JP6593648B2 - Power receiving apparatus and wireless power transmission system - Google Patents
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Description
本開示は、無線で電力を伝送する無線電力伝送システムにおいて用いられる受電装置に関する。 The present disclosure relates to a power receiving device used in a wireless power transmission system that wirelessly transmits power.
近年、携帯電話機または電気自動車などの移動性を伴う機器に、無線(非接触)で電力を伝送する無線(非接触)電力伝送技術の開発が進められている。例えば特許文献1は、非接触で伝送される電力の整流後の電圧を一定に制御することができる非接触電力伝送システムを開示している。
In recent years, development of wireless (contactless) power transmission technology for transmitting power wirelessly (contactlessly) to devices with mobility, such as a mobile phone or an electric vehicle, has been promoted. For example,
従来の無線電力伝送システムでは、重負荷(大電力)時における伝送効率は高いが、低負荷(小電力)時における伝送効率は低いことが一般的であった。このため、軽負荷状態が多く発生するような負荷に給電する際には時間当たりの電力効率が低くなるという課題があった。 Conventional wireless power transmission systems generally have high transmission efficiency at heavy loads (high power), but low transmission efficiency at low loads (low power). For this reason, there is a problem that power efficiency per hour is lowered when power is supplied to a load in which many light load states occur.
上記課題を解決するため、本開示の一態様に係る受電装置は、
交流電力を無線で送電する送電アンテナを含む送電装置から前記交流電力を受電する受電装置であって、
前記交流電力を受電する受電アンテナと、
前記交流電力を直流電力に変換する整流回路と、
前記直流電力の値を検出する検出回路と、
前記直流電力により駆動される負荷と、
前記直流電力を蓄電する蓄電器と、
i)前記整流回路と前記負荷との接続/非接続、及び、ii)前記負荷と前記蓄電器との接続/非接続を切替る切替回路と、
前記受電装置を制御する制御回路と、を備え、
前記制御回路は、
まず、前記整流回路と前記負荷とを接続し、及び、前記整流回路と前記蓄電器とを非接続とし、前記整流回路から前記直流電力を前記負荷に供給する状態において、前記検出回路を用いて検出された前記直流電力の値が電力閾値以下になったか否かを判断し、
前記直流電力の値が前記電力閾値以下になったとき、前記負荷の駆動に所定以上の前記交流電力が必要とされない状態になったと判断し、前記整流回路と前記負荷とを非接続とし、前記負荷と前記蓄電器とを接続する状態に前記切替回路を制御し、
前記蓄電器に充電された前記直流電力により前記負荷を駆動する。
In order to solve the above problem, a power receiving device according to one embodiment of the present disclosure is provided.
A power receiving device that receives the AC power from a power transmission device including a power transmission antenna that wirelessly transmits AC power,
A power receiving antenna for receiving the AC power;
A rectifier circuit for converting the AC power into DC power;
A detection circuit for detecting a value of the DC power;
A load driven by the DC power;
A battery for storing the DC power;
i) connection / disconnection between the rectifier circuit and the load; and ii) a switching circuit that switches connection / disconnection between the load and the capacitor;
A control circuit for controlling the power receiving device,
The control circuit includes:
First, detection is performed using the detection circuit in a state where the rectifier circuit and the load are connected, the rectifier circuit and the capacitor are disconnected, and the DC power is supplied from the rectifier circuit to the load. Determining whether the value of the direct-current power that has been obtained is equal to or less than a power threshold;
When the value of the DC power is less than or equal to the power threshold, it is determined that the AC power of a predetermined value or more is not required for driving the load, the rectifier circuit and the load are disconnected, and Controlling the switching circuit to connect a load and the capacitor;
The load is driven by the DC power charged in the capacitor.
上記の包括的又は具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラム、又は、記録媒体で実現されてもよい。あるいは、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラム及び記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。 The comprehensive or specific aspect described above may be realized by a system, a method, an integrated circuit, a computer program, or a recording medium. Alternatively, the present invention may be realized by any combination of a system, an apparatus, a method, an integrated circuit, a computer program, and a recording medium.
本開示の一態様によれば、無線電力伝送の伝送効率が低くなる低負荷状態においては、蓄電器によって負荷が駆動され、無線電力伝送による送電は、効率の高くなる一定値以上の負荷状態でのみ実施される。これにより、時間当たりの電力効率を高めることが可能になる。 According to one aspect of the present disclosure, in a low load state where the transmission efficiency of wireless power transmission is low, the load is driven by the capacitor, and power transmission by wireless power transmission is performed only in a load state where the efficiency is high or higher. To be implemented. Thereby, it becomes possible to improve the power efficiency per time.
(本開示の基礎となった知見)
本開示の実施形態を説明する前に、本開示の基礎となった知見を説明する。
(Knowledge that became the basis of this disclosure)
Prior to describing the embodiments of the present disclosure, the knowledge underlying the present disclosure will be described.
図1は、無線電力伝送システム10の構成例(比較例)を示すブロック図である。この無線電力伝送システム10は、送電装置100と、受電装置200とを備えている。図1には、無線電力伝送システム10の外部の要素である電源50および負荷駆動装置300も示されている。電源50および負荷駆動装置300は、無線電力伝送システム10に含まれていてもよい。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example (comparative example) of the wireless
送電装置100は、送電アンテナ110と、インバータ回路130と、送電制御回路150と、送電側受信器180とを有する。受電装置200は、受電アンテナ210と、整流回路(整流器)230と、受電制御回路250と、受電側送信器280とを有する。負荷駆動装置300は、蓄電器(蓄電装置)310と、動力装置330とを有する。
The
送電アンテナ110および受電アンテナ210は、コイルおよびキャパシタを有する共振器である。送電アンテナ110のコイルと受電アンテナ210のコイルとの磁界結合により、電力が非接触で伝送される。
The power transmitting
インバータ回路130は、電源50と送電アンテナ110との間に接続されている。インバータ回路130は、電源50から供給された直流電力を交流電力に変換して送電アンテナ110に供給する。インバータ回路130は、送電制御回路150によって制御される。
The
整流回路230は、受電アンテナ210と蓄電器310との間に接続される。整流回路230は、受電アンテナ210が受電した交流電力を直流電力に変換して蓄電器310に供給する。受電制御回路250は、整流回路230から出力された直流電力の電圧値を検出し、受電側送信器280に、当該電圧値の情報を送信させる。
The
送電制御回路150は、送電側受信器180が受信した受電装置200側の電圧の情報に基づいて、インバータ回路130から出力される交流電力の電圧を調整する。これにより、負荷駆動装置300に供給される直流電圧を一定に維持するフィードバック制御が行われる。
The power
負荷駆動装置300は、バッテリ(二次電池)またはキャパシタなどの蓄電器310と、モータなどの動力装置330とを有している。蓄電器310は、整流回路230から出力された直流電力によって充電される。動力装置330は、蓄電器310に蓄えられた電力によって駆動される。
The
本発明者らは、比較例の構成では、低負荷時(すなわち低電力時)に電力伝送効率が低下するという課題があることを発見した。以下、この課題を説明する。 The inventors of the present invention have found that the configuration of the comparative example has a problem that power transmission efficiency is reduced at low load (that is, at low power). Hereinafter, this problem will be described.
図2Aは、上記の比較例のような一般的な構成を有する無線電力伝送における電力−効率特性の一例を示す図である。無線電力伝送システムは、一般に、重負荷時(大電力時)におけるピーク効率を重視しながら、軽負荷の状態から重負荷の状態まで対応できるように設計される。すなわち、重負荷時のピーク効率を可能な限り高くするように、送電装置100および受電装置200内の各回路のインピーダンスが設定される。その結果、図2Aに示すように、送電電力が大きいときには伝送効率が高いが、送電電力が小さいときには伝送効率が低くなることが一般的である。このように軽負荷時(低電力時)は効率が低下する傾向にあるため、軽負荷状態が多く発生するような負荷(例えばモータ)に給電する際には、時間当たりの電力効率が低くなるという課題があった。
FIG. 2A is a diagram illustrating an example of power-efficiency characteristics in wireless power transmission having a general configuration like the above-described comparative example. Generally, the wireless power transmission system is designed so as to be able to cope with a light load state to a heavy load state while placing importance on the peak efficiency at the time of heavy load (at the time of high power). That is, the impedance of each circuit in the
図2Bは、負荷がモータである場合において、モータの回転速度およびモータに流れる電流の時間変化の一例を示す図である。負荷がモータである場合、一般に、図2Bに示すように、モータの回転速度が一定に保たれる期間、すなわち、低トルク(低負荷)の期間が長い。このため、モータに流れる電流が少ない軽負荷状態が頻繁に発生する。この場合、無線電力伝送システムの伝送効率が低い状態が長くなるため、時間当たりの電力効率が低くなる。 FIG. 2B is a diagram illustrating an example of a temporal change in the rotational speed of the motor and the current flowing through the motor when the load is a motor. When the load is a motor, generally, as shown in FIG. 2B, a period during which the rotation speed of the motor is kept constant, that is, a period of low torque (low load) is long. For this reason, a light load state in which the current flowing through the motor is small frequently occurs. In this case, since the state where the transmission efficiency of the wireless power transmission system is low becomes long, the power efficiency per time is low.
本発明者らは、上記の課題を見出し、この課題を解決するための構成を検討した。本発明者らは、駆動される負荷(または電力)の大きさに応じて、整流回路、蓄電器、および負荷の相互の接続状態を適切に切り替えることにより、上記課題を解決できることを見出した。 The present inventors have found the above-mentioned problem and studied a configuration for solving this problem. The present inventors have found that the above problem can be solved by appropriately switching the mutual connection state of the rectifier circuit, the capacitor, and the load according to the magnitude of the driven load (or electric power).
以上の考察により、本発明者らは、以下に開示する各態様を想到するに至った。 Based on the above considerations, the present inventors have arrived at each aspect disclosed below.
本開示の一態様に係る受電装置は、
交流電力を無線で送電する送電アンテナを含む送電装置から前記交流電力を受電する受電装置であって、
前記交流電力を受電する受電アンテナと、
前記交流電力を直流電力に変換する整流回路と、
前記直流電力の値を検出する検出回路と、
前記直流電力により駆動される負荷と、
前記直流電力を蓄電する蓄電器と、
i)前記整流回路と前記負荷との接続/非接続、及び、ii)前記負荷と前記蓄電器との接続/非接続を切替る切替回路と、
前記受電装置を制御する制御回路と、を備え、
前記制御回路は、
まず、前記整流回路と前記負荷とを接続し、及び、前記整流回路と前記蓄電器とを非接続とし、前記整流回路から前記直流電力を前記負荷に供給する状態において、前記検出回路を用いて検出された前記直流電力の値が電力閾値以下になったか否かを判断し、
前記直流電力の値が前記電力閾値以下になったとき、前記負荷の駆動に所定以上の前記交流電力が必要とされない状態になったと判断し、前記整流回路と前記負荷とを非接続とし、前記負荷と前記蓄電器とを接続する状態に前記切替回路を制御し、
前記蓄電器に充電された前記直流電力により前記負荷を駆動する。
A power receiving device according to an aspect of the present disclosure is provided.
A power receiving device that receives the AC power from a power transmission device including a power transmission antenna that wirelessly transmits AC power,
A power receiving antenna for receiving the AC power;
A rectifier circuit for converting the AC power into DC power;
A detection circuit for detecting a value of the DC power;
A load driven by the DC power;
A battery for storing the DC power;
i) connection / disconnection between the rectifier circuit and the load; and ii) a switching circuit that switches connection / disconnection between the load and the capacitor;
A control circuit for controlling the power receiving device,
The control circuit includes:
First, detection is performed using the detection circuit in a state where the rectifier circuit and the load are connected, the rectifier circuit and the capacitor are disconnected, and the DC power is supplied from the rectifier circuit to the load. Determining whether the value of the direct-current power that has been obtained is equal to or less than a power threshold;
When the value of the DC power is less than or equal to the power threshold, it is determined that the AC power of a predetermined value or more is not required for driving the load, the rectifier circuit and the load are disconnected, and Controlling the switching circuit to connect a load and the capacitor;
The load is driven by the DC power charged in the capacitor.
上記態様によれば、
前記制御回路は、まず、前記整流回路と前記負荷とを接続した状態にし、前記整流回路と前記蓄電器とを接続しない(非接続の)状態にする。これにより、前記整流回路から前記直流電力を前記負荷に供給する状態にする。この状態において、前記検出回路を用いて検出された前記直流電力の値が所定の閾値(電力閾値)以下になったか否かを判断する。前記直流電力の値が前記電力閾値以下になったとき、前記負荷の駆動に所定以上の前記交流電力が必要とされない状態になったと判断し、前記整流回路と前記負荷とを非接続とし、前記負荷と前記蓄電器とを接続する状態に前記切替回路を制御する。そして、前記蓄電器に充電された前記直流電力により前記負荷を駆動する。
According to the above aspect,
The control circuit first places the rectifier circuit and the load in a connected state and puts the rectifier circuit and the capacitor in a non-connected state (not connected). As a result, the DC power is supplied from the rectifier circuit to the load. In this state, it is determined whether or not the value of the DC power detected using the detection circuit is equal to or lower than a predetermined threshold (power threshold). When the value of the DC power is less than or equal to the power threshold, it is determined that the AC power of a predetermined value or more is not required for driving the load, the rectifier circuit and the load are disconnected, and The switching circuit is controlled so as to connect a load and the battery. Then, the load is driven by the DC power charged in the capacitor.
