changing the resonance frequency or the Q value of each power receiving unit of each selected device to each selected device. In step S2207, the control unit 2101 refers to the combination information using the received identification information, and acquires variable information corresponding to the combination of devices to be charged simultaneously.

ステップS2207において、例えば、充電電力が50Wの機器Aと、充電電力が5Wの機器Bと、充電電力が3Wの機器Cとを同時に充電する場合について説明する。制御部331aは図26の受電情報72を用いて、図27の組合せ情報81を参照し、「機器組合せ」の「A」「B」「C」に関連付けられている可変情報「CA」「CB4」「CC4」を取得する。その後、機器Aに通知する可変情報「CA」と機器Aを識別する識別情報を含む通知と、機器Bに通知する可変情報「CB4」と機器Bを識別する識別情報を含む通知と、機器Cに通知する可変情報「CC4」と機器Cを識別する識別情報を含む通知とを生成する。そして、通信部2103とアンテナ2104を介して生成した通知各々を機器A、B、Cに送信する。   In step S2207, for example, a case where a device A with a charging power of 50 W, a device B with a charging power of 5 W, and a device C with a charging power of 3 W are charged at the same time will be described. The control unit 331a refers to the combination information 81 in FIG. 27 by using the power reception information 72 in FIG. 26, and variable information “CA” “CB4” associated with “A”, “B”, and “C” of “device combination”. "" CC4 "is acquired. Thereafter, the variable information “CA” notified to the device A and the notification including the identification information for identifying the device A, the variable information “CB4” to be notified to the device B, the notification including the identification information for identifying the device B, and the device C The variable information “CC4” to be notified to and the notification including the identification information for identifying the device C are generated. Then, each notification generated via the communication unit 2103 and the antenna 2104 is transmitted to the devices A, B, and C.

図42のステップS2208では、制御部2101が複数の機器の充電電力が異なる場合または効率が異なる場合の送電電力を設定する。複数の機器の充電電力が異なる場合または効率が異なる場合の送電電力は、受電情報の充電電力各々と、記憶部2102に記憶されている組合せ情報の機器各々に対応する効率とを用いて、送電電力を求める。送電電力は式5により表すことができる。   In step S2208 of FIG. 42, the control unit 2101 sets transmission power when charging power of a plurality of devices is different or efficiency is different. The transmission power when the charging power of the plurality of devices is different or the efficiency is different is determined by using each of the charging power of the received information and the efficiency corresponding to each of the devices of the combination information stored in the storage unit 2102. Ask for power. The transmitted power can be expressed by Equation 5.

ステップS2209では、制御部2101が通信部2103を介して送電電力情報を送電装置1に送信する。制御部2101が通信部2103を介して送電電力情報を送電装置1に送信する。   In step S <b> 2209, the control unit 2101 transmits transmission power information to the power transmission device 1 via the communication unit 2103. The control unit 2101 transmits transmission power information to the power transmission device 1 via the communication unit 2103.

ステップS2210で制御部2101は充電処理を行う。例えば、制御部2101がQ値の変更が完了したことを検出すると、充電開始状態に移行する。なお、充電開始状態であることを送電装置1に通知してもよい。   In step S2210, the control unit 2101 performs a charging process. For example, when the control unit 2101 detects that the change of the Q value has been completed, it shifts to a charging start state. In addition, you may notify the power transmission apparatus 1 that it is a charge start state.

ステップS2211で制御部2101は充電完了したことを検出する。制御部2101は充電の完了を検出すると、充電処理を終了(Yes)し、充電の完了を検出していない場合(No)は充電を継続する。充電の完了は、例えば、バッテリーの出力電圧を計測して、閾値以上であれば充電を完了する。なお、充電を完了したことを送電装置1に通知して、送電装置1が充電を終了してもよい。   In step S2211, the control unit 2101 detects that charging has been completed. When the control unit 2101 detects the completion of charging, the control unit 2101 ends the charging process (Yes), and continues charging when the completion of charging is not detected (No). For example, the charging is completed when the output voltage of the battery is measured and the charging is completed if it is equal to or greater than a threshold value. Note that the power transmission device 1 may be notified that the charging has been completed, and the power transmission device 1 may end the charging.

実施の形態4における機器の動作について説明する。   The operation of the device in the fourth embodiment will be described.

図43は、実施の形態4における機器の動作の一実施例を示すフロー図である。実施の形態4の場合、ステップS2401では制御部が充電情報を外部装置に送信する。例えば、制御部331aは、例えば、記憶部332aに記憶されている機器ごとに割り振られた識別番号と機器ごとの充電電力を取得して、充電情報を生成する。その後、制御部331aは充電情報を通信部333aに転送し、アンテナ334aを介して外部装置2100に送信する。   FIG. 43 is a flowchart showing an example of the operation of the device in the fourth embodiment. In the case of the fourth embodiment, in step S2401, the control unit transmits charging information to the external device. For example, the control unit 331a acquires the identification number assigned to each device stored in the storage unit 332a and the charging power for each device, and generates charging information. Thereafter, the control unit 331a transfers the charging information to the communication unit 333a and transmits it to the external device 2100 via the antenna 334a.

ステップS2402では充電情報を外部装置2100に送信した後、機器の制御部は外部装置2100から送信される通知を受信したか否かを判定し、通知が送信されてきた場合(Yes)はステップS2403に移行し、送信されてない場合(No)は待機する。判定は、例えば、受信した通知に含まれる識別情報が、通知を受信した機器と同じであれば受信したと判定する。   In step S2402, after transmitting the charging information to the external device 2100, the control unit of the device determines whether or not a notification transmitted from the external device 2100 has been received. If the notification has been transmitted (Yes), step S2403 is performed. If it is not transmitted (No), it waits. The determination is made, for example, if the identification information included in the received notification is the same as the device that received the notification.

ステップS2403では、機器の制御部が受信した通知に含まれる可変情報を用いて、機器の記憶部に記憶されているQ値可変情報を参照してQ値を変更する。   In step S2403, using the variable information included in the notification received by the control unit of the device, the Q value is changed with reference to the Q value variable information stored in the storage unit of the device.

ステップS2404では、機器の制御部がQ値の変更が完了したことを検出すると、充電処理を行う。なお、充電処理状態であることを送電装置1に通知してもよい。   In step S2404, when the control unit of the device detects that the Q value has been changed, a charging process is performed. In addition, you may notify the power transmission apparatus 1 that it is a charge process state.

ステップS2405では機器の制御部が、充電が完了したことを検出する。制御部は充電の完了を検出すると、充電を終了して処理を終了(Yes)し、充電の完了を検出していない場合(No)は充電を継続する。充電の完了は、例えば、バッテリーの出力電圧を計測して、閾値以上であれば充電を完了する。なお、充電を完了したことを、外部装置2100を介して送電装置1に通知し、充電を終了してもよい。   In step S2405, the control unit of the device detects that charging has been completed. When the controller detects the completion of charging, the controller ends charging and ends the process (Yes), and continues charging when no completion of charging is detected (No). For example, the charging is completed when the output voltage of the battery is measured and the charging is completed if it is equal to or greater than a threshold value. In addition, the power transmission device 1 may be notified via the external device 2100 that the charging has been completed, and the charging may be terminated.

実施の形態4の送電装置の動作について説明する。   The operation of the power transmission device according to the fourth embodiment will be described.

図44は、実施の形態4の送電装置の動作の一実施例を示すフロー図である。ステップS2501では図40の送電装置1の制御部321が送電電力情報を外部装置2100から受信する。   FIG. 44 is a flowchart illustrating an example of operation of the power transmission device according to the fourth embodiment. In step S2501, the control unit 321 of the power transmission device 1 in FIG. 40 receives transmission power information from the external device 2100.

