JP6384991B2 - 送電装置及び無線電力伝送システム - Google Patents
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Description
受電コイルを備えた受電装置に非接触で電力を送る送電装置であって、
上記受電装置が設置される上記送電装置の設置面に対向して配置され、上記受電コイルと電磁的に結合可能な送電コイルと、
上記設置面と上記送電コイルとの間に配置され、上記設置面に配置された上記受電コイルから信号を検出する少なくとも1つの位置検出コイルと、
上記少なくとも1つの位置検出コイルを介して検出した上記信号の電圧又は電流が基準値より小さい場合、上記設置面に上記受電装置が配置されたと判断する位置検出回路と、
上記少なくとも1つの位置検出コイルを介して上記受電装置から上記送電装置に送信された無線信号をデータ信号に復調する受信回路と、
上記少なくとも1つの位置検出コイルと上記位置検出回路との電気的接続と、上記位置検出コイルと上記受信回路との電気的接続とを切り替えるスイッチ回路と、
上記位置検出回路が検出した上記信号の電圧又は電流が上記基準値を所定時間超えなかったと判断した場合、上記位置検出コイルと上記位置検出回路の電気的接続から上記位置検出コイルと上記受信回路の電気的接続に切り替え、上記少なくとも1つの位置検出コイルを介して上記受信回路に上記無線信号を入力させる送電制御回路と、を備えたものである。
本発明者らは、「背景技術」の欄において記載した無線電力伝送システムに関し、以下の問題が生じることを見いだした。
受電コイルを備えた受電装置に非接触で電力を送る送電装置であって、
上記受電装置が設置される上記送電装置の設置面に対向して配置され、上記受電コイルと電磁的に結合可能な送電コイルと、
上記設置面と上記送電コイルとの間に配置され、上記設置面に配置された上記受電コイルから信号を検出する少なくとも1つの位置検出コイルと、
上記少なくとも1つの位置検出コイルを介して検出した上記信号の電圧又は電流が基準値より小さい場合、上記設置面に上記受電装置が配置されたと判断する位置検出回路と、
上記少なくとも1つの位置検出コイルを介して上記受電装置から上記送電装置に送信された無線信号をデータ信号に復調する受信回路と、
上記少なくとも1つの位置検出コイルと上記位置検出回路との電気的接続と、上記位置検出コイル又は上記受信回路との電気的接続とを切り替えるスイッチ回路と、
上記位置検出回路が検出した上記信号の電圧又は電流が上記基準値を所定時間超えなかったと判断した場合、上記位置検出コイルと上記位置検出回路の電気的接続から上記位置検出コイルと上記受信回路の電気的接続に切り替え、上記少なくとも1つの位置検出コイルを介して上記受信回路に上記無線信号を入力させる送電制御回路と、を備えた送電装置である。
受電コイルを備えた1つ以上の受電装置に非接触で電力を送る送電装置であって、
上記受電装置が設置される上記送電装置の設置面に対向して配置され、上記受電コイルと電磁的に結合可能な送電コイルと、
上記設置面と上記送電コイルとの間に複数並んで配置され、上記設置面に配置された上記受電コイルから信号を検出する複数の位置検出コイルと、
上記複数の位置検出コイルの各々が検出した上記信号の電圧又は電流を上記複数の位置検出コイルの各々から入力する位置検出回路と、
上記信号の電圧又は電流の各々を比較して上記設置面に設置された上記受電装置の位置を判断する送電制御回路と、
上記受電装置から上記送電装置に送信された無線信号をデータ信号に復調して上記送電制御回路に出力する受信回路と、
上記複数の位置検出コイルの各々と、上記位置検出回路又は上記受信回路との電気的接続とを切り替えるスイッチ回路と、を備え、
上記送電制御回路は、上記判断された設置面の位置に上記受電装置が所定時間設置されたと判断した場合、上記設置面に設置された上記受電装置の位置に対応する位置検出コイルの接続先を、上記位置検出回路から上記受信回路に切り替え、上記位置検出コイルを介して上記受信回路に上記無線信号を入力させる、送電装置である。