これにより、低電力状態においては、整流回路から負荷への給電が停止され、蓄電器から負荷への給電が開始される。その結果、効率が低い低電力状態における無線電力伝送による給電を回避し、システム全体の効率を向上させることができる。 Thereby, in the low power state, the power supply from the rectifier circuit to the load is stopped, and the power supply from the capacitor to the load is started. As a result, power supply by wireless power transmission in a low power state with low efficiency can be avoided, and the efficiency of the entire system can be improved.
ここで、負荷は、例えばモータを含む。「前記負荷の駆動に所定以上の前記交流電力が必要とされない状態」とは、例えば、前記モータの回転数の変化が一定期間所定範囲内である状態、または、前記モータの回転の停止を維持させる状態を含む。 Here, the load includes, for example, a motor. “A state where the predetermined amount or more of the AC power is not required for driving the load” means, for example, a state in which the change in the rotation speed of the motor is within a predetermined range for a certain period of time, or the stop of rotation of the motor is maintained. Including the state to be
本開示の他の態様に係る無線電力伝送システムは、
交流電力を無線で送電する送電アンテナを含む送電装置から前記交流電力を受電する受電装置であって、
前記交流電力を受電する受電アンテナと、
前記交流電力を直流電力に変換する整流回路と、
前記直流電力の値を検出する第1検出回路と、
前記直流電力により駆動される負荷と、
前記直流電力を蓄電する蓄電器と、
前記蓄電器の蓄電量を検出する第2検出回路と、
i)前記整流回路と前記負荷との接続/非接続、ii)前記整流回路と前記蓄電器との接続/非接続、及び、iii)前記負荷と前記蓄電器との接続/非接続を切替る切替回路と、
前記受電装置を制御する制御回路と、を備え、
前記制御回路は、
まず、前記整流回路と前記負荷とを接続し、前記整流回路と前記蓄電器とを非接続、及び、前記負荷と前記蓄電器とを非接続とし、前記整流回路から前記直流電力を前記負荷に供給する状態において、前記第1検出回路を用いて検出された前記直流電力の値が電力閾値以下になったか否かを判断し、
前記直流電力の値が前記電力閾値以下になったとき、前記負荷の駆動に所定以上の前記交流電力が必要とされない状態になったと判断し、前記整流回路と前記負荷とを接続し、前記整流回路と前記蓄電器とを接続し、及び、前記負荷と前記蓄電器とを接続する状態に前記切替回路を制御し、
前記蓄電器に第1蓄電閾値以上の蓄電量がある場合、前記整流回路と前記負荷とを非接続とし、前記整流回路と前記蓄電器とを非接続とし、及び、前記負荷と前記蓄電器とを接続する状態に前記切替回路を制御し、前記蓄電器に充電された前記直流電力により前記負荷を駆動する。
A wireless power transmission system according to another aspect of the present disclosure is provided.
A power receiving device that receives the AC power from a power transmission device including a power transmission antenna that wirelessly transmits AC power,
A power receiving antenna for receiving the AC power;
A rectifier circuit for converting the AC power into DC power;
A first detection circuit for detecting a value of the DC power;
A load driven by the DC power;
A battery for storing the DC power;
A second detection circuit for detecting a storage amount of the capacitor;
i) connection / disconnection between the rectifier circuit and the load, ii) connection / disconnection between the rectifier circuit and the capacitor, and iii) a switching circuit that switches connection / disconnection between the load and the capacitor. When,
A control circuit for controlling the power receiving device,
The control circuit includes:
First, the rectifier circuit and the load are connected, the rectifier circuit and the capacitor are disconnected, and the load and the capacitor are disconnected, and the DC power is supplied from the rectifier circuit to the load In a state, it is determined whether or not the value of the DC power detected using the first detection circuit is equal to or lower than a power threshold;
When the value of the DC power is equal to or less than the power threshold, it is determined that the AC power of a predetermined level or more is not required for driving the load, the rectifier circuit and the load are connected, and the rectification Connecting the circuit and the capacitor, and controlling the switching circuit to connect the load and the capacitor;
When the storage device has a storage amount equal to or greater than a first storage threshold, the rectifier circuit and the load are disconnected, the rectifier circuit and the capacitor are disconnected, and the load and the capacitor are connected The switching circuit is controlled to a state, and the load is driven by the DC power charged in the battery.
上記態様によれば、
前記制御回路は、まず、前記整流回路と前記負荷とを接続し、前記整流回路と前記蓄電器とを非接続とし、前記負荷と前記蓄電器とを非接続とする。これにより、前記整流回路から前記直流電力が前記負荷に供給される状態にする。この状態において、前記第1検出回路を用いて検出された前記直流電力の値が電力閾値以下になったか否かを判断する。前記直流電力の値が前記電力閾値以下になったとき、前記負荷の駆動に所定以上の前記交流電力が必要とされない状態になったと判断し、前記整流回路と前記負荷とを接続したまま、前記整流回路と前記蓄電器とを接続し、前記負荷と前記蓄電器とを接続する状態に前記切替回路を制御する。すなわち、低電力状態になると、負荷だけでなく、蓄電器にも前記整流回路から給電(充電)され、かつ、蓄電器から負荷にも給電される。
According to the above aspect,
The control circuit first connects the rectifier circuit and the load, disconnects the rectifier circuit and the capacitor, and disconnects the load and the capacitor. As a result, the DC power is supplied from the rectifier circuit to the load. In this state, it is determined whether or not the value of the DC power detected using the first detection circuit is equal to or lower than a power threshold value. When the value of the DC power is less than or equal to the power threshold, it is determined that the AC power of a predetermined value or more is not required for driving the load, and the rectifier circuit and the load are connected, A rectifier circuit and the battery are connected, and the switching circuit is controlled so that the load and the battery are connected. That is, in a low power state, not only the load but also the capacitor is fed (charged) from the rectifier circuit, and is also fed from the capacitor to the load.
さらに、前記蓄電器に第1蓄電閾値以上の蓄電量がある状態になると、前記制御回路は、前記整流回路と前記負荷とを非接続とし、前記整流回路と前記蓄電器とを非接続とし、かつ、前記負荷と前記蓄電器とを接続する状態に前記切替回路を制御する。その結果、整流回路から負荷への給電および蓄電器の充電が停止され、前記蓄電器に充電された前記直流電力による前記負荷への駆動が行われる。 Further, when the storage device has a storage amount equal to or greater than a first storage threshold, the control circuit disconnects the rectifier circuit and the load, disconnects the rectifier circuit and the capacitor, and The switching circuit is controlled to connect the load and the battery. As a result, power supply from the rectifier circuit to the load and charging of the capacitor are stopped, and the load is driven by the DC power charged in the capacitor.
これにより、低電力状態においては蓄電器への充電を行い、さらに蓄電器の蓄電量が十分に多い場合には、整流回路から負荷および蓄電器への給電を停止し、蓄電器から負荷に給電することができる。その結果、効率が低い低電力状態における無線電力伝送による給電を抑制し、システム全体の効率を向上させることができる。 As a result, the battery is charged in a low power state, and when the amount of electricity stored in the battery is sufficiently large, power supply from the rectifier circuit to the load and the battery can be stopped and power can be supplied from the battery to the load. . As a result, power supply by wireless power transmission in a low power state with low efficiency can be suppressed, and the efficiency of the entire system can be improved.
なお、「前記蓄電器に第1蓄電閾値以上の蓄電量がある」とは、蓄電器の電圧が所定の閾値(第1電圧閾値)以上であることと等価である。蓄電器の電圧は蓄電量に応じて増加する。よって、蓄電器の電圧が第1電圧閾値以上であるかを判断することによって「前記蓄電器に第1蓄電閾値以上の蓄電量がある」かを判断できる。 Note that “the capacitor has a storage amount equal to or higher than the first storage threshold value” is equivalent to the voltage of the capacitor being equal to or higher than a predetermined threshold value (first voltage threshold value). The voltage of the capacitor increases with the amount of charge. Therefore, it can be determined whether or not “the storage battery has a storage amount equal to or higher than the first storage threshold value” by determining whether or not the voltage of the storage battery is equal to or higher than the first voltage threshold value.
この態様において、前記制御回路は、前記蓄電器に前記第1蓄電閾値以上の蓄電量がない場合(すなわち、蓄電量が不十分である場合)には、前記整流回路と前記負荷とを非接続とし、前記整流回路と前記蓄電器とを接続し、かつ、前記負荷と前記蓄電器とを非接続とする状態に前記切替回路を制御し、前記整流回路からの前記直流電力を前記蓄電器に充電させてもよい。 In this aspect, the control circuit disconnects the rectifier circuit and the load when the storage device does not have a storage amount equal to or greater than the first storage threshold (that is, when the storage amount is insufficient). The switching circuit may be controlled to connect the rectifier circuit and the capacitor, and the load and the capacitor are disconnected, and the capacitor may be charged with the DC power from the rectifier circuit. Good.
これにより、蓄電器の蓄電量が不十分である場合には、整流回路から負荷への給電および蓄電器から負荷への給電が停止され、整流回路から蓄電器への給電(充電)を優先的に行うことができる。 As a result, when the amount of electricity stored in the capacitor is insufficient, power supply from the rectifier circuit to the load and power supply from the capacitor to the load are stopped, and power supply (charging) from the rectifier circuit to the capacitor is performed with priority. Can do.
あるいは、前記制御回路は、前記蓄電器に前記第1蓄電閾値以上の蓄電量がない場合、前記整流回路と前記負荷とを接続し、前記整流回路と前記蓄電器とを接続する状態に前記切替回路を制御し、前記整流回路からの前記直流電力を前記蓄電器に充電させてもよい。 Alternatively, the control circuit connects the rectifier circuit and the load and connects the rectifier circuit and the capacitor when the capacitor does not have a storage amount equal to or greater than the first storage threshold value. And controlling the DC power from the rectifier circuit to charge the battery.
これにより、蓄電器の蓄電量が不十分である場合には、蓄電器から負荷への給電を行わず、整流回路からの直流電力によって蓄電器を充電し、負荷に給電することができる。 As a result, when the amount of electricity stored in the capacitor is insufficient, the capacitor can be charged with DC power from the rectifier circuit without being fed from the capacitor to the load, and can be fed to the load.
あるいは、前記制御回路は、前記蓄電器から前記負荷への前記直流電力の供給が開始された後に、前記蓄電器の蓄電量が第2蓄電閾値以下になった場合、前記整流回路と前記負荷とを接続し、前記整流回路と前記蓄電器とを接続し、前記整流回路から前記直流電力を前記負荷に供給し、前記整流回路からの前記直流電力を前記蓄電器に充電させてもよい。前記第2蓄電閾値は、例えば前記第1蓄電閾値以下の値であり得る。 Alternatively, the control circuit connects the rectifier circuit and the load when the storage amount of the capacitor becomes equal to or less than a second storage threshold after the supply of the DC power from the capacitor to the load is started. Then, the rectifier circuit and the battery may be connected, the DC power may be supplied from the rectifier circuit to the load, and the battery may be charged with the DC power from the rectifier circuit. The second power storage threshold may be a value equal to or lower than the first power storage threshold, for example.
これにより、蓄電器から負荷への給電が開始された後、蓄電量が低下すると、蓄電器から負荷への給電が停止され、代わりに、整流回路から負荷および蓄電器への給電(充電)が開始される。これにより、蓄電量に応じて、蓄電器から負荷に給電される状態と、蓄電器が充電される状態とを切り替えることができる。 As a result, after the power supply from the capacitor to the load is started, when the amount of stored power decreases, the power supply from the capacitor to the load is stopped, and instead, the power supply (charging) from the rectifier circuit to the load and the capacitor is started. . Thereby, it is possible to switch between a state where power is supplied from the capacitor to the load and a state where the capacitor is charged according to the amount of stored electricity.
なお、「前記蓄電器に第2蓄電閾値以上の蓄電量がある」とは、蓄電器の電圧が所定の閾値(第2電圧閾値)以上であることと等価である。蓄電器の電圧が第2電圧閾値以上であるかを判断することによって「前記蓄電器に第2蓄電閾値以上の蓄電量がある」かを判断できる。 Note that “the capacitor has a storage amount equal to or higher than the second storage threshold value” is equivalent to the voltage of the capacitor being equal to or higher than a predetermined threshold value (second voltage threshold value). By determining whether or not the voltage of the battery is equal to or higher than the second voltage threshold, it can be determined whether or not “the battery has a power storage amount equal to or higher than the second power storage threshold”.
本開示のさらに他の態様に係る無線電力伝送システムは、
交流電力を無線で送電する送電アンテナを含む送電装置から前記交流電力を受電する受電装置であって、
前記交流電力を受電する受電アンテナと、
前記交流電力を直流電力に変換する整流回路と、
前記直流電力の値を検出する検出回路と、
前記直流電力により駆動される負荷と、
前記直流電力を蓄電する蓄電器と、
前記負荷と前記蓄電器との接続/非接続を切替る切替回路と、
前記受電装置を制御する制御回路と、を備え、
前記制御回路は、
まず、前記負荷と前記蓄電器とを非接続とし、前記整流回路から前記直流電力を前記負荷に供給する状態において、前記検出回路を用いて検出された前記直流電力の値が閾値以下になったか否かを判断し、
前記直流電力の値が前記閾値以下になったとき、前記負荷の駆動に所定以上の前記交流電力が必要とされない状態になったと判断し、前記負荷と前記蓄電器とを接続する状態に前記切替回路を制御し、前記送電装置から前記受電装置への前記交流電力の送電を停止させる送電停止信号を前記送電装置に送信し、
前記蓄電器に充電された前記直流電力により前記負荷を駆動する。
A wireless power transmission system according to still another aspect of the present disclosure is provided.
