JP6646840B2 - Wireless power transmission system - Google Patents

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JP6646840B2 JP2015227881A JP2015227881A JP6646840B2 JP 6646840 B2 JP6646840 B2 JP 6646840B2 JP 2015227881 A JP2015227881 A JP 2015227881A JP 2015227881 A JP2015227881 A JP 2015227881A JP 6646840 B2 JP6646840 B2 JP 6646840B2
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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関する。   The present disclosure relates to a wireless power transmission system that wirelessly transmits power.

近年、携帯電話機や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、磁気共振を利用して電力伝送を行う非接触電力伝送システムを開示している。このシステムは、一つの送電装置に対して、電力の到達範囲にある受電装置が一つであっても、磁気共振を用いることで、さらに別の受電装置に送電する。これにより、複数の負荷に電力が供給される。   In recent years, wireless (non-contact) power transmission technology for wirelessly (non-contact) power transmission to mobile devices such as mobile phones and electric vehicles has been developed. For example, Patent Document 1 discloses a wireless power transmission system that performs power transmission using magnetic resonance. This system transmits magnetic power to another power receiving device by using magnetic resonance, even if only one power receiving device is in a power reach range for one power transmitting device. Thereby, power is supplied to the plurality of loads.

複数の負荷に電力を供給する構成は、特許文献２にも開示されている。特許文献２は、無線ではなく有線で電源部から複数の貯蔵庫に電力を供給することを開示している。電源部による貯蔵庫の起動に際し、電源部から非同時起動回路を介して順次各貯蔵庫に所定時差をもって電力が供給されることが開示されている。   A configuration for supplying power to a plurality of loads is also disclosed in Patent Document 2. Patent Literature 2 discloses that power is supplied from a power supply unit to a plurality of storages by wire instead of wirelessly. It is disclosed that when the storage unit is activated by the power supply unit, power is sequentially supplied from the power supply unit to each storage unit with a predetermined time difference via a non-simultaneous activation circuit.

特開２０１０−１５４５９２号公報JP 2010-154592 A 特開平０６−１０００３１号公報JP 06-100031 A

従来の技術では、送電装置と受電装置との間に１つ以上の中継装置を配置して複数の負荷を駆動する無線電力伝送システムにおいて、起動時の動作の安定性に改善の余地があった。   In the related art, in a wireless power transmission system in which one or more relay devices are arranged between a power transmitting device and a power receiving device to drive a plurality of loads, there is room for improvement in operation stability at startup. .

上記課題を解決するために、本開示の一態様に係る無線電力伝送システムは、
送電装置と、受電装置と、前記送電装置と前記受電装置の間に配置された中継装置と、を備えた無線電力伝送システムであって、
前記送電装置は、
外部電源から供給される送電側直流電力を送電側交流電力に変換する送電側インバータ回路と、
前記送電側交流電力を無線で送電する送電側送電アンテナと、を有し、
前記中継装置は、
前記送電側交流電力を受電する中継側受電アンテナと、
前記送電側交流電力を中継側直流電力に変換する中継側整流器と、
前記中継側直流電力を中継側交流電力に変換する中継側インバータ回路と、
中継側負荷と、
前記中継側整流器と前記中継側負荷との間に配置され、前記中継側整流器と前記中継側負荷との接続／非接続を切替える中継側スイッチ回路と、
前記中継側交流電力を無線で送電する中継側送電アンテナと、を有し、
前記受電装置は、
前記中継側交流電力を受電する受電側受電アンテナと、
前記中継側交流電力を受電側直流電力に変換する受電側整流器と、
受電側負荷と、
前記受電側整流器と前記受電側負荷との間に配置され、前記受電側整流器と前記受電側負荷との接続／非接続を切替える受電側スイッチ回路と、を有し、
前記無線電力伝送システムにおいて、
まず、前記中継側スイッチ回路が前記中継側整流器と前記中継側負荷とを非接続とし且つ前記受電側スイッチ回路が前記受電側整流器と前記受電側負荷とを非接続とした状態で、前記送電側送電アンテナから前記中継側受電アンテナに前記送電側交流電力が送電され、前記中継側送電アンテナから前記受電側受電アンテナに前記中継側交流電力が送電され、
次に、前記受電側直流電力の電圧が前記受電装置の要求電圧に到達した後、
前記中継側スイッチ回路が前記中継側整流器と前記中継側負荷とを接続するタイミングＴ１とは異なるタイミングＴ２で前記受電側スイッチ回路が前記受電側整流器と前記受電側負荷とを接続する。 In order to solve the above problems, a wireless power transmission system according to an aspect of the present disclosure,
A wireless power transmission system including a power transmission device, a power reception device, and a relay device disposed between the power transmission device and the power reception device,
The power transmission device,
A transmission-side inverter circuit that converts transmission-side DC power supplied from an external power supply into transmission-side AC power,
A power transmission side power transmission antenna for wirelessly transmitting the power transmission side AC power,
The relay device,
A relay-side receiving antenna that receives the power-transmitting-side AC power,
A relay-side rectifier that converts the transmission-side AC power into relay-side DC power,
A relay-side inverter circuit that converts the relay-side DC power into relay-side AC power,
Relay side load,
A relay-side switch circuit that is disposed between the relay-side rectifier and the relay-side load and that switches connection / disconnection between the relay-side rectifier and the relay-side load;
A relay-side power transmitting antenna that wirelessly transmits the relay-side AC power,
The power receiving device,
A power receiving side power receiving antenna for receiving the relay side AC power,
A power receiving side rectifier that converts the relay side AC power into power receiving side DC power,
Receiving side load,
A power-receiving-side switch circuit that is disposed between the power-receiving-side rectifier and the power-receiving-side load and that switches connection / disconnection of the power-receiving-side rectifier and the power-receiving-side load;
In the wireless power transmission system,
First, in a state where the relay side switch circuit disconnects the relay side rectifier and the relay side load and the power receiving side switch circuit disconnects the power receiving side rectifier and the power receiving side load, the power transmission side The power transmitting side AC power is transmitted from the power transmitting antenna to the relay side power receiving antenna, and the relay side AC power is transmitted from the relay side power transmitting antenna to the power receiving side power receiving antenna,
Next, after the voltage of the power receiving side DC power reaches the required voltage of the power receiving device,
The power receiving side switch circuit connects the power receiving side rectifier and the power receiving side load at a timing T2 different from the timing T1 at which the relay side switching circuit connects the relay side rectifier and the relay side load.

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 above general or specific aspects may be implemented 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、送電装置と受電装置との間に１つ以上の中継装置を配置して複数の負荷を駆動する無線電力伝送システムにおける起動時の動作をより安定にすることができる。   According to an embodiment of the present disclosure, it is possible to arrange one or more relay devices between a power transmission device and a power reception device to more stably operate a start-up operation in a wireless power transmission system that drives a plurality of loads. it can.

複数の負荷を備える無線電力伝送システムの一例を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a wireless power transmission system including a plurality of loads. 多数のケーブルによって電源から各負荷に電力を供給するシステムの一例を示す図である。FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a system that supplies power from a power supply to each load via a number of cables. 本開示の比較例に係る無線電力伝送システムの構成を模式的に示す図である。FIG. 9 is a diagram schematically illustrating a configuration of a wireless power transmission system according to a comparative example of the present disclosure. 比較例の構成における課題を説明するための図である。FIG. 9 is a diagram for describing a problem in a configuration of a comparative example. 本開示の実施形態の構成におけるＤＣ電圧および負荷電圧の時間変化の一例を示す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a temporal change of a DC voltage and a load voltage in the configuration of the embodiment of the present disclosure. 本開示の無線電力伝送システムの一例を模式的に示すブロック図である。1 is a block diagram schematically illustrating an example of a wireless power transmission system according to the present disclosure. １つの中継装置２００が送電装置１００と受電装置３００との間に配置された無線電力伝送システムの一例を示す図である。1 is a diagram illustrating an example of a wireless power transmission system in which one relay device 200 is disposed between a power transmitting device 100 and a power receiving device 300. FIG. 本開示の実施形態１における無線電力伝送システムの構成を示すブロック図である。1 is a block diagram illustrating a configuration of a wireless power transmission system according to a first embodiment of the present disclosure. 直列共振回路の構成を有するアンテナの等価回路の一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating an example of an equivalent circuit of an antenna having a configuration of a series resonance circuit. 中継側インバータ回路２３０の構成例を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of a relay-side inverter circuit 230. 中継側インバータ回路２３０の他の構成例を示す図である。FIG. 9 is a diagram illustrating another configuration example of the relay-side inverter circuit 230. 負荷変調回路２７５の構成例を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration example of a load modulation circuit 275. 負荷変調回路２７５の他の構成例を示す図である。FIG. 14 is a diagram illustrating another configuration example of the load modulation circuit 275. 実施形態１の無線電力伝送システムをロボットアームに適用した場合の構成を模式的に示す図である。FIG. 2 is a diagram schematically illustrating a configuration when the wireless power transmission system according to the first embodiment is applied to a robot arm. 実施形態１における起動時の動作の一例を示すシーケンス図である。FIG. 4 is a sequence diagram illustrating an example of an operation at the time of startup according to the first embodiment. 複数の中継装置２００を備える無線電力伝送システムの一例を示す図である。1 is a diagram illustrating an example of a wireless power transmission system including a plurality of relay devices 200. FIG. 図１２の無線電力伝送システムをロボットアームに適用した場合の構成を模式的に示す図である。FIG. 13 is a diagram schematically illustrating a configuration when the wireless power transmission system in FIG. 12 is applied to a robot arm. 複数の中継装置２００を備える無線電力伝送システムにおける起動時の動作の一例を示すシーケンス図である。FIG. 9 is a sequence diagram illustrating an example of an operation at the time of startup in a wireless power transmission system including a plurality of relay devices 200. 負荷接続後にＤＣ電圧が低下する現象と、負荷接続時にＤＣ電流が増加する現象（電流引き込み）とを示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a phenomenon in which a DC voltage decreases after a load is connected, and a phenomenon (current draw) in which a DC current increases when a load is connected. 異常時の動作の一例を示すシーケンス図である。It is a sequence diagram showing an example of an operation at the time of an abnormality. 実施形態２における起動時の動作の一例を示すシーケンス図である。FIG. 13 is a sequence diagram illustrating an example of an operation at the time of startup according to the second embodiment. 実施形態２において、中継装置の数が複数の場合の起動時の動作の一例を示すシーケンス図である。FIG. 13 is a sequence diagram illustrating an example of an operation at the time of startup when the number of relay devices is plural in the second embodiment. 実施形態３における動作の一例を示すシーケンス図である。FIG. 14 is a sequence diagram illustrating an example of an operation according to the third embodiment. 実施形態３において、中継装置の数が複数の場合の起動時の動作の一例を示すシーケンス図である。FIG. 14 is a sequence diagram illustrating an example of an operation at the time of startup when the number of relay devices is plural in the third embodiment.

（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 underlying the present disclosure)
Before describing the embodiments of the present disclosure, the knowledge that became the basis of the present disclosure will be described.

本発明者らは、送電装置と受電装置との間に１つ以上の中継装置を配置して複数の負荷を駆動する多段接続（以下、「カスケード接続」と称することもある。）の無線電力伝送システムを検討している。そのような無線電力伝送システムは、例えば図１に示すような、複数の負荷（例えばモータ）を備えるロボットアーム等の機器に好適に利用され得る。図１に示されるロボットアームでは、複数の箇所がモータによって回転または移動する。このため、各モータに個別に電力を供給して制御する必要がある。   The present inventors dispose one or more relay devices between a power transmitting device and a power receiving device to drive a plurality of loads, and wireless power of a multi-stage connection (hereinafter, also referred to as “cascade connection”). We are considering a transmission system. Such a wireless power transmission system can be suitably used for a device such as a robot arm having a plurality of loads (for example, motors) as shown in FIG. In the robot arm shown in FIG. 1, a plurality of portions are rotated or moved by a motor. For this reason, it is necessary to supply power to each motor individually for control.

このような複数の可動部を備える機器では、従来は多数のケーブルによって電源から各負荷に電力が供給されていた。図２は、そのような従来の構成を模式的に示す図である。図２に示す構成は、有線のバス接続によって電源から複数の負荷に電力が供給される。しかし、このような構成では、ケーブルの引っ掛かりによる事故が発生し易く、可動域が制限され、部品交換が容易にできない、という課題があった。そこで、本発明者らは、無線電力伝送を利用して電源から各負荷に給電し、電源からのケーブルを排することを検討している。   In such a device having a plurality of movable parts, conventionally, power has been supplied from a power supply to each load through a large number of cables. FIG. 2 is a diagram schematically showing such a conventional configuration. In the configuration shown in FIG. 2, power is supplied from a power supply to a plurality of loads through a wired bus connection. However, in such a configuration, there is a problem that an accident due to the catching of the cable is likely to occur, a movable range is limited, and parts cannot be easily replaced. Therefore, the present inventors are studying to supply power to each load from a power supply using wireless power transmission and to eliminate a cable from the power supply.