ステップS2502では、電力供給部325と送電部326から送電電力情報に示される電力を送電できるように、制御部321が設定をする。   In step S <b> 2502, the control unit 321 performs settings so that the power indicated by the transmitted power information can be transmitted from the power supply unit 325 and the power transmission unit 326.

ステップS2503では、送電準備が完了したことを検出すると、制御部321が充電処理を行う。なお、充電処理状態であることを機器2aに通知してもよい。   In step S2503, when it is detected that preparation for power transmission is completed, the control unit 321 performs a charging process. In addition, you may notify the apparatus 2a that it is a charge process state.

ステップS2504では制御部321が、充電が完了したことを検出する。制御部321は充電の完了を検出すると、充電を終了して処理を終了(Yes)し、充電の完了を検出していない場合(No)は充電を継続する。   In step S2504, the control unit 321 detects that charging has been completed. When detecting the completion of charging, the control unit 321 ends the charging and ends the process (Yes), and continues the charging when the completion of the charging is not detected (No).

実施の形態4によれば、複数の充電電力が異なる機器へ同時に給電を行う場合でも、充電電力が異なる機器に適切な電力を供給することができる。   According to the fourth embodiment, it is possible to supply appropriate power to devices having different charging powers even when power is simultaneously supplied to devices having different charging powers.

また、電力バランスを調整することが可能となるため、充電電力が異なる複数の機器に対して同時に充電を行うことが可能となる。また、送電時のロスも最小とすることができる。   In addition, since the power balance can be adjusted, it is possible to charge a plurality of devices having different charging powers at the same time. In addition, loss during power transmission can be minimized.

また、実施の形態4によれば組み合わせる電力バランスに応じた共振周波数またはQ値の調整ができる。   Further, according to the fourth embodiment, the resonance frequency or the Q value can be adjusted according to the power balance to be combined.

また、実施の形態4を用いることにより、予めバッテリーの充電状況や充電台の電力分布を加味して、電力バランスに応じた共振周波数またはQ値の調整をすることも可能となる。   In addition, by using the fourth embodiment, it is possible to adjust the resonance frequency or the Q value according to the power balance in consideration of the charging state of the battery and the power distribution of the charging stand in advance.

<実施の形態5>
図45、図46は、実施の形態5の送電共振コイルと受電共振コイルの位置関係を示す図である。図45、図46に示す受電共振コイル6a、6bは同じコイルで、受電共振コイル6a、6bを備える機器各々の効率も同じとする。図46に示す受電共振コイル6cは、受電共振コイル6a、6bとは異なるコイルで、受電共振コイル6cを備える機器各々の効率も受電共振コイル6a、6bはと異なるものとする。
<Embodiment 5>
45 and 46 are diagrams illustrating the positional relationship between the power transmission resonance coil and the power reception resonance coil according to the fifth embodiment. The power receiving resonance coils 6a and 6b shown in FIGS. 45 and 46 are the same coil, and the efficiency of each device including the power receiving resonance coils 6a and 6b is also the same. The power receiving resonance coil 6c shown in FIG. 46 is different from the power receiving resonance coils 6a and 6b, and the efficiency of each device including the power receiving resonance coil 6c is also different from that of the power receiving resonance coils 6a and 6b.

図45の26Aに示す図は、送電共振コイル5に対して受電共振コイル6a、6bは同じ距離にあり、姿勢も同じである。図45の26Bに示す図は、送電共振コイル5に対して受電共振コイル6a、6bの姿勢は同じであるが、受電共振コイル6a、6bの距離が異なる。図45の26Cに示す図は、送電共振コイル5に対して受電共振コイル6a、6bの距離も姿勢も異なる。送電共振コイル5に対する受電共振コイル6a、6bの距離または姿勢が異なると、効率も変化するため、効率の変化を加味して共振周波数またはQ値を調整し、送電電力も求めなければならない。   In FIG. 45A, the power receiving resonance coils 6 a and 6 b are at the same distance and the posture is the same with respect to the power transmission resonance coil 5. 45B of FIG. 45, the power receiving resonance coils 6a and 6b have the same posture with respect to the power transmission resonance coil 5, but the distances between the power reception resonance coils 6a and 6b are different. 45C of FIG. 45 differs from the power transmission resonance coil 5 in the distance and posture of the power reception resonance coils 6a and 6b. If the distances or postures of the power receiving resonance coils 6a and 6b with respect to the power transmission resonance coil 5 are different, the efficiency also changes. Therefore, the resonance frequency or the Q value must be adjusted in consideration of the change in efficiency, and the transmission power must also be obtained.

図46の27Aに示す図は、送電共振コイル5に対して受電共振コイル6a、6cは同じ距離にあり、姿勢も同じである。図46の27Bに示す図は、送電共振コイル5に対して受電共振コイル6aが受電共振コイル6cより近い距離にあり、受電共振コイル6a、6cの姿勢は同じである。図46の27Cに示す図は、送電共振コイル5に対して受電共振コイル6cが受電共振コイル6aより近い距離にあり、受電共振コイル6a、6cの姿勢は同じである。送電共振コイル5に対する受電共振コイル6a、6cの距離または姿勢が異なると、効率も変化するため、図46に示すような場合でも、効率の変化を加味して機器の共振周波数またはQ値を調整し、送電電力も決めなければならない。   46A, the power receiving resonance coils 6a and 6c are at the same distance from the power transmission resonance coil 5, and the posture is also the same. 46B, the power receiving resonance coil 6a is closer to the power transmission resonance coil 5 than the power reception resonance coil 6c, and the postures of the power reception resonance coils 6a and 6c are the same. 46C, the power receiving resonance coil 6c is closer to the power transmission resonance coil 5 than the power reception resonance coil 6a, and the postures of the power reception resonance coils 6a and 6c are the same. If the distance or posture of the power receiving resonance coil 6a, 6c with respect to the power transmission resonance coil 5 is different, the efficiency also changes. Therefore, even in the case shown in FIG. 46, the resonance frequency or Q value of the device is adjusted in consideration of the change in efficiency. And the transmission power must be determined.

そこで、実施の形態5では送電装置と機器の位置関係による効率が変化した場合でも、該効率を加味して、機器に適切な電力を供給することができるようにする。   Therefore, in the fifth embodiment, even when the efficiency due to the positional relationship between the power transmission device and the device changes, it is possible to supply appropriate power to the device by taking the efficiency into consideration.

図47は、実施の形態5における主体となる制御部の一実施例を示す図である。図48は、実施の形態5の状態−効率情報のデータ構造の一実施例を示す図である。図49は、実施の形態5の組合せ情報のデータ構造の一実施例を示す図である。   FIG. 47 is a diagram illustrating an example of a main control unit according to the fifth embodiment. FIG. 48 is a diagram illustrating an example of a data structure of state-efficiency information according to the fifth embodiment. FIG. 49 is a diagram illustrating an example of the data structure of the combination information according to the fifth embodiment.

取得部2801は、送電装置と機器の位置関係を求めるために用いる情報を取得する。取得部は例えば撮像装置が考えられる。位置関係を求めるために用いる情報は、撮像装置が撮影した画像情報やセンサにより計測した位置関係を示す情報などが考えられる。ただし、位置関係を求めるために用いる情報は、画像データに限定されるものではなく、位置関係が分かるものであればよい。   The acquisition unit 2801 acquires information used to obtain the positional relationship between the power transmission device and the device. The acquisition unit may be an imaging device, for example. As information used for obtaining the positional relationship, image information captured by the imaging device, information indicating the positional relationship measured by the sensor, and the like can be considered. However, the information used for obtaining the positional relationship is not limited to image data, and may be any information as long as the positional relationship is known.

