JP6390808B1 - 非接触給電装置 - Google Patents
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Abstract
Description
係る構成を有することにより、この非接触給電装置は、送電側の装置の送信コイルへの電力供給が行われた状態で送電側の装置が待機していても、エネルギー損失を抑制できる。
これにより、この非接触給電装置は、定電圧出力動作するスイッチング周波数を検出できる。
これにより、この非接触給電装置は、一旦定電圧出力動作しなくなっても、スイッチング周波数を変更して定電圧出力動作を再開することができる。
これにより、この非接触給電装置は、送信コイルと受信コイル間の結合度が変化するなどにより定電圧出力動作するスイッチング周波数が変化しても、出力電圧を一定に保つことができる。
これにより、この非接触給電装置は、送電側にて定電圧出力動作するスイッチング周波数を検出できるので、そのスイッチング周波数を検出する際の制御を簡単化できる。
これにより、この非接触給電装置は、定電圧出力動作を継続できる。
これにより、この非接触給電装置は、定電圧出力動作するスイッチング周波数を出力電圧が極大値となるスイッチング周波数に近づけることができるので、電力伝送効率を向上できる。
これにより、この非接触給電装置は、定電圧出力動作するスイッチング周波数を検出できる。
これにより、この非接触給電装置は、簡単な制御で、定電圧出力動作するスイッチング周波数を検出できる。
電力供給回路10は、調節可能なスイッチング周波数、及び、調節可能な電圧を持つ交流電力を送信コイル14へ供給する。そのために、電力供給回路10は、電源11と、力率改善回路12と、4個のスイッチング素子13−1〜13−4とを有する。
共振回路20は、互いに並列に接続される受信コイル21と共振コンデンサ22とからなるLC共振回路である。そして共振回路20が有する受信コイル21の一端が共振コンデンサ22の一端に接続されるとともに、コイル23を介して整流平滑回路24の一方の入力端子に接続される。また、受信コイル21の他端が共振コンデンサ22の他端に接続されるとともに、整流平滑回路24の他方の入力端子に接続される。
さらに、ポイント611に相当する周波数と、ポイント613に相当する周波数の差は、図2に示される、ポイント214に相当する周波数と、ポイント216に相当する周波数の差よりも小さい。このことから、非接触給電装置1を定電圧出力動作させる際の周波数の調整範囲は、SPL方式による非接触給電装置を、送電側の共振回路が共振しない周波数にて定電圧出力動作させたときの周波数の調整範囲よりも狭くできることが分かる。
2、42 送電装置
10、110、120 電力供給回路
11 電源
12 力率改善回路
51 電圧可変電源
52 DC/DCコンバータ
13−1〜13−4、53−1〜53−3 スイッチング素子
14、54 送信コイル
55 コンデンサ
56 電流検出回路
15、57 受信器
16−1、16−2、58 ゲートドライバ
17、59 制御回路
3、43、44 受電装置
20、60 共振回路
21、61 受信コイル
22、62 コンデンサ
23、63 コイル
24、64 整流平滑回路
25 全波整流回路
26 平滑コンデンサ
27、67 負荷回路
28、68 電圧検出回路
29、69 定電圧判定回路
30、70 判定回路
31、71 スイッチング素子
72、72a 固定負荷回路
32、73 送信器
74 コンデンサ
111 交流電源
131 コンデンサ
Claims (9)
- 送電装置と、前記送電装置から非接触で電力伝送される受電装置とを有する非接触給電装置であって、
前記送電装置は、
前記受電装置へ電力を供給する送信コイルと、
前記送信コイルに対して、前記送信コイルが共振しないスイッチング周波数を持つ交流電力を供給する電力供給回路とを有し、
前記受電装置は、
前記送電装置からの電力を受信する受信コイルと、前記受信コイルと並列に接続される共振コンデンサとを有する共振回路と、
前記共振回路から出力される電力を整流する整流回路と、
前記共振回路と前記整流回路の間に、前記受信コイルと直列に接続されるコイルと、
を有する非接触給電装置。 - 前記電力供給回路は、前記送信コイルに供給される交流電力のスイッチング周波数及び電圧を調整可能であり、
前記送電装置は、