図３は、本開示の比較例に係る無線電力伝送システムの構成を模式的に示す図である。この無線電力伝送システムは、送電装置と受電装置との間に複数の中継装置を接続したカスケード接続の構成を有している。各中継装置および受電装置は、負荷に接続されている。この例では中継装置は複数であるが、中継装置が１つの場合もあり得る。   FIG. 3 is a diagram schematically illustrating a configuration of a wireless power transmission system according to a comparative example of the present disclosure. This wireless power transmission system has a cascade connection configuration in which a plurality of relay devices are connected between a power transmitting device and a power receiving device. Each relay device and power receiving device are connected to a load. In this example, there are a plurality of relay devices, but there may be one relay device.

バス接続を用いる有線のシステムでは、一般に、電源を入れると全ての負荷にほぼ同時に通電される。これに対し、カスケード接続の無線電力伝送システムでは、電源に近い中継装置に接続された負荷から順に給電される。   In a wired system using a bus connection, generally, when the power is turned on, all the loads are energized almost simultaneously. On the other hand, in the cascade-connected wireless power transmission system, power is supplied in order from the load connected to the relay device close to the power supply.

しかし、本発明者らの検討によれば、図３に示す比較例の構成には、以下の課題があることが判明した。   However, according to studies by the present inventors, it has been found that the configuration of the comparative example shown in FIG. 3 has the following problems.

（１）送電を開始する際、無線電力伝送システム内の各種制御回路（例えば、各中継装置におけるインバータ回路を制御するマイクロコントローラ等）が起動した後、すぐに負荷に給電されるため、電圧降下によって制御回路が停止する場合がある。このため、各負荷に安定して電力を供給することができない。   (1) When starting power transmission, the power is immediately supplied to the load after various control circuits in the wireless power transmission system (for example, a microcontroller or the like that controls an inverter circuit in each relay device) are activated, so that a voltage drop occurs. May stop the control circuit. For this reason, power cannot be supplied stably to each load.

（２）無線電力伝送システム内の各種制御回路が起動した後に一斉に負荷に給電されるので、過渡応答によって負荷に電流が流れすぎる。その結果、負荷は望み通りの動作をすることができない。   (2) Since power is supplied to the load all at once after the various control circuits in the wireless power transmission system are activated, excessive current flows to the load due to transient response. As a result, the load cannot operate as desired.

図４Ａは、比較例の構成における上記の課題をより詳細に説明するための図である。図４Ａは、各中継装置内の整流器からインバータ回路に出力される直流（ＤＣ）電圧、および負荷に与えられる電圧（負荷電圧）の時間変化の一例を示している。無線電力伝送システムが起動とともに負荷への接続および給電を行う場合、各中継装置が受電した直後に負荷に接続されることになる。その結果、ＤＣ電圧が所定の値（例えば、受電装置が要求する電圧の値）に到達していない状態で各中継装置が負荷に接続される。すると、図４Ａに示すように、電圧降下によって制御回路の駆動に必要な電圧（制御系の駆動電圧と称する。）を一時的に下回るおそれがある。このような状況になると、中継装置内のインバータ回路の駆動ができなくなり、制御不可能状態が発生する。   FIG. 4A is a diagram for describing the above-described problem in the configuration of the comparative example in more detail. FIG. 4A shows an example of a time change of a direct current (DC) voltage output from a rectifier in each relay device to an inverter circuit and a voltage (load voltage) applied to a load. When the wireless power transmission system performs connection and power supply to the load upon startup, each relay device is connected to the load immediately after receiving power. As a result, each relay device is connected to the load in a state where the DC voltage has not reached a predetermined value (for example, a voltage value required by the power receiving device). Then, as shown in FIG. 4A, there is a possibility that the voltage required for driving the control circuit (referred to as a control system driving voltage) is temporarily lowered due to a voltage drop. In such a situation, the inverter circuit in the relay device cannot be driven, and an uncontrollable state occurs.

本発明者らは、中継装置を介して複数の負荷に給電する無線電力伝送システムにおける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。その結果、送電電力を確立させた後、タイミングをずらして負荷への接続を行うことで、上記課題を解決できることに想到した。ここで、「送電電力の確立」とは、受電装置が要求する、安定した動作のために必要な所定の電圧（本明細書において、「受電装置の要求電圧」と称する。）を満足した状態になることを意味する。   The present inventors have found the above problem in a wireless power transmission system that supplies power to a plurality of loads via a relay device, and have studied a configuration for solving the problem. As a result, the inventors have conceived that the above-mentioned problem can be solved by connecting the load to the load at a shifted timing after the transmission power is established. Here, “establishment of transmission power” refers to a state in which a predetermined voltage required by the power receiving device and required for stable operation (referred to as “required voltage of power receiving device” in this specification) is satisfied. Means that

図４Ｂは、送電電力を確立した後に負荷を接続する本開示の実施形態の構成におけるＤＣ電圧および負荷電圧の時間変化の一例を示す図である。この例では、中継装置内の整流回路が出力するＤＣ電圧が受電装置の要求電圧を満足した状態において、負荷への接続が行われる。ここで、受電装置の要求電圧は、負荷の接続に伴って電圧降下が生じたとしても、ＤＣ電圧が制御系の駆動電圧を下回らない程度の十分に高い電圧に設定されている。このため、本開示の実施形態によれば、ＤＣ電圧が駆動電圧を下回ることなく制御を継続できる。本開示の実施形態ではさらに、送電電力を確立させた後、タイミングをずらして負荷への接続が行われる。これにより、制御不可能状態に陥ることなく、安定した起動が可能である。   FIG. 4B is a diagram illustrating an example of a temporal change of the DC voltage and the load voltage in the configuration of the embodiment of the present disclosure in which the load is connected after the transmission power is established. In this example, connection to the load is performed in a state where the DC voltage output by the rectifier circuit in the relay device satisfies the required voltage of the power receiving device. Here, the required voltage of the power receiving device is set to a sufficiently high voltage that the DC voltage does not fall below the drive voltage of the control system even if a voltage drop occurs due to the connection of the load. Therefore, according to the embodiment of the present disclosure, control can be continued without the DC voltage falling below the drive voltage. Further, in the embodiment of the present disclosure, after the transmission power is established, the connection to the load is performed at a shifted timing. Thus, stable start-up is possible without falling into an uncontrollable state.

（本開示の実施形態の概要）
本開示の一態様に係る無線電力伝送システムは、
送電装置と、受電装置と、前記送電装置と前記受電装置の間に配置された中継装置と、を備えた無線電力伝送システムであって、
前記送電装置は、
外部電源から供給される送電側直流電力を送電側交流電力に変換する送電側インバータ回路と、
前記送電側交流電力を無線で送電する送電側送電アンテナと、を有し、
前記中継装置は、
前記送電側交流電力を受電する中継側受電アンテナと、
前記送電側交流電力を中継側直流電力に変換する中継側整流器と、
前記中継側直流電力を中継側交流電力に変換する中継側インバータ回路と、
中継側負荷と、
前記中継側整流器と前記中継側負荷との間に配置され、前記中継側整流器と前記中継側負荷との接続／非接続を切替える中継側スイッチ回路と、
前記中継側交流電力を無線で送電する中継側送電アンテナと、を有し、
前記受電装置は、
前記中継側交流電力を受電する受電側受電アンテナと、
前記中継側交流電力を受電側直流電力に変換する受電側整流器と、
受電側負荷と、
前記受電側整流器と前記受電側負荷との間に配置され、前記受電側整流器と前記受電側負荷との接続／非接続を切替える受電側スイッチ回路と、を有し、
前記無線電力伝送システムにおいて、
まず、前記中継側スイッチ回路が前記中継側整流器と前記中継側負荷とを非接続とし且つ前記受電側スイッチ回路が前記受電側整流器と前記受電側負荷とを非接続とした状態で、前記送電側送電アンテナから前記中継側受電アンテナに前記送電側交流電力が送電され、前記中継側送電アンテナから前記受電側受電アンテナに前記中継側交流電力が送電され、
次に、前記受電側直流電力の電圧が前記受電装置の要求電圧に到達した後、
前記中継側スイッチ回路が前記中継側整流器と前記中継側負荷とを接続するタイミングＴ１とは異なるタイミングＴ２で前記受電側スイッチ回路が前記受電側整流器と前記受電側負荷とを接続する。 (Overview of Embodiment of the Present Disclosure)
A wireless power transmission system according to an aspect of the present disclosure,
A wireless power transmission system including a power transmission device, a power reception device, and a relay device disposed between the power transmission device and the power reception device,
The power transmission device,
A transmission-side inverter circuit that converts transmission-side DC power supplied from an external power supply into transmission-side AC power,
A power transmission side power transmission antenna for wirelessly transmitting the power transmission side AC power,
The relay device,
A relay-side receiving antenna that receives the power-transmitting-side AC power,
A relay-side rectifier that converts the transmission-side AC power into relay-side DC power,
A relay-side inverter circuit that converts the relay-side DC power into relay-side AC power,
Relay side load,
A relay-side switch circuit that is disposed between the relay-side rectifier and the relay-side load and that switches connection / disconnection between the relay-side rectifier and the relay-side load;
A relay-side power transmitting antenna that wirelessly transmits the relay-side AC power,
The power receiving device,
A power receiving side power receiving antenna for receiving the relay side AC power,
A power receiving side rectifier that converts the relay side AC power into power receiving side DC power,
Receiving side load,
A power-receiving-side switch circuit that is disposed between the power-receiving-side rectifier and the power-receiving-side load and that switches connection / disconnection of the power-receiving-side rectifier and the power-receiving-side load;
In the wireless power transmission system,
First, in a state where the relay side switch circuit disconnects the relay side rectifier and the relay side load and the power receiving side switch circuit disconnects the power receiving side rectifier and the power receiving side load, the power transmission side The power transmitting side AC power is transmitted from the power transmitting antenna to the relay side power receiving antenna, and the relay side AC power is transmitted from the relay side power transmitting antenna to the power receiving side power receiving antenna,
Next, after the voltage of the power receiving side DC power reaches the required voltage of the power receiving device,
The power receiving side switch circuit connects the power receiving side rectifier and the power receiving side load at a timing T2 different from the timing T1 at which the relay side switching circuit connects the relay side rectifier and the relay side load.

上記態様によれば、
受電側直流電力の電圧が受電装置の要求電圧に到達した後で、中継側整流器と中継側負荷との接続、および、受電側整流器と受電側負荷との接続が行われる。さらに、前者の接続と後者の接続とが異なるタイミングで行われる。 According to the above aspect,
After the voltage of the power receiving-side DC power reaches the required voltage of the power receiving device, the connection between the relay rectifier and the relay load and the connection between the power receiving rectifier and the power receiving load are performed. Further, the former connection and the latter connection are performed at different timings.

このため、比較例における上記課題、すなわち、
（１）送電を開始する際、無線電力伝送システム内の各種制御回路（例えば、各中継装置におけるインバータ回路を制御するマイクロコントローラ等）が起動した後、すぐに負荷に給電されるため、電圧降下によって制御回路が停止する場合がある。このため、各負荷に安定して電力を供給することができない。
（２）無線電力伝送システム内の各種制御回路が起動した後に一斉に負荷に給電されるので、過渡応答によって負荷に電流が流れすぎる。その結果、負荷は望み通りの動作をすることができない。
という課題を解決することができる。 For this reason, the above problem in the comparative example, that is,
(1) When starting power transmission, the power is immediately supplied to the load after various control circuits in the wireless power transmission system (for example, a microcontroller or the like that controls an inverter circuit in each relay device) are activated, so that a voltage drop occurs. May stop the control circuit. For this reason, power cannot be supplied stably to each load.
(2) Since power is supplied to the load all at once after the various control circuits in the wireless power transmission system are activated, excessive current flows to the load due to transient response. As a result, the load cannot operate as desired.
Can be solved.