図47に示す検出部2802、効率算出部2803、選択部2804、可変情報算出部2805、送電電力算出部2806は、主体となる装置の制御部に設けられる。すなわち、送電装置1、機器、外部装置の何れかに設けられる。   The detection unit 2802, the efficiency calculation unit 2803, the selection unit 2804, the variable information calculation unit 2805, and the transmission power calculation unit 2806 illustrated in FIG. 47 are provided in the control unit of the main device. That is, it is provided in any one of the power transmission device 1, the device, and the external device.

検出部2802は、位置関係を求めるために用いる情報を取得して、送電装置と機器の位置関係を示す状態情報を求める。状態情報は、例えば、機器の3次元空間上の位置と姿勢を示す情報が考えられる。位置は、特定マーカーを付けられた機器を撮像装置により撮影し、撮影した画像情報に対して画像処理などを用いて解析をして機器を認識し、認識した機器を撮影した位置からの視野位置と深度(距離)より、3次元空間上の位置を推定する。姿勢は、認識した機器のマーカーと外形画像を用いて姿勢を推定する。   The detection unit 2802 obtains information used for obtaining the positional relationship, and obtains state information indicating the positional relationship between the power transmission apparatus and the device. As the state information, for example, information indicating the position and posture of the device in the three-dimensional space can be considered. The position is taken by photographing the device with the specific marker with the imaging device, analyzing the captured image information using image processing, etc., recognizing the device, and the visual field position from the position where the recognized device was photographed And the position in the three-dimensional space are estimated from the depth (distance). The posture is estimated using the recognized device marker and the outline image.

効率算出部2803は求めた状態情報から効率を示す効率情報を求める。例えば、図48の状態−効率情報2901を用いて求めることが考えられる。状態−効率情報2901は、「ID」「状態情報」「効率情報」に記憶される情報を有している。「ID」には機器を識別する情報が記憶されている。本例では、識別する情報として「A」「B」・・・・が記憶されている。   The efficiency calculation unit 2803 obtains efficiency information indicating the efficiency from the obtained state information. For example, it may be obtained using the state-efficiency information 2901 in FIG. The state-efficiency information 2901 has information stored in “ID”, “state information”, and “efficiency information”. In “ID”, information for identifying the device is stored. In this example, “A”, “B”,... Are stored as identification information.

「状態情報」には、例えば、機器の3次元空間上の位置を示す位置情報と姿勢を示す姿勢情報が記憶されている。本例では、位置情報には位置に関する情報「LA1」「LA2」・・・「LB1」「LB2」・・・・などが記憶されている。姿勢情報には姿勢に関する情報「RA1」「RA2」・・・「RB1」「RB2」・・・・などが、「ID」「位置情報」に記憶される情報に関連付けられて記憶されている。   In the “status information”, for example, position information indicating the position of the device in the three-dimensional space and attitude information indicating the attitude are stored. In this example, position information “LA1”, “LA2”... “LB1”, “LB2”,. In the posture information, posture information “RA1” “RA2”... “RB1” “RB2”... Is associated with information stored in “ID” and “position information”.

「効率情報」には送電装置と機器の位置関係から求められる効率が記憶されている。本例では、効率を示す情報として「EA11」「EA12」・・・「EA21」「EA22」・・・「EB11」「EB12」・・・「EB21」「EB22」・・・・などが「ID」「状態情報」に記憶される情報に関連付けられて記憶されている。なお、記憶されている効率情報は実験やシミュレーションなどにより求めることが考えられる。   The “efficiency information” stores the efficiency obtained from the positional relationship between the power transmission device and the device. In this example, “EA11”, “EA12”, “EA21”, “EA22”, “EB11”, “EB12”, “EB21”, “EB22”,. "Related to the information stored in" status information ". The stored efficiency information can be obtained by experiments or simulations.

選択部2804は、機器各々から取得した第1の充電情報と効率情報を用いて、第2の充電情報を求める。第1の充電情報は、例えば図26の受電情報72に記憶されている機器各々の充電情報である。効率情報は、効率算出部2803で求めた位置関係に基づく効率情報である。第2の充電情報は、例えば、機器から取得した第1の充電電力(機器が要求した電力)が5Wで、位置関係に基づく効率情報(単体効率)10%であるとき、第2の充電情報は第1の充電電力/単体効率=50W(=5/0.1)で表すことができる。   The selection unit 2804 obtains the second charging information using the first charging information and the efficiency information acquired from each device. The first charging information is, for example, charging information for each device stored in the power reception information 72 in FIG. The efficiency information is efficiency information based on the positional relationship obtained by the efficiency calculation unit 2803. The second charging information is, for example, when the first charging power acquired from the device (the power requested by the device) is 5 W and the efficiency information (single efficiency) based on the positional relationship is 10%. Can be expressed as: first charging power / single unit efficiency = 50 W (= 5 / 0.1).

また、第1の充電電力20Wで、単体効率80%であるとき、第2の充電情報は第1の充電電力/単体効率=25W(=20/0.8)で表すことができる。   In addition, when the first charging power is 20 W and the single efficiency is 80%, the second charging information can be expressed by the first charging power / single efficiency = 25 W (= 20 / 0.8).

続いて、選択部2804は求めた第2の充電情報のうち最大の第2の充電情報に対応する機器以外を選択する。   Subsequently, the selection unit 2804 selects a device other than the device corresponding to the maximum second charging information from the obtained second charging information.

可変情報算出部2805は、選択部2804で選択された機器の効率情報の組合せから可変情報を求める。例えば、図49の組合せ情報3001を用いて求めることが考えられる。組合せ情報3001は「組合せ」「可変情報」に記憶される情報を有している。   The variable information calculation unit 2805 obtains variable information from the combination of the efficiency information of the devices selected by the selection unit 2804. For example, it may be obtained using the combination information 3001 in FIG. The combination information 3001 has information stored in “combination” and “variable information”.

「組合せ」には、機器ごとの効率の組合せが記憶されている。本例では、識別情報「A」「B」・・・・に対応する異なる機器の効率の組合せについて記憶されている。機器の効率の組合せについて説明する。1つの機器Aの効率が「EA11」である場合には「組合せ」には「EA11」だけが記憶されている。また、2つの機器A1、A2が同じ効率「EA11」である場合には「組合せ」には機器A1、A2の効率「EA11」「EA11」が記憶されている。2つ以上の同じ機器が同じ効率の場合についても上記と同じことが言える。また、機器A1の効率が「EA11」で、機器B1の効率が「EB11」である場合には「組合せ」には2つの機器A1、B1の効率「EA11」「EB11」が記憶されている。他の組合せについても同じことが言える。   The “combination” stores a combination of efficiency for each device. In this example, combinations of efficiency of different devices corresponding to the identification information “A”, “B”,... Are stored. A combination of device efficiency will be described. When the efficiency of one device A is “EA11”, only “EA11” is stored in the “combination”. When the two devices A1 and A2 have the same efficiency “EA11”, the “combination” stores the efficiency “EA11” and “EA11” of the devices A1 and A2. The same applies to the case where two or more identical devices have the same efficiency. When the efficiency of the device A1 is “EA11” and the efficiency of the device B1 is “EB11”, the “combination” stores the efficiency “EA11” and “EB11” of the two devices A1 and B1. The same is true for the other combinations.