前記非接触給電装置が定電圧出力動作しているか否か、及び、前記共振回路の出力電圧の測定値が所定の電圧の許容範囲内に含まれるか否かを表す判定情報を含む信号を受信する受信器と、
前記判定情報に応じて、前記電力供給回路から前記送信コイルに供給される前記交流電力のスイッチング周波数及び電圧を制御する制御回路とをさらに有し、
前記受電装置は、
前記共振回路から出力される電力の出力電圧を測定して当該出力電圧の測定値を求める電圧検出回路と、
前記出力電圧の測定値に基づいて、前記非接触給電装置が定電圧出力動作しているか否か、及び、前記共振回路の出力電圧の測定値が前記所定の電圧の許容範囲内に含まれるか否かを判定する定電圧判定回路と、
前記判定情報を含む信号を前記送電装置へ送信する送信器とをさらに有する、請求項1に記載の非接触給電装置。 - 前記制御回路は、前記判定情報が、前記非接触給電装置が定電圧出力動作していないことを表す場合、前記受電装置の前記整流回路と接続される負荷回路の抵抗が変化しても前記出力電圧の測定値が変化しなくなるように、前記電力供給回路から前記送信コイルに供給される前記交流電力のスイッチング周波数を制御する、請求項2に記載の非接触給電装置。
- 前記制御回路は、前記判定情報が、前記非接触給電装置が定電圧出力動作していることを表し、かつ、前記共振回路の出力電圧の測定値が前記所定の電圧の許容範囲内に含まれないことを表す場合、前記共振回路の出力電圧の測定値が前記所定の電圧の許容範囲内に含まれるように、前記電力供給回路から前記送信コイルに供給される前記交流電力の電圧を制御する、請求項3に記載の非接触給電装置。
- 前記電力供給回路は、前記送信コイルに供給される交流電力のスイッチング周波数及び電圧を調整可能であり、
前記送電装置は、
前記送信コイルに流れる電流を測定して当該電流の測定値を求める電流検出回路と、
前記電流の測定値に応じて、前記電力供給回路から前記送信コイルに供給される前記交流電力のスイッチング周波数及び電圧を制御する制御回路とをさらに有する、請求項1に記載の非接触給電装置。 - 前記制御回路は、前記スイッチング周波数を変化させながら、前記電流の測定値を監視して、前記電流の測定値が極大値となるスイッチング周波数を検出し、検出されたスイッチング周波数を持つ交流電力が前記送信コイルに供給されるように前記電力供給回路を制御する、請求項5に記載の非接触給電装置。
- 前記受電装置は、一端が前記コイルと前記整流回路の一方の入力端子との間に接続され、他端が前記受信コイル及び前記共振コンデンサと前記整流回路の他方の入力端子との間に接続され、かつ、前記受信コイルと並列に接続されるコンデンサをさらに有する、請求項1に記載の非接触給電装置。
- 前記電力供給回路は、前記送信コイルに供給される交流電力のスイッチング周波数及び電圧を調整可能であり、
前記送電装置は、
前記非接触給電装置が定電圧出力動作しているか否か、及び、前記共振回路の出力電圧の測定値が所定の電圧の許容範囲内に含まれるか否かを表す判定情報を含む信号を受信する受信器と、
前記判定情報に応じて、前記電力供給回路から前記送信コイルに供給される前記交流電力のスイッチング周波数及び電圧を制御する制御回路とをさらに有し、
前記受電装置は、
前記共振回路から出力される電力の出力電圧を測定して当該出力電圧の測定値を求める電圧検出回路と、
前記出力電圧の測定値に基づいて、前記非接触給電装置が定電圧出力動作しているか否か、及び、前記共振回路の出力電圧の測定値が前記所定の電圧の許容範囲内に含まれるか否かを判定する定電圧判定回路と、
前記判定情報を含む信号を前記送電装置へ送信する送信器とをさらに有する、請求項7に記載の非接触給電装置。 - 前記受電装置は、
前記整流回路と接続される負荷回路の抵抗値以下の抵抗値を持つ負荷を前記整流回路と接続するか否かを切り替え可能な固定負荷回路をさらに有し、
前記定電圧判定回路は、前記出力電圧の測定値に基づいて、前記非接触給電装置が定電圧出力動作していないと判定した場合、前記固定負荷回路の前記負荷を前記整流回路に接続させ、かつ、所定の周期ごとに前記出力電圧の測定値を前記送信器に前記送電装置へ送信させ、
前記送電装置の前記制御回路は、受信した前記出力電圧の測定値に基づいて、前記出力電圧が極大値となるように、前記電力供給回路から前記送信コイルに供給される前記交流電力のスイッチング周波数を制御する、請求項8に記載の非接触給電装置。
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