JP6609021B1 - インピーダンス整合回路及び該インピーダンス整合回路を有する非接触給電システム - Google Patents
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Abstract
Description
前記負荷側の負荷インピーダンスを、所定の変更量を有する変更素子によって変更するインピーダンス変更部と、
前記インピーダンスと前記受電素子との接続の開閉を行う開閉部と、
前記開閉部の開閉を制御する開閉制御部と、
前記開閉の両時における前記送電電源からの進行波の電圧と前記負荷からの反射波の電圧とを検出する検出部と、
前記インピーダンス変更部は、前記開閉部によって前記受電素子との接続を開状態とされときに、前記検出された進行波と反射波から第1反射係数を計算して振幅成分のみを特定し、前記開閉部によって前記受電素子との接続を閉状態とされたときに、前記検出された進行波と反射波から第2反射係数を計算して振幅成分のみを特定し、前記2つの振幅成分の計算式から生成される二次方程式により、前記負荷インピーダンスの推定値を計算する計算部と、
前記計算された負荷インピーダンスに対して前記出力インピーダンスとの整合をとるための目標インピーダンスを整合させるために、可変リアクタンス素子を有する整合部と、
前記計算された負荷インピーダンスから、前記整合に必要な前記可変リアクタンス素子のリアクタンス量を算定し、算定されたリアクタンス量に基づいて可変リアクタンス素子のインピーダンスを調整するインピーダンス調整部と、
を有することを特徴とする。
図1を参照して、100は、第1実施形態にかかるインピーダンス整合回路である。インピーダンス整合回路100は、後述するように、給電側(送電電源)の出力インピーダンスと、受電側(負荷)の負荷インピーダンスとの間で電力伝送におけるインピーダンス整合を行うために、設けられる回路である。給電側の出力インピーダンスと受電側の負荷インピーダンスとの間で整合がとれていないと、受電側で消費できない電力によって発生する反射波と給電側の入射波とが干渉し、定在波が発生する。そして、かかる定在波によって発生する電力の損失が生じる。
本実施の形態は、非接触給電システムの一実施形態を例示的に示したものであり、本発明にかかる非 接触給電システムは、この形態に限定する趣旨ではない。図2を参照して、1は、非接触給電システムである。非接触給電システム1は、充電回路部2、送電部3、送電ヘッド部4、受電ヘッド部5及び受電部6を備えている。充電回路部2、送電部3及び送電ヘッド部4は送電側装置Aを構成し、受電ヘッド部5および受電部6は受電側装置Bを構成する。送電側装置Aと受電側装置Bとは互いに分離された状態で別個に設けられている。
101 インピーダンス変更部
102 開閉部
103 開閉制御部
104 検出部
105 信号処理部
106 調整部
107 整合部
Claims (8)
- 送電電源及び送電素子を含む回路の出力インピーダンスと、負荷及び前記送電素子に対向して非接触で配された受電素子を含む回路の負荷インピーダンスとの間で電力伝送におけるインピーダンス整合を行うインピーダンス整合回路であって、
前記負荷側の負荷インピーダンスを所定の変更量を有する変更素子によって変更するインピーダンス変更部と、
前記インピーダンス変更部と前記受電素子との接続の開閉を行う開閉部と、
前記開閉部の開閉を制御する開閉制御部と、
前記開閉の両時における前記送電電源からの進行波の電圧と前記負荷からの反射波の電圧とを検出する検出部と、
前記インピーダンス変更部は、前記開閉部によって前記受電素子との接続を開状態とされたときに、前記検出された進行波と反射波から第1反射係数の絶対値を計算して振幅成分のみを特定し、前記開閉部によって前記受電素子との接続を閉状態とされたときに、前記検出された進行波と反射波から第2反射係数の絶対値を計算して振幅成分のみを特定し、前記2つの振幅成分の計算式から生成される前記負荷インピーダンスの実部の二次方程式により、前記負荷インピーダンスの推定値を計算する計算部と、
前記計算された負荷インピーダンスに対して前記出力インピーダンスとの整合をとるための目標インピーダンスを整合させるために、可変リアクタンス素子を有する整合部と、