本開示の他の態様に係る無線電力伝送システムは、
送電装置と、受電装置と、前記送電装置と前記受電装置の間に配置されたＮ個（Ｎは２以上の整数）の中継装置と、を備えた無線電力伝送システムであって、
前記送電装置は、
外部電源から供給される送電側直流電力を送電側交流電力に変換する送電側インバータ回路と、
前記送電側交流電力を無線で送電する送電側送電アンテナと、を有し、
前記Ｎ個の中の１番目の中継装置は、
前記送電側交流電力を受電する１番目の中継側受電アンテナと、
前記送電側交流電力を１番目の中継側直流電力に変換する１番目の中継側整流器と、
前記１番目の中継側直流電力を１番目の中継側交流電力に変換する１番目の中継側インバータ回路と、
１番目の中継側負荷と、
前記１番目の中継側整流器と前記第１番目の中継側負荷との間に配置され、前記１番目の中継側整流器と前記第１番目の中継側負荷との接続／非接続を切替える１番目の中継側スイッチ回路と、
前記１番目の中継側交流電力を無線で送電する１番目の中継側送電アンテナと、を有し、
前記Ｎ個の中のｉ番目（ｉ＝２〜Ｎ）の中継装置は、
前記ｉ−１番目の中継側交流電力を受電するｉ番目の中継側受電アンテナと、
前記ｉ−１番目の中継側交流電力を第ｉ番目の中継側直流電力に変換するｉ番目の中継側整流器と、
前記ｉ番目の中継側直流電力をｉ番目の中継側交流電力に変換するｉ番目の中継側インバータ回路と、
ｉ番目の中継側負荷と、
前記ｉ番目の中継側整流器と前記第ｉ番目の中継側負荷との間に配置され、前記ｉ番目の中継側整流器と前記第ｉ番目の中継側負荷との接続／非接続を切替えるｉ番目の中継側スイッチ回路と、
前記ｉ番目の中継側交流電力を無線で送電するｉ番目の中継側送電アンテナと、を有し、
前記受電装置は、
前記第Ｎ番目の中継側交流電力を受電する受電側受電アンテナと、
前記第Ｎ番目の中継側交流電力を受電側直流電力に変換する受電側整流器と、
受電側負荷と、
前記受電側整流器と前記受電側負荷と間に配置され、前記受電側整流器と前記受電側負荷との接続／非接続を切替える受電側スイッチ回路と、を有し、
前記無線電力伝送システムにおいて、
まず、前記ｉ番目（ｉ＝１〜Ｎ）のスイッチ回路が前記ｉ番目（ｉ＝１〜Ｎ）の中継側整流器と前記ｉ番目（ｉ＝１〜Ｎ）の中継側負荷とを非接続とし、且つ前記受電側スイッチ回路が前記受電側整流器と前記受電側負荷とを非接続とした状態で、前記送電側送電アンテナから送電された前記送電側交流電力は、前記ｉ番目（ｉ＝１〜Ｎ）の中継装置を順次経由して、前記第Ｎ番目の交流電力として前記受電側受電アンテナに送電され、
次に、前記ｉ番目（ｉ＝１〜Ｎ）のスイッチ回路がタイミングＴｉ（ｉ＝１〜Ｎ）で前記ｉ番目（ｉ＝１〜Ｎ）の中継側整流器と前記ｉ番目（ｉ＝１〜Ｎ）の中継側負荷とを接続し、前記受電側スイッチ回路がタイミングＴｒで前記受電側整流器と前記受電側負荷とを接続し、前記タイミングＴｉ（ｉ＝１〜Ｎ）及び前記タイミングＴｒの少なくとも一部分は異なる。 A wireless power transmission system according to another aspect of the present disclosure,
A wireless power transmission system comprising: a power transmission device; a power reception device; and N (N is an integer of 2 or more) relay devices disposed between the power transmission device and the power reception device,
The power transmission device,
A transmission-side inverter circuit that converts transmission-side DC power supplied from an external power supply into transmission-side AC power,
A power transmission side power transmission antenna for wirelessly transmitting the power transmission side AC power,
The first relay device among the N relay devices is:
A first relay-side power receiving antenna for receiving the power transmission-side AC power,
A first relay-side rectifier for converting the transmission-side AC power into a first relay-side DC power,
A first relay-side inverter circuit that converts the first relay-side DC power into a first relay-side AC power;
A first relay load;
A first relay disposed between the first relay-side rectifier and the first relay-side load for switching connection / disconnection between the first relay-side rectifier and the first relay-side load; A relay-side switch circuit,
A first relay-side power transmitting antenna that wirelessly transmits the first relay-side AC power,
The i-th (i = 2 to N) relay devices of the N devices are:
An i-th relay-side receiving antenna that receives the (i-1) -th relay-side AC power,
An i-th relay rectifier for converting the (i-1) -th relay AC power into an i-th relay DC power,
An i-th relay-side inverter circuit that converts the i-th relay-side DC power into an i-th relay-side AC power,
an i-th relay load,
An i-th relay-side rectifier disposed between the i-th relay-side rectifier and the i-th relay-side load, for switching connection / disconnection between the i-th relay-side rectifier and the i-th relay-side load; A relay-side switch circuit,
An i-th relay-side power transmitting antenna that wirelessly transmits the i-th relay-side AC power,
The power receiving device,
A power receiving side power receiving antenna for receiving the Nth relay side AC power,
A receiving-side rectifier that converts the N-th relay-side AC power into receiving-side DC power;
Receiving side load,
A power receiving side switch circuit that is disposed between the power receiving side rectifier and the power receiving side load and that switches connection / disconnection of the power receiving side rectifier and the power receiving side load;
In the wireless power transmission system,
First, the i-th (i = 1 to N) switch circuit disconnects the i-th (i = 1 to N) relay-side rectifier and the i-th (i = 1 to N) relay-side load. And, in the state where the power receiving side switch circuit disconnects the power receiving side rectifier and the power receiving side load, the power transmitting side AC power transmitted from the power transmitting side power transmitting antenna is the i-th (i = 1 to i) N), sequentially transmitted through the relay device to the power receiving side power receiving antenna as the Nth AC power,
Next, the i-th (i = 1 to N) switch circuit is connected to the i-th (i = 1 to N) relay-side rectifier at the timing Ti (i = 1 to N) by the i-th (i = 1 to N). N), and the power-receiving-side switch circuit connects the power-receiving-side rectifier and the power-receiving-side load at timing Tr, and at least one of the timing Ti (i = 1 to N) and the timing Tr. Some are different.

上記態様によれば、
まず、前記ｉ番目（ｉ＝１〜Ｎ）のスイッチ回路が前記ｉ番目（ｉ＝１〜Ｎ）の中継側整流器と前記ｉ番目（ｉ＝１〜Ｎ）の中継側負荷とを非接続とし、且つ前記受電側スイッチ回路が前記受電側整流器と前記受電側負荷とを非接続とした状態で、前記送電側送電アンテナから送電された前記送電側交流電力は、前記ｉ番目（ｉ＝１〜Ｎ）の中継装置を順次経由して、前記第Ｎ番目の交流電力として前記受電側受電アンテナに送電される。次に、前記ｉ番目（ｉ＝１〜Ｎ）のスイッチ回路がタイミングＴｉ（ｉ＝１〜Ｎ）で前記ｉ番目（ｉ＝１〜Ｎ）の中継側整流器と前記ｉ番目（ｉ＝１〜Ｎ）の中継側負荷とを接続し、前記受電側スイッチ回路がタイミングＴｒで前記受電側整流器と前記受電側負荷とを接続する。ここで、前記タイミングＴｉ（ｉ＝１〜Ｎ）及び前記タイミングＴｒの少なくとも一部分は異なる。すなわち、前記タイミングＴｉ（ｉ〜１〜Ｎ）および前記タイミングＴｒは、全て同じタイミングではない。 According to the above aspect,
First, the i-th (i = 1 to N) switch circuit disconnects the i-th (i = 1 to N) relay-side rectifier and the i-th (i = 1 to N) relay-side load. And, in a state where the power receiving side switch circuit disconnects the power receiving side rectifier and the power receiving side load, the power transmitting side AC power transmitted from the power transmitting side power transmitting antenna is the i-th (i = 1 to i) The power is sequentially transmitted to the power receiving side power receiving antenna as the Nth AC power via the relay device N). Next, the i-th (i = 1 to N) switch circuit is connected to the i-th (i = 1 to N) relay-side rectifier at the timing Ti (i = 1 to N) by the i-th (i = 1 to N). N), and the power receiving side switch circuit connects the power receiving side rectifier and the power receiving side load at timing Tr. Here, at least a part of the timing Ti (i = 1 to N) and the timing Tr are different. That is, the timing Ti (i to 1 to N) and the timing Tr are not all the same timing.

これにより、Ｎ個の中継装置および受電装置の全てに電力が伝送された後に各負荷への給電が開始される。また、ｉ番目（ｉ＝１〜Ｎ）の中継装置における負荷への給電開始のタイミングと、受電装置における負荷への給電開始のタイミングとが（少なくとも一部分において）ずれる。   Thus, power supply to each load is started after power is transmitted to all of the N relay devices and the power receiving devices. The timing of starting power supply to the load in the i-th (i = 1 to N) relay device and the timing of starting power supply to the load in the power receiving device are shifted (at least in part).

このため、本態様においても、比較例における上記課題、すなわち、
（１）送電を開始する際、無線電力伝送システム内の各種制御回路（例えばマイコン）が起動した後、すぐに負荷に接続するので、電圧降下によって制御回路が停止する場合がある。その結果、各負荷に安定して給電できない。
（２）無線電力伝送内の各種制御回路が起動した後に一斉に負荷に接続するので、負荷接続時の過渡応答で電流が流れすぎる。その結果、負荷は望み通りの動作をすることができない。
という課題を解決することができる。 Therefore, also in the present embodiment, the above-described problem in the comparative example,
(1) When starting power transmission, since various control circuits (for example, a microcomputer) in the wireless power transmission system are started and immediately connected to a load, the control circuit may be stopped due to a voltage drop. As a result, power cannot be supplied stably to each load.
(2) Since various control circuits in the wireless power transmission are simultaneously connected to the load after being activated, excessive current flows due to a transient response when the load is connected. As a result, the load cannot operate as desired.
Can be solved.

ここで、本開示の実施形態における基本的な構成を説明する。   Here, a basic configuration in the embodiment of the present disclosure will be described.

図５Ａは、本開示の無線電力伝送システムの一例を模式的に示すブロック図である。このシステムでは、外部電源５０に接続された送電装置１００から、複数の中継装置２００を介して、受電装置３００まで無線で電力が伝送される。複数の中継装置２００および受電装置３００の各々は、負荷４００に接続されており、受け取った電力の一部を負荷４００に供給する。各中継装置２００は、接続された負荷４００に電力を供給するとともに、後段の装置（近接する他の中継装置２００または受電装置３００）に非接触で電力を伝送する。なお、本明細書では、着目する中継装置に対して、送電装置に近い側を「前段」と表現し、受電装置に近い側を「後段」と表現する。   FIG. 5A is a block diagram schematically illustrating an example of the wireless power transmission system of the present disclosure. In this system, power is wirelessly transmitted from the power transmitting device 100 connected to the external power supply 50 to the power receiving device 300 via the plurality of relay devices 200. Each of the plurality of relay apparatuses 200 and the power receiving apparatuses 300 is connected to the load 400 and supplies a part of the received power to the load 400. Each relay device 200 supplies power to the connected load 400 and transmits power to a subsequent device (another relay device 200 or power receiving device 300 in proximity) in a non-contact manner. Note that, in this specification, the side closer to the power transmitting device is referred to as “front stage” and the side closer to the power receiving device is referred to as “back stage” with respect to the relay device of interest.

装置間の電力伝送は、送電アンテナと受電アンテナとによって行われる。送電装置１００は送電アンテナを備え、受電装置３００は受電アンテナを備える。各中継装置２００は、受電アンテナおよび送電アンテナの両方を備える。各アンテナは、例えばコイルおよびキャパシタを含む共振回路、または一対の電極を含む回路によって実現され得る。前者は磁界結合による電力伝送に用いられ、後者は電界結合による電力伝送に用いられる。   Power transmission between the devices is performed by a power transmitting antenna and a power receiving antenna. The power transmitting device 100 includes a power transmitting antenna, and the power receiving device 300 includes a power receiving antenna. Each relay device 200 includes both a power receiving antenna and a power transmitting antenna. Each antenna can be realized by, for example, a resonant circuit including a coil and a capacitor, or a circuit including a pair of electrodes. The former is used for power transmission by magnetic field coupling, and the latter is used for power transmission by electric field coupling.

負荷４００は、モータに限られず、例えばカメラや照明装置などの任意の負荷であり得る。負荷４００は、接続された中継装置２００または受電装置３００からの電力によって駆動される。   The load 400 is not limited to a motor, and may be any load such as a camera or a lighting device. The load 400 is driven by power from the connected relay device 200 or power receiving device 300.

図５Ａに示すシステムは、複数の中継装置２００を備えているが、中継装置２００の数は１つであってもよい。図５Ｂは、１つの中継装置２００が送電装置１００と受電装置３００との間に配置された無線電力伝送システムの一例を示している。   Although the system illustrated in FIG. 5A includes a plurality of relay devices 200, the number of relay devices 200 may be one. FIG. 5B illustrates an example of a wireless power transmission system in which one relay device 200 is disposed between the power transmitting device 100 and the power receiving device 300.

以上のような構成により、送電装置１００から、少なくとも１つの中継装置２００を介して、受電装置３００に電力が無線で伝送される。電源５０と複数の負荷４００とを繋ぐケーブルを用いることなく、各負荷４００に個別に電力を供給することができる。さらに、各装置における制御回路が協働して各負荷４００への接続のタイミングを適切に調整するため、起動時の動作を安定させることができる。   With the above configuration, power is wirelessly transmitted from the power transmitting device 100 to the power receiving device 300 via at least one relay device 200. Power can be individually supplied to each load 400 without using a cable connecting the power supply 50 and the loads 400. Furthermore, since the control circuits in each device cooperate to appropriately adjust the timing of connection to each load 400, the operation at startup can be stabilized.

なお、図５Ａおよび図５Ｂでは、負荷４００を、中継装置２００または受電装置３００とは独立した構成要素として示しているが、負荷４００は中継装置２００または受電装置３００に含まれるものとして取り扱ってもよい。   5A and 5B, the load 400 is shown as a component independent of the relay device 200 or the power receiving device 300. However, the load 400 may be handled as included in the relay device 200 or the power receiving device 300. Good.

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, an unnecessary detailed description may be omitted. For example, a detailed description of a well-known item or a redundant description of substantially the same configuration may be omitted. This is to prevent the following description from being unnecessarily redundant and to facilitate understanding by those skilled in the art. The inventors provide the accompanying drawings and the following description so that those skilled in the art can fully understand the present disclosure, and they 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.