以下、本開示の実施形態1に係る無線電力伝送システムについて、図面を参照しながら説明する。
(1)検出された電圧及び電流がそれぞれ、所望な電圧及び電流となるように送電パラメータを制御する。
(2)検出された温度情報が所定のしきい値以上となれば、送電を中止する。
(3)検出された充電量が所定のしきい値以上となれば、送電を中止する。
(1)送電装置10はさらに、位置検出コイル15と送電制御回路14との間に、送信回路18を備えた。
(2)受電装置20はさらに、受電コイル21と受電制御回路24との間に、受信回路27を備えた。
(1)送電装置10において、送電コイル11と送電制御回路14との間に、送信回路18を備えた。
以下、本開示の実施形態2に係る無線電力伝送システムについて、図面を参照しながら説明する。
(1)受電装置20に加えて、受電装置30をさらに備えた。
(2)送電装置10はさらに、複数の受電装置20,30に関する制御を行う複数端末制御回路41をさらに備えた。
(1)送電装置10はさらに、位置検出コイル15と複数端末制御回路41との間に、送信回路18を備えた。
(2)受電装置20はさらに、受電コイル21と受電制御回路24との間に、受信回路27を備えた。また、受電装置30はさらに、受電コイル31と受電制御回路34との間に、受信回路37を備えた。
(1)送電装置10において、送電コイル11と複数端末制御回路41との間に、送信回路18を備えた。
以下、本開示の第3の実施形態に係る無線電力伝送システムについて、図面を参照しながら説明する。
(1)送電コイル11に代えて、図6の構成を有する図16の送電コイル素子11a〜11i(図15においては、選択された2個の送電コイル素子11q,11rを図示する)及びそれを選択して送電回路12a,12bに接続するスイッチ回路19を含む送電コイル回路11Aを備えた。
(2)送電回路12に代えて、2個の送電回路12a,12bを備えた。
(1)送電装置10はさらに、位置検出コイル15と複数端末制御回路41との間に、送信回路18を備えた。
(2)受電装置20はさらに、受電コイル21と受電制御回路24との間に、受信回路27を備えた。また、受電装置30はさらに、受電コイル31と受電制御回路34との間に、受信回路37を備えた。
(1)送電装置10において、送電コイル11と送電制御回路14との間に、送信回路18を備えた。
以上の実施形態及び変形例に係る送電コイル11、送電コイル素子11a〜11i,11q,11r,11t及び磁性体17は、例えば円形に構成されるが、楕円形、正方形、長方形など、他の任意の形状であってもよい。また、送電コイルは、スパイラル形状に巻回されてもよく、又は、ソレノイド形状に巻回されてもよい。
本開示の第1態様にかかる送電装置は、
受電コイルを備えた受電装置に非接触で電力を送る送電装置であって、
上記受電装置が設置される上記送電装置の設置面に対向して配置され、上記受電コイルと電磁的に結合可能な送電コイルと、
上記設置面と上記送電コイルとの間に配置され、上記設置面に配置された上記受電コイルから信号を検出する少なくとも1つの位置検出コイルと、
上記少なくとも1つの位置検出コイルを介して検出した上記信号の電圧又は電流が基準値より小さい場合、上記設置面に上記受電装置が配置されたと判断する位置検出回路と、
上記少なくとも1つの位置検出コイルを介して上記受電装置から上記送電装置に送信された無線信号をデータ信号に復調する受信回路と、
上記少なくとも1つの位置検出コイルと上記位置検出回路との電気的接続と、上記位置検出コイル又は上記受信回路との電気的接続とを切り替えるスイッチ回路と、
上記位置検出回路が検出した上記信号の電圧又は電流が上記基準値を所定時間超えなかったと判断した場合、上記位置検出コイルと上記位置検出回路の電気的接続から上記位置検出コイルと上記受信回路の電気的接続に切り替え、上記少なくとも1つの位置検出コイルを介して上記受信回路に上記無線信号を入力させる送電制御回路と、を備える。
上記送電装置の上記送信回路は、上記位置検出コイルに接続され、上記位置検出コイルを介して上記受電装置に上記別の無線信号を送信してもよい。