A power receiving device that receives the AC power from a power transmission device including a power transmission antenna that wirelessly transmits AC power,
A power receiving antenna for receiving the AC power;
A rectifier circuit for converting the AC power into DC power;
A detection circuit for detecting a value of the DC power;
A load driven by the DC power;
A battery for storing the DC power;
A switching circuit that switches connection / disconnection between the load and the capacitor;
A control circuit for controlling the power receiving device,
The control circuit includes:
First, whether or not the value of the DC power detected using the detection circuit is equal to or less than a threshold value in a state where the load and the battery are disconnected and the DC power is supplied from the rectifier circuit to the load Determine whether
When the value of the DC power is equal to or less than the threshold value, the switching circuit determines that the AC power of a predetermined value or more is not required for driving the load, and connects the load and the battery. And transmitting a power transmission stop signal for stopping transmission of the AC power from the power transmission device to the power reception device to the power transmission device,
The load is driven by the DC power charged in the capacitor.
上記態様によれば、前記制御回路は、まず、前記負荷と前記蓄電器とを非接続とし、前記整流回路から前記直流電力を前記負荷に供給する状態において、前記検出回路を用いて検出された前記直流電力の値が閾値以下になったか否かを判断する。そして、前記直流電力の値が前記閾値以下になったとき、前記負荷の駆動に所定以上の前記交流電力が必要とされない状態になったと判断し、前記負荷と前記蓄電器とを接続する状態に前記切替回路を制御し、前記送電装置から前記受電装置への前記交流電力の送電を停止させる送電停止信号を前記送電装置に送信する。そして、前記蓄電器に充電された前記直流電力により前記負荷を駆動する。前記送電装置における送電制御回路は、前記送電停止信号を受けて、インバータ回路を用いた送電を停止する。 According to the above aspect, the control circuit first detects the detection circuit using the detection circuit in a state in which the load and the battery are disconnected and the DC power is supplied from the rectifier circuit to the load. It is determined whether or not the value of the DC power is equal to or less than a threshold value. Then, when the value of the DC power is equal to or less than the threshold value, it is determined that the AC power of a predetermined value or more is not required for driving the load, and the load is connected to the capacitor. A switching circuit is controlled, and a power transmission stop signal for stopping transmission of the AC power from the power transmission device to the power reception device is transmitted to the power transmission device. Then, the load is driven by the DC power charged in the capacitor. The power transmission control circuit in the power transmission device receives the power transmission stop signal and stops power transmission using the inverter circuit.
これにより、低電力状態になった場合には送電を停止し、蓄電器から負荷への給電を開始することができる。その結果、効率が低い低電力状態における無線電力伝送による給電を回避し、システム全体の効率を向上させることができる。 Thereby, when it will be in a low electric power state, power transmission can be stopped and the electric power feeding from a capacitor | condenser can be started. As a result, power supply by wireless power transmission in a low power state with low efficiency can be avoided, and the efficiency of the entire system can be improved.
本開示のさらに他の態様に係る無線電力伝送システムは、
交流電力を無線で送電する送電アンテナを含む送電装置から前記交流電力を受電する受電装置であって、
前記交流電力を受電する受電アンテナと、
前記交流電力を直流電力に変換する整流回路と、
前記直流電力の値を検出する第1検出回路と、
前記直流電力により駆動される負荷と、
前記直流電力を蓄電する蓄電器と、
前記蓄電器の蓄電量を検出する第2検出回路と、
前記負荷と前記蓄電器との接続/非接続を切替る切替回路と、
前記受電装置を制御する制御回路と、を備え、
前記制御回路は、
まず、前記負荷と前記蓄電器とを非接続とし、前記整流回路から前記直流電力を前記負荷に供給する状態において、前記第1検出回路を用いて検出された前記直流電力の値が閾値以下になったか否かを判断し、
前記直流電力の値が前記閾値以下になったとき、前記負荷の駆動に所定以上の前記交流電力が必要とされない状態になったと判断し、前記負荷と前記蓄電器とを接続する状態に前記切替回路を制御し、前記送電装置から前記受電装置への前記交流電力の送電を停止させる送電停止信号を前記送電装置に送信し、
前記蓄電器に所定以上の蓄電量がある場合、前記蓄電器に充電された前記直流電力により前記負荷を駆動する。
A wireless power transmission system according to still another aspect of the present disclosure is provided.
A power receiving device that receives the AC power from a power transmission device including a power transmission antenna that wirelessly transmits AC power,
A power receiving antenna for receiving the AC power;
A rectifier circuit for converting the AC power into DC power;
A first detection circuit for detecting a value of the DC power;
A load driven by the DC power;
A battery for storing the DC power;
A second detection circuit for detecting a storage amount of the capacitor;
A switching circuit that switches connection / disconnection between the load and the capacitor;
A control circuit for controlling the power receiving device,
The control circuit includes:
First, in a state where the load and the capacitor are disconnected and the DC power is supplied from the rectifier circuit to the load, the value of the DC power detected using the first detection circuit is equal to or less than a threshold value. Determine whether or not
When the value of the DC power is equal to or less than the threshold value, the switching circuit determines that the AC power of a predetermined value or more is not required for driving the load, and connects the load and the battery. And transmitting a power transmission stop signal for stopping transmission of the AC power from the power transmission device to the power reception device to the power transmission device,
When the storage device has a storage amount greater than or equal to a predetermined amount, the load is driven by the DC power charged in the storage device.
上記態様によれば、前記制御回路は、まず、前記負荷と前記蓄電器とを非接続とし、前記整流回路から前記直流電力を前記負荷に供給する状態において、前記第1検出回路を用いて検出された前記直流電力の値が閾値以下になったか否かを判断する。そして、前記直流電力の値が前記閾値以下になったとき、前記負荷の駆動に所定以上の前記交流電力が必要とされない状態になったと判断し、前記負荷と前記蓄電器とを接続する状態に前記切替回路を制御し、前記送電装置から前記受電装置への前記交流電力の送電を停止させる送電停止信号を前記送電装置に送信する。そして、前記蓄電器に所定以上の蓄電量がある場合に、前記蓄電器に充電された前記直流電力により前記負荷を駆動する。 According to the above aspect, the control circuit is first detected using the first detection circuit in a state where the load and the battery are disconnected and the DC power is supplied from the rectifier circuit to the load. It is then determined whether or not the value of the DC power is below a threshold value. Then, when the value of the DC power is equal to or less than the threshold value, it is determined that the AC power of a predetermined value or more is not required for driving the load, and the load is connected to the capacitor. A switching circuit is controlled, and a power transmission stop signal for stopping transmission of the AC power from the power transmission device to the power reception device is transmitted to the power transmission device. Then, when the storage battery has a storage amount greater than or equal to a predetermined amount, the load is driven by the DC power charged in the storage battery.
すなわち、低電力状態になった場合に、制御回路は、負荷と蓄電器とを接続し、送電停止信号を送電装置に送信する。送電装置における送電制御回路は、送電停止信号を受けて、インバータ回路を用いた送電を停止する。そして、蓄電器の蓄電量が所定以上である場合に、蓄電器から負荷に電力が供給される。これにより、効率が低い低電力状態における無線電力伝送による給電を回避でき、蓄電量が十分である場合に蓄電器から負荷に給電することができる。 That is, when the low power state is entered, the control circuit connects the load and the battery and transmits a power transmission stop signal to the power transmission device. In response to the power transmission stop signal, the power transmission control circuit in the power transmission device stops power transmission using the inverter circuit. Then, when the amount of electricity stored in the battery is greater than or equal to a predetermined value, electric power is supplied from the battery to the load. Thereby, it is possible to avoid power feeding by wireless power transmission in a low power state with low efficiency, and when the amount of stored power is sufficient, power can be supplied from the capacitor to the load.
本開示のさらに他の態様に係る無線電力伝送システムは、
交流電力を無線で送電する送電アンテナを含む送電装置から前記交流電力を受電する受電装置であって、
前記交流電力を受電する受電アンテナと、
前記交流電力を直流電力に変換する整流回路と、
前記直流電力の値を検出する第1検出回路と、
前記直流電力により駆動される負荷と、
前記直流電力を蓄電する蓄電器と、
前記蓄電器の蓄電量を検出する第2検出回路と、
前記負荷と前記蓄電器との接続/非接続を切替る切替回路と、
前記受電装置を制御する制御回路と、を備え、
前記制御回路は、
まず、前記負荷と前記蓄電器とを非接続とし、前記整流回路から前記直流電力を前記負荷に供給する状態において、前記第1検出回路を用いて検出された前記直流電力の値が閾値以下になったか否かを判断し、
前記直流電力の値が前記閾値以下になったとき、前記負荷の駆動に所定以上の前記交流電力が必要とされない状態になったと判断し、さらに、前記蓄電器に所定以上の蓄電量がある場合、前記負荷と前記蓄電器とを接続する状態に前記切替回路を制御し、前記送電装置から前記受電装置への前記交流電力の送電を停止させる送電停止信号を前記送電装置に送信し、
前記蓄電器に充電された前記直流電力により前記負荷を駆動する、
受電装置。
A wireless power transmission system according to still another aspect of the present disclosure is provided.
A power receiving device that receives the AC power from a power transmission device including a power transmission antenna that wirelessly transmits AC power,
A power receiving antenna for receiving the AC power;
A rectifier circuit for converting the AC power into DC power;
A first detection circuit for detecting a value of the DC power;
A load driven by the DC power;
A battery for storing the DC power;
A second detection circuit for detecting a storage amount of the capacitor;
A switching circuit that switches connection / disconnection between the load and the capacitor;
A control circuit for controlling the power receiving device,
The control circuit includes:
First, in a state where the load and the capacitor are disconnected and the DC power is supplied from the rectifier circuit to the load, the value of the DC power detected using the first detection circuit is equal to or less than a threshold value. Determine whether or not
When the value of the DC power is equal to or less than the threshold, it is determined that the AC power of a predetermined amount or more is not required for driving the load, and further, when the power storage device has a predetermined amount of storage or more, Controlling the switching circuit to connect the load and the battery, and transmitting a power transmission stop signal to the power transmission device to stop transmission of the AC power from the power transmission device to the power reception device,
Driving the load with the DC power charged in the capacitor;
Power receiving device.
上記態様によれば、前記制御回路は、まず、前記負荷と前記蓄電器とを非接続とし、前記整流回路から前記直流電力を前記負荷に供給する状態において、前記第1検出回路を用いて検出された前記直流電力の値が閾値以下になったか否かを判断する。前記制御回路は、前記直流電力の値が前記閾値以下になったとき、前記負荷の駆動に所定以上の前記交流電力が必要とされない状態になったと判断し、さらに、前記蓄電器に所定以上の蓄電量がある場合、前記負荷と前記蓄電器とを接続する状態に前記切替回路を制御し、前記送電装置から前記受電装置への前記交流電力の送電を停止させる送電停止信号を前記送電装置に送信する。これにより、前記蓄電器に充電された前記直流電力により前記負荷を駆動する。 According to the above aspect, the control circuit is first detected using the first detection circuit in a state where the load and the battery are disconnected and the DC power is supplied from the rectifier circuit to the load. It is then determined whether or not the value of the DC power is below a threshold value. When the value of the DC power becomes equal to or less than the threshold value, the control circuit determines that the predetermined amount or more of the AC power is not required for driving the load, and further stores a predetermined amount or more of power in the capacitor. When there is an amount, the switching circuit is controlled to connect the load and the battery, and a power transmission stop signal for stopping transmission of the AC power from the power transmission device to the power reception device is transmitted to the power transmission device. . Thereby, the load is driven by the DC power charged in the capacitor.
すなわち、低電力状態になり、かつ、蓄電器の蓄電量が十分高い場合に、負荷と蓄電器とが接続され、送電停止信号が送電装置に送信され、蓄電器から負荷への給電が開始される。これにより、効率の低い低電力時の無線電力伝送を回避し、相対的に効率の高い蓄電器から負荷への給電が開始される。 That is, when the battery is in a low power state and the storage amount of the capacitor is sufficiently high, the load and the capacitor are connected, a power transmission stop signal is transmitted to the power transmission device, and power supply from the capacitor to the load is started. As a result, wireless power transmission at low power with low efficiency is avoided, and power supply from the capacitor with relatively high efficiency to the load is started.
以上のように、本開示の一態様による無線電力伝送システムは、駆動される負荷の大きさが所定値以下に低下した際には蓄電器を蓄電負荷として受電回路に接続し、充電を並行して行う。蓄電器が充電されることにより、駆動負荷と蓄電負荷で構成される全負荷が一定値まで低下した場合には、送電を停止、または整流回路から全負荷または一部の負荷を切り離し、蓄電器から負荷に電力を供給する。 As described above, the wireless power transmission system according to one aspect of the present disclosure connects a capacitor as a storage load to a power receiving circuit when the size of a driven load decreases below a predetermined value, and performs charging in parallel. Do. If the total load consisting of the drive load and the storage load drops to a certain value due to charging of the capacitor, stop power transmission or disconnect all or part of the load from the rectifier circuit and load from the capacitor. To supply power.