なお、本明細書においては、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〜」、中継装置に関する用語については「中継側〜」、受電装置に関する用語については「受電側〜」という表現を用いることがある。「送電側」、「中継側」、「受電側」などの用語は、簡潔化のために省略することもある。   In this specification, for the sake of simplicity, the terms relating to the power transmitting device are referred to as “power transmitting side”, the term relating to the relay device is referred to as “relay side”, and the term relating to the power receiving device is referred to as “power receiving side”. May be used. Terms such as “power transmission side”, “relay side”, and “power reception side” may be omitted for simplicity.

（実施形態１）
図６は、本開示の実施形態１における無線電力伝送システムの構成を示すブロック図である。この無線電力伝送システムは、送電装置１００と、中継装置２００と、受電装置３００とを備える。本システムは、図５Ｂに示す構成に対応しており、送電装置１００と受電装置３００との間に１つの中継装置２００を備えている。本実施形態では、受電装置３００から中継装置２００の順で、それぞれの負荷３９５、２９５に電力が順次供給される。 (Embodiment 1)
FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration of the wireless power transmission system according to the first embodiment of the present disclosure. This wireless power transmission system includes a power transmitting device 100, a relay device 200, and a power receiving device 300. This system corresponds to the configuration shown in FIG. 5B and includes one relay device 200 between the power transmitting device 100 and the power receiving device 300. In the present embodiment, power is sequentially supplied to the loads 395 and 295 in order from the power receiving device 300 to the relay device 200.

送電装置１００は、外部電源（直流電源）５０から供給される直流電力（送電側直流電力）を交流電力（送電側交流電力）に変換して出力する送電側インバータ回路１３０と、送電側インバータ回路１３０から出力された交流電力を送出する送電側送電アンテナ１４０とを備えている。送電装置１００は、さらに、送電側インバータ回路１３０を駆動する送電側パルス出力回路１６０と、送電側パルス出力回路１６０を制御する送電側制御回路１５０と、中継装置２００から送信されたデータを復調する送電側復調器１８０とを備えている。復調器１８０は、送電側インバータ回路１３０から出力される交流電圧の振幅の変化を検出することにより、中継装置２００から送られてきたデータを復調する。なお、このような振幅変調による通信に代えて、他の方式の通信を行う受信器１９０および送信器１９２を備えていてもよい。   The power transmission device 100 includes a power transmission side inverter circuit 130 that converts DC power (power transmission side DC power) supplied from an external power supply (DC power supply) 50 into AC power (power transmission side AC power) and outputs the power, and a power transmission side inverter circuit. And a power transmitting side power transmitting antenna 140 for transmitting the AC power output from 130. The power transmission device 100 further demodulates data transmitted from the power transmission side pulse output circuit 160 that drives the power transmission side inverter circuit 130, the power transmission side control circuit 150 that controls the power transmission side pulse output circuit 160, and the relay device 200. And a power transmission side demodulator 180. Demodulator 180 demodulates the data transmitted from relay device 200 by detecting a change in the amplitude of the AC voltage output from power transmission side inverter circuit 130. Note that a receiver 190 and a transmitter 192 that perform communication of another method may be provided in place of communication using such amplitude modulation.

中継装置２００は、送電側送電アンテナ１４０と電磁気的に結合し、送電された交流電力（送電側交流電力）を受電する中継側受電アンテナ２１０と、受電された送電側交流電力を直流電力（中継側直流電力）に変換する中継側整流器２２０と、中継側直流電力を交流電力（中継側交流電力）に変換する中継側インバータ回路２３０と、変換された中継側交流電力を無線で送電する中継側送電アンテナ２４０とを備える。また、中継装置２００は、インバータ回路２３０を駆動する中継側パルス出力回路２６０と、中継側パルス出力回路２６０を制御する中継側制御回路２５０とを備える。制御回路２５０は、パルス出力回路２６０を介してインバータ回路２３０を制御することにより、直流電力を交流電力に変換する。   The relay device 200 is electromagnetically coupled to the power transmission side transmission antenna 140 and receives the transmitted AC power (power transmission side AC power). The relay side power reception antenna 210, and converts the received power transmission side AC power into DC power (relay power). Relay-side rectifier 220 for converting the relay-side DC power to AC power (relay-side AC power), and a relay-side for wirelessly transmitting the converted relay-side AC power. A power transmission antenna 240. Further, the relay device 200 includes a relay-side pulse output circuit 260 that drives the inverter circuit 230, and a relay-side control circuit 250 that controls the relay-side pulse output circuit 260. The control circuit 250 converts DC power to AC power by controlling the inverter circuit 230 via the pulse output circuit 260.

中継装置２００は、さらに、中継側負荷２９５と、中継側整流器２２０と中継側負荷２９５との間に配置された中継側スイッチ回路２５５と、中継側整流器２２０から出力される直流電圧を検出する中継側検出器２２５とを備える。中継側スイッチ回路２５５は、１つ以上のスイッチング素子を含み、制御回路２５０からの制御信号に応答して、スイッチング素子のオン／オフを切り替える。これにより、中継側整流器２２０と中継側負荷２９５との接続／非接続が切り替えられる。中継側制御回路２５０は、中継側検出器２２５によって検出された直流電圧の値と、予め設定された受電装置３００の要求電圧の値との比較結果に基づいて、上記の制御信号を生成し、中継側スイッチ回路２５５に送出する。   The relay device 200 further includes a relay load 295, a relay switch circuit 255 disposed between the relay rectifier 220 and the relay load 295, and a relay for detecting a DC voltage output from the relay rectifier 220. And a side detector 225. The relay-side switch circuit 255 includes one or more switching elements, and switches on / off of the switching elements in response to a control signal from the control circuit 250. Thereby, connection / disconnection of the relay side rectifier 220 and the relay side load 295 is switched. The relay-side control circuit 250 generates the above-described control signal based on a comparison result between the value of the DC voltage detected by the relay-side detector 225 and a predetermined value of the required voltage of the power receiving device 300, It is sent to the relay side switch circuit 255.

中継装置２００は、送電装置１００へのデータ送信のための構成要素として、負荷変調回路２７５と、中継側振幅変調器２７０とを備える。また、受電装置２００からのデータ受信のための構成要素として、中継側復調器２８０を備える。負荷変調回路２７５は、受電アンテナ２１０と整流器２２０との間に接続され、送信するデータの値に応じて負荷変調回路２７５の負荷の大きさを変化させる。中継側復調器２８０は、送電アンテナ２４０に印加される交流電圧の振幅の変化を検出して後段の受電装置３００から送られてきたデータを復調する。これらの構成要素に変えて、他の方式による通信を行う送信器２９２および受信器２９０を用いてもよい。   The relay device 200 includes a load modulation circuit 275 and a relay-side amplitude modulator 270 as components for transmitting data to the power transmission device 100. Further, a relay-side demodulator 280 is provided as a component for receiving data from the power receiving device 200. The load modulation circuit 275 is connected between the power receiving antenna 210 and the rectifier 220, and changes the size of the load of the load modulation circuit 275 according to the value of data to be transmitted. Relay-side demodulator 280 detects a change in the amplitude of the AC voltage applied to power transmitting antenna 240 and demodulates data transmitted from power receiving device 300 at the subsequent stage. Instead of these components, a transmitter 292 and a receiver 290 that perform communication by another method may be used.

受電装置３００は、中継側送電アンテナ２４０から伝送された中継側交流電力を受け取る受電側受電アンテナ３１０と、受電アンテナ３１０が受け取った交流電力を直流電力（受電側直流電力）に変換して出力する受電側整流器３２０と、受電側負荷３９５と、受電側整流器３２０と受電側負荷３９５との間に配置された受電側スイッチ回路３５５とを備えている。受電側スイッチ回路３５５は、１つ以上のスイッチング素子を含む。受電側制御回路３５０からの制御信号に応答して、スイッチング素子のオン／オフを切り替えることにより、受電側整流器３２０と受電側負荷３９５との接続／非接続を切替える。制御信号は、受電側検出器３２５が検出した受電側直流電力の大きさと、受電装置３００の要求電圧との比較結果に基づいて生成される。   The power receiving apparatus 300 receives the relay-side AC power transmitted from the relay-side power transmitting antenna 240, and converts the AC power received by the power receiving antenna 310 into DC power (power-receiving DC power) and outputs the DC power. It includes a power receiving side rectifier 320, a power receiving side load 395, and a power receiving side switch circuit 355 disposed between the power receiving side rectifier 320 and the power receiving side load 395. The power receiving side switch circuit 355 includes one or more switching elements. By switching on / off of the switching element in response to a control signal from the power receiving side control circuit 350, connection / disconnection between the power receiving side rectifier 320 and the power receiving side load 395 is switched. The control signal is generated based on a comparison result between the magnitude of the power receiving side DC power detected by the power receiving side detector 325 and the required voltage of the power receiving device 300.

受電装置３００は、さらに、受電アンテナ３１０と整流器３２０との間に接続された負荷変調回路３７５と、負荷変調回路３７５を制御して受電アンテナ３１０が受け取った交流電力の振幅を変調させる受電側振幅変調器３７０とを備えている。振幅変調方式とは異なる方式の通信を行う送信器３９２および受信器３９０を別途備えていてもよい。   The power receiving device 300 further includes a load modulation circuit 375 connected between the power receiving antenna 310 and the rectifier 320, and a power receiving side amplitude that controls the load modulation circuit 375 to modulate the amplitude of the AC power received by the power receiving antenna 310. And a modulator 370. A transmitter 392 and a receiver 390 that perform communication using a method different from the amplitude modulation method may be separately provided.

送電側送電アンテナ１４０、中継側受電アンテナ２１０、中継側送電アンテナ２４０、および受電側受電アンテナ３１０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７は、直列共振回路の構成を有するアンテナ１４０、２４０、２１０、３１０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、送電アンテナにおけるコイルを送電コイルと呼び、受電アンテナにおけるコイルを受電コイルと呼ぶことがある。このようなアンテナによれば、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 power transmitting side power transmitting antenna 140, the relay side power receiving antenna 210, the relay side power transmitting antenna 240, and the power receiving side power receiving antenna 310 can be realized by a resonance circuit including a coil and a capacitor, for example. FIG. 7 shows an example of an equivalent circuit of the antennas 140, 240, 210, 310 having a configuration of a series resonance circuit. Not limited to the illustrated example, each antenna may have a configuration of a parallel resonance circuit. In this specification, the coil of the power transmitting antenna may be referred to as a power transmitting coil, and the coil of the power receiving antenna may be referred to as a power receiving coil. According to such an antenna, power is transmitted wirelessly by inductive coupling (that is, magnetic field coupling) between the power transmitting coil and the power receiving coil. Each antenna may have a configuration for wirelessly transmitting power using electric field coupling instead of magnetic field coupling. In that case, each antenna may include two electrodes for transmitting or receiving power and a resonant circuit including an inductor and a capacitor. A power transmitting antenna and a power receiving antenna using electric field coupling can be suitably used when wirelessly transmitting power to a moving device such as a transfer robot in a factory.

受電装置３００は、例えば、ロボットアームの先端部または監視カメラの回転部などであり得る。送電装置１００は、中継装置２００に無線で電力を供給する装置であり、例えば、ロボットアームの根元側の部分、または監視カメラの固定部に搭載され得る。中継装置２００は、例えば、ロボットアームの根元側の部分と先端部とを繋ぐ部分、または監視カメラの固定部と回転部とを繋ぐ部分であり得る。   The power receiving device 300 may be, for example, a tip of a robot arm or a rotating unit of a monitoring camera. The power transmission device 100 is a device that wirelessly supplies power to the relay device 200, and may be mounted on, for example, a root-side portion of a robot arm or a fixed portion of a monitoring camera. The relay device 200 may be, for example, a portion that connects the root-side portion of the robot arm and the tip portion, or a portion that connects the fixed portion and the rotating portion of the monitoring camera.

各負荷は、例えば、ロボットアームの先端に搭載されたアクチュエータなどのモータを含む機器、または、監視カメラの回転部に搭載されたＣＣＤカメラや照明装置等の撮像装置であり得る。各負荷は、中継側整流器２２０または受電側整流器３２０にスイッチ回路２５５または３５５を介して接続され、直流電力によって駆動される。   Each load may be, for example, a device including a motor such as an actuator mounted on a tip of a robot arm, or an imaging device such as a CCD camera or a lighting device mounted on a rotating unit of a monitoring camera. Each load is connected to the relay rectifier 220 or the power receiving rectifier 320 via the switch circuit 255 or 355, and is driven by DC power.

各整流器は、例えば単相全波整流回路または単相半波整流回路等の公知の整流回路であり得る。各インバータ回路は、例えばフルブリッジ型またはハーフブリッジ型の公知のインバータ回路であり得る。各パルス出力回路は、例えば公知のゲートドライバ回路であり得る。各制御回路は、例えばマイクロコントローラ（マイコン）などの、プロセッサおよびメモリを含む集積回路であり得る。メモリに格納された制御プログラムをプロセッサが実行することにより、後述する動作が実行される。制御回路１５０、２５０、３５０の各々は、他の構成要素と一体化された回路の一部であってもよい。   Each rectifier can be a known rectifier circuit such as, for example, a single-phase full-wave rectifier circuit or a single-phase half-wave rectifier circuit. Each inverter circuit may be, for example, a known full-bridge or half-bridge inverter circuit. Each pulse output circuit can be, for example, a known gate driver circuit. Each control circuit can be an integrated circuit including a processor and a memory, such as a microcontroller (microcomputer). When the processor executes the control program stored in the memory, an operation described later is executed. Each of the control circuits 150, 250, 350 may be part of a circuit integrated with other components.

