JP6288519B2 - 無線電力伝送システム - Google Patents
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Description
上記伝送周波数を電力伝送中に変化させる制御手段を備え、
上記制御手段は、上記伝送周波数を減少させるときの減少量を、上記伝送周波数を増加させるときの増加量より小さいように設定する。
上記伝送周波数を電力伝送中に変化させる制御手段を備え、
上記制御手段は、上記伝送周波数を掃引するとき、上記伝送周波数を減少させることなく増加させる。
図1は、本開示の第1の実施形態に係る無線電力伝送システム80の構成を示すブロック図であり、図2は、図1の周波数制御装置1の構成を示すブロック図である。また、図3は図1の送電アンテナ3の構成を示す回路図であり、図4は図1の受電アンテナ4の構成を示す回路図である。さらに、図5は、図4の送電コイルLt及び受電コイルLrの構成を示す斜視図である。
図9は、本開示の第1の実施形態の第1の変形例に係る無線電力伝送システム80の構成を示すブロック図である。図9において、電源回路5は、商用交流電源からの交流電力を直流電力に変換して無線電力伝送システム80に出力する。また、無線電力伝送システム80は、電源回路5からの直流電力を高周波電力に変換して負荷6に無線伝送する。負荷6において必要とされる電力の変化に応じて、送電アンテナ3から受電アンテナ4に伝送すべき電力の大きさは変化する。本変形例において、図9の周波数制御装置1のコントローラ11は、電力伝送中に、受電アンテナ4から負荷6に出力される電圧及び電流に基づいて、負荷6に出力される電圧及び電流が所望の電圧及び電流になるときの最適伝送周波数foptを、最小周波数fLから最大周波数fHまでの周波数範囲において検索する。
図11は、本開示の第2の実施形態に係る伝送周波数ftrの設定方法を示すグラフである。図11において、始めに、コントローラ11は、タイミングt3において、伝送周波数ftrを最小周波数fLに設定して、電力伝送を開始するように制御する。そして、タイミングt1から所定の収束時間Δtが経過したとき、コントローラ11は、負荷6に出力される電圧及び電流を測定する。そして、コントローラ11は、測定された電圧及び電流が所望の電圧及び電流であるか否かを判断する。測定された電圧及び電流が所望の電圧及び電流ではないときは、コントローラ11は、伝送周波数ftrを所定の増加量ΔfLHだけ増加させ、所定の収束時間Δtが経過したとき、コントローラ11は負荷6に出力される電圧及び電流を測定する。以下、コントローラ11は、伝送周波数ftrを増加量ΔfLHずつ増加させながら、負荷6に出力される電圧及び電流を測定し、測定された電圧及び電流が所望の電圧及び電流であるときに、現在の伝送周波数ftrを最適伝送周波数fopt1として採用する。そして、電力伝送を停止することなく、最適伝送周波数fopt1で所定の動作時間Toptだけ定常動作を行うように制御する。
図12は、本開示の第3の実施形態に係る伝送周波数ftrの設定方法を示すグラフである。図12において、始めに、コントローラ11は、タイミングt7において、伝送周波数ftrを最小周波数fLに設定して、電力伝送を開始するように制御する。そして、タイミングt7から所定の収束時間Δtが経過したとき、コントローラ11は、発電回路5Aから出力される電圧及び電流を測定し、測定結果をメモリ11mに格納する。次に、コントローラ11は、伝送周波数ftrを所定の増加量ΔfLHだけ減少させる。そして、所定の収束時間Δtが経過したとき、コントローラ11は、発電回路5Aから出力される電圧及び電流を測定し、測定結果をメモリ11mに格納する。以下、伝送周波数ftrを最大周波数fHまで、増加量ΔfLHずつ増加させながら、発電回路5Aから出力される電圧及び電流を測定してメモリ11mに格納する。
図13は、本開示の第3の実施形態の変形例に係る伝送周波数ftrの設定方法を示すグラフである。図13の設定方法は、図12の設定方法に比較して、タイミングt8及びt12における設定方法が異なる。図13のタイミングt8において、コントローラ11は、電力伝送を停止せずに、電源回路5又は発電回路5Aからの直流電圧又は発振器2の駆動電圧を下げるように制御しながら、伝送周波数ftrを最適伝送周波数fopt1に設定し、定常動作に移行する。また、タイミングt12において、コントローラ11は、電力伝送を停止せずに、電源回路5又は発電回路5Aからの直流電圧又は発振器2の駆動電圧を下げるように制御しながら、伝送周波数ftrを最適伝送周波数fopt2に設定し、定常動作に移行する。これにより、タイミングt8及びt12において、送電アンテナ3への入力電圧は減少する。