これにより、無線電力伝送の伝送効率が低くなる負荷状態においては、蓄電器によって負荷が駆動され、無線電力伝送による送電が、効率の高くなる一定値以上の負荷状態でのみ実施される。その結果、時間当たりの電力効率を高めることが可能となる。 As a result, in a load state where the transmission efficiency of wireless power transmission is low, the load is driven by the capacitor, and power transmission by wireless power transmission is performed only in a load state where the efficiency is high or higher. As a result, it is possible to increase the power efficiency per hour.
以下、本開示のより具体的な実施形態を説明する。ただし、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。なお、発明者らは、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供するのであって、これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。以下の説明において、同一または類似する構成要素については、同じ参照符号を付している。 Hereinafter, more specific embodiments of the present disclosure will be described. However, more detailed explanation than necessary may be omitted. For example, detailed descriptions of already well-known matters and repeated descriptions for substantially the same configuration may be omitted. This is to avoid the following description from becoming unnecessarily redundant and to facilitate understanding by those skilled in the art. In addition, the inventors provide the accompanying drawings and the following description in order for those skilled in the art to fully understand the present disclosure, and these are intended to limit the subject matter described in the claims. is not. In the following description, the same or similar components are denoted by the same reference numerals.
本明細書では、わかり易さのため、送電装置に関する用語については「送電側〜」、受電装置に関する用語については「受電側〜」といった表現を用いる。「送電側」および「受電側」などの用語は、簡潔化のために省略することがある。 In this specification, for the sake of easy understanding, expressions such as “power transmission side˜” are used for terms related to the power transmission device, and “power reception side˜” is used for terms related to the power reception device. Terms such as “power transmission side” and “power reception side” may be omitted for brevity.
(実施形態1)
図3は、本開示の実施形態1の無線電力伝送システムの構成を示すブロック図である。本実施形態の無線電力伝送システムは、送電装置100と、受電装置200とを備える。図3には、無線電力伝送システムの外部の要素である電源50も示されている。電源50は、無線電力伝送システムに含まれていてもよい。
(Embodiment 1)
FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of the wireless power transmission system according to the first embodiment of the present disclosure. The wireless power transmission system of this embodiment includes a
送電装置100は、電源50から供給された第1の直流(DC)電力を交流(AC)電力に変換する送電回路120と、送電回路120から供給された交流電力を無線で送電する送電アンテナ110と、受電装置200との間で通信を行う送電側受信器(通信回路)180とを備える。送電回路120は、インバータ回路130と、パルス生成回路160と、送電制御回路150とを含む。パルス生成回路160は、インバータ回路130における複数のスイッチング素子の導通/非導通の状態を制御するパルス信号を出力する。送電制御回路150は、パルス生成回路160から出力されるパルス信号の出力タイミングを決定することにより、インバータ回路130から出力される電圧のレベルを制御する。
The
受電装置200は、送電装置100から送電された交流電力を受電する受電アンテナ210と、受電回路220と、蓄電器(蓄電装置)310と、負荷320と、受電側送信器(通信回路)280とを備える。
The
受電回路220は、受電アンテナ210によって受電された交流電力を第2の直流電力に変換する整流回路230と、整流回路230から出力された第2の直流電力の値を検出する電力検出回路(第1検出回路)260と、蓄電器310の電圧を検出することによって蓄電量を検出する蓄電電圧検出回路(第2検出回路)270と、整流回路230、負荷320、および蓄電器310の相互の接続/非接続を切替る切替回路240と、受電装置200の全体の動作を制御する受電制御回路250とを有する。
The
受電装置200は、例えば電気自動車、無人搬送車(AGV)、ロボットアーム装置、または監視カメラなどの、電力によって動作する機器であり得る。蓄電器310は、整流回路230から出力された直流電力を蓄電するバッテリ(二次電池)またはキャパシタなどの蓄電装置である。蓄電器310として二次電池を用いる場合、例えばリチウムイオン電池、ニッケル水素電池、または鉛電池等の任意の二次電池を用いることができる。蓄電器310としてキャパシタを用いる場合、例えば電気二重層キャパシタまたはリチウムイオンキャパシタ等の任意のキャパシタを用いることができる。負荷320は、整流回路230から出力された直流電力によって駆動されるモータなどの機器である。負荷320は、例えば、ロボットアームの関節部に搭載されたアクチュエータなどのモータを含む機器であってもよい。負荷410は、監視カメラの回転部に搭載されたCCDなどのイメージセンサを有するカメラまたは照明装置等であってもよい。
The
送電アンテナ110および受電アンテナ210の各々は、例えばコイルおよびコンデンサを含む共振回路によって実現され得る。図4は、直列共振回路の構成を有する送電アンテナ110および受電アンテナ210の等価回路の一例を示している。図示される例に限らず、各アンテナは並列共振回路の構成を有していてもよい。本明細書において、送電アンテナ110におけるコイルを「送電コイル」と呼び、受電アンテナ210におけるコイルを「受電コイル」と呼ぶ。送電コイルと受電コイルとの間の誘導結合(即ち磁界結合)によって電力が無線で伝送される。各アンテナは、磁界結合の代わりに電界結合を利用して電力を無線で伝送する構成を備えていてもよい。その場合には、各アンテナは、送電または受電のための2つの電極と、インダクタおよびキャパシタを含む共振回路とを備え得る。電界結合を利用した送電アンテナおよび受電アンテナは、例えば工場内の搬送ロボットのような移動する機器に電力を無線で伝送する場合に好適に利用され得る。
Each of the
送電制御回路150および受電制御回路250は、例えばマイクロコントーラ(マイコン)等の、プロセッサとメモリとを含む集積回路であり得る。メモリには後述する動作を実現するための制御プログラム(ソフトウェア)および各種のテーブルが格納され得る。プロセッサが制御プログラムを実行することにより、後述する機能が実現される。送電制御回路150および受電制御回路250は、ソフトウェアによらず、ハードウェアのみによって実現されていてもよい。
The power
送電回路120におけるパルス生成回路160は、例えばゲートドライバであり、送電制御回路150からの制御信号に基づいてインバータ回路130を駆動し、所望の交流電力を発生させる。
The
図5Aは、インバータ回路130の構成例を示す図である。インバータ回路130は、パルス生成回路160から供給されたパルス信号に応じて導通および非導通の状態を切り替える複数のスイッチング素子S1〜S4を有する。各スイッチング素子の導通および非導通の状態を変化させることにより、入力された直流電力を交流電力に変換することができる。図5Aに示す例では、4つのスイッチング素子S1〜S4を含むフルブリッジ型のインバータ回路が用いられている。この例では、各スイッチング素子はIGBT(Insulated−gate bipolar transistor)であるが、MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field−Effect Transistor)などの他の種類のスイッチング素子を用いてもよい。
FIG. 5A is a diagram illustrating a configuration example of the
図5Aに示す例では、4つのスイッチング素子S1〜S4のうち、スイッチング素子S1およびS4(第1スイッチング素子対)は、供給された直流電圧と同じ極性の電圧を導通時に出力する。一方、スイッチング素子S2およびS3(第2スイッチング素子対)は、供給された直流電圧と逆の極性の電圧を導通時に出力する。パルス生成回路160は、送電制御回路150からの指示に従い、4つのスイッチング素子S1〜S4のゲートにパルス信号を供給する。この際、第1スイッチング素子対(S1およびS4)に供給する2つのパルス信号の位相差、および第2スイッチング素子対(S2およびS3)に供給する2つのパルス信号の位相差を調整することにより、出力される電圧の振幅の時間平均値を制御できる。
In the example shown in FIG. 5A, among the four switching elements S1 to S4, the switching elements S1 and S4 (first switching element pair) output a voltage having the same polarity as the supplied DC voltage when conducting. On the other hand, switching elements S2 and S3 (second switching element pair) output a voltage having a polarity opposite to the supplied DC voltage when conducting. The
図5Bは、インバータ回路130の他の構成例を示す図である。この例におけるインバータ回路130は、ハーフブリッジ型のインバータ回路である。ハーフブリッジ型のインバータ回路を用いる場合には、前述の位相制御は適用できない。この場合には、各スイッチング素子に入力されるパルス信号のデューティ比を制御することによって電圧の振幅の時間平均値を制御できる。
FIG. 5B is a diagram illustrating another configuration example of the
図5Bに示すインバータ回路130は、2つのスイッチング素子S1、S2と2つのキャパシタとを含むハーフブリッジ型のインバータ回路である。2つのスイッチング素子S1、S2と、2つのキャパシタC1、C2とは、並列に接続されている。送電アンテナ110の一端は2つのスイッチング素子S1、S2の間の点に接続され、他端は2つのキャパシタC1、C2の間の点に接続されている。
The
送電制御回路150およびパルス生成回路160は、スイッチング素子S1、S2を交互にオンにするように、パルス信号を各スイッチング素子に供給する。これにより、直流電力が交流電力に変換される。
The power
この例では、パルス信号のデューティ比(即ち、1周期のうち、オンにする期間の割合)を調整することにより、出力電圧Vの出力時間比を調整できる。これにより、送電アンテナ140に入力される交流電力を調整することができる。このようなデューティ制御は、図5Aに示すインバータ回路130を用いた場合でも適用できる。
In this example, the output time ratio of the output voltage V can be adjusted by adjusting the duty ratio of the pulse signal (that is, the ratio of the period during which the pulse signal is turned on in one cycle). Thereby, the AC power input to the power transmission antenna 140 can be adjusted. Such duty control can be applied even when the
インバータ回路130の制御は、上記の例に限らず、例えば周波数制御などの他の方法によって行ってもよい。周波数を調整することによってもインバータ回路130から出力される電圧の振幅を変化させることができる。
Control of the
送電側受信器180は、受電側送信器280から送信される第2のDC電力の電圧値を示すデータ(制御情報)を受信する。送電制御回路150は、この電圧値の情報に基づいて、負荷320に供給される第2のDC電力の電圧の変動を抑えるフィードバック制御を行う。これにより、負荷320に供給される電圧を一定に維持することができる。なお、このようなフィードバック制御は、必須ではなく、必要に応じて実装すればよい。
The power
ある例では、受電制御回路250は、受電側送信器280に、送電装置100から受電装置200への交流電力の送電を停止させる送電停止信号、および送電を開始させる送電開始信号を送電側受信器180に送信する。その場合、送電制御回路150は、送電開始信号を受けてインバータ回路130による送電を開始し、送電停止信号を受けてインバータ回路130による送電を停止する。
In an example, the power
送電側受信器180と受電側送信器280との間の通信の方式は特定の方式に限定されず、任意の方式でよい。例えば、振幅変調方式、周波数変調方式、無線LAN、またはZigbee(登録商標)等の無線通信方式を用いることができる。
The communication method between the power
受電制御回路250は、電力検出回路260および蓄電電圧検出回路270の検出結果に基づき、負荷320に供給される電力および蓄電器310の蓄電量に基づいて、切替回路240を制御する。切替回路240は、受電制御回路250からの指示に応じて、整流回路230と蓄電器310との接続/非接続、整流回路230と負荷320との接続/非接続、蓄電器310と負荷320との接続/非接続の状態を切り替える。本実施形態では、低電力時には無線電力伝送による負荷320への給電を抑制し、蓄電器310から負荷320への給電を優先する。これにより、低電力時の電力伝送の効率の低下を抑えることができる。
The power
切替回路240の構成および受電制御回路250による制御の方法は多様である。以下、切替回路240の構成および制御方法のいくつかの例を説明する。
The configuration of the
図6Aは、切替回路240の第1の構成例を示す図である。この例における切替回路240は、整流回路230と負荷320との間に配置された受電スイッチ回路240bと、受電スイッチ回路240bと蓄電器310との間かつ蓄電器310と負荷320との間に配置された蓄電スイッチ回路240aとを有している。受電スイッチ回路240bは、整流回路230と負荷320との接続/非接続の状態、および整流回路230と蓄電器310との接続/非接続の状態を切り替える際に制御される。蓄電スイッチ回路240aは、整流回路230と蓄電器310との接続/非接続の状態、および蓄電器310と負荷320との接続/非接続の状態を切り替える際に制御される。
