JP6410511B2 - 非接触電力伝送装置 - Google Patents
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Description
V:スイッチング時の電位(V)
I:スイッチング時の電流(A)
ΔT:スイッチングに要する時間(sec)
上記損失に伴う発熱は、送電電力の効率化が必ずしも最大限に図られているわけではないことを表している。
図1は、本発明における実施の形態1の非接触電力伝送装置100の概略構成を示す。非接触電力伝送装置100は、送電装置10と受電装置20により構成される。送電装置10は、高周波電力を非接触伝送するための送電共振系50を備える。受電装置20は、送電装置10の送電共振系50が送電する高周波電力を受電するための受電共振系60を備える。本発明の非接触電力伝送装置100は、送電共振系50と受電共振系60を磁気的に結合させて、送電装置10から受電装置20に非接触で電力を伝送する。
(共振電流のゼロクロス点に基づく共振制御)
図1に示した構成に於いて、駆動回路30が送電共振系50に過渡的な電力、例えばステップ状の電圧を印加すると、送電共振系50と受電共振系60からなる送受電共振系に固有の共振周波数で振動を始める。電流検出器41は、送電共振系50の電流を検出し、その検出結果に基づいて、電流ゼロクロス検出器42は送電共振系50の共振状態を検出する。電流ゼロクロス検出器42は、検出した共振状態を駆動制御回路40に送り、駆動回路30を駆動する。
(送電共振系の電圧監視に基づく電力制御)
図1の送電共振系50と受電共振系60からなる送受電共振系は、送電共振系50と受電共振系60の相対的な位置関係に依存して結合係数が変動した場合や、負荷が変動すると、送電共振系50と受電共振系60の共振電圧や共振周波数が変動する。
(フルブリッジ回路を用いた送電装置)
図3はフルブリッジ回路を用いた場合における本発明の送電装置10の構成を詳細に示したものである。図3に示した送電装置10においても、図2A及び図2Bで説明した共振電流のゼロクロス点に基づく共振制御を行っている。なお、図3の受電装置20は図1に示した受電装置20と同じであるが、以下の説明で必要な要素部分のみを記載している。
<実施の形態2>
図5は、本発明における実施形態2の非接触電力伝送装置の概略構成を示す。図6は第2の実施形態における送電装置11の構成を詳細に示した図である。
20 受電装置
30 駆動回路
40 駆動制御回路
41 電流検出器
42 電流ゼロクロス検出器
43、431、432 共振電圧検出器
45 平均電流検出器
50 送電共振系
60 受電共振系
70 検波手段
80 出力
100、101 非接触電力伝送装置
301 電圧制御回路
311、312、313、314 FET
401 駆動パルス生成回路
402、403 FET駆動回路
405 電源
406 ラッチ回路
450 電流検出手段
451、455、465、471 抵抗
452、453、463 ダイオード
454、461、462、464 キャパシタ
501 送電コイル
502 送電容量
503 抵抗
509 ゼロクロス点
601 受電コイル
602 受電容量
Claims (6)
- 送電コイル及び送電容量により構成された送電共振系を有する送電装置と、
受電コイル及び受電容量により構成された受電共振系を有する受電装置とを備え、
前記送電装置から前記受電装置へ非接触で電力を伝送する非接触電力伝送装置において、
前記送電装置は、更に
前記送電共振系にパルス状の電力を供給して前記送電共振系に交流電力を生成する駆動回路と、
前記送電共振系の電流を検出する電流検出器と、
前記電流検出器が検出した電流が正から負、或いは負から正に変化する場合のゼロとなる時刻を検出する電流ゼロクロス検出器と、
前記電流がゼロとなる時刻に基づいて、前記パルス状の電力の供給が開始される時刻を制御する駆動制御回路と、
前記送電共振系の電圧を検出する共振電圧検出器とを備え、
前記送電共振系と前記受電共振系からなる送受電共振系は、共振状態の変化に応じて発振が継続する自励発振を行い、
前記駆動回路は、前記共振電圧検出器が検出した共振電圧に基づいて、前記駆動回路から前記送電共振系へ供給する電圧を変化させることにより、前記送電装置から前記受電装置へ伝送する電力の大きさを制御することを特徴とする非接触電力伝送装置。 - 前記送電共振系の共振電圧が、前記送電コイル及び前記送電容量が破損しない共振電圧となるように、前記駆動回路から前記送電共振系へ供給する電圧を変化させることを特徴とする請求項1に記載の非接触電力伝送装置。
- 送電コイル及び送電容量により構成された送電共振系を有する送電装置と、
受電コイル及び受電容量により構成された受電共振系を有する受電装置とを備え、
前記送電装置から前記受電装置へ非接触で電力を伝送する非接触電力伝送装置において、
前記送電装置は、更に
前記送電共振系にパルス状の電力を供給して前記送電共振系に交流電力を生成する駆動回路と、
前記送電共振系の電流を検出する電流検出器と、
前記電流検出器が検出した電流が正から負、或いは負から正に変化する場合のゼロとなる時刻を検出する電流ゼロクロス検出器と、
前記電流がゼロとなる時刻に基づいて、前記パルス状の電力の供給が開始される時刻を制御する駆動制御回路と、
前記送電共振系の平均電流を検出する平均電流検出器とを備え、
前記送電共振系と前記受電共振系からなる送受電共振系は、共振状態の変化に応じて発振が継続する自励発振を行い、
前記駆動回路は、前記平均電流検出器が検出した平均電流に基づいて、前記駆動回路から前記送電共振系へ供給する電圧を変化させることにより、前記送電装置から前記受電装置へ伝送する電力の大きさを制御することを特徴とする非接触電力伝送装置。 - 前記駆動制御回路は、前記電流がゼロとなる時刻と前記パルス状の電力の供給を開始する時刻を、略一致させることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の非接触電力伝送装置。
- 前記駆動回路はFETスイッチからなるフルブリッジ回路で構成されることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の非接触電力伝送装置。
- 前記駆動回路はFETスイッチからなるハーフブリッジ回路で構成されることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の非接触電力伝送装置。
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