「可変情報」には、「組合せ」に記憶されている情報に関連付けて、機器各々の共振周波数またはQ値を可変する情報が記憶されている。本例では、機器A1、A2の可変情報「CA11」「CA12」と、機器B1、B2の可変情報「CB11」「CB12」・・・・が記憶されている。「CA11」「CA12」・・・・の示す値は、識別情報「A1」「A2」・・・・に対応する機器の受電部335の変化量の設定をするために用いる値である。「CB11」「CB12」・・・・は、識別情報「B1」「B2」に対応する機器の受電部335の変化量の設定をするために用いる値である。   “Variable information” stores information for varying the resonance frequency or Q value of each device in association with the information stored in “combination”. In this example, variable information “CA11” “CA12” of the devices A1, A2 and variable information “CB11”, “CB12”,... Of the devices B1, B2 are stored. The values indicated by “CA11”, “CA12”,... Are values used to set the amount of change of the power reception unit 335 of the device corresponding to the identification information “A1”, “A2”,. “CB11”, “CB12”,... Are values used to set a change amount of the power receiving unit 335 of the device corresponding to the identification information “B1” “B2”.

また、可変情報算出部2805は、選択した機器各々の受電部335の共振周波数またはQ値を可変する可変情報を含む通知を、選択された機器各々に送信する。   In addition, the variable information calculation unit 2805 transmits a notification including variable information for changing the resonance frequency or Q value of the power reception unit 335 of each selected device to each selected device.

なお、充電開始前は機器の受電部335の共振周波数またはQ値は、第1の充電情報の充電電力を充電するための最適値に設定されているものとする。最適値は、例えば、送電装置1から機器へ充電が最も効率よくできる値である。   It is assumed that the resonance frequency or Q value of the power reception unit 335 of the device is set to an optimum value for charging the charging power of the first charging information before the start of charging. The optimum value is, for example, a value at which charging from the power transmission device 1 to the device is most efficient.

送電電力算出部2806は送電装置1から送電される全ての機器の第2の充電電力を用いて送電電力を求める。   The transmitted power calculation unit 2806 obtains the transmitted power using the second charging power of all devices transmitted from the power transmission device 1.

実施の形態5の主体となる制御部の動作について説明する。   The operation of the control unit that is the subject of the fifth embodiment will be described.

図50は、実施の形態5における主体となる制御部の動作の一実施例を示す図である。図50のステップS3101では、主体となる制御部が機器各々の第1の充電情報を取得する。送電装置1が主体の場合、ステップS3101ではステップS1と同様に機器各々の第1の充電情報を取得する。機器が主体の場合、例えば図35の機器2aが主体の場合には、ステップS3101はステップS1701と同様に機器各々の第1の充電情報を取得する。外部装置2100が主体の場合、ステップS3101ではステップS2201と同様に機器各々の第1の充電情報を取得する。   FIG. 50 is a diagram illustrating an example of the operation of the main control unit in the fifth embodiment. In step S3101 of FIG. 50, the main control unit acquires first charging information of each device. When the power transmission device 1 is the main body, in step S3101 the first charging information of each device is acquired as in step S1. When the device is the main body, for example, when the device 2a in FIG. 35 is the main body, step S3101 obtains the first charging information of each device as in step S1701. When the external device 2100 is the main body, in step S3101 the first charging information of each device is acquired in the same manner as in step S2201.

ステップS3102では主体となる制御部が機器各々の状態情報を求める。   In step S3102, the main control unit obtains status information of each device.

送電装置1が主体の場合、例えば図34の送電装置1の制御部321が送電装置1に設けられている取得部2801から送電装置1と機器各々との位置関係を求めるために用いる情報を取得し、送電装置と機器の位置関係を示す状態情報を求める。   When the power transmission device 1 is the main body, for example, the control unit 321 of the power transmission device 1 in FIG. 34 acquires information used to obtain the positional relationship between the power transmission device 1 and each device from the acquisition unit 2801 provided in the power transmission device 1. Then, state information indicating the positional relationship between the power transmission device and the device is obtained.

機器が主体の場合、例えば図35の機器2aの制御部331aが送電装置1に設けられている取得部2801から送電装置1と機器の位置関係を求めるために用いる情報を取得し、送電装置と機器の位置関係を示す状態情報を求める。また、取得部2801を機器各々に設けて、機器各々が送電装置1と機器との位置関係を求めるために用いる情報を取得し、機器2aの制御部331aが取得した情報各々を収集してもよい。   When the device is the main body, for example, the control unit 331a of the device 2a in FIG. 35 acquires information used to obtain the positional relationship between the power transmission device 1 and the device from the acquisition unit 2801 provided in the power transmission device 1, and Status information indicating the positional relationship of the devices is obtained. Further, even if an acquisition unit 2801 is provided in each device, each device acquires information used to obtain the positional relationship between the power transmission device 1 and the device, and each information acquired by the control unit 331a of the device 2a is collected. Good.

外部装置2100が主体の場合、例えば図40の制御部2101が送電装置1に設けられている取得部2801から送電装置1と機器の位置関係を求めるために用いる情報を取得し、送電装置と機器の位置関係を示す状態情報を求める。また、機器各々に取得部2801を設けて、機器各々が送電装置1と機器との位置関係を求めるために用いる情報を取得し、外部装置2100の制御部2101が取得した情報各々を収集してもよい。   When the external device 2100 is the main body, for example, the control unit 2101 in FIG. 40 acquires information used to obtain the positional relationship between the power transmission device 1 and the device from the acquisition unit 2801 provided in the power transmission device 1, and the power transmission device and the device State information indicating the positional relationship is obtained. In addition, an acquisition unit 2801 is provided in each device, each device acquires information used to obtain the positional relationship between the power transmission device 1 and the device, and each information acquired by the control unit 2101 of the external device 2100 is collected. Also good.

ステップS3103では、主体となる制御部が状態情報各々を用いて機器各々の効率情報を推定する。   In step S3103, the main control unit estimates the efficiency information of each device using each state information.

送電装置1が主体の場合、例えば図34の送電装置1の制御部321の効率算出部2803が制御部321の検出部2802から状態情報を取得し、機器各々の効率情報を推定する。例えば、記憶部322に記憶されている状態−効率情報2901を用いて求めることが考えられる。   When the power transmission device 1 is the main body, for example, the efficiency calculation unit 2803 of the control unit 321 of the power transmission device 1 in FIG. 34 acquires the state information from the detection unit 2802 of the control unit 321 and estimates the efficiency information of each device. For example, it is conceivable to use the state-efficiency information 2901 stored in the storage unit 322.

機器が主体の場合、例えば図35の機器2aの制御部331aの効率算出部2803が制御部331aの検出部2802から状態情報を取得し、機器各々の効率情報を推定する。例えば、記憶部332aに記憶されている状態−効率情報2901を用いて求めることが考えられる。   When the device is the main body, for example, the efficiency calculation unit 2803 of the control unit 331a of the device 2a in FIG. 35 acquires state information from the detection unit 2802 of the control unit 331a, and estimates the efficiency information of each device. For example, it may be obtained using the state-efficiency information 2901 stored in the storage unit 332a.

外部装置2100が主体の場合、例えば図40の制御部2101の効率算出部2803が制御部2101の検出部2802から状態情報を取得し、機器各々の効率情報を推定する。例えば、記憶部2102に記憶されている状態−効率情報2901を用いて求めることが考えられる。   When the external device 2100 is the main body, for example, the efficiency calculation unit 2803 of the control unit 2101 in FIG. 40 acquires state information from the detection unit 2802 of the control unit 2101 and estimates the efficiency information of each device. For example, it may be obtained using the state-efficiency information 2901 stored in the storage unit 2102.

ステップS3104では、主体となる制御部が最大の第2の充電電力の機器以外を選択する。   In step S3104, the main control unit selects a device other than the device with the maximum second charging power.

送電装置1が主体の場合、例えば図34の送電装置1の制御部321の選択部2804は、機器各々から取得した第1の充電情報と効率情報を用いて、第2の充電情報を求める。   When the power transmission device 1 is the main body, for example, the selection unit 2804 of the control unit 321 of the power transmission device 1 in FIG. 34 obtains the second charging information using the first charging information and the efficiency information acquired from each device.