FIG. 6A is a diagram illustrating a first configuration example of the
蓄電スイッチ回路240aおよび受電スイッチ回路240bの各々は、例えばトランジスタなどの半導体スイッチであり得る。各スイッチ回路は、半導体スイッチに限らず、任意のスイッチング素子を含む回路であってよい。蓄電スイッチ回路240aおよび受電スイッチ回路240bは、受電制御回路250によって導通(接続)/非導通(切断)の状態が制御される。以下の説明では、導通(接続)の状態を「ON」と称し、非導通(切断)の状態を「OFF」と称することがある。
Each of the
図6Bは、切替回路240の第2の構成例を示す図である。この例における切替回路240は、整流回路230と蓄電器310との間かつ蓄電器310と負荷320との間に配置された蓄電スイッチ回路240aを有している。蓄電スイッチ回路240aは、整流回路230と蓄電器310との接続/非接続の状態および蓄電器310と負荷320との接続/非接続の状態を切り替える際に制御される。この例では、整流回路230と負荷320との間の接続/非接続の状態の切替は、受電制御回路250が、受電側送信器280を介して送電停止信号および送電開始信号を送電装置100に送信することによって行われる。この例では、整流回路230から負荷320への給電が停止しているときは、整流回路230から蓄電器310への給電(充電)も停止される。
FIG. 6B is a diagram illustrating a second configuration example of the
図6Cは、切替回路240の第3の構成例を示す図である。この例における切替回路240は、蓄電スイッチ回路240aと、受電スイッチ回路240bと、負荷スイッチ回路240cとを有している。蓄電スイッチ回路240aおよび受電スイッチ回路240bは、図6Aの例と同様の位置に配置されている。負荷スイッチ回路240cは、受電スイッチ回路240bと負荷320との間かつ蓄電スイッチ回路240aと負荷320との間に設けられている。負荷スイッチ回路240cも、例えばトランジスタなどの半導体スイッチであり得る。この例では、受電制御回路250は、3つのスイッチ回路240a、240b、240cの接続/切断の状態を切り替えることにより、第2のDC電力が供給される経路を制御する。負荷スイッチ回路240cは、負荷320が完全にオフの状態(例えば、負荷320の起動前など、電力供給の必要のない状態)でのみオフになる。
FIG. 6C is a diagram illustrating a third configuration example of the
図6Dは、切替回路240の第4の構成例を示す図である。この例における切替回路240は、蓄電スイッチ回路240aと、負荷スイッチ回路240cとを有している。蓄電スイッチ回路240aおよび負荷スイッチ回路240cは、図6Cの例と同様の位置に配置されている。この例では、受電制御回路250は、2つのスイッチ回路240a、240cの接続/切断の状態を切り替えることにより、第2のDC電力が供給される経路を制御する。負荷スイッチ回路240cは、負荷320が完全にオフの状態でのみオフになる。
FIG. 6D is a diagram illustrating a fourth configuration example of the
切替回路240の構成は、図示される構成に限らず、多様な構成が可能である。例えば、整流回路230と負荷320とを接続し、整流回路230と蓄電器310とを接続し、かつ負荷320と蓄電器310とを非接続にすることが可能な構成であってもよい。また、図6Aから図6Dに示す切替回路240の構成を組み合わせて、多様なスイッチング制御が可能になるようにしてもよい。
The configuration of the
次に、整流回路230、蓄電器310、および負荷320の相互の接続/非接続の状態のいくつかのパターンを説明する。
Next, several patterns of the connection / disconnection states of the
図7Aは、整流回路230と負荷320とが接続され、整流回路230と蓄電器310とが非接続、かつ負荷320と蓄電器310とが非接続の状態を示している。この状態では、整流回路230から負荷320に電力が供給され、整流回路230から蓄電器310への給電(充電)および蓄電器310から負荷320への給電は行われない。この状態は、負荷320が一定値以上の電力を消費する場合に選択される。
FIG. 7A shows a state where the
図7Bは、整流回路230と負荷320とが接続され、整流回路230と蓄電器310とが接続され、負荷320と蓄電器310とが接続された状態を示している。この状態において無線電力伝送が行われると、整流回路230から負荷320および蓄電器310の両方に電力が供給される。この状態は、負荷320への給電と蓄電器310の充電によって一定値(電力閾値)以上の電力が消費される場合に選択される。この状態では、負荷320の駆動と、蓄電器310の充電が同時に行われ得る。前述の送電停止信号によって無線電力伝送が停止され、蓄電器310から負荷320に電力が供給される場合もこの状態が選択され得る。
FIG. 7B shows a state where the
図7Cは、整流回路230と負荷320とが非接続、整流回路230と蓄電器310とが非接続、負荷320と蓄電器310とが接続された状態を示している。この状態では、無線電力伝送による蓄電器310および負荷320への給電は行われず、蓄電器310から負荷320への給電が行われる。この状態は、負荷320への給電および蓄電器310の充電によって一定値(電力閾値)未満の電力が消費される状態になった場合に選択される。蓄電器310への充電が進むと、蓄電器310で消費される電力が低下する。十分に充電された段階で、蓄電器310から負荷320に給電される状態に移行することで、効率の低い低負荷状態での無線電力伝送を回避でき、相対的に効率の高い蓄電器310から負荷320への給電が行われる。
FIG. 7C shows a state where the
図7Dは、整流回路230と負荷320とが非接続、整流回路230と蓄電器310とが接続され、負荷320と蓄電器310とが非接続の状態を示している。この状態では、整流回路230から蓄電器310への給電が行われ、負荷320への給電は行われない。この状態は、負荷320が停止状態で、蓄電器310の充電を行う場合に選択される。
FIG. 7D shows a state where the
次に、本実施形態の動作を、比較例における動作と対比しながら説明する。 Next, the operation of the present embodiment will be described in comparison with the operation in the comparative example.
図8は、比較例における送電制御シーケンスを示す図である。この例では、受電回路220は、基本的に、蓄電器310(例えばバッテリー)を充電しながら、蓄電器310を介して負荷320を駆動する。この動作は、受電回路220における受電制御回路250が整流回路230から出力される電圧(以下、「受電電圧」と称することがある。)の低下を検知した場合も継続される。受電電圧が低下した場合、送電制御回路150によって受電電圧が規定電圧に近づくようにインバータ回路130が制御される(フィードバック制御)。受電回路220は、受電電圧が既定電圧に戻ったことを検知した後も、蓄電器310を充電しながら、蓄電器310を介して負荷320を駆動する動作を継続する。蓄電器310の電圧(蓄電量)が低下した場合、受電回路220における整流回路230が直接負荷320を駆動し、余った電力で蓄電器310が充電される。図8に示されるように、バッテリの電圧がさらに低下したことを検知し、受電電圧の低下を検知したとき、受電制御回路250は、負荷320への給電を行いながら、蓄電器310の充電を行う。蓄電器310の蓄電量が回復したら、再び蓄電器310経由での負荷320の駆動を実施する。
FIG. 8 is a diagram illustrating a power transmission control sequence in the comparative example. In this example, the
図8に示す比較例の動作では、負荷320が低負荷状態になったときでも、無線電力伝送による負荷320の駆動が継続される。その結果、低負荷状態が頻繁に発生するモータ等の負荷320に給電する場合に、動作全体の時間当たりの効率が低くなるという課題がある。そこで、本実施形態では、負荷320が低負荷状態になったことを検出すると、受電制御回路250は、無線電力伝送による負荷320の駆動を停止し、蓄電器310による負荷320の駆動を開始する。これにより、低負荷状態における効率が改善し、動作全体の時間当たりの効率が改善する。
In the operation of the comparative example shown in FIG. 8, even when the
図9Aは、本実施形態における送電制御シーケンスの一例を示す図である。受電回路220は、基本的に、整流回路230から直接負荷420を駆動し、余った電力で蓄電器310を充電する。図9Aに示す例では、最初は整流回路230から負荷420への給電が行われている。蓄電器310への給電は行われていない。電力の低下を検知すると(ステップS21)、受電制御回路250は、整流回路230と蓄電器310とを接続し、蓄電器310の充電と、負荷320への給電とを並行して行う。この状態において、蓄電器310の電圧が十分である(蓄電器310に第1蓄電閾値以上の蓄電量がある)ことを検知すると(ステップS22)、受電制御回路250は、整流回路230と負荷320とを非接続とし、整流回路230と蓄電器310とを非接続とし、負荷320と蓄電器310とを接続する状態に切替回路240を制御する。これにより、蓄電器310に充電された直流電力により負荷320を駆動する。
FIG. 9A is a diagram illustrating an example of a power transmission control sequence in the present embodiment. The
受電制御回路250は、蓄電器310の蓄電量(または電圧)が低下し、蓄電量が第1蓄電閾値未満になったことを検出すると(ステップS23)、整流回路230と負荷320とを接続し、整流回路230と蓄電器310とを接続し、負荷320と蓄電器310とを非接続とする状態に切替回路240を制御する。これにより、再び送電が開始され(ステップS24)、整流回路230からの直流電力が負荷320および蓄電器310に供給される。
When the power
図9Bは、本実施形態における送電制御シーケンスの他の例を示す図である。この例では、受電回路220は、基本的に、整流回路230から直接負荷420を駆動し、余った電力で蓄電器310を充電する。最初は整流回路230から負荷420への給電が行われているが、蓄電器310への給電は行われていない。電力の低下を検知すると(ステップS31)、受電制御回路250は、整流回路230と蓄電器310とを接続し、蓄電器310の充電と、負荷320への給電とを並行して行う。蓄電器310の充電に伴い、電力の低下を検知すると(ステップS32)、受電制御回路250は、受電側送信器280を介して、送電装置100に送電停止信号を送信する。送電装置100における送電制御回路150は、送電停止信号を受けて、インバータ回路130の動作を停止する(ステップS33))。すなわち、受電制御回路250は、蓄電器310を含む全体の負荷が規定値以下になった場合(すなわち、電力値が電力閾値以下になった場合)には、整流回路230からの送電を停止し、蓄電器310による負荷320の駆動に切り替える。
FIG. 9B is a diagram illustrating another example of the power transmission control sequence in the present embodiment. In this example, the
その後、蓄電器310の蓄電量が所定の閾値以下になった場合(ステップS34)には、受電制御回路250は、送電装置100に送電開始信号を送信する。これにより、再び整流回路230から直接負荷320を駆動し、余った電力で蓄電器310を充電する。
Thereafter, when the amount of power stored in the
その後、蓄電器310の蓄電量が回復し、かつ、負荷320が規定値以下になった場合、再び送電を停止し、蓄電器310経由での負荷320の駆動を実施する。
Thereafter, when the amount of electricity stored in the
本実施形態における送電制御により、送電電力が低い場合の時間当たりの効率を高めることができる。 With the power transmission control in the present embodiment, the efficiency per time when the transmitted power is low can be increased.
図10は、本実施形態における電力−効率特性の例を示す図である。実線は、整流回路230からの電力伝送の効率を示している。破線は、蓄電器310からの電力伝送の効率を示している。図示されるように、整流回路230からの電力伝送の効率は、電力の低下に伴い、急激に低下する。一方、蓄電器310からの電力伝送の効率は、電力が低い場合にはほぼ一定で、比較的高い。そこで、整流回路230から負荷320への給電を停止して、蓄電器310から負荷320への給電を開始する場合の電力閾値は、例えば、蓄電器310からの電力伝送の効率が、整流回路230からの電力伝送の効率を上回る電力値に設定され得る。電力閾値をこのように設定することにより、整流回路230からの給電と蓄電器310からの給電のうち、効率が高い方の給電が選択されるため、従来よりも時間当たりの効率を向上させることができる。
FIG. 10 is a diagram illustrating an example of power-efficiency characteristics in the present embodiment. A solid line indicates the efficiency of power transmission from the
図2Bを参照して説明したように、負荷320がモータのような一定の回転速度で長時間駆動される場合、動作中に軽負荷状態が頻繁に発生する。頻繁に発生する軽負荷状態における効率を高めるため、本実施形態では軽負荷状態(低電力状態)では整流回路230からの給電よりも蓄電器310からの給電が優先される。
As described with reference to FIG. 2B, when the
図11は、受電回路220から供給される電力および蓄電器310の電圧(または蓄電量)の時間変化と、各タイミングにおける電力供給状態および蓄電スイッチの状態との関係の例を示す図である。電力供給状態における「送電」とは、整流回路230から負荷320または蓄電器310に給電されている状態を意味し、「送電停止」とは、整流回路230から負荷320または蓄電器310に給電されていない状態を意味する。電力供給状態は、例えば図6A、6C、6Dに示す受電スイッチ回路240bまたは負荷スイッチ回路240cによって切り替えてもよいし、送電装置100に送電停止信号および送電開始信号を送信することによって切り替えてもよい。蓄電スイッチ状態における「ON」および「OFF」は、図6Aから図6Dに示す蓄電スイッチ回路240aの導通および非導通の状態をそれぞれ表す。
FIG. 11 is a diagram illustrating an example of the relationship between the time change of the power supplied from the
受電回路220から供給される電力は、負荷320および蓄電器310に供給される電力の合計である。その電力が、規定値(電力閾値Wth)以下であるならば、無線電力伝送による電力供給(送電)が停止される。これにより、低負荷の状況での効率の低い電力供給が回避される。
The power supplied from the
無線電力伝送による送電の停止中は、蓄電器310によって負荷320が駆動される。その電圧または蓄電量を監視することにより、蓄電器310の容量の低下を検出できる。蓄電器310の電圧が低下し、所定の閾値(第2電圧閾値Vth2)以下になった場合、無線電力伝送による送電を再開し、蓄電器310への充電(高負荷状態)を行う。なお、前述のように、蓄電器310の電圧が所定の閾値(電圧閾値)以下になることと、蓄電量が所定の閾値(蓄電閾値)以下になることとは等価である。
While power transmission by wireless power transmission is stopped, the
次に実施形態の動作の具体例を説明する。 Next, a specific example of the operation of the embodiment will be described.