図８は、中継側インバータ回路２３０の構成例を示す図である。インバータ回路２３０は、パルス出力回路２６０から供給されたパルス信号に応じて導通／非導通の状態を変化させ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／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８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. 8 is a diagram illustrating a configuration example of the relay-side inverter circuit 230. The inverter circuit 230 includes a plurality of switching elements S1 to S4 that change the conduction / non-conduction state according to the pulse signal supplied from the pulse output circuit 260. By changing the conduction / non-conduction state of each switching element, the input DC power can be converted to AC power. In the example shown in FIG. 8, a full-bridge type inverter circuit including four switching elements S1 to S4 is used. In this example, each switching element is an IGBT (Insulated-Gate Bipolar Transistor), but other types of switching elements such as a MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor) may be used.

図８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と称する。）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と称する。）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。パルス出力回路２６０は、制御回路２５０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、振幅制御を行うことができる。   In the example shown in FIG. 8, among the four switching elements S1 to S4, the switching elements S1 and S4 (referred to as a first switching element pair) output a voltage having the same polarity as the supplied DC voltage at the time of conduction. On the other hand, switching elements S2 and S3 (referred to as a second switching element pair) output a voltage having a polarity opposite to the supplied DC voltage when conducting. The pulse output circuit 260 supplies a pulse signal to the gates of the four switching elements S1 to S4 according to an instruction from the control circuit 250. At this time, by adjusting the phase difference between the two pulse signals supplied to the first switching element pair (S1 and S4) and the phase difference between the two pulse signals supplied to the second switching element pair (S2 and S3). , Amplitude control can be performed.

図９は、中継側インバータ回路２３０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２３０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を制御できる。   FIG. 9 is a diagram illustrating another configuration example of the relay-side inverter circuit 230. The inverter circuit 230 in this example is a half-bridge type inverter circuit. When a half-bridge type inverter circuit is used, the above-described phase control cannot be applied. In this case, the amplitude of the voltage can be controlled by controlling the duty ratio of the pulse signal input to each switching element.

図９に示すインバータ回路２３０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２４０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 inverter circuit 230 shown in FIG. 9 is a half-bridge type inverter circuit including two switching elements S1 and S2 and two capacitors. The two switching elements S1, S2 and the two capacitors C1, C2 are connected in parallel. One end of the power transmission antenna 240 is connected to a point between the two switching elements S1 and S2, and the other end is connected to a point between the two capacitors C1 and C2.

制御回路２５０およびパルス出力回路２６０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 control circuit 250 and the pulse output circuit 260 supply a pulse signal to each switching element so that the switching elements S1 and S2 are turned on alternately. Thereby, DC power is converted into AC 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（即ち、１周期のうち、ゼロではない値をとる期間の割合）を調整できる。これにより、送電アンテナ２４０に入力される交流電力の電圧の振幅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８に示すようなフルブリッジ型のインバータ回路を用いた場合も同様に適用できる。   In this example, by adjusting the duty ratio of the pulse signal (that is, the ratio of the ON period in one cycle), the output time ratio of the output voltage V (that is, a non-zero value in one cycle is changed). Percentage of time taken). Thus, the amplitude of the voltage of the AC power input to power transmission antenna 240 can be adjusted. Such a duty control can be similarly applied when a full-bridge type inverter circuit as shown in FIG. 8 is used.

なお、上記の例では、中継側インバータ回路２３０の構成および制御方法を例示したが、同様の構成および制御は、送電側インバータ回路１３０についても同様に適用できる。   In the above example, the configuration and the control method of the relay-side inverter circuit 230 are illustrated, but the same configuration and control can be similarly applied to the power transmission-side inverter circuit 130.

図１０Ａは、負荷変調回路２７５の構成例を示す図である。図示される負荷変調回路２７５は、受電アンテナ２１０と整流器２２０との間に接続されている。負荷変調回路２７５は、受電アンテナ２１０に対して並列に接続された２つのスイッチおよび２つのキャパシタと、２つのキャパシタの間の点とグランドとの間に接続された抵抗器とを含む。負荷変調回路２７５は、振幅変調器２７０からの制御信号に基づき、２つのスイッチの開閉状態を切り替えることにより、負荷変調を行う。より具体的には、２つのスイッチのオンおよびオフの状態を切り替えることによって負荷４００に向かう経路とは別に電流が流れる経路を開いたり閉じたりすることにより、回路全体の負荷の大きさを変化させる。これにより、送電装置１００に情報を伝達することができる。   FIG. 10A is a diagram illustrating a configuration example of the load modulation circuit 275. The illustrated load modulation circuit 275 is connected between the power receiving antenna 210 and the rectifier 220. Load modulation circuit 275 includes two switches and two capacitors connected in parallel to power receiving antenna 210, and a resistor connected between a point between the two capacitors and ground. The load modulation circuit 275 performs load modulation by switching the open / close state of two switches based on a control signal from the amplitude modulator 270. More specifically, the magnitude of the load of the entire circuit is changed by switching on and off states of two switches to open or close a path through which a current flows separately from a path toward the load 400. . Thereby, information can be transmitted to power transmission device 100.

図６に示す構成例では、負荷変調回路２７５は整流器２２０の前段に配置されているが、整流器２２０の後段に配置されていてもよい。図１０Ｂは、そのように配置された負荷変調回路２７５の例を示す図である。この負荷変調回路２７５は、整流器２２０と負荷４００との間に接続されている。負荷変調回路２７５は、整流器２２０に対して並列に接続された抵抗器とスイッチとを含む。振幅変調器２７０からの制御信号に基づき、スイッチのオンおよびオフの状態を切り替えることにより、受電装置全体の負荷を変化させることができる。   In the configuration example shown in FIG. 6, the load modulation circuit 275 is arranged before the rectifier 220, but may be arranged after the rectifier 220. FIG. 10B is a diagram illustrating an example of the load modulation circuit 275 arranged as such. This load modulation circuit 275 is connected between the rectifier 220 and the load 400. Load modulation circuit 275 includes a resistor and a switch connected in parallel to rectifier 220. By switching the ON / OFF state of the switch based on a control signal from the amplitude modulator 270, the load of the entire power receiving device can be changed.

図１０Ａおよび図１０Ｂは中継側振幅変調器２７０および中継側負荷変調回路２７５の構成例を示しているが、受電側振幅変調器３７０および受電側負荷変調回路３７５についても、同様の構成を有する。   10A and 10B show a configuration example of the relay-side amplitude modulator 270 and the relay-side load modulation circuit 275, but the power-receiving-side amplitude modulator 370 and the power-receiving-side load modulation circuit 375 have the same configuration.

このような構成により、本実施形態の無線電力伝送システムは、電力を無線で伝送しながら、データを隣接する装置間で通信できる。送信されるデータの種類は、後述する安定通知、到達情報、先端通電完了通知などの情報であり得る。あるいは、回路内の電力値もしくは電圧値を示す情報、接続されている負荷からの制御信号もしくは異常を示す信号、または指令に対する応答信号や画像（映像）データであってもよい。   With such a configuration, the wireless power transmission system of the present embodiment can communicate data between adjacent devices while wirelessly transmitting power. The type of data to be transmitted may be information such as a stability notification, arrival information, and a notification of completion of leading end energization described later. Alternatively, it may be information indicating a power value or a voltage value in the circuit, a control signal from a connected load or a signal indicating an abnormality, or a response signal to a command or image (video) data.

次に、本実施形態における無線電力伝送システムの動作を説明する。   Next, the operation of the wireless power transmission system according to the present embodiment will be described.

本実施形態の無線電力伝送システムにおいては、中継側スイッチ回路２５５が中継側整流器２２０と中継側負荷２９５とを非接続とし、且つ、受電側スイッチ回路３５５が受電側整流器３３０と受電側負荷３９５とを非接続とした状態から電力伝送が開始する。この状態で、送電側送電アンテナ１４０から中継側受電アンテナ２１０に送電側交流電力が送電され、さらに、中継側送電アンテナ２４０から受電側受電アンテナ３１０に中継側交流電力が送電される。   In the wireless power transmission system of the present embodiment, the relay switch circuit 255 disconnects the relay rectifier 220 and the relay load 295, and the power switch circuit 355 connects the power rectifier 330 and the power load 395 to each other. The power transmission starts from a state in which is disconnected. In this state, power transmission-side AC power is transmitted from power transmission-side power transmission antenna 140 to relay-side power reception antenna 210, and further, relay-side AC power is transmitted from relay-side power transmission antenna 240 to power reception-side power reception antenna 310.

すなわち、中継側スイッチ回路２５５および受電側スイッチ回路３５５が共に非導通（オフ）の状態で、まず電力が伝送される。すると、やがて受電側直流電力の電圧が、受電装置３００の要求電圧に到達する。ここで、受電装置３００の要求電圧とは、受電装置に予め設定された所定の電圧の値を意味する。この要求電圧は、受電装置に接続された受電側負荷に電力を供給しても、受電装置内の受電制御回路（例えばマイコン）の駆動電圧を下回らない程度の十分に高い値に設定される。   That is, power is transmitted first when both the relay side switch circuit 255 and the power receiving side switch circuit 355 are non-conductive (OFF). Then, the voltage of the power receiving side DC power eventually reaches the required voltage of power receiving device 300. Here, the required voltage of the power receiving device 300 means a value of a predetermined voltage preset in the power receiving device. This required voltage is set to a sufficiently high value that does not fall below the drive voltage of a power reception control circuit (for example, a microcomputer) in the power receiving device even when power is supplied to the power receiving side load connected to the power receiving device.

次に、受電側直流電力の電圧が受電装置の要求電圧に到達した後、中継側スイッチ回路２５５がタイミングＴ１で中継側整流器２２０と中継側負荷２９５とを接続し、タイミングＴ１とは異なるタイミングＴ２で受電側スイッチ回路３５５が受電側整流器３３０と受電側負荷３９５とを接続する。   Next, after the voltage of the power receiving side DC power reaches the required voltage of the power receiving device, the relay side switch circuit 255 connects the relay side rectifier 220 and the relay side load 295 at the timing T1, and the timing T2 different from the timing T1. , The power receiving side switch circuit 355 connects the power receiving side rectifier 330 and the power receiving side load 395.

本実施形態では、タイミングＴ１はタイミングＴ２よりも遅い。すなわち、後ろ（先端側）から順に負荷に給電される。以上をまとめると、本実施形態における動作の流れは、以下（１）〜（５）のようになる。
（１）中継側スイッチ回路２５５が中継側整流器２２０と中継側負荷２９５とを非接続とし、且つ受電側スイッチ回路３５５が受電側整流器と受電側負荷とを非接続とする。
（２）送電側送電アンテナ１４０から中継側受電アンテナ２１０に送電側交流電力が送電され、中継側送電アンテナ２４０から受電側受電アンテナ３１０に中継側交流電力が送電される。
（３）受電側直流電力の電圧が受電装置３００の要求電圧に到達する。
（４）受電側スイッチ回路３５５が受電側整流器３３０と受電側負荷３９５とを接続する。
（５）中継側スイッチ回路２５５が中継側整流器２３０と中継側負荷２９５とを接続する。 In the present embodiment, the timing T1 is later than the timing T2. That is, power is supplied to the load sequentially from the rear (front end side). To summarize the above, the flow of operation in the present embodiment is as follows (1) to (5).
(1) The relay switch circuit 255 disconnects the relay rectifier 220 and the relay load 295, and the power switch circuit 355 disconnects the power rectifier and the load.
(2) The power transmitting side AC power is transmitted from the power transmitting side power transmitting antenna 140 to the relay side power receiving antenna 210, and the relay side AC power is transmitted from the relay side power transmitting antenna 240 to the power receiving side power receiving antenna 310.
(3) The voltage of the power receiving side DC power reaches the required voltage of the power receiving device 300.
(4) The power receiving side switch circuit 355 connects the power receiving side rectifier 330 and the power receiving side load 395.
(5) The relay switch circuit 255 connects the relay rectifier 230 and the relay load 295.

上記（４）の後、受電装置３００は、受電側直流電力が安定した後、すなわち、受電側直流電力の時間変化が所定の範囲内になった後、そのことを示す情報（本明細書において「安定通知」と称する。）を中継装置２００に送信してもよい。中継側制御回路２５０は、安定通知を受信したことをトリガーとして、中継側スイッチ回路２５５をオフからオンに切り替えることができる。このような安定通知の送信および受信は、受電側振幅変調器３７０および受電側負荷変調回路３７５と、中継側復調器２８０とによって行われ得る。これらに代えて、受電装置３００における送信器３９２と中継装置２００における受信器２９０とを用いて行ってもよい。   After the above (4), after the power receiving-side DC power is stabilized, that is, after the time change of the power receiving-side DC power falls within a predetermined range, the power receiving apparatus 300 receives information indicating that (in the present specification, A “stability notification” may be transmitted to the relay device 200. The relay-side control circuit 250 can switch the relay-side switch circuit 255 from off to on, triggered by the reception of the stability notification. Transmission and reception of such a stability notification can be performed by the power receiving side amplitude modulator 370 and the power receiving side load modulation circuit 375, and the relay side demodulator 280. Instead, the transmission may be performed using the transmitter 392 in the power receiving device 300 and the receiver 290 in the relay device 200.