本開示の第2態様にかかる送電装置は、受電コイルを備えた1つ以上の受電装置に非接触で電力を送る送電装置であって、
上記受電装置が設置される上記送電装置の設置面に対向して配置され、上記受電コイルと電磁的に結合可能な送電コイルと、
上記設置面と上記送電コイルとの間に複数並んで配置され、上記設置面に配置された上記受電コイルから信号を検出する複数の位置検出コイルと、
上記複数の位置検出コイルの各々が検出した上記信号の電圧又は電流を上記複数の位置検出コイルの各々から入力する位置検出回路と、
上記信号の電圧又は電流の各々を比較して上記設置面に設置された上記受電装置の位置を判断する送電制御回路と、
上記受電装置から上記送電装置に送信された無線信号をデータ信号に復調して上記送電制御回路に出力する受信回路と、
上記複数の位置検出コイルの各々と、上記位置検出回路又は上記受信回路との電気的接続とを切り替えるスイッチ回路と、を備え、
上記送電制御回路は、上記判断された設置面の位置に上記受電装置が所定時間設置されたと判断した場合、上記設置面に設置された上記受電装置の位置に対応する位置検出コイルの接続先を、上記位置検出回路から上記受信回路に切り替え、上記位置検出コイルを介して上記受信回路に上記無線信号を入力させる。
上記送電装置の上記送信回路は、上記位置検出コイルに接続され、上記位置検出コイルを介して上記受電装置に上記別の無線信号を送信してもよい。
本開示の第3態様にかかる送電装置は、
受電コイルを備えた受電装置に向けて非接触で交流電力を送る送電装置において、上記送電装置は、
上記受電コイルと電磁的に結合可能な送電コイルと、
上記送電コイルと上記受電コイルとの間に設けられ、上記受電コイルの位置を検出する位置検出コイルと、
上記位置検出コイルを用いて上記受電コイルの位置を特定する位置検出回路と、
上記送電コイルに交流電力を供給する送電回路と、
上記送電回路から上記受電装置に供給される交流電力を制御する送電制御回路と、
上記受電装置から送信された無線信号をデータ信号に復調する受信回路とを備え、
上記位置検出コイルは上記受電装置から送信された無線信号を受信して上記受信回路に出力し、
上記送電制御回路は、上記受信回路によって復調されたデータ信号に基づいて、上記受電装置に送電する電力量を決定して制御する。
それぞれ受電コイルを備えた複数の受電装置に向けて非接触で交流電力を送る送電装置であって、
上記送電装置は、上記複数の受電コイルと電磁的に結合可能な送電コイルと、
上記送電コイルと上記複数の受電コイルとの間に設けられ、上記各受電装置の受電コイルの位置を検出する位置検出コイルと、
上記位置検出コイルを用いて上記各受電コイルの個数及び位置を検出する位置検出回路と、
上記送電コイルに交流電力を供給する送電回路と、
上記送電回路から上記複数の受電装置に供給される交流電力を制御する送電制御回路と、
上記複数の受電装置に関する制御を行う複数端末制御回路と、
上記受電装置から送信された無線信号をデータ信号に復調する受信回路とを備え、
上記位置検出コイルは上記各受電装置から送信された無線信号を受信して上記受信回路に出力し、
上記複数端末制御回路は、上記位置検出回路で検出された上記複数の受電装置の個数及び位置情報と、上記受信回路によって復調されたデータ信号とに基づいて、上記各受電装置に対する各送電する電力量を決定して上記送電制御回路に出力し、
上記送電制御回路は、上記決定された各送電する電力量に基づいて上記各受電装置に送電する電力量を制御する。
11…送電コイル、
11a〜11i,11q,11r,11t…送電コイル素子、
11s…スイッチ回路、
11m,11p…モーター、
11k,11n…レール、
11A…送電コイル回路、
12,12a,12b…送電回路、
13…位置検出回路、
14…送電制御回路、
15…位置検出コイル、
15a〜15i…位置検出コイル素子、
15j,15k,15q…スイッチ回路、
16…受信回路、
17…磁性体、
18,18a,18b…送信回路、
19…スイッチ回路、
20…受電装置、
21…受電コイル、
22…受電回路、
23…負荷装置、
24…受電制御回路、