図12は、受電制御回路250によって実行される負荷駆動時の電力経路の切替動作の一例を示すフローチャートである。ここでは、図6Aに示すように、切替回路240が蓄電スイッチ回路240aおよび受電スイッチ回路240bを有する場合の例を説明する。受電制御回路250は、まず、受電スイッチ回路240bをON(接続状態)にする(ステップS101)。これにより、整流回路230から負荷320に電力が供給される。受電制御回路250は、電力検出回路260により、第2のDC電力Wlを取得する(ステップS102)。そして、第2のDC電力Wlが、電力閾値Wthよりも大きいかを判断する(ステップS103)。Wl>Wthの場合、受電制御回路250は、蓄電電圧検出回路270により、蓄電器310の電圧Vbを取得する(ステップS104)。そして、蓄電器310の電圧Vbが、第1電圧閾値Vth1よりも大きいかを判断する(ステップS105)。第1蓄電閾値Vth1は、例えば、蓄電器310が満充電である場合の電圧値に近い値に設定され得る。満充電のときの電圧をVmaxとすると、Vth1は、例えば0・97Vmax以上0.99Vmax以下の値に設定され得る。ただし、Vth1はこの範囲に限定されない。Vb≦Vth1の場合、まだ充電が十分ではないと判断され、ステップS101に戻る。Vb>Vth1の場合、受電制御回路250は、蓄電器310が満充電の状態に近いと判断し、蓄電スイッチ回路240aをOFF(切断状態)に切り替え、ステップS102に戻る。これにより、整流回路230から蓄電器310への給電が停止される。
FIG. 12 is a flowchart illustrating an example of a power path switching operation during load driving executed by the power
ステップS103において、Wl≦Wthの場合、受電制御回路250は、蓄電スイッチ回路240aがONであるかを判断する(ステップS107)。蓄電スイッチ回路240aがOFFの場合、蓄電スイッチ回路240aをONにし(ステップS108)、ステップS102に戻る。これにより、充電が開始される。ステップS107において、蓄電スイッチ回路240aがONの場合、受電制御回路250は、蓄電電圧検出回路270により、蓄電器310の電圧Vbを取得する(ステップS109)。そして、電圧Vbが、第1電圧閾値Vth1よりも大きいかを判断する(ステップS110)。Vb≦Vth1の場合、充電が不十分であると判断され、ステップS109に戻る。Vb>Vth1の場合、受電制御回路250は、蓄電器310が満充電の状態に近いと判断し、受電スイッチ回路240bをOFFにする(ステップS111)。これにより、整流回路230から負荷320への給電が停止され、蓄電器310から負荷320に給電される状態になる。
In step S103, when Wl ≦ Wth, the power
その後、受電制御回路250は、蓄電電圧検出回路270により、蓄電器310の電圧Vbを取得する(ステップS112)。そして、電圧Vbが第2電圧閾値Vth2よりも小さいかを判断する(ステップS113)。第2電圧閾値Vth2は、第1電圧閾値Vth1よりも小さい値であり、例えば0.94Vth1以上0.97Vth1以下(0.92Vmax以上0.96Vmax以下)の値に設定され得る。ただし、Vth2の値はこの範囲に限定されない。Vb≧Vth2の場合、ステップS112に戻る。Vb<Vth2の場合、蓄電器310(バッテリ)の残量が低下していると判断し、受電制御回路250は、ステップS110に戻り、受電スイッチ回路240bをONにする。
Thereafter, the power
以上の動作により、低電力時の無線電力伝送による負荷320の駆動が回避され、さらに、蓄電器310の蓄電量に応じた好適な給電および充電の動作が実現される。
With the above operation, driving of the
図13は、受電制御回路250によって実行される負荷駆動時の電力経路の切替動作の他の例を示すフローチャートである。この例は、図6Bに示すように、切替回路240が蓄電スイッチ回路240aを有する場合の例である。受電制御回路250は、まず、送電装置100の送電回路120に送電の開始を要求する(ステップS201)。具体的には、受電制御回路250は、受電側送信器280を介して、送電開始信号を送電装置100に送信する。送電装置100における送電制御回路150は、送電側受信器180を介して、送電開始信号を受信すると、インバータ回路130を駆動して、送電を開始する。これにより、整流回路230から負荷320に電力が供給される。受電制御回路250は、電力検出回路260により、第2のDC電力Wlを取得する(ステップS202)。そして、第2のDC電力Wlが、電力閾値Wthよりも大きいかを判断する(ステップS203)。Wl>Wthの場合、受電制御回路250は、蓄電電圧検出回路270により、蓄電器310の電圧Vbを取得する(ステップS204)。そして、蓄電器310の電圧Vbが、第1電圧閾値Vth1よりも大きいかを判断する(ステップS205)。第1電圧閾値Vth1は、蓄電器310が満充電である場合の電圧値に近い値に設定されている。Vb≦Vth1の場合、まだ充電が十分ではないと判断され、ステップS101に戻る。Vb>Vth1の場合、受電制御回路250は、蓄電器310が満充電の状態に近いと判断し、蓄電スイッチ回路240aをOFFに切り替え、ステップS102に戻る。これにより、整流回路230から蓄電器310への給電(充電)が停止される。
FIG. 13 is a flowchart illustrating another example of the power path switching operation during load driving executed by the power
ステップS203において、Wl≦Wthの場合、受電制御回路250は、蓄電スイッチ回路240aがONであるかを判断する(ステップS207)。蓄電スイッチ回路240aがOFFの場合、蓄電スイッチ回路240aをONにし(ステップS208)、ステップS202に戻る。これにより、充電が開始される。ステップS207において、蓄電スイッチ回路240aがONの場合、受電制御回路250は、蓄電電圧検出回路270により、蓄電器310の電圧Vbを取得する(ステップS209)。そして、電圧Vbが、第1電圧閾値Vth1よりも大きいかを判断する(ステップS210)。Vb≦Vth1の場合、充電が不十分であると判断され、ステップS209に戻る。Vb>Vth1の場合、受電制御回路250は、蓄電器310が満充電の状態に近いと判断し、送電回路120における送電制御回路150に送電停止信号を送信する(ステップS211)。これにより、整流回路230から負荷320への給電が停止され、蓄電器310から負荷320に給電される状態になる。
In step S203, when Wl ≦ Wth, the power
その後、受電制御回路250は、蓄電電圧検出回路270により、蓄電器310の電圧Vbを取得する(ステップS212)。そして、電圧Vbが第2電圧閾値Vth2よりも小さいかを判断する(ステップS213)。Vb≧Vth2の場合、ステップS212に戻る。Vb<Vth2の場合、蓄電器310(バッテリ)の残量が低下していると判断し、受電制御回路250は、ステップS210に戻り、送電回路120に送電開始信号を送信する。
Thereafter, the power
以上の動作により、低電力時の無線電力伝送による負荷320の駆動が回避され、さらに、蓄電器310の蓄電量に応じた好適な給電および充電の動作が実現される。
With the above operation, driving of the
図14は、受電制御回路250によって実行される負荷420への給電を停止したときの充電処理の一例を示すフローチャートである。この例は、図6Cに示すように、切替回路240が蓄電スイッチ回路240a、受電スイッチ回路240b、および負荷スイッチ回路240cを有する場合の例である。受電制御回路250は、まず、負荷スイッチ回路240cをOFFにし、蓄電スイッチ回路240aをONにし、受電スイッチ回路240bをONにする(ステップS301〜S303)。これにより、負荷420への給電は停止され、蓄電器310の充電のみが行われる。
FIG. 14 is a flowchart illustrating an example of a charging process when power supply to the load 420 executed by the power
受電制御回路250は、蓄電電圧検出回路270により、蓄電器310の電圧Vbを取得する(ステップS304)。そして、蓄電器310の電圧Vbが、第1電圧閾値Vth1よりも大きいかを判断する(ステップS305)。Vb≦Vth1の場合、まだ充電が十分ではないと判断され、ステップS304に戻る。Vb>Vth1の場合、受電制御回路250は、蓄電器310が満充電の状態に近いと判断し、受電スイッチ回路240bをOFFに切り替える(ステップS306)。これにより、充電が停止される。その後、受電制御回路250は、負荷スイッチ回路240cをONにする(ステップS307)。これにより、蓄電器310から負荷320への給電が開始される。その後は、図12または図13に示す負荷駆動時の動作が実行され得る(ステップS308)。なお、ステップS306で、受電スイッチ回路240bの代わりに蓄電スイッチ回路240aをOFFにしてもよい。その場合、ステップS307で負荷スイッチ回路240cをONにすると、整流回路230から負荷320への給電が開始される。
The power
図15は、受電制御回路250によって実行される負荷420への給電を停止したときの充電処理の他の例を示すフローチャートである。この例は、図6Dに示すように、切替回路240が蓄電スイッチ回路240aおよび負荷スイッチ回路240cを有する場合の例である。受電制御回路250は、まず、負荷スイッチ回路240cをOFFにし、蓄電スイッチ回路240aをONにする(ステップS401、S402)。そして、送電回路120に送電開始信号を送信する(ステップS403)。これにより、負荷420への給電は停止され、蓄電器310の充電のみが行われる。
FIG. 15 is a flowchart illustrating another example of the charging process when power supply to the load 420 executed by the power
受電制御回路250は、蓄電電圧検出回路270により、蓄電器310の電圧Vbを取得する(ステップS404)。そして、蓄電器310の電圧Vbが、第1電圧閾値Vth1よりも大きいかを判断する(ステップS405)。Vb≦Vth1の場合、まだ充電が十分ではないと判断され、ステップS404に戻る。Vb>Vth1の場合、受電制御回路250は、蓄電器310が満充電の状態に近いと判断し、送電回路120に送電停止信号を送信する(ステップS406)。これにより、充電が停止される。その後、受電制御回路250は、負荷スイッチ回路240cをONにする(ステップS407)。これにより、蓄電器310から負荷320への給電が開始される。その後は、図12または図13に示す負荷駆動時の動作が実行され得る(ステップS408)。
The power
以上の動作により、無線電力伝送の伝送効率が低くなる低負荷状態においては、蓄電器によって負荷が駆動され、無線電力伝送による送電は、効率の高くなる一定値以上の負荷状態でのみ実施される。これにより、時間当たりの電力効率を高めることが可能になる。さらに、本実施形態によれば、蓄電器の蓄電量に応じて、充電および放電のタイミングが適切に制御される。このため、伝送効率の低下を抑制しながら、負荷に安定的に電力を供給することができる。 With the above operation, in a low load state where the transmission efficiency of wireless power transmission is low, the load is driven by the capacitor, and power transmission by wireless power transmission is performed only in a load state where the efficiency is high or higher. Thereby, it becomes possible to improve the power efficiency per time. Furthermore, according to the present embodiment, the timing of charging and discharging is appropriately controlled according to the amount of power stored in the battery. For this reason, it is possible to stably supply power to the load while suppressing a decrease in transmission efficiency.
以上のように、本開示は、以下の項目に記載の無線電力伝送システムを含む。 As described above, the present disclosure includes the wireless power transmission system described in the following items.
[項目1]
交流電力を無線で送電する送電アンテナを含む送電装置から前記交流電力を受電する受電装置であって、
前記交流電力を受電する受電アンテナと、
前記交流電力を直流電力に変換する整流回路と、
前記直流電力の値を検出する検出回路と、
前記直流電力により駆動される負荷と、
前記直流電力を蓄電する蓄電器と、
i)前記整流回路と前記負荷との接続/非接続、及び、ii)前記負荷と前記蓄電器との接続/非接続を切替る切替回路と、
前記受電装置を制御する制御回路と、を備え、
前記制御回路は、
まず、前記整流回路と前記負荷とを接続し、及び、前記整流回路と前記蓄電器とを非接続とし、前記整流回路から前記直流電力を前記負荷に供給する状態において、前記検出回路を用いて検出された前記直流電力の値が電力閾値以下になったか否かを判断し、
前記直流電力の値が前記電力閾値以下になったとき、前記負荷の駆動に所定以上の前記交流電力が必要とされない状態になったと判断し、前記整流回路と前記負荷とを非接続とし、前記負荷と前記蓄電器とを接続する状態に前記切替回路を制御し、
前記蓄電器に充電された前記直流電力により前記負荷を駆動する、
受電装置。
[Item 1]
A power receiving device that receives the AC power from a power transmission device including a power transmission antenna that wirelessly transmits AC power,
A power receiving antenna for receiving the AC power;
A rectifier circuit for converting the AC power into DC power;
A detection circuit for detecting a value of the DC power;
A load driven by the DC power;
A battery for storing the DC power;
i) connection / disconnection between the rectifier circuit and the load; and ii) a switching circuit that switches connection / disconnection between the load and the capacitor;
A control circuit for controlling the power receiving device,
The control circuit includes:
First, detection is performed using the detection circuit in a state where the rectifier circuit and the load are connected, the rectifier circuit and the capacitor are disconnected, and the DC power is supplied from the rectifier circuit to the load. Determining whether the value of the direct-current power that has been obtained is equal to or less than a power threshold;
When the value of the DC power is less than or equal to the power threshold, it is determined that the AC power of a predetermined value or more is not required for driving the load, the rectifier circuit and the load are disconnected, and Controlling the switching circuit to connect a load and the capacitor;
Driving the load with the DC power charged in the capacitor;
Power receiving device.