次に、本実施形態における動作のより具体的な例を説明する。以下の説明では、一例として、図１１Ａに示す構成を想定する。   Next, a more specific example of the operation in the present embodiment will be described. In the following description, the configuration shown in FIG. 11A is assumed as an example.

図１１Ａは、本実施形態の無線電力伝送システムをロボットアームに適用した場合の構成を模式的に示す図である。このロボットアームは、根元部の送電装置１００と、先端部の受電装置３００と、それらの間の中継装置２００とを備える。ここで、各装置において、送電に関する回路要素のまとまりを送電回路と呼び、受電に関する回路要素のまとまりを受電回路と称する。すなわち、送電回路は、インバータ回路および送電アンテナ等の送電に関する構成要素を含む。一方、受電回路は、受電アンテナおよび整流器等の受電に関する構成要素を含む。図１１Ａに示す送電装置１００は、送電側送電回路１４５を有する。中継装置２００は、中継側受電回路２０５と、中継側負荷２９５と、中継側送電回路２４５とを有する。受電装置３００は、受電側受電回路３０５と、受電側負荷３９５とを有する。   FIG. 11A is a diagram schematically illustrating a configuration when the wireless power transmission system according to the present embodiment is applied to a robot arm. This robot arm includes a power transmission device 100 at the base, a power receiving device 300 at the distal end, and a relay device 200 therebetween. Here, in each device, a group of circuit elements related to power transmission is called a power transmission circuit, and a group of circuit elements related to power reception is called a power reception circuit. That is, the power transmission circuit includes components related to power transmission, such as an inverter circuit and a power transmission antenna. On the other hand, the power receiving circuit includes components related to power receiving, such as a power receiving antenna and a rectifier. The power transmission device 100 illustrated in FIG. 11A includes a power transmission side power transmission circuit 145. The relay device 200 includes a relay-side power receiving circuit 205, a relay-side load 295, and a relay-side power transmission circuit 245. The power receiving device 300 includes a power receiving side power receiving circuit 305 and a power receiving side load 395.

図１１Ｂは、本実施形態における起動時の動作の一例を示すシーケンス図である。図１１Ｂは、各部への電力の供給（起動）の順序と、負荷に給電した後の安定通知のタイミングとを示している。電源を投入後、各制御回路に供給される電圧が所定の電圧（前述の制御系の駆動電圧）を上回ると、制御回路が起動し、インバータ回路が駆動されて電力伝送が開始される。なお、制御回路２５０、３５０は、それぞれ、整流回路２７５、３７５に接続され、整流回路２７５、３７５から出力される直流電力によって駆動される。送電側制御回路１５０は、電源５０から出力される直流電力によって駆動される。電力は、送電側送電回路１４５、中継側受電回路２０５、中継側送電回路２４５、受電側受電回路３０５の順に伝送される。この間、中継側スイッチ回路２５５および受電側スイッチ回路３５５は非接続（オフ）の状態に保たれている。受電側受電回路３０５が電力を受け取った後、受電側制御回路３５０は、受電側検出器３２５によって検出された受電側直流電力の電圧値が、所定の閾値（前述の受電装置３００の要求電圧）を上回っているかを判断する。受電側直流電力の電圧値が所定の閾値を上回ったと判断すると、受電側制御回路３５０は、受電側スイッチ回路３５５に制御信号を送り、オンに切り替える。これにより、受電側負荷３９５に電力が供給される。その後、受電側制御回路３５０は、受電側直流電力の電圧の時間的な変動が所定の範囲内に収まったことを検出すると、安定通知を中継装置２００に送信する。この安定通知は、受電側制御回路３５０が受電側振幅変調器３７０に安定通知を示すデータの送信を指示することによって送信される。中継側制御回路２５０は、中継側復調器２８０が検出した電圧の振幅の変動に基づいて、送信された安定通知を読み取る（受信する）。中継側制御回路２５０は、安定通知の受信後、中継側スイッチ回路２５５に制御信号を送り、オンに切り替える。これにより、中継側負荷２９５に電力が供給される。   FIG. 11B is a sequence diagram illustrating an example of an operation at the time of startup in the present embodiment. FIG. 11B shows the order of supplying (starting up) the power to each unit and the timing of the stability notification after the power is supplied to the load. After the power is turned on, when the voltage supplied to each control circuit exceeds a predetermined voltage (the drive voltage of the control system described above), the control circuit is activated, the inverter circuit is driven, and power transmission is started. The control circuits 250 and 350 are connected to the rectifier circuits 275 and 375, respectively, and are driven by the DC power output from the rectifier circuits 275 and 375. The power transmission side control circuit 150 is driven by DC power output from the power supply 50. The power is transmitted in the order of the power transmission circuit 145, the relay power reception circuit 205, the relay power transmission circuit 245, and the power reception circuit 305. During this time, the relay-side switch circuit 255 and the power-receiving-side switch circuit 355 are kept in a non-connected (off) state. After the power receiving side power receiving circuit 305 receives the power, the power receiving side control circuit 350 determines that the voltage value of the power receiving side DC power detected by the power receiving side detector 325 is equal to a predetermined threshold (the required voltage of the power receiving device 300 described above). To determine if it exceeds. When determining that the voltage value of the power receiving-side DC power has exceeded a predetermined threshold, the power receiving side control circuit 350 sends a control signal to the power receiving side switch circuit 355 to switch on. As a result, power is supplied to the power receiving load 395. After that, when detecting that the temporal variation of the voltage of the power receiving side DC power falls within a predetermined range, the power receiving side control circuit 350 transmits a stability notification to the relay device 200. This stability notification is transmitted when the power receiving side control circuit 350 instructs the power receiving side amplitude modulator 370 to transmit data indicating the stability notification. Relay-side control circuit 250 reads (receives) the transmitted stability notification based on the fluctuation in the amplitude of the voltage detected by relay-side demodulator 280. After receiving the stability notification, the relay-side control circuit 250 sends a control signal to the relay-side switch circuit 255 to switch on. As a result, power is supplied to the relay load 295.

以上のように、本実施形態では、受電側直流電力の電圧が受電装置３００の要求電圧に到達した後に、受電側負荷３９５、中継側負荷２９５の順に給電される。このため、中継側負荷２９５と受電側負荷３９５とに同時に給電される場合に生じる急激な電圧降下を抑制できる。その結果、急激な電圧降下に起因する制御系（中継側制御回路２５０および受電側制御回路３５０など）の動作の停止を回避することができる。   As described above, in the present embodiment, after the voltage of the power receiving-side DC power reaches the required voltage of the power receiving device 300, power is supplied to the power receiving load 395 and the relay load 295 in this order. Therefore, a sudden voltage drop that occurs when power is simultaneously supplied to the relay load 295 and the power receiving load 395 can be suppressed. As a result, it is possible to avoid a stop of the operation of the control system (such as the relay-side control circuit 250 and the power-receiving-side control circuit 350) due to the rapid voltage drop.

本実施形態では、中継装置２００の数が１つであるが、送電装置１００と受電装置３００との間に複数の中継装置２００を配置してもよい。以下、そのような無線電力伝送システムの例を説明する。   In the present embodiment, the number of relay devices 200 is one, but a plurality of relay devices 200 may be arranged between the power transmitting device 100 and the power receiving device 300. Hereinafter, an example of such a wireless power transmission system will be described.

図１２は、複数の中継装置２００を備える無線電力伝送システムの一例を示す図である。この無線電力伝送システムは、送電装置１００（不図示）と、受電装置３００（不図示）と、送電装置１００と受電装置３００の間に配置され、送電装置１００から近い順番に１番目からＮ番目まで順序付けられたＮ個（Ｎは２以上の整数）の中継装置２００とを備える。図１２には、Ｎ個（Ｎは２以上の整数）の中継装置のうちのｉ−１番目（ｉ＝２〜Ｎ）およびｉ番目の中継装置のみが例示されている。各中継装置２００の構成は、図６に示す中継装置２００の構成と同じである。また、図１２には示されていない送電装置１００および受電装置３００の構成も、図６に示す送電装置１００および受電装置３００の構成とそれぞれ同じである。   FIG. 12 is a diagram illustrating an example of a wireless power transmission system including a plurality of relay devices 200. The wireless power transmission system is disposed between the power transmitting device 100 (not shown), the power receiving device 300 (not shown), and the power transmitting device 100 and the power receiving device 300, and is arranged in the order from the first to the Nth power transmitting device 100. And N (N is an integer equal to or greater than 2) relay devices 200 arranged in order. FIG. 12 illustrates only the (i-1) -th (i = 2 to N) and i-th relay devices of the N (N is an integer equal to or greater than 2) relay devices. The configuration of each relay device 200 is the same as the configuration of the relay device 200 shown in FIG. The configurations of the power transmitting device 100 and the power receiving device 300 not shown in FIG. 12 are the same as the configurations of the power transmitting device 100 and the power receiving device 300 shown in FIG. 6, respectively.

図１２に示す無線電力伝送システムは、まず、ｉ番目（ｉ＝１〜Ｎ）の中継側スイッチ回路２５５がｉ番目（ｉ＝１〜Ｎ）の中継側整流器２２０とｉ番目（ｉ＝１〜Ｎ）の中継側負荷２９５とを非接続とし、且つ受電側スイッチ回路３５５が受電側整流器３２０と受電側負荷３９５とを非接続とした状態で、送電側送電アンテナ１４０から送電された送電側交流電力は、ｉ番目（ｉ＝１〜Ｎ）の中継装置を順次経由して、Ｎ番目の交流電力として受電側受電アンテナ３１０に送電される。次に、ｉ番目（ｉ＝１〜Ｎ）のスイッチ回路がタイミングＴｉ（ｉ＝１〜Ｎ）でｉ番目（ｉ＝１〜Ｎ）の中継側整流器２２０とｉ番目（ｉ＝１〜Ｎ）の中継側負荷２９５とを接続し、受電側スイッチ回路は、タイミングＴｒで受電側整流器３２０と受電側負荷３９５とを接続する。ここで、タイミングＴｉ（ｉ＝１〜Ｎ）及びタイミングＴｒの少なくとも一部分は異なる。本実施形態では、特に、後ろ（受電装置３００の側）から順にタイミングをずらして負荷に給電する例を説明する。すなわち、Ｔｒ＜ＴN＜ＴN-1＜・・・＜Ｔ１の場合の例を説明する。 In the wireless power transmission system shown in FIG. 12, first, the i-th (i = 1 to N) relay switch circuit 255 is connected to the i-th (i = 1 to N) relay rectifier 220 and the i-th (i = 1 to N). N) with the relay-side load 295 disconnected, and the power-receiving-side switch circuit 355 disconnecting the power-receiving-side rectifier 320 and the power-receiving-side load 395 in a disconnected state. The power is sequentially transmitted to the power receiving antenna 310 as the Nth AC power via the i-th (i = 1 to N) relay devices. Next, the i-th (i = 1 to N) switch circuit is connected to the i-th (i = 1 to N) relay-side rectifier 220 at the timing Ti (i = 1 to N) and the i-th (i = 1 to N). And the power receiving side switch circuit connects the power receiving side rectifier 320 and the power receiving side load 395 at timing Tr. Here, at least part of the timing Ti (i = 1 to N) and the timing Tr are different. In the present embodiment, particularly, an example in which power is supplied to a load with a timing shifted sequentially from the rear (toward the power receiving device 300) will be described. That is, an example in the case of Tr < TN < TN-1 <... <T1 will be described.

図１２に示す無線電力伝送システムは、例えば以下の動作を行う。
（１）各中継装置２００における中継側整流器２２０および中継側負荷２９５を非接続（オフ）にし、受電側整流器３２０および受電側負荷３９５を非接続（オフ）にした状態で送電を開始する。
（２）受電側直流電力の電圧が受電装置３００の要求電圧に到達した後、受電装置３００が受電側負荷３９５に受電側直流電力を供給する。
（３）受電装置３００の受電側直流電力が安定した後、「安定通知」を受電装置３００からＮ番目の中継装置に送信し、Ｎ番目の中継側負荷に電力を供給する。
（４）Ｎ番目の中継側直流電力が安定した後、「安定通知」をＮ番目の中継装置からＮ−１番目の中継装置に送信し、Ｎ−１番目の中継側負荷に電力を供給する。
（５）以後、（４）と同様の動作を、中継装置の番号を減少させながら、１番目の中継側負荷に電力が供給されるまで繰り返す。 The wireless power transmission system shown in FIG. 12 performs, for example, the following operation.
(1) The power transmission is started with the relay rectifier 220 and the relay load 295 in each relay device 200 disconnected (off), and the power receiving rectifier 320 and the power receiving load 395 disconnected (off).
(2) After the voltage of the power receiving side DC power reaches the required voltage of the power receiving device 300, the power receiving device 300 supplies the power receiving side load 395 with the power receiving side DC power.
(3) After the power receiving-side DC power of the power receiving device 300 is stabilized, a “stability notification” is transmitted from the power receiving device 300 to the N-th relay device, and power is supplied to the N-th relay load.
(4) After the N-th relay-side DC power is stabilized, a “stability notification” is transmitted from the N-th relay device to the (N−1) -th relay device, and power is supplied to the (N−1) -th relay-side load. .
(5) Thereafter, the same operation as (4) is repeated while decreasing the number of the relay device, until power is supplied to the first relay-side load.