機器が主体の場合、例えば図35の機器2aの制御部331aの選択部2804は、機器各々から取得した第1の充電情報と効率情報を用いて、第2の充電情報を求める。   When the device is the main body, for example, the selection unit 2804 of the control unit 331a of the device 2a in FIG. 35 obtains the second charging information by using the first charging information and the efficiency information acquired from each device.

外部装置2100が主体の場合、例えば図40の制御部2101の選択部2804は、機器各々から取得した第1の充電情報と効率情報を用いて、第2の充電情報を求める。   When the external device 2100 is the main body, for example, the selection unit 2804 of the control unit 2101 in FIG. 40 obtains the second charging information by using the first charging information and the efficiency information acquired from each device.

ステップS3105では、主体となる制御部が選択された機器(最大の第2の充電電力の機器以外の機器)と、該選択された機器の効率情報との組合せを用いて、可変情報を求める。   In step S3105, variable information is obtained by using a combination of a device (a device other than the device having the maximum second charging power) selected by the main control unit and the efficiency information of the selected device.

送電装置1が主体の場合、例えば図34の送電装置1の制御部321の可変情報算出部2805が選択された機器の効率情報の組合せから可変情報を求める。例えば、図49の組合せ情報3001を用いて求めることが考えられる。例えば、記憶部322に記憶されている組合せ情報3001を用いて求めることが考えられる。   When the power transmission device 1 is the main body, for example, the variable information calculation unit 2805 of the control unit 321 of the power transmission device 1 in FIG. 34 obtains variable information from the combination of efficiency information of the selected devices. For example, it may be obtained using the combination information 3001 in FIG. For example, it is conceivable to use the combination information 3001 stored in the storage unit 322.

機器が主体の場合、例えば図35の機器2aの制御部331aの可変情報算出部2805が選択された機器の効率情報の組合せから可変情報を求める。例えば、記憶部332aに記憶されている組合せ情報3001を用いて求めることが考えられる。   When the device is the main body, for example, the variable information calculation unit 2805 of the control unit 331a of the device 2a in FIG. 35 obtains variable information from the combination of efficiency information of the selected device. For example, it is conceivable to use the combination information 3001 stored in the storage unit 332a.

外部装置2100が主体の場合、例えば図40の制御部2101の可変情報算出部2805が選択された機器の効率情報の組合せから可変情報を求める。例えば、記憶部2102に記憶されている組合せ情報3001を用いて求めることが考えられる。   When the external device 2100 is the main body, for example, the variable information calculation unit 2805 of the control unit 2101 in FIG. 40 obtains variable information from the combination of efficiency information of the selected device. For example, it can be obtained by using the combination information 3001 stored in the storage unit 2102.

ステップS3106では、主体となる制御部が可変情報を選択された機器各々に、受電部335の共振周波数またはQ値を可変する通知を送信する。送電装置1が主体の場合、ステップS3106ではステップS7と同様に選択された機器に可変情報を送信する。機器が主体の場合、例えば図35の機器2aが主体の場合には、ステップS3106ではステップS1707と同様に選択された機器に可変情報を送信する。外部装置2100が主体の場合、ステップS3106ではステップS2207と同様に機器各々の充電情報を取得する。   In step S3106, the main control unit transmits a notification for changing the resonance frequency or the Q value of the power reception unit 335 to each of the devices for which variable information is selected. When the power transmission device 1 is the main body, in step S3106, variable information is transmitted to the selected device in the same manner as in step S7. When the device is the main body, for example, when the device 2a of FIG. 35 is the main body, in step S3106, variable information is transmitted to the selected device in the same manner as in step S1707. When the external device 2100 is the main body, in step S3106, charging information for each device is acquired in the same manner as in step S2207.

ステップS3107では主体となる制御部が送電電力を求める。   In step S3107, the main control unit obtains transmission power.

送電装置1が主体の場合、例えば図34の送電装置1の制御部321の送電電力算出部2806が、送電装置1から送電される全ての機器の第2の充電電力を用いて送電電力を求める。   When the power transmission device 1 is the main body, for example, the transmission power calculation unit 2806 of the control unit 321 of the power transmission device 1 in FIG. 34 obtains the transmission power using the second charging power of all the devices transmitted from the power transmission device 1. .

機器が主体の場合、例えば図35の機器2aが主体の場合には、制御部331aの送電電力算出部2806が、送電装置1から送電される全ての機器の第2の充電電力を用いて送電電力を求める。   When the device is the main body, for example, when the device 2a in FIG. 35 is the main body, the transmission power calculation unit 2806 of the control unit 331a transmits power using the second charging power of all the devices transmitted from the power transmission device 1. Ask for power.

外部装置2100が主体の場合、制御部2101の送電電力算出部2806が、送電装置1から送電される全ての機器の第2の充電電力を用いて送電電力を求める。   When the external device 2100 is the main body, the transmission power calculation unit 2806 of the control unit 2101 obtains the transmission power using the second charging power of all devices transmitted from the power transmission device 1.

ステップS3108では主体となる制御部が送電電力情報を送電装置1に送信する。送電装置1が主体の場合、ステップS3108では送電電力情報を送電装置1に送信し、ステップS9で説明したように充電を開始する。機器が主体の場合、例えば図35の機器2aが主体の場合には、ステップS3108ではステップS1710と同様に送電電力情報を送電装置1に送信する。その後、充電を開始する。外部装置2100が主体の場合、ステップS3108ではステップS2209と同様に送電電力情報を送電装置1に送信する。その後、充電を開始する。   In step S <b> 3108, the main control unit transmits transmission power information to the power transmission device 1. When the power transmission device 1 is the main body, in step S3108, transmission power information is transmitted to the power transmission device 1, and charging is started as described in step S9. When the device is the main body, for example, when the device 2a of FIG. 35 is the main body, in step S3108, the transmission power information is transmitted to the power transmission device 1 in the same manner as in step S1710. Thereafter, charging is started. When the external device 2100 is the main body, in step S3108, transmission power information is transmitted to the power transmission device 1 in the same manner as in step S2209. Thereafter, charging is started.

実施の形態5によれば、複数の機器へ同時に給電を行う場合でも、充電電力が異なる機器に適切な電力を供給することができる。   According to the fifth embodiment, even when power is supplied to a plurality of devices at the same time, appropriate power can be supplied to devices having different charging power.

また、電力バランスを調整することが可能となるため、充電電力が異なる複数の機器に対して同時に充電を行うことが可能となる。また、送電時のロスも最小とすることができる。   In addition, since the power balance can be adjusted, it is possible to charge a plurality of devices having different charging powers at the same time. In addition, loss during power transmission can be minimized.

また、実施の形態5によれば組み合わせる電力バランスに応じた共振周波数またはQ値の調整ができる。   Further, according to the fifth embodiment, the resonance frequency or the Q value can be adjusted according to the power balance to be combined.

また、実施の形態5を用いることにより、予めバッテリーの充電状況や充電台の電力分布を加味して、電力バランスに応じた共振周波数またはQ値の調整をすることも可能となる。   Further, by using the fifth embodiment, it is possible to adjust the resonance frequency or the Q value in accordance with the power balance in consideration of the charging state of the battery and the power distribution of the charging stand in advance.

変形例について説明する。   A modification will be described.

送電電力に制限がある場合について説明する。   A case where transmission power is limited will be described.