上記伝送周波数を電力伝送中に変化させる制御手段を備え、
上記制御手段は、上記伝送周波数を減少させるときの減少量を、上記伝送周波数を増加させるときの増加量より小さいように設定する。
上記伝送周波数を電力伝送中に変化させる制御手段を備え、
上記制御手段は、上記伝送周波数を掃引するとき、上記伝送周波数を減少させることなく増加させる。
上記伝送周波数を電力伝送中に変化させる制御ステップを含み、
上記制御ステップは、上記伝送周波数を減少させるときの減少量を、上記伝送周波数を増加させるときの増加量より小さいように設定するステップを含む。
上記伝送周波数を電力伝送中に変化させる制御ステップを含み、
上記制御ステップは、上記伝送周波数を掃引するとき、上記伝送周波数を減少させることなく増加させるステップを含む。
2…発振器、
3,3A…送電アンテナ、
4,4A…受電アンテナ、
5…電源回路、
5A…発電回路、
6…負荷、
7…周波数変換回路、
11…コントローラ、
12…パルス発生器、
70…無線送電装置、
80…無線電力伝送システム。
Claims (8)
- 入力される電力を、第1の共振回路を含む送電アンテナから、第2の共振回路を含み上記送電アンテナに磁界結合された受電アンテナに向けて、所定の伝送周波数で無線送信する無線送電装置に用いる周波数制御装置において、
上記伝送周波数を電力伝送中に変化させる制御手段を備え、
上記制御手段は、上記伝送周波数を減少させるときの減少量を、上記伝送周波数を増加させるときの増加量より小さいように設定する周波数制御装置。 - 入力される電力を、第1の共振回路を含む送電アンテナから、第2の共振回路を含み上記送電アンテナに磁界結合された受電アンテナに向けて、所定の伝送周波数で無線送信する無線送電装置に用いる周波数制御装置において、
上記伝送周波数を電力伝送中に変化させる制御手段を備え、
上記制御手段は、上記伝送周波数を掃引するとき、上記伝送周波数を減少させることなく増加させ、
上記制御手段は、
上記伝送周波数を掃引するとき、上記伝送周波数を所定の最小周波数から所定の最大周波数まで段階的に増加させる毎に所定の電力伝送特性を測定して記憶手段に記憶し、
上記伝送周波数を掃引した後、電力伝送を停止することなく上記無線送電装置への入力電圧を減少させるように制御するとともに、上記記憶手段に記憶された電力伝送特性のうち所定の条件を満たす電力伝送特性に対応する伝送周波数を検索し、上記伝送周波数を、当該検索された伝送周波数に変更する周波数制御装置。 - 上記電力伝送特性は、上記無線送電装置に入力される電圧及び電流、上記受電アンテナから出力される電圧及び電流、ならびに伝送効率のうちの少なくとも1つである請求項2記載の周波数制御装置。
- 請求項1から3までのうちのいずれか1つに記載の周波数制御装置と、
送電アンテナと、
入力される電力を、上記伝送周波数を有する電力に変換して上記送電アンテナに出力する送電回路とを備える無線送電装置。 - 上記送電回路の出力端子から上記送電アンテナの入力端子を臨むときの出力インピーダンスは、上記送電アンテナの入力端子から上記送電回路の出力端子を臨むときの入力インピーダンスと実質的に等しいように設定される請求項4記載の無線送電装置。
- 請求項4又は5記載の無線送電装置と、
受電アンテナとを備える無線電力伝送システム。 - 上記受電アンテナは負荷に接続され、
上記受電アンテナの出力端子から上記負荷を臨むときの出力インピーダンスは、上記負荷から上記受電アンテナの出力端子を臨むときの入力インピーダンスに実質的に等しいように設定される請求項6記載の無線電力伝送システム。 - 入力される電力を、第1の共振回路を含む送電アンテナから、第2の共振回路を含み上記送電アンテナに磁界結合された受電アンテナに向けて、所定の伝送周波数で無線送信する無線送電装置のための電力伝送方法において、
上記伝送周波数を電力伝送中に変化させる制御ステップを含み、
上記制御ステップは、上記伝送周波数を減少させるときの減少量を、上記伝送周波数を増加させるときの増加量より小さいように設定するステップを含む電力伝送方法。
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