次に、本実施形態における動作のより具体的な例を説明する。ここでは、図１３Ａに示すロボットアームの構成を想定する。このロボットアームは、中継装置２００が複数である点を除いて、図１１Ａに示す構成と同様である。   Next, a more specific example of the operation in the present embodiment will be described. Here, the configuration of the robot arm shown in FIG. 13A is assumed. This robot arm has the same configuration as that shown in FIG. 11A except that a plurality of relay devices 200 are provided.

図１３Ｂは、この例における起動時の動作の一例を示すシーケンス図である。図１３Ｂは、各部への電力の供給（起動）の順序と、負荷に給電した後の安定通知のタイミングとを示している。電源を投入後、各制御回路に供給される電圧が所定の電圧（前述の制御系の駆動電圧）を上回ると、制御回路が起動し、インバータ回路が駆動されて電力伝送が開始される。電力は、送電装置１００、１番目の中継装置、・・・、Ｎ番目の中継装置、受電装置３００の順に伝送される。この間、各中継装置２００における中継側スイッチ回路２５５および受電側スイッチ回路３５５は非接続（オフ）の状態に保たれている。受電側受電回路３０５が電力を受け取った後、受電側制御回路３５０は、受電側検出器３２５によって検出された受電側直流電力の電圧値が、所定の閾値（前述の受電装置３００の要求電圧）を上回っているかを判断する。受電側直流電力の電圧値が所定の閾値を上回ったと判断すると、受電側制御回路３５０は、受電側スイッチ回路３５５に制御信号を送り、オンに切り替える。これにより、受電側負荷３９５に電力が供給される。その後、受電側制御回路３５０は、受電側直流電力の電圧の時間的な変動が所定の範囲内に収まったことを検出すると、安定通知をＮ番目の中継装置２００に送信する。この安定通知は、受電側制御回路３５０が受電側振幅変調器３７０に安定通知を示すデータの送信を指示することによって送信される。Ｎ番目の中継側制御回路２５０は、Ｎ番目の中継側復調器２８０が検出した電圧の振幅の変動に基づいて、送信された安定通知を読み取る（受信する）。Ｎ番目の中継側制御回路２５０は、安定通知の受信後、Ｎ番目の中継側スイッチ回路２５５に制御信号を送り、オンに切り替える。これにより、Ｎ番目の中継側負荷２９５に電力が供給される。その後、Ｎ番目の中継側制御回路２５０は、中継側直流電力の電圧の時間的な変動が所定の範囲内に収まったことを検出すると、安定通知をＮ−１番目の中継装置２００に送信する。以後、同様の動作が、Ｎ−１番目の中継装置２００から１番目の中継装置２００まで、順に繰り返される。   FIG. 13B is a sequence diagram illustrating an example of an operation at the time of startup in this example. FIG. 13B shows the order of supplying (starting) power to each unit and the timing of the stability notification after power is supplied to the load. After the power is turned on, when the voltage supplied to each control circuit exceeds a predetermined voltage (the drive voltage of the control system described above), the control circuit is activated, the inverter circuit is driven, and power transmission is started. The power is transmitted in the order of the power transmitting device 100, the first relay device,..., The N-th relay device, and the power receiving device 300. During this time, the relay-side switch circuit 255 and the power-receiving-side switch circuit 355 in each relay device 200 are kept in a non-connected (off) state. After the power receiving side power receiving circuit 305 receives the power, the power receiving side control circuit 350 determines that the voltage value of the power receiving side DC power detected by the power receiving side detector 325 is equal to a predetermined threshold (the required voltage of the power receiving device 300 described above). To determine if it exceeds. When determining that the voltage value of the power receiving-side DC power has exceeded a predetermined threshold, the power receiving side control circuit 350 sends a control signal to the power receiving side switch circuit 355 to switch on. As a result, power is supplied to the power receiving load 395. Thereafter, upon detecting that the temporal variation of the voltage of the DC power of the power receiving side falls within a predetermined range, the power receiving side control circuit 350 transmits a stability notification to the Nth relay apparatus 200. This stability notification is transmitted when the power receiving side control circuit 350 instructs the power receiving side amplitude modulator 370 to transmit data indicating the stability notification. The N-th relay-side control circuit 250 reads (receives) the transmitted stability notification based on the fluctuation in the amplitude of the voltage detected by the N-th relay-side demodulator 280. After receiving the stability notification, the N-th relay-side control circuit 250 sends a control signal to the N-th relay-side switch circuit 255 to switch on. As a result, power is supplied to the N-th relay-side load 295. Thereafter, when detecting that the temporal variation of the voltage of the relay-side DC power falls within a predetermined range, the N-th relay-side control circuit 250 transmits a stability notification to the (N−1) -th relay device 200. . Thereafter, the same operation is sequentially repeated from the (N-1) th relay device 200 to the first relay device 200.

このように、本実施形態の無線電力伝送システムは、要約すれば以下の動作を行う。
（１）負荷を除いた無線電力伝送システムの部分のみを先に起動する。各中継装置２００は、電力を受電したら、直ちに受電装置３００の側（先端側）へ電力を伝送する。
（２）先端（受電装置３００）まで制御系が起動したら、先端側から負荷を順次接続する。
（３）各中継装置２００は、負荷２９５に接続後、電圧が安定するまで待機し、安定したら前段に通知する。なお、この待機の時間は、予め設定された一定の時間であってもよい。
（４）根元（１番目の中継装置）の負荷が接続されるまで、（３）の動作を繰り返す。 Thus, the wireless power transmission system of the present embodiment performs the following operations in summary.
(1) Only the part of the wireless power transmission system excluding the load is activated first. Upon receiving the power, each relay device 200 immediately transmits the power to the power receiving device 300 (front end side).
(2) When the control system is started up to the tip (power receiving device 300), loads are sequentially connected from the tip side.
(3) After being connected to the load 295, each relay device 200 waits until the voltage is stabilized, and notifies the preceding stage when the voltage is stabilized. Note that the standby time may be a preset fixed time.
(4) The operation of (3) is repeated until the load of the root (the first relay device) is connected.

本実施形態の動作は、受電側３００から送電側１００に向かう一方向の通信（例えば、前述の負荷変調方式の通信）で実現可能であるという利点がある。   The operation of this embodiment has an advantage that it can be realized by one-way communication from the power receiving side 300 to the power transmitting side 100 (for example, the above-described load modulation communication).

無線電力伝送システムは、前述のように、重負荷等による急激な電流引き込みに弱いが、本実施形態のように、同時に接続される負荷の数を限定することで起動時の過渡応答を抑制できる。このため、起動を安定化することができる。   As described above, the wireless power transmission system is vulnerable to a sudden current draw due to a heavy load or the like. However, as in the present embodiment, the transient response at the time of startup can be suppressed by limiting the number of simultaneously connected loads. . For this reason, starting can be stabilized.

図１４は、負荷接続後にＤＣ電圧が低下する現象と、負荷接続時にＤＣ電流が増加する現象（電流引き込み）とを示している。負荷への接続を行うと、図示されるような電圧の低下と電流の増加とが生じる。そこで、本実施形態における各中継側制御回路２５０および受電側制御回路３５０は、ＤＣ電圧が低下してから所定の値に復帰したときに給電が安定したと判断し、安定通知を送信する。ＤＣ電圧の代わりに、ＤＣ電流を検出し、ＤＣ電流が増加してから所定の値に復帰したときに給電が安定したと判断してもよい。   FIG. 14 illustrates a phenomenon in which the DC voltage decreases after the load is connected, and a phenomenon (current draw) in which the DC current increases when the load is connected. Making the connection to the load results in a drop in voltage and an increase in current as shown. Therefore, each of the relay-side control circuits 250 and the power-receiving-side control circuits 350 in this embodiment determines that power supply has stabilized when the DC voltage has returned to a predetermined value after dropping, and transmits a stability notification. Instead of the DC voltage, a DC current may be detected, and when the DC current increases and then returns to a predetermined value, it may be determined that the power supply has been stabilized.

本実施形態によれば、先端まで通電してからモータ等の負荷に電力供給が開始されるので、負荷を除く電力伝送部分（電源系と称する）のどこかに異常があったときに、負荷に給電することなく、電源系の起動を停止できる。   According to the present embodiment, the power supply to the load such as the motor is started after the power is supplied to the end, so that when there is an abnormality in any part of the power transmission part (referred to as a power supply system) excluding the load, the load is Without powering the power supply.

図１５は、そのような異常時の動作の一例を示すシーケンス図である。ここでは中継装置が複数の場合を想定するが、中継装置が１個の場合も同様の動作を適用できる。   FIG. 15 is a sequence diagram showing an example of the operation at the time of such an abnormality. Here, it is assumed that there are a plurality of relay devices, but the same operation can be applied to the case where there is only one relay device.

例えばＮ番目の中継装置における中継側制御回路２５０の起動において異常が発生した場合、異常を示す通知（異常通知と称する。）を前段の中継装置に送信してもよい。各中継装置は、異常通知を送電装置１００まで順次送信し、送電装置１００はそれを受けて起動シーケンスを停止することができる。   For example, when an abnormality occurs in the activation of the relay-side control circuit 250 in the N-th relay device, a notification indicating the abnormality (referred to as an abnormality notification) may be transmitted to the preceding relay device. Each relay device sequentially transmits the abnormality notification to the power transmission device 100, and the power transmission device 100 can stop the startup sequence in response to the notification.

受電装置３００まで起動シーケンスが進行して、負荷への接続まで至ったものの、負荷接続後に電圧が安定しない場合にも同様の異常通知を行い、送電を停止させてもよい。   Even when the startup sequence has progressed to the power receiving device 300 and the connection to the load has been reached, even when the voltage is not stable after the load is connected, a similar abnormality notification may be performed and the power transmission may be stopped.

（実施形態２）
次に、本開示の第２の実施形態を説明する。 (Embodiment 2)
Next, a second embodiment of the present disclosure will be described.

本実施形態は、送電装置１００に近い側から順に負荷に給電する点で、実施形態１と異なる。本実施形態における物理的な構成は、実施形態１の構成（図６、１２等）と同じである。   The present embodiment is different from the first embodiment in that power is supplied to the load in order from the side closer to the power transmission device 100. The physical configuration of the present embodiment is the same as the configuration of the first embodiment (FIGS. 6, 12 and the like).

まず、中継装置２００が１つの場合の動作を説明する。ここでも図６および図１１Ａに示す構成を想定する。   First, the operation when there is one relay device 200 will be described. Here, too, the configurations shown in FIGS. 6 and 11A are assumed.

本実施形態における無線電力伝送システムは、以下の動作を行う。
（１）中継側整流器２２０と中継側負荷２９５とを非接続（オフ）、受電側整流器３３０と受電側負荷３９５とを非接続（オフ）にした状態で送電を開始する。
（２）受電側ＤＣ電力の電圧が受電装置３００の要求電圧に到達した後、第１情報（到達情報）を受電装置３００から中継装置２００に送信する。
（３）中継側制御回路２５０が、中継側スイッチ回路２５５を制御して中継側負荷２９５に中継側ＤＣ電力を供給する。
（４）中継装置２００の中継側ＤＣ電力の電圧が安定した後、安定したことを示す情報（安定通知）を中継装置２００から受電装置３００に送信する。
（５）受電側制御回路３５０が、受電側スイッチ回路３５５を制御して受電側負荷３９５に受電側ＤＣ電力を供給する。 The wireless power transmission system according to the present embodiment performs the following operation.
(1) Power transmission is started with the relay rectifier 220 and the relay load 295 disconnected (off) and the power receiving rectifier 330 and the power receiving load 395 disconnected (off).
(2) After the voltage of the power receiving-side DC power reaches the required voltage of the power receiving device 300, the first information (arrival information) is transmitted from the power receiving device 300 to the relay device 200.
(3) The relay side control circuit 250 controls the relay side switch circuit 255 to supply the relay side load 295 with the relay side DC power.
(4) After the voltage of the relay-side DC power of the relay device 200 is stabilized, information (stability notification) indicating that the voltage is stabilized is transmitted from the relay device 200 to the power receiving device 300.
(5) The power receiving side control circuit 350 controls the power receiving side switch circuit 355 to supply power receiving side DC power to the power receiving side load 395.

なお、本実施形態では、双方向性の通信が必要であるため、中継装置２００および受電装置３００の両方が送信および受信の機能を備えている必要がある。この通信には、例えば図６に示されている送信器２９２、３９２および受信器２９０、３９０が使用され得る。情報通信の方式は特定の方式に限定されず、任意の方法でよい。振幅変調方式に限らず、例えば、周波数変調方式や、無線ＬＡＮまたはＺｉｇｂｅｅ（登録商標）等の無線方式でもよい。   In the present embodiment, since bidirectional communication is required, both the relay device 200 and the power receiving device 300 need to have transmission and reception functions. For this communication, for example, the transmitters 292 and 392 and the receivers 290 and 390 shown in FIG. 6 can be used. The method of information communication is not limited to a specific method, but may be any method. Not limited to the amplitude modulation method, for example, a frequency modulation method or a wireless method such as a wireless LAN or Zigbee (registered trademark) may be used.