例えば、機器Aの第1の充電電力が5W、効率情報が0.1、第2の充電電力が50Wで、機器Bの第1の充電電力が20W、効率情報が0.8、第2の充電電力が25Wであるとき、送電装置1から送電できる電力が50Wである場合について説明する。機器Aの第2の充電電力が50Wで機器Bの第2の充電電力が25Wの合計は75Wであるので、送電装置1から送電できる電力が50Wである場合には不足している。そこで、機器Aの第1の充電電力が5Wと機器Bの第1の充電電力が20Wの比1:4を求め、この比を用いて送電電力50Wを分け、機器A、機器Bの第2の充電電力を求める。機器Aの第2の充電電力は31.25W、機器Bの第2の充電電力は18.75Wになる。すなわち、機器各々の第1の充電電力の比を用いて送電電力を分け、機器各々の第2の充電電力を求める。そして、求めた機器各々の第2の充電電力を用いて、可変情報と送電電力を求める。   For example, the first charging power of the device A is 5 W, the efficiency information is 0.1, the second charging power is 50 W, the first charging power of the device B is 20 W, the efficiency information is 0.8, and the second A case where the power that can be transmitted from the power transmission device 1 is 50 W when the charging power is 25 W will be described. Since the total of the second charging power of the device A is 50 W and the second charging power of the device B is 25 W, the total is 75 W, so that the power that can be transmitted from the power transmission device 1 is 50 W. Therefore, a ratio 1: 4 in which the first charging power of the device A is 5 W and the first charging power of the device B is 20 W is obtained, and the transmission power 50 W is divided by using this ratio, and the second of the devices A and B is obtained. Find the charging power. The second charging power of the device A is 31.25W, and the second charging power of the device B is 18.75W. That is, the transmission power is divided using the ratio of the first charging power of each device, and the second charging power of each device is obtained. Then, the variable information and the transmission power are obtained using the second charging power of each of the obtained devices.

変形例によれば、送電電力に制限がある場合でも、充電電力が異なる機器に適切な電力を供給することができる。   According to the modified example, even when the transmission power is limited, appropriate power can be supplied to devices with different charging power.