[項目2]
交流電力を無線で送電する送電アンテナを含む送電装置から前記交流電力を受電する受電装置であって、
前記交流電力を受電する受電アンテナと、
前記交流電力を直流電力に変換する整流回路と、
前記直流電力の値を検出する第1検出回路と、
前記直流電力により駆動される負荷と、
前記直流電力を蓄電する蓄電器と、
前記蓄電器の蓄電量を検出する第2検出回路と、
i)前記整流回路と前記負荷との接続/非接続、ii)前記整流回路と前記蓄電器との接続/非接続、及び、iii)前記負荷と前記蓄電器との接続/非接続を切替る切替回路と、
前記受電装置を制御する制御回路と、を備え、
前記制御回路は、
まず、前記整流回路と前記負荷とを接続し、前記整流回路と前記蓄電器とを非接続、及び、前記負荷と前記蓄電器とを非接続とし、前記整流回路から前記直流電力を前記負荷に供給する状態において、前記第1検出回路を用いて検出された前記直流電力の値が電力閾値以下になったか否かを判断し、
前記直流電力の値が前記電力閾値以下になったとき、前記負荷の駆動に所定以上の前記交流電力が必要とされない状態になったと判断し、前記整流回路と前記負荷とを接続し、前記整流回路と前記蓄電器とを接続し、及び、前記負荷と前記蓄電器とを接続する状態に前記切替回路を制御し、
前記蓄電器に第1蓄電閾値以上の蓄電量がある場合、前記整流回路と前記負荷とを非接続とし、前記整流回路と前記蓄電器とを非接続とし、及び、前記負荷と前記蓄電器とを接続する状態に前記切替回路を制御し、前記蓄電器に充電された前記直流電力により前記負荷を駆動する、
受電装置。
[Item 2]
A power receiving device that receives the AC power from a power transmission device including a power transmission antenna that wirelessly transmits AC power,
A power receiving antenna for receiving the AC power;
A rectifier circuit for converting the AC power into DC power;
A first detection circuit for detecting a value of the DC power;
A load driven by the DC power;
A battery for storing the DC power;
A second detection circuit for detecting a storage amount of the capacitor;
i) connection / disconnection between the rectifier circuit and the load, ii) connection / disconnection between the rectifier circuit and the capacitor, and iii) a switching circuit that switches connection / disconnection between the load and the capacitor. When,
A control circuit for controlling the power receiving device,
The control circuit includes:
First, the rectifier circuit and the load are connected, the rectifier circuit and the capacitor are disconnected, and the load and the capacitor are disconnected, and the DC power is supplied from the rectifier circuit to the load In a state, it is determined whether or not the value of the DC power detected using the first detection circuit is equal to or lower than a power threshold;
When the value of the DC power is equal to or less than the power threshold, it is determined that the AC power of a predetermined level or more is not required for driving the load, the rectifier circuit and the load are connected, and the rectification Connecting the circuit and the capacitor, and controlling the switching circuit to connect the load and the capacitor;
When the storage device has a storage amount equal to or greater than a first storage threshold, the rectifier circuit and the load are disconnected, the rectifier circuit and the capacitor are disconnected, and the load and the capacitor are connected Controlling the switching circuit to a state, and driving the load with the DC power charged in the capacitor;
Power receiving device.
[項目3]
前記制御回路は、前記蓄電器に前記第1蓄電閾値以上の蓄電量がない場合、前記整流回路と前記負荷とを非接続とし、前記整流回路と前記蓄電器とを接続し、及び、前記負荷と前記蓄電器とを非接続とする状態に前記切替回路を制御し、前記整流回路からの前記直流電力を前記蓄電器に充電させる、
項目2記載の受電装置。
[Item 3]
The control circuit disconnects the rectifier circuit and the load, connects the rectifier circuit and the capacitor, and does not connect the load and the load when the capacitor does not have a storage amount equal to or greater than the first storage threshold value. Controlling the switching circuit in a state of disconnecting the capacitor, and charging the capacitor with the DC power from the rectifier circuit,
Item 2. The power receiving device according to item 2.
[項目4]
前記制御回路は、前記蓄電器に前記第1蓄電閾値以上の蓄電量がない場合、前記整流回路と前記負荷とを接続し、前記整流回路と前記蓄電器とを接続する状態に前記切替回路を制御し、前記整流回路からの前記直流電力を前記蓄電器に充電させる、
項目2記載の受電装置。
[Item 4]
The control circuit controls the switching circuit to connect the rectifier circuit and the load, and to connect the rectifier circuit and the capacitor when the capacitor does not have a storage amount equal to or greater than the first storage threshold value. , Charging the accumulator with the DC power from the rectifier circuit,
Item 2. The power receiving device according to item 2.
[項目5]
前記制御回路は、前記蓄電器から前記負荷への前記直流電力の供給が開始された後に、前記蓄電器の蓄電量が第2蓄電閾値以下になった場合、前記整流回路と前記負荷とを接続し、前記整流回路と前記蓄電器とを接続し、前記整流回路から前記直流電力を前記負荷に供給し、前記整流回路からの前記直流電力を前記蓄電器に充電させる、
項目2記載の受電装置。
[Item 5]
The control circuit connects the rectifier circuit and the load when the storage amount of the capacitor is equal to or lower than a second storage threshold after the supply of the DC power from the capacitor to the load is started, Connecting the rectifier circuit and the battery, supplying the DC power from the rectifier circuit to the load, and charging the battery with the DC power from the rectifier circuit;
Item 2. The power receiving device according to item 2.
[項目6]
前記第2蓄電閾値は、前記第1蓄電閾値以下の値である、
項目5記載の受電装置。
[Item 6]
The second power storage threshold is a value equal to or less than the first power storage threshold.
Item 5. The power receiving device according to item 5.
[項目7]
交流電力を無線で送電する送電アンテナを含む送電装置から前記交流電力を受電する受電装置であって、
前記交流電力を受電する受電アンテナと、
前記交流電力を直流電力に変換する整流回路と、
前記直流電力の値を検出する検出回路と、
前記直流電力により駆動される負荷と、
前記直流電力を蓄電する蓄電器と、
前記負荷と前記蓄電器との接続/非接続を切替る切替回路と、
前記受電装置を制御する制御回路と、を備え、
前記制御回路は、
まず、前記負荷と前記蓄電器とを非接続とし、前記整流回路から前記直流電力を前記負荷に供給する状態において、前記検出回路を用いて検出された前記直流電力の値が閾値以下になったか否かを判断し、
前記直流電力の値が前記閾値以下になったとき、前記負荷の駆動に所定以上の前記交流電力が必要とされない状態になったと判断し、前記負荷と前記蓄電器とを接続する状態に前記切替回路を制御し、前記送電装置から前記受電装置への前記交流電力の送電を停止させる送電停止信号を前記送電装置に送信し、
前記蓄電器に充電された前記直流電力により前記負荷を駆動する、
受電装置。
[Item 7]
A power receiving device that receives the AC power from a power transmission device including a power transmission antenna that wirelessly transmits AC power,
A power receiving antenna for receiving the AC power;
A rectifier circuit for converting the AC power into DC power;
A detection circuit for detecting a value of the DC power;
A load driven by the DC power;
A battery for storing the DC power;
A switching circuit that switches connection / disconnection between the load and the capacitor;
A control circuit for controlling the power receiving device,
The control circuit includes:
First, whether or not the value of the DC power detected using the detection circuit is equal to or less than a threshold value in a state where the load and the battery are disconnected and the DC power is supplied from the rectifier circuit to the load Determine whether
When the value of the DC power is equal to or less than the threshold value, the switching circuit determines that the AC power of a predetermined value or more is not required for driving the load, and connects the load and the battery. And transmitting a power transmission stop signal for stopping transmission of the AC power from the power transmission device to the power reception device to the power transmission device,
Driving the load with the DC power charged in the capacitor;
Power receiving device.
[項目8]
交流電力を無線で送電する送電アンテナを含む送電装置から前記交流電力を受電する受電装置であって、
前記交流電力を受電する受電アンテナと、
前記交流電力を直流電力に変換する整流回路と、
前記直流電力の値を検出する第1検出回路と、
前記直流電力により駆動される負荷と、
前記直流電力を蓄電する蓄電器と、
前記蓄電器の蓄電量を検出する第2検出回路と、
前記負荷と前記蓄電器との接続/非接続を切替る切替回路と、
前記受電装置を制御する制御回路と、を備え、
前記制御回路は、
まず、前記負荷と前記蓄電器とを非接続とし、前記整流回路から前記直流電力を前記負荷に供給する状態において、前記第1検出回路を用いて検出された前記直流電力の値が閾値以下になったか否かを判断し、
前記直流電力の値が前記閾値以下になったとき、前記負荷の駆動に所定以上の前記交流電力が必要とされない状態になったと判断し、前記負荷と前記蓄電器とを接続する状態に前記切替回路を制御し、前記送電装置から前記受電装置への前記交流電力の送電を停止させる送電停止信号を前記送電装置に送信し、
前記蓄電器に所定以上の蓄電量がある場合、前記蓄電器に充電された前記直流電力により前記負荷を駆動する、
受電装置。
[Item 8]
A power receiving device that receives the AC power from a power transmission device including a power transmission antenna that wirelessly transmits AC power,
A power receiving antenna for receiving the AC power;
A rectifier circuit for converting the AC power into DC power;
A first detection circuit for detecting a value of the DC power;
A load driven by the DC power;
A battery for storing the DC power;
A second detection circuit for detecting a storage amount of the capacitor;
A switching circuit that switches connection / disconnection between the load and the capacitor;
A control circuit for controlling the power receiving device,
The control circuit includes:
First, in a state where the load and the capacitor are disconnected and the DC power is supplied from the rectifier circuit to the load, the value of the DC power detected using the first detection circuit is equal to or less than a threshold value. Determine whether or not
When the value of the DC power is equal to or less than the threshold value, the switching circuit determines that the AC power of a predetermined value or more is not required for driving the load, and connects the load and the battery. And transmitting to the power transmission device a power transmission stop signal for stopping transmission of the AC power from the power transmission device to the power receiving device,
When the storage battery has a storage amount greater than or equal to a predetermined amount, the load is driven by the DC power charged in the storage battery.
Power receiving device.
[項目9]
交流電力を無線で送電する送電アンテナを含む送電装置から前記交流電力を受電する受電装置であって、
前記交流電力を受電する受電アンテナと、
前記交流電力を直流電力に変換する整流回路と、
前記直流電力の値を検出する第1検出回路と、
前記直流電力により駆動される負荷と、
前記直流電力を蓄電する蓄電器と、
前記蓄電器の蓄電量を検出する第2検出回路と、
前記負荷と前記蓄電器との接続/非接続を切替る切替回路と、
前記受電装置を制御する制御回路と、を備え、
前記制御回路は、
まず、前記負荷と前記蓄電器とを非接続とし、前記整流回路から前記直流電力を前記負荷に供給する状態において、前記第1検出回路を用いて検出された前記直流電力の値が閾値以下になったか否かを判断し、
前記直流電力の値が前記閾値以下になったとき、前記負荷の駆動に所定以上の前記交流電力が必要とされない状態になったと判断し、さらに、前記蓄電器に所定以上の蓄電量がある場合、前記負荷と前記蓄電器とを接続する状態に前記切替回路を制御し、前記送電装置から前記受電装置への前記交流電力の送電を停止させる送電停止信号を前記送電装置に送信し、
前記蓄電器に充電された前記直流電力により前記負荷を駆動する、
受電装置。
[Item 9]
A power receiving device that receives the AC power from a power transmission device including a power transmission antenna that wirelessly transmits AC power,
A power receiving antenna for receiving the AC power;
A rectifier circuit for converting the AC power into DC power;
A first detection circuit for detecting a value of the DC power;
A load driven by the DC power;
A battery for storing the DC power;
A second detection circuit for detecting a storage amount of the capacitor;
A switching circuit that switches connection / disconnection between the load and the capacitor;
A control circuit for controlling the power receiving device,
The control circuit includes:
First, in a state where the load and the capacitor are disconnected and the DC power is supplied from the rectifier circuit to the load, the value of the DC power detected using the first detection circuit is equal to or less than a threshold value. Determine whether or not
When the value of the DC power is equal to or less than the threshold, it is determined that the AC power of a predetermined amount or more is not required for driving the load, and further, when the power storage device has a predetermined amount of storage or more, Controlling the switching circuit to connect the load and the battery, and transmitting a power transmission stop signal to the power transmission device to stop transmission of the AC power from the power transmission device to the power reception device,
Driving the load with the DC power charged in the capacitor;
Power receiving device.
[項目10]
前記負荷は、モータを含む、
項目1から9のいずれか1項に記載の受電装置。
[Item 10]
The load includes a motor,
[項目11]
前記負荷の駆動に所定以上の前記交流電力が必要とされない状態は、前記モータの回転数の変化が一定期間所定範囲内である状態を含む、
項目10記載の受電装置。
[Item 11]
The state where the predetermined amount or more of the AC power is not required for driving the load includes a state in which the change in the rotation speed of the motor is within a predetermined range for a certain period of time.
Item 13. The power receiving device according to
[項目12]
前記負荷の駆動に所定以上の前記交流電力が必要とされない状態は、前記モータの回転停止を維持させる状態を含む、
項目10記載の受電装置。
[Item 12]
The state where the predetermined amount or more of the AC power is not required for driving the load includes a state in which the rotation stop of the motor is maintained.
Item 13. The power receiving device according to
本開示の技術は、例えば、電気自動車、監視カメラ、ロボットなど、電力を伝送する必要がある電子機器に利用可能である。 The technology of the present disclosure can be used for an electronic device that needs to transmit power, such as an electric vehicle, a monitoring camera, and a robot.