25…送信回路、
26…磁性体、
27…受信回路、
30…受電装置、
31…受電コイル、
32…受電回路、
33…負荷装置
34…受電制御回路、
35…送信回路、
37…受信回路、
41…複数端末制御回路。
Claims (12)
- 受電コイルを備えた1つ以上の受電装置に非接触で電力を送る送電装置であって、
上記受電装置が設置される上記送電装置の設置面に対向して配置され、上記受電コイルと電磁的に結合可能な送電コイルと、
上記設置面と上記送電コイルとの間に複数並んで配置され、上記設置面に配置された上記受電コイルから信号を検出する複数の位置検出コイルと、
上記複数の位置検出コイルの各々が検出した上記信号の電圧又は電流を上記複数の位置検出コイルの各々から入力する位置検出回路と、
上記信号の電圧又は電流の各々を比較して上記設置面に設置された上記受電装置の位置を判断する送電制御回路と、
上記受電装置から上記送電装置に送信された無線信号をデータ信号に復調して上記送電制御回路に出力する受信回路と、
上記複数の位置検出コイルの各々と、上記位置検出回路又は上記受信回路との電気的接続とを切り替えるスイッチ回路と、を備え、
上記送電制御回路は、上記判断された設置面の位置に上記受電装置が所定時間設置されたと判断した場合、前記複数の位置検出コイルのうち、上記設置面に設置された上記受電装置の位置に対応する位置検出コイルの接続先を、上記位置検出回路から上記受信回路に切り替え、上記位置検出コイルを介して上記受信回路に上記無線信号を入力させる、
送電装置。 - 上記送電制御回路は、上記信号の電圧又は電流の強度の各々を比較して、あるいは、上記信号の電圧又は電流に対応したインピ−ダンスの各々を比較して、上記設置面に設置された上記受電装置の位置を判断する、
請求項1に記載の送電装置。 - 直流電源と、上記直流電源の直流電圧を交流電圧に変換する送電回路と、を備え、
上記送電コイルは上記送電回路に接続されている、
請求項1または請求項2に記載の送電装置。 - 上記送電装置は、上記受電装置から送信された無線信号とは別の無線信号を上記受電装置に送信する送信回路をさらに備え、
上記送電装置の上記送信回路は、上記位置検出コイルに接続され、上記位置検出コイルを介して上記受電装置に上記別の無線信号を送信する、
請求項1〜3のいずれか1項に記載の送電装置。 - 上記受電装置から上記送電装置に送信される上記無線信号の周波数と、上記送電装置から非接触で交流電力を送る周波数とが、異なるように設定されている、
請求項1〜4のいずれか1項に記載の送電装置。 - 上記複数の受電装置が上記設置面に配置され、
上記複数の受電装置から送信されて上記送電装置で受信される複数の無線信号は、互いに異なる周波数を有する、
請求項1〜5のいずれか1項に記載の送電装置。 - 請求項1〜6のうちのいずれか1項に記載の送電装置と、上記受電装置とを有する、
無線電力伝送システム。 - 上記データ信号は、装置情報を含み、上記受信回路は、復調した上記データ信号を、上記送電制御回路に送り、上記送電制御回路は、上記データ信号に含まれる上記装置情報に、基づき、送電電力、周波数、位相のうち少なくも一つを制御する
請求項1に記載の送電装置。 - 上記装置情報は、上記受電装置における所望な電圧、電流、充電容量、上記受電装置で検出された電圧、電流、充電量、温度情報のうち少なくとも一つを含む
請求項8に記載の送電装置。 - 上記装置情報は、少なくとも上記受電装置で検出された温度情報を含み、上記送電制御回路は、上記温度情報が所定の閾値以上である場合、送電を停止する
請求項9に記載の送電装置。 - 上記装置情報は、少なくとも上記受電装置で検出された充電量を含み、上記送電制御回路は、上記充電量が所定の閾値以上である場合、送電を停止する
請求項9に記載の送電装置。 - 上記データ信号は、受電装置の温度センサで検出された温度情報を含み、上記送電制御回路は、検出された温度情報が所定の閾値以上である場合、送電を停止する
請求項1に記載の送電装置。
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