以上、本発明の例示的な実施の形態の電力伝送装置、受電装置、及び、送電装置について説明したが、本発明は、具体的に開示された実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。
以上の実施の形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
(付記1)
交流電源から電力を受電する送電系コイルと、
前記送電系コイルとの間で生じる磁界共鳴によって前記送電系コイルから電磁誘導により電力を受電する2次側共振コイルと、前記2次側共振コイルから電磁誘導によって電力を受電する2次側コイルとを有する受電系コイルと、
前記2次側共振コイルに接続されるスイッチ素子を有する第1ブリッジ回路と、
前記送電系コイルに供給される電圧の第1位相と、前記受電系コイルに流れる電流の第2位相とを検出する第1位相検出部と、
前記第1位相検出部によって検出される前記第1位相と前記第2位相との位相差が第1目標値となるように、前記第1ブリッジ回路のスイッチ素子を駆動するパルス電圧のデューティ比又は位相を可変することにより、前記受電系コイルの共振周波数を可変する第1共振周波数制御部と
を含む、電力伝送装置。
(付記2)
前記1次側共振コイルに接続されるスイッチ素子を有する第2ブリッジ回路と、
前記1次側コイルに供給される電圧の第3位相と、前記1次側共振コイルに流れる電流の第4位相とを検出する第2位相検出部と、
前記第2位相検出部によって検出される前記第3位相と前記第4位相との位相差が第2目標値となるように、前記第2ブリッジ回路のスイッチ素子を駆動するパルス電圧のデューティ比又は位相を可変することにより、前記送電系コイルの共振周波数を可変する第2共振周波数制御部と
をさらに含む、付記1記載の電力伝送装置。
(付記3)
前記第1目標値は−3π/2である、付記1記載の電力伝送装置。
(付記4)
前記第1共振周波数制御部は、前記送電系コイルと前記受電系コイルとの結合度が大きくなって双峰特性が現れたときに、前記第1目標値を切り替えて−2πに設定する、付記2記載の受電装置。
(付記5)
交流電源に接続される1次側コイルと、前記1次側コイルから電磁誘導によって電力を受電する1次側共振コイルとを有し、受電系コイルとの間で生じる磁界共鳴によって前記受電系コイルに電力を送電する送電系コイルと、
前記1次側共振コイルに接続されるスイッチ素子を有するブリッジ回路と、
前記1次側コイルに供給される電圧の第1位相と、前記受電系コイルに流れる電流の第2位相とを検出する位相検出部と、
前記位相検出部によって検出される前記第1位相と前記第2位相との位相差が目標値となるように、前記ブリッジ回路のスイッチ素子を駆動するパルス電圧のデューティ比又は位相を可変することにより、前記送電系コイルの共振周波数を可変する共振周波数制御部と
を含む、送電装置。
(付記6)
前記目標値は−πである、付記5記載の送電装置。
(付記7)
交流電源から電力を受電する送電系コイルとの間で生じる磁界共鳴によって前記送電系コイルから電力を受電する2次側共振コイルと、前記2次側共振コイルから電磁誘導によって電力を受電する2次側コイルとを有する受電系コイルと、
前記2次側共振コイルに接続されるスイッチ素子を有するブリッジ回路と、
前記送電系コイルに供給される電圧の第1位相と、前記受電系コイルに流れる電流の第2位相とを検出する位相検出部と、
前記位相検出部によって検出される前記第1位相と前記第2位相との位相差が目標値となるように、前記ブリッジ回路のスイッチ素子を駆動するパルス電圧のデューティ比又は位相を可変することにより、前記受電系コイルの共振周波数を可変する共振周波数制御部と
を含む、受電装置。
(付記8)
前記目標値は−3π/2である、付記7記載の受電装置。
(付記9)
前記送電系コイルと前記受電系コイルとの結合度が大きくなって双峰特性が現れたときに、前記目標値を切り替えて−2πに設定する、付記8記載の受電装置。
(付記10)
送電装置に配設され、交流電源から電力を受電する送電部と、
受電側の機器に配設され、前記送電部との間で生じる磁界共鳴によって前記送電部から電力を受電する2次側共振コイルと、前記2次側共振コイルから電磁誘導によって電力を受電する2次側コイルとを有する受電部と、
前記2次側共振コイルに接続されるスイッチ素子を有するブリッジ回路と、
前記受電部を含む受電側の機器を識別する識別情報と、前記機器の充電電力を示す情報とを含む充電情報を生成する充電情報生成部と、
前記送電装置から複数の機器が受電する場合において、自己の機器の充電電力が最大ではない場合は、前記受電部の有する共振回路の共振周波数またはQ値を可変する可変情報に基づいて前記ブリッジ回路のスイッチ素子を駆動するパルス電圧のデューティ比又は位相を可変することにより、前記受電部の前記共振回路の共振周波数またはQ値を、充電電力が最大の機器以外の機器に対応した充電電力を、前記送電装置から送電される送電電力から供給可能な周波数に可変する、制御部と
を含む、電力伝送装置。
(付記11)
前記制御部は、自己の機器の充電電力が最大である場合は、前記共振回路の共振周波数またはQ値を前記1次側共振コイルから前記2次側共振コイルに送電される電力の送電周波数に設定する、付記10記載の電力伝送装置。
(付記12)
前記可変情報は、複数の機器の受電部が送電部から電力を受電する場合に、複数の機器の種類の組み合わせに応じて、各機器の受電部が磁界共鳴によって前記送電部から電力を受電する際の共振周波数を可変する度合を表す情報である、付記10又は11記載の電力伝送装置。
(付記13)
交流電源に接続される1次側コイルから電磁誘導によって電力を受電する1次側共振コイルとの間で生じる磁界共鳴によって前記1次側共振コイルから電力を受電する2次側共振コイルと、前記2次側共振コイルから電磁誘導によって電力を受電する2次側コイルとを有する受電部と、
前記2次側共振コイルに接続されるスイッチ素子を有するブリッジ回路と、
前記受電部を含む受電側の機器を識別する識別情報と、前記機器の充電電力を示す情報とを含む充電情報を生成する充電情報生成部と、
前記送電装置から、前記受電部の有する共振回路の共振周波数またはQ値を可変する可変情報を受信する受信部と、
前記送電装置から複数の機器が受電する場合において、自己の機器の充電電力が最大ではない場合は、前記受電部の有する共振回路の共振周波数またはQ値を可変する可変情報に基づいて前記ブリッジ回路のスイッチ素子を駆動するパルス電圧のデューティ比又は位相を可変することにより、前記受電部の前記共振回路の共振周波数またはQ値を、充電電力が最大の機器以外の機器に対応した充電電力を、前記送電装置から送電される送電電力から供給可能な周波数に可変する、制御部と
を含む、受電装置。
The power transmission device, the power receiving device, and the power transmission device according to the exemplary embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the specifically disclosed embodiments, and may be patented. Various modifications and changes can be made without departing from the scope of the claims.
Regarding the above embodiment, the following additional notes are disclosed.
(Appendix 1)
A power transmission coil that receives power from an AC power source;
A secondary side resonance coil that receives power from the power transmission system coil by electromagnetic induction by magnetic field resonance generated between the power transmission system coil, and a secondary side coil that receives power from the secondary side resonance coil by electromagnetic induction; A power receiving coil having
A first bridge circuit having a switch element connected to the secondary resonance coil;
A first phase detector that detects a first phase of a voltage supplied to the power transmission coil and a second phase of a current flowing through the power reception coil;
A duty ratio of a pulse voltage for driving the switch element of the first bridge circuit, or a phase difference between the first phase and the second phase detected by the first phase detector becomes a first target value or A first resonance frequency control unit configured to vary a resonance frequency of the power reception system coil by varying a phase.
(Appendix 2)
A second bridge circuit having a switch element connected to the primary resonance coil;
A second phase detector that detects a third phase of the voltage supplied to the primary side coil and a fourth phase of the current flowing through the primary side resonance coil;
The duty ratio of the pulse voltage for driving the switch element of the second bridge circuit, or the phase difference between the third phase and the fourth phase detected by the second phase detector becomes a second target value or The power transmission device according to appendix 1, further comprising: a second resonance frequency control unit configured to vary a resonance frequency of the power transmission coil by changing a phase.
(Appendix 3)
The power transmission device according to appendix 1, wherein the first target value is -3π / 2.
(Appendix 4)
The first resonance frequency control unit switches the first target value and sets it to −2π when a degree of coupling between the power transmission coil and the power reception coil increases and a bimodal characteristic appears. 2. The power receiving device according to 2.
(Appendix 5)
The power receiving system coil includes a primary side coil connected to an AC power source and a primary side resonance coil that receives power from the primary side coil by electromagnetic induction, and magnetic resonance generated between the power receiving coil and the power receiving system coil. A power transmission coil for transmitting power to
A bridge circuit having a switch element connected to the primary resonance coil;
A phase detector for detecting a first phase of a voltage supplied to the primary coil and a second phase of a current flowing in the power receiving coil;
By varying the duty ratio or phase of the pulse voltage that drives the switch element of the bridge circuit so that the phase difference between the first phase and the second phase detected by the phase detection unit becomes a target value. And a resonance frequency control unit that varies a resonance frequency of the power transmission coil.
(Appendix 6)
The power transmission device according to appendix 5, wherein the target value is -π.
(Appendix 7)
A secondary side resonance coil that receives power from the power transmission system coil by magnetic field resonance generated between the power transmission system coil that receives power from an AC power source, and a secondary that receives power from the secondary side resonance coil by electromagnetic induction. A power receiving coil having a side coil;
A bridge circuit having a switch element connected to the secondary resonance coil;
A phase detector for detecting a first phase of a voltage supplied to the power transmission coil and a second phase of a current flowing in the power reception coil;
By varying the duty ratio or phase of the pulse voltage that drives the switch element of the bridge circuit so that the phase difference between the first phase and the second phase detected by the phase detection unit becomes a target value. And a resonance frequency control unit that varies a resonance frequency of the power reception coil.
(Appendix 8)
The power receiving device according to appendix 7, wherein the target value is -3π / 2.
(Appendix 9)
The power receiving device according to appendix 8, wherein when the degree of coupling between the power transmission coil and the power receiving coil increases and a bimodal characteristic appears, the target value is switched to -2π.
(Appendix 10)
A power transmission unit disposed in the power transmission device and receiving power from an AC power source;
A secondary side resonance coil that is disposed in a power receiving side device and receives power from the power transmission unit by magnetic field resonance generated between the power transmission unit, and 2 that receives power from the secondary side resonance coil by electromagnetic induction. A power receiving unit having a secondary coil;
A bridge circuit having a switch element connected to the secondary resonance coil;
A charging information generation unit that generates charging information including identification information for identifying a power receiving side device including the power receiving unit, and information indicating charging power of the device;
When a plurality of devices receive power from the power transmission device, when the charging power of the device itself is not maximum, the bridge circuit is based on variable information that varies the resonance frequency or Q value of the resonance circuit of the power reception unit. By varying the duty ratio or phase of the pulse voltage that drives the switch element, the resonance frequency or Q value of the resonance circuit of the power reception unit is set to charge power corresponding to a device other than the device with the maximum charge power, A power transmission device, comprising: a control unit configured to vary a frequency that can be supplied from transmission power transmitted from the power transmission device.
(Appendix 11)
When the charging power of its own device is maximum, the control unit sets the resonance frequency or Q value of the resonance circuit to the transmission frequency of the power transmitted from the primary side resonance coil to the secondary side resonance coil. The power transmission device according to appendix 10, which is set.
(Appendix 12)
In the variable information, when the power reception unit of a plurality of devices receives power from the power transmission unit, the power reception unit of each device receives power from the power transmission unit by magnetic resonance according to the combination of the types of the plurality of devices. 12. The power transmission device according to appendix 10 or 11, which is information representing the degree to which the resonance frequency is varied.
(Appendix 13)
A secondary side resonance coil that receives power from the primary side resonance coil by magnetic field resonance generated between the primary side coil connected to an AC power source and a primary side resonance coil that receives power by electromagnetic induction; A power receiving unit having a secondary side coil that receives power from the secondary side resonance coil by electromagnetic induction;
A bridge circuit having a switch element connected to the secondary resonance coil;
A charging information generating unit that generates charging information including identification information for identifying a power receiving side device including the power receiving unit, and information indicating charging power of the device;
A receiving unit that receives variable information that varies a resonance frequency or a Q value of a resonance circuit included in the power receiving unit from the power transmission device;
When a plurality of devices receive power from the power transmission device, when the charging power of the device itself is not maximum, the bridge circuit is based on variable information that varies the resonance frequency or Q value of the resonance circuit of the power reception unit. By varying the duty ratio or phase of the pulse voltage that drives the switch element, the resonance frequency or Q value of the resonance circuit of the power reception unit is set to charge power corresponding to a device other than the device with the maximum charge power, A power receiving device, comprising: a control unit configured to vary a frequency that can be supplied from the transmitted power transmitted from the power transmitting device.