50 電源
100 送電装置
110 送電アンテナ
120 送電回路
130 インバータ回路
150 送電制御回路
160 パルス生成回路
180 送電側受信器
200 受電装置
210 受電アンテナ210
220 受電回路
230 整流回路
240 切替回路
250 受電制御回路
260 電力検出回路(第1検出回路)
270 蓄電電圧検出回路(第2検出回路)
280 受電側送信器
310 蓄電器(蓄電装置)
320 負荷
DESCRIPTION OF
220
270 Storage voltage detection circuit (second detection circuit)
280 Power-receiving-
320 load
Claims (10)
前記交流電力を受電する受電アンテナと、
前記交流電力を直流電力に変換する整流回路と、
前記直流電力の値を検出する検出回路と、
前記直流電力により駆動される負荷と、
前記直流電力を蓄電する蓄電器と、
i)前記整流回路と前記負荷との接続/非接続、及び、ii)前記負荷と前記蓄電器との接続/非接続を切替る切替回路と、
前記受電装置を制御する制御回路と、を備え、
前記制御回路は、
まず、前記整流回路と前記負荷とを接続し、及び、前記整流回路と前記蓄電器とを非接続とし、前記整流回路から前記直流電力を前記負荷に供給する状態において、前記検出回路を用いて検出された前記直流電力の値が電力閾値以下になったか否かを判断し、
前記直流電力の値が前記電力閾値以下になったとき、前記負荷の駆動に所定以上の前記交流電力が必要とされない状態になったと判断し、前記整流回路と前記負荷とを非接続とし、前記負荷と前記蓄電器とを接続する状態に前記切替回路を制御し、
前記蓄電器に充電された前記直流電力により前記負荷を駆動する、
受電装置。 A power receiving device that receives the AC power from a power transmission device including a power transmission antenna that wirelessly transmits AC power,
A power receiving antenna for receiving the AC power;
A rectifier circuit for converting the AC power into DC power;
A detection circuit for detecting a value of the DC power;
A load driven by the DC power;
A battery for storing the DC power;
i) connection / disconnection between the rectifier circuit and the load; and ii) a switching circuit that switches connection / disconnection between the load and the capacitor;
A control circuit for controlling the power receiving device,
The control circuit includes:
First, detection is performed using the detection circuit in a state where the rectifier circuit and the load are connected, the rectifier circuit and the capacitor are disconnected, and the DC power is supplied from the rectifier circuit to the load. Determining whether the value of the direct-current power that has been obtained is equal to or less than a power threshold;
When the value of the DC power is less than or equal to the power threshold, it is determined that the AC power of a predetermined value or more is not required for driving the load, the rectifier circuit and the load are disconnected, and Controlling the switching circuit to connect a load and the capacitor;
Driving the load with the DC power charged in the capacitor;
Power receiving device.
前記交流電力を受電する受電アンテナと、
前記交流電力を直流電力に変換する整流回路と、
前記直流電力の値を検出する第1検出回路と、
前記直流電力により駆動される負荷と、
前記直流電力を蓄電する蓄電器と、
前記蓄電器の蓄電量を検出する第2検出回路と、
i)前記整流回路と前記負荷との接続/非接続、ii)前記整流回路と前記蓄電器との接続/
非接続、及び、iii)前記負荷と前記蓄電器との接続/非接続を切替る切替回路と、
前記受電装置を制御する制御回路と、を備え、
前記制御回路は、
まず、前記整流回路と前記負荷とを接続し、前記整流回路と前記蓄電器とを非接続、及び、前記負荷と前記蓄電器とを非接続とし、前記整流回路から前記直流電力を前記負荷に供給する状態において、前記第1検出回路を用いて検出された前記直流電力の値が電力閾値以下になったか否かを判断し、
前記直流電力の値が前記電力閾値以下になったとき、前記負荷の駆動に所定以上の前記交流電力が必要とされない状態になったと判断し、前記整流回路と前記負荷とを接続し、前記整流回路と前記蓄電器とを接続し、及び、前記負荷と前記蓄電器とを接続する状態に前記切替回路を制御し、
前記蓄電器に第1蓄電閾値以上の蓄電量がある場合、前記整流回路と前記負荷とを非接続とし、前記整流回路と前記蓄電器とを非接続とし、及び、前記負荷と前記蓄電器とを接続する状態に前記切替回路を制御し、前記蓄電器に充電された前記直流電力により前記負荷を駆動する、
受電装置。 A power receiving device that receives the AC power from a power transmission device including a power transmission antenna that wirelessly transmits AC power,
A power receiving antenna for receiving the AC power;
A rectifier circuit for converting the AC power into DC power;
A first detection circuit for detecting a value of the DC power;
A load driven by the DC power;
A battery for storing the DC power;
A second detection circuit for detecting a storage amount of the capacitor;
i) Connection / disconnection of the rectifier circuit and the load, ii) Connection / connection of the rectifier circuit and the battery
And iii) a switching circuit that switches connection / disconnection between the load and the capacitor, and
A control circuit for controlling the power receiving device,
The control circuit includes:
First, the rectifier circuit and the load are connected, the rectifier circuit and the capacitor are disconnected, and the load and the capacitor are disconnected, and the DC power is supplied from the rectifier circuit to the load In a state, it is determined whether or not the value of the DC power detected using the first detection circuit is equal to or lower than a power threshold;
When the value of the DC power is equal to or less than the power threshold, it is determined that the AC power of a predetermined level or more is not required for driving the load, the rectifier circuit and the load are connected, and the rectification Connecting the circuit and the capacitor, and controlling the switching circuit to connect the load and the capacitor;
When the storage device has a storage amount equal to or greater than a first storage threshold, the rectifier circuit and the load are disconnected, the rectifier circuit and the capacitor are disconnected, and the load and the capacitor are connected Controlling the switching circuit to a state, and driving the load with the DC power charged in the capacitor;
Power receiving device.
前記蓄電器とを非接続とする状態に前記切替回路を制御し、前記整流回路からの前記直流電力を前記蓄電器に充電させる、
請求項2記載の受電装置。 The control circuit disconnects the rectifier circuit and the load, connects the rectifier circuit and the capacitor, and does not connect the load and the load when the capacitor does not have a storage amount equal to or greater than the first storage threshold value. Controlling the switching circuit in a state of disconnecting the capacitor, and charging the capacitor with the DC power from the rectifier circuit,
The power receiving device according to claim 2.
請求項2記載の受電装置。 The control circuit controls the switching circuit to connect the rectifier circuit and the load, and to connect the rectifier circuit and the capacitor when the capacitor does not have a storage amount equal to or greater than the first storage threshold value. , Charging the accumulator with the DC power from the rectifier circuit,
The power receiving device according to claim 2.
請求項2記載の受電装置。 The control circuit connects the rectifier circuit and the load when the storage amount of the capacitor is equal to or lower than a second storage threshold after the supply of the DC power from the capacitor to the load is started, Connecting the rectifier circuit and the battery, supplying the DC power from the rectifier circuit to the load, and charging the battery with the DC power from the rectifier circuit;
The power receiving device according to claim 2.
請求項5記載の受電装置。 The second power storage threshold is a value equal to or less than the first power storage threshold.
The power receiving device according to claim 5.
前記交流電力を受電する受電アンテナと、
前記交流電力を直流電力に変換する整流回路と、
前記直流電力の値を検出する検出回路と、
前記直流電力により駆動される負荷と、
前記直流電力を蓄電する蓄電器と、
前記負荷と前記蓄電器との接続/非接続を切替る切替回路と、
前記受電装置を制御する制御回路と、を備え、
前記制御回路は、
まず、前記負荷と前記蓄電器とを非接続とし、前記整流回路から前記直流電力を前記負荷に供給する状態において、前記検出回路を用いて検出された前記直流電力の値が閾値以下になったか否かを判断し、
前記直流電力の値が前記閾値以下になったとき、前記負荷の駆動に所定以上の前記交流電力が必要とされない状態になったと判断し、前記負荷と前記蓄電器とを接続する状態に前記切替回路を制御し、前記送電装置から前記受電装置への前記交流電力の送電を停止させる送電停止信号を前記送電装置に送信し、
前記蓄電器に充電された前記直流電力により前記負荷を駆動する、
受電装置。 A power receiving device that receives the AC power from a power transmission device including a power transmission antenna that wirelessly transmits AC power,
A power receiving antenna for receiving the AC power;
A rectifier circuit for converting the AC power into DC power;
A detection circuit for detecting a value of the DC power;
A load driven by the DC power;
A battery for storing the DC power;
A switching circuit that switches connection / disconnection between the load and the capacitor;
A control circuit for controlling the power receiving device,
The control circuit includes:
First, whether or not the value of the DC power detected using the detection circuit is equal to or less than a threshold value in a state where the load and the battery are disconnected and the DC power is supplied from the rectifier circuit to the load Determine whether
When the value of the DC power is equal to or less than the threshold value, the switching circuit determines that the AC power of a predetermined value or more is not required for driving the load, and connects the load and the battery. And transmitting a power transmission stop signal for stopping transmission of the AC power from the power transmission device to the power reception device to the power transmission device,
Driving the load with the DC power charged in the capacitor;
Power receiving device.
前記交流電力を受電する受電アンテナと、
前記交流電力を直流電力に変換する整流回路と、
前記直流電力の値を検出する第1検出回路と、
前記直流電力により駆動される負荷と、
前記直流電力を蓄電する蓄電器と、
前記蓄電器の蓄電量を検出する第2検出回路と、
前記負荷と前記蓄電器との接続/非接続を切替る切替回路と、
前記受電装置を制御する制御回路と、を備え、
前記制御回路は、
まず、前記負荷と前記蓄電器とを非接続とし、前記整流回路から前記直流電力を前記負
荷に供給する状態において、前記第1検出回路を用いて検出された前記直流電力の値が閾値以下になったか否かを判断し、
前記直流電力の値が前記閾値以下になったとき、前記負荷の駆動に所定以上の前記交流電力が必要とされない状態になったと判断し、前記負荷と前記蓄電器とを接続する状態に前記切替回路を制御し、前記送電装置から前記受電装置への前記交流電力の送電を停止させる送電停止信号を前記送電装置に送信し、
前記蓄電器に所定以上の蓄電量がある場合、前記蓄電器に充電された前記直流電力により前記負荷を駆動する、
受電装置。 A power receiving device that receives the AC power from a power transmission device including a power transmission antenna that wirelessly transmits AC power,
A power receiving antenna for receiving the AC power;
A rectifier circuit for converting the AC power into DC power;
A first detection circuit for detecting a value of the DC power;
A load driven by the DC power;
A battery for storing the DC power;
A second detection circuit for detecting a storage amount of the capacitor;
A switching circuit that switches connection / disconnection between the load and the capacitor;
A control circuit for controlling the power receiving device,
The control circuit includes:
First, in a state where the load and the capacitor are disconnected and the DC power is supplied from the rectifier circuit to the load, the value of the DC power detected using the first detection circuit is equal to or less than a threshold value. Determine whether or not
When the value of the DC power is equal to or less than the threshold value, the switching circuit determines that the AC power of a predetermined value or more is not required for driving the load, and connects the load and the battery. And transmitting a power transmission stop signal for stopping transmission of the AC power from the power transmission device to the power reception device to the power transmission device,
When the storage battery has a storage amount greater than or equal to a predetermined amount, the load is driven by the DC power charged in the storage battery.
Power receiving device.
前記交流電力を受電する受電アンテナと、
前記交流電力を直流電力に変換する整流回路と、
前記直流電力の値を検出する第1検出回路と、
前記直流電力により駆動される負荷と、
前記直流電力を蓄電する蓄電器と、
前記蓄電器の蓄電量を検出する第2検出回路と、
前記負荷と前記蓄電器との接続/非接続を切替る切替回路と、
前記受電装置を制御する制御回路と、を備え、
前記制御回路は、
まず、前記負荷と前記蓄電器とを非接続とし、前記整流回路から前記直流電力を前記負荷に供給する状態において、前記第1検出回路を用いて検出された前記直流電力の値が閾値以下になったか否かを判断し、
前記直流電力の値が前記閾値以下になったとき、前記負荷の駆動に所定以上の前記交流電力が必要とされない状態になったと判断し、さらに、前記蓄電器に所定以上の蓄電量がある場合、前記負荷と前記蓄電器とを接続する状態に前記切替回路を制御し、前記送電装置から前記受電装置への前記交流電力の送電を停止させる送電停止信号を前記送電装置に送信し、
前記蓄電器に充電された前記直流電力により前記負荷を駆動する、
受電装置。 A power receiving device that receives the AC power from a power transmission device including a power transmission antenna that wirelessly transmits AC power,
A power receiving antenna for receiving the AC power;
A rectifier circuit for converting the AC power into DC power;
A first detection circuit for detecting a value of the DC power;
A load driven by the DC power;
A battery for storing the DC power;
A second detection circuit for detecting a storage amount of the capacitor;
A switching circuit that switches connection / disconnection between the load and the capacitor;
A control circuit for controlling the power receiving device,
The control circuit includes:
First, in a state where the load and the capacitor are disconnected and the DC power is supplied from the rectifier circuit to the load, the value of the DC power detected using the first detection circuit is equal to or less than a threshold value. Determine whether or not
When the value of the DC power is equal to or less than the threshold, it is determined that the AC power of a predetermined amount or more is not required for driving the load, and further, when the power storage device has a predetermined amount of storage or more, Controlling the switching circuit to connect the load and the battery, and transmitting a power transmission stop signal to the power transmission device to stop transmission of the AC power from the power transmission device to the power reception device,
Driving the load with the DC power charged in the capacitor;
Power receiving device.
請求項1から9のいずれか1項に記載の受電装置。 The load includes a motor,
The power receiving device according to any one of claims 1 to 9.
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