前記計算された負荷インピーダンスから、前記整合に必要な前記可変リアクタンス素子のリアクタンス量を算定し、算定されたリアクタンス量に基づいて前記可変リアクタンス素子のインピーダンスを調整するインピーダンス調整部と、を有することを特徴とするインピーダンス整合回路。 - 少なくとも送電電源と送電素子を含む送電側装置と、少なくとも受電対象物を含む負荷と前記送電素子に非接触で対向して配される受電素子を含む受電側装置とを備え、前記送電側装置の出力インピーダンスと前記受電側装置の負荷インピーダンスとの間で電力伝送におけるインピーダンス整合を行うインピーダンス整合回路を有する非接触給電システムであって、
前記負荷側の負荷インピーダンスを所定の変更量を有する変更素子によって変更するインピーダンス変更部と、
前記インピーダンス変更部と前記受電素子との接続の開閉を行う開閉部と、
前記開閉部の開閉を制御する開閉制御部と、
前記開閉の両時における前記送電電源からの進行波の電圧と前記負荷からの反射波の電圧とを検出する検出部と、
前記インピーダンス変更部は、前記開閉部によって前記受電素子との接続を開状態とされたときに、前記検出された進行波と反射波から第1反射係数の絶対値を算出して振幅成分のみを特定し、前記開閉部によって前記受電素子との接続を閉状態とされたときに、前記検出された進行波と反射波から第2反射係数の絶対値を算出して振幅成分のみを特定し、前記2つの振幅成分の算出式から生成される前記負荷インピーダンスの実部の二次方程式により、前記負荷インピーダンスの推定値を計算する計算部と、
前記算出された負荷インピーダンスに対して前記出力インピーダンスとの整合をとるための目標インピーダンスを整合させるために、可変リアクタンス素子を有する整合部と、
前記算出された負荷インピーダンスから、前記整合に必要な前記可変リアクタンス素子のリアクタンス量を算定し、算定されたリアクタンス量に基づいて前記可変リアクタンス素子のインピーダンスを調整するインピーダンス調整部と、
を有し、
前記送電側装置は、前記送電電源による通電時は常に充電されている送電側バッファ部が設けられ、前記電力伝送のときに、前記送電電源からの電力及び前記送電側バッファ部からの電力により前記受電側装置の受電対象物に給電されることを特徴とする非接触給電システム。 - 前記送電側バッファ部は、少なくとも送電側キャパシタ又は送電側バッテリのいずれか一つであり、前記受電対象物は、少なくとも受電側キャパシタ又は受電側バッテリのいずれか一つとして設けられていることを特徴とする請求項2記載の非接触給電システム。
- 前記送電側装置は、静止部材に固定され、前記受電側装置は、所定の床面を走行する誘導式搬送車に搭載され、前記受電対象物は前記誘導式搬送車の駆動用に設けられていることを特徴とする請求項2記載の非接触給電システム。
- 前記送電側装置は、静止部材に固定され、前記受電側装置は、車両に搭載され、前記受電対象物は前記車両の駆動に適用されることを特徴とする請求項2記載の非接触給電システム。
- 前記送電側装置は、移動体の走行する軌道内に設けられ、前記受電側装置は、前記移動体に取り付けられており、前記移動体の走行時に、前記電力伝送を行うように構成されたものであることを特徴とする請求項2記載の非接触給電システム。
- 前記軌道内に設けられた前記送電側装置の送電素子は、並列に配置された二本の線状部分と線状部分の両端部を連結する円弧状部分とを一体化した横長楕円状を成し、複数の前記送電素子が所定の間隔で前記軌道に配置されていることを特徴とする請求項6記載の非接触給電システム。
- 前記軌道には、前記送電素子が複数敷設され、前記複数の送電素子は、各々、前記移動体の近接を検知する近接検知部と、相互に隣接する送電素子を連結する連結部と、前記移動体が、前記送電素子と前記受電素子との前記対向して配される位置から、進行方向に隣接する送電素子側に移動し、前記隣接する送電素子の近接検知部で前記移動体の近接を検知すると、前記連結部に介在するスイッチング素子の作動により、通電する前記送電素子を前記隣接する送電素子に切り替える切替部と、を有していることを特徴とする請求項6又は請求項7記載の非接触給電システム。
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