100、100B 電力伝送システム
11 交流電源
12 電力供給コイル
13 送電共振コイル
14 送電側制御部
21 デバイス
22 受電共振コイル
23 電力取出コイル
24 受電側制御部
1 送電装置
2、2a、2b、2c 機器
3 電源部
4 電力供給コイル
5 送電共振コイル
6a、6b、6c 受電共振コイル
7a、7b、7c 電力取出コイル
321 制御部
322 記憶部
323 通信部
324 アンテナ
325 電力供給部
326 送電部
331、331a、331b 制御部
332、332a、332b 記憶部
333、333a、333b 通信部
334、334a、334b アンテナ
335、335a、335b 受電部
336 充電部
337 機器構成部
100, 100B Power transmission system 11 AC power supply 12 Power supply coil 13 Power transmission resonance coil 14 Power transmission side control unit 21 Device 22 Power reception resonance coil 23 Power extraction coil 24 Power reception side control unit 1 Power transmission device 2, 2a, 2b, 2c Equipment 3 Power source Unit 4 power supply coil 5 power transmission resonance coil 6a, 6b, 6c power reception resonance coil 7a, 7b, 7c power extraction coil 321 control unit 322 storage unit 323 communication unit 324 antenna 325 power supply unit 326 power transmission unit 331, 331a, 331b control unit 332, 332a, 332b Storage unit 333, 333a, 333b Communication unit 334, 334a, 334b Antenna 335, 335a, 335b Power reception unit 336 Charging unit 337 Device configuration unit

Claims (4)

送電装置に配設され、交流電源に接続される1次側コイルと、前記1次側コイルから電磁誘導によって電力を受電する1次側共振コイルとを有する送電部と、
受電側の機器に配設され、前記送電部の1次側共振コイルとの間で生じる磁界共鳴によって前記送電部から電力を受電する2次側共振コイルと、前記2次側共振コイルから電磁誘導によって電力を受電する2次側コイルとを有する受電部と、
前記2次側共振コイルに接続されるスイッチ素子を有するブリッジ回路と、
前記受電部を含む受電側の機器を識別する識別情報と、前記機器の充電電力を示す情報とを含む充電情報を生成する充電情報生成部と、
前記送電装置から複数の前記機器が受電する場合において、自己の機器の充電電力が最大ではない場合は、自己の機器の前記受電部の有する共振回路の共振周波数またはQ値を可変する可変情報に基づいて前記ブリッジ回路のスイッチ素子を駆動するパルス電圧のデューティ比又は位相を可変することにより、前記受電部の前記共振回路の共振周波数またはQ値を、充電電力が最大の機器以外の機器に対応した充電電力前記送電装置送電電力から供給可能な周波数またはQ値に可変し、自己の機器の充電電力が最大である場合は、前記ブリッジ回路のスイッチ素子を駆動するパルス電圧のデューティ比または位相を固定することにより、前記受電部の前記共振回路の共振周波数またはQ値を固定する、制御部と
を含む、電力伝送装置。
Disposed in the power transmitting device, a primary coil connected to an AC power source, a power transmitting unit for chromatic and primary side resonance coil receives power by electromagnetic induction from said primary coil,
A secondary side resonance coil that is disposed in a power receiving side device and receives power from the power transmission unit by magnetic field resonance generated between the power transmission unit and the primary side resonance coil, and electromagnetic induction from the secondary side resonance coil A power receiving unit having a secondary coil for receiving power by
A bridge circuit having a switch element connected to the secondary resonance coil;
A charging information generation unit that generates charging information including identification information for identifying a power receiving side device including the power receiving unit, and information indicating charging power of the device;
In the case where the power transmission apparatus a plurality of said from the device is powered, when the charging power of the own device is not the maximum, the variable information for changing the resonance frequency or the Q value of the resonance circuit included in the power receiving unit of the own device By changing the duty ratio or phase of the pulse voltage that drives the switch element of the bridge circuit based on this, the resonance frequency or Q value of the resonance circuit of the power receiving unit is compatible with devices other than the device with the highest charging power variable to the charging electric power to possible frequency or Q value supplied from the power transmission power of the power transmission device, when the charge power of the own device is a maximum, the duty ratio of the pulse voltage for driving the switching elements of the bridge circuit or And a control unit that fixes a resonance frequency or a Q value of the resonance circuit of the power reception unit by fixing a phase .
前記制御部は、自己の機器の充電電力が最大である場合は、前記共振回路の共振周波数またはQ値を前記1次側共振コイルから前記2次側共振コイルに送電される電力の送電周波数に設定する、請求項1記載の電力伝送装置。   When the charging power of its own device is maximum, the control unit sets the resonance frequency or Q value of the resonance circuit to the transmission frequency of the power transmitted from the primary side resonance coil to the secondary side resonance coil. The power transmission device according to claim 1, wherein the power transmission device is set. 前記可変情報は、複数の機器の受電部が送電部から電力を受電する場合に、複数の機器の種類の組み合わせに応じて、各機器の受電部が磁界共鳴によって前記送電部から電力を受電する際の共振周波数を可変する度合を表す情報である、請求項1又は2記載の電力伝送装置。   In the variable information, when the power reception unit of a plurality of devices receives power from the power transmission unit, the power reception unit of each device receives power from the power transmission unit by magnetic resonance according to the combination of the types of the plurality of devices. The power transmission device according to claim 1, wherein the power transmission device is information representing a degree to which the resonance frequency is varied. 交流電源に接続される1次側コイルから電磁誘導によって電力を受電する1次側共振コイルとの間で生じる磁界共鳴によって前記1次側共振コイルから電力を受電する2次側共振コイルと、前記2次側共振コイルから電磁誘導によって電力を受電する2次側コイルとを有する受電部と、
前記2次側共振コイルに接続されるスイッチ素子を有するブリッジ回路と、
前記受電部を含む受電側の機器を識別する識別情報と、前記機器の充電電力を示す情報とを含む充電情報を生成する充電情報生成部と、
送電装置から、前記受電部の有する共振回路の共振周波数またはQ値を可変する可変情報を受信する受信部と、
前記送電装置から複数の機器が受電する場合において、自己の機器の充電電力が最大ではない場合は、前記受電部の有する共振回路の共振周波数またはQ値を可変する可変情報に基づいて前記ブリッジ回路のスイッチ素子を駆動するパルス電圧のデューティ比又は位相を可変することにより、前記受電部の前記共振回路の共振周波数またはQ値を、充電電力が最大の機器以外の機器に対応した充電電力前記送電装置送電電力から供給可能な周波数またはQ値に可変し、自己の機器の充電電力が最大である場合は、前記ブリッジ回路のスイッチ素子を駆動するパルス電圧のデューティ比または位相を固定することにより、前記受電部の前記共振回路の共振周波数またはQ値を固定する、制御部と
を含む、受電装置。
A secondary side resonance coil that receives power from the primary side resonance coil by magnetic field resonance generated between the primary side coil connected to an AC power source and a primary side resonance coil that receives power by electromagnetic induction; A power receiving unit having a secondary side coil that receives power from the secondary side resonance coil by electromagnetic induction;
A bridge circuit having a switch element connected to the secondary resonance coil;
A charging information generation unit that generates charging information including identification information for identifying a power receiving side device including the power receiving unit, and information indicating charging power of the device;
A receiving unit that receives variable information that varies a resonance frequency or a Q value of a resonance circuit included in the power receiving unit from a power transmission device;
When a plurality of devices receive power from the power transmission device, when the charging power of the device itself is not maximum, the bridge circuit is based on variable information that varies the resonance frequency or Q value of the resonance circuit of the power reception unit. By varying the duty ratio or phase of the pulse voltage for driving the switch element, the resonance frequency or Q value of the resonance circuit of the power receiving unit is changed to the charging power corresponding to a device other than the device with the largest charging power . When the transmission power of the power transmission device is variable to the frequency or Q value that can be supplied and the charging power of its own device is maximum, the duty ratio or phase of the pulse voltage that drives the switch element of the bridge circuit is fixed. And a control unit that fixes a resonance frequency or a Q value of the resonance circuit of the power reception unit.
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