図１６は、本実施形態における起動時の動作の一例を示すシーケンス図である。図１６は、各部への電力の供給（起動）の順序と、負荷に給電した後の到達情報および安定通知のタイミングとを示している。電源を投入後、各制御回路に供給される電圧が所定の電圧（前述の制御系の駆動電圧）を上回ると、制御回路が起動し、インバータ回路が駆動されて電力伝送が開始される。電力は、送電側送電回路１４５、中継側受電回路２０５、中継側送電回路２４５、受電側受電回路３０５の順に伝送される。この間、中継側スイッチ回路２５５および受電側スイッチ回路３５５は非接続（オフ）の状態に保たれている。受電側受電回路３０５が電力を受け取った後、受電側制御回路３５０は、受電側検出器３２５によって検出された受電側直流電力の電圧値が、所定の閾値（前述の受電装置３００の要求電圧）を上回っているかを判断する。受電側直流電力の電圧値が所定の閾値を上回ったと判断すると、受電側制御回路３５０は、到達情報を中継装置２００に送信する。到達情報は、受電側制御回路３５０が受電側振幅変調器３７０に到達情報の送信を指示することによって送信される。中継側制御回路２５０は、中継側復調器２８０が検出した電圧の振幅の変動に基づいて、送信された到達情報を読み取る。中継側制御回路２５０は、到達情報の受信後、中継側スイッチ回路２５５に制御信号を送り、オンに切り替える。これにより、中継側負荷２９５に電力が供給される。その後、中継側制御回路２５０は、中継側直流電力の電圧の時間的な変動が所定の範囲内に収まったことを検出すると、安定通知を受電装置３００に送信する。この安定通知は、例えば、中継側制御回路２５０が中継側送信器２９２に安定通知を示すデータの送信を指示することによって送信され得る。受電側制御回路３５０は、受電側受信器３９０が中継装置２００からの安定通知を受信すると、受電側スイッチ回路３５５に制御信号を送り、オンに切り替える。これにより、受電側負荷３９５に電力が供給される。   FIG. 16 is a sequence diagram illustrating an example of an operation at the time of startup in the present embodiment. FIG. 16 shows the order of supplying (starting) power to each unit and the timing of arrival information and stability notification after power is supplied to the load. After the power is turned on, when the voltage supplied to each control circuit exceeds a predetermined voltage (the drive voltage of the control system described above), the control circuit is activated, the inverter circuit is driven, and power transmission is started. The power is transmitted in the order of the power transmission circuit 145, the relay power reception circuit 205, the relay power transmission circuit 245, and the power reception circuit 305. During this time, the relay-side switch circuit 255 and the power-receiving-side switch circuit 355 are kept in a non-connected (off) state. After the power receiving side power receiving circuit 305 receives the power, the power receiving side control circuit 350 determines that the voltage value of the power receiving side DC power detected by the power receiving side detector 325 is equal to a predetermined threshold (the required voltage of the power receiving device 300 described above). To determine if it exceeds. When determining that the voltage value of the receiving-side DC power has exceeded a predetermined threshold, the receiving-side control circuit 350 transmits the arrival information to the relay device 200. The arrival information is transmitted by the power receiving side control circuit 350 instructing the power receiving side amplitude modulator 370 to transmit the arrival information. Relay-side control circuit 250 reads the transmitted arrival information based on the fluctuation in the amplitude of the voltage detected by relay-side demodulator 280. After receiving the arrival information, the relay-side control circuit 250 sends a control signal to the relay-side switch circuit 255 to switch on. As a result, power is supplied to the relay load 295. After that, when detecting that the temporal variation of the voltage of the relay DC power falls within a predetermined range, the relay control circuit 250 transmits a stability notification to the power receiving device 300. This stability notification can be transmitted, for example, by the relay control circuit 250 instructing the relay transmitter 292 to transmit data indicating the stability notification. When the power receiving side receiver 390 receives the stability notification from the relay device 200, the power receiving side control circuit 350 sends a control signal to the power receiving side switch circuit 355 to switch on. As a result, power is supplied to the power receiving load 395.

以上の動作は、中継装置２００の数が複数の場合でも同様に適用できる。以下、中継装置２００の数が複数である場合の動作の例を説明する。ここでも実施形態１と同様、図１２および図１３Ａに示す構成を想定する。   The above operation can be similarly applied even when the number of relay devices 200 is plural. Hereinafter, an example of the operation when the number of relay devices 200 is plural will be described. Here, as in the first embodiment, the configuration shown in FIGS. 12 and 13A is assumed.

図１７は、この例における起動時の動作の一例を示すシーケンス図である。この例では、まず、全てのスイッチ回路がオフになっている状態で、送電装置１００からＮ個の中継装置２００を経て受電装置３００まで電力が伝送される。受電側制御回路３５０は、受電側検出器３２５によって検出された受電側直流電力の電圧値が、所定の閾値（前述の受電装置３００の要求電圧）を上回っているかを判断する。受電側直流電力の電圧値が所定の閾値を上回ったと判断すると、受電側制御回路３５０は、そのことを示す第１情報（先端通電完了通知と称する。）を、１番目の中継装置に送信する。先端通電完了通知は、例えば、受電側制御回路３５０が受電側送信器３９２に、１番目の中継装置における中継側受信器２９０への先端通電完了通知の送信を指示することによって送信され得る。あるいは、受電側振幅変調器３７０および各中継装置２００における中継側振幅変調器２７０を用いて情報を順次送信してもよい。１番目の中継装置が先端通電完了通知を受信すると、１番目の中継側制御回路２５０は、１番目の中継側スイッチ回路２５５に制御信号を送り、オンに切り替える。これにより、１番目の中継側負荷２９５に電力が供給される。その後、１番目の中継側制御回路２５０は、１番目の中継側直流電力の電圧の時間的な変動が所定の範囲内に収まったことを検出すると、安定通知を２番目の中継装置に送信する。２番目の中継側制御回路２５０は、安定通知を受信すると、２番目の中継側スイッチ回路２５５をオンに切り替える。そして、２番目の中継側直流電力の電圧が安定したと判断すると、安定通知を３番目の中継装置に送信する。以後、同様に、スイッチ回路のオン（即ち、負荷への接続）および安定通知の送信が、Ｎ番目の中継装置まで順に行われ、最後に受電装置３００の負荷への給電が行われる。   FIG. 17 is a sequence diagram showing an example of an operation at the time of startup in this example. In this example, first, power is transmitted from the power transmitting device 100 to the power receiving device 300 via the N relay devices 200 in a state where all the switch circuits are turned off. The power receiving side control circuit 350 determines whether or not the voltage value of the power receiving side DC power detected by the power receiving side detector 325 exceeds a predetermined threshold (the required voltage of the power receiving device 300 described above). When determining that the voltage value of the power receiving side DC power has exceeded a predetermined threshold value, the power receiving side control circuit 350 transmits the first information (this is referred to as a front end energization completion notification) indicating this to the first relay device. . The leading end energization completion notification can be transmitted, for example, by the power receiving side control circuit 350 instructing the power receiving side transmitter 392 to transmit a tip energizing completion notification to the relay side receiver 290 in the first relay device. Alternatively, information may be sequentially transmitted using the power receiving side amplitude modulator 370 and the relay side amplitude modulator 270 in each relay device 200. When the first relay device receives the notification of the completion of the front-end energization, the first relay-side control circuit 250 sends a control signal to the first relay-side switch circuit 255 to switch on. As a result, power is supplied to the first relay load 295. Thereafter, when detecting that the temporal variation of the voltage of the first relay-side DC power falls within a predetermined range, the first relay-side control circuit 250 transmits a stability notification to the second relay device. . Upon receiving the stability notification, the second relay-side control circuit 250 switches on the second relay-side switch circuit 255. When it is determined that the voltage of the second relay-side DC power is stable, a stability notification is transmitted to the third relay device. After that, similarly, the ON of the switch circuit (that is, connection to the load) and the transmission of the stability notification are sequentially performed up to the N-th relay device, and finally the power of the power receiving device 300 is supplied to the load.

本実施形態においても、受電装置３００まで通電が完了してから、負荷への給電が順番に行われるため、起動時の過渡応答を抑制し、起動を安定化することができる。   Also in the present embodiment, the power supply to the load is performed in order after the power supply to the power receiving device 300 is completed, so that the transient response at the time of starting can be suppressed, and the starting can be stabilized.

（実施形態３）
次に、本開示の第３の実施形態を説明する。 (Embodiment 3)
Next, a third embodiment of the present disclosure will be described.

本実施形態では、送電装置１００が、中継装置２００および受電装置３００を制御する点で、実施形態１、２とは異なっている。各負荷の動作状態を送電側制御回路１５０が一元的に管理する形態では、このような動作が適している。送電装置１００は、直流電源５０を含む電源コントロール装置の一部であってもよい。そのような電源コントロール装置は、複数の負荷の状態を一元的に管理し、個別に制御することができる。   The present embodiment is different from the first and second embodiments in that the power transmitting device 100 controls the relay device 200 and the power receiving device 300. Such an operation is suitable for a mode in which the operation state of each load is integrally managed by the power transmission side control circuit 150. Power transmission device 100 may be a part of a power control device including DC power supply 50. Such a power supply control device can centrally manage the states of a plurality of loads and control them individually.

図６に示すように、中継装置２００が１個の構成における本実施形態の動作を説明する。   As shown in FIG. 6, the operation of the present embodiment in a configuration having one relay device 200 will be described.

本実施形態における無線電力伝送システムは、要約すれば、以下の動作を行う。
（１）受電側制御回路３５０が、送電側制御回路１５０に、受電側直流電力の電圧が受電装置２００の要求電圧に到達した旨の通知（先端通電完了通知）を送信する。
（２）送電側制御回路１５０が、受電側制御回路３５０から、先端通電完了通知を受信した後、中継側制御回路２５０に、中継側整流器２２０と中継側負荷２９５とを接続させるタイミングＴ１とは異なるタイミングＴ２で受電側制御回路３５０に、受電側整流器３２０と受電側負荷３９５とを接続させる。 In summary, the wireless power transmission system according to the present embodiment performs the following operations.
(1) The power-receiving-side control circuit 350 transmits to the power-transmitting-side control circuit 150 a notification that the voltage of the power-receiving-side DC power has reached the required voltage of the power receiving device 200 (a front-end energization completion notification).
(2) What is the timing T1 at which the power transmission side control circuit 150 connects the relay side rectifier 220 and the relay side load 295 to the relay side control circuit 250 after receiving the end energization completion notification from the power receiving side control circuit 350 At a different timing T2, the power receiving side control circuit 350 connects the power receiving side rectifier 320 and the power receiving side load 395.

図１８は、本実施形態における動作の一例を示すシーケンス図である。図１８に示されるように、全てのスイッチ回路がオフの状態で、電力が受電装置３００まで伝送される。受電側制御回路３５０は、受電電力が安定すると、先端通電完了通知を送電装置１００に送信する。送電側制御回路１５０は、先端通電完了通知の受信後、中継装置２００に接続を指示する情報（接続命令）を送信する。中継側制御回路２５０は、この接続命令を受けて、中継側スイッチ回路２５５をオンにし、中継側負荷２９５への給電を開始する。その後、中継側ＤＣ電力が安定するまで待機し、安定後に中継側制御回路２５０は安定通知を送電装置１００に送る。送電側制御回路１５０は、安定通知を受信すると、受電装置２００に接続命令を送る。受電側制御回路３５０は、接続命令を受けて、受電側スイッチ回路３５５をオンにし、受電側負荷３９５への給電を開始する。受電側ＤＣ電力が安定するまで待機し、安定後に受電側制御回路３５０は、安定通知を送電装置１００に送信する。以上の動作において、各種情報の送受信は、任意の方法で行われ得る。   FIG. 18 is a sequence diagram illustrating an example of the operation according to the present embodiment. As shown in FIG. 18, power is transmitted to the power receiving device 300 in a state where all the switch circuits are off. When the received power is stabilized, the power receiving side control circuit 350 transmits a tip power supply completion notification to the power transmitting device 100. After receiving the notification of the completion of the leading end energization, the power transmission side control circuit 150 transmits information (connection instruction) for instructing the relay device 200 to connect. The relay-side control circuit 250 receives this connection command, turns on the relay-side switch circuit 255, and starts power supply to the relay-side load 295. After that, the relay-side control circuit 250 waits until the relay-side DC power is stabilized, and sends a stability notification to the power transmission device 100 after the power is stabilized. Upon receiving the stability notification, the power transmission side control circuit 150 sends a connection command to the power receiving device 200. The power receiving side control circuit 350 receives the connection command, turns on the power receiving side switch circuit 355, and starts power supply to the power receiving side load 395. The power receiving-side control circuit 350 waits until the power receiving-side DC power is stabilized, and transmits a stability notification to the power transmitting device 100 after the power receiving side DC power is stabilized. In the above operation, transmission and reception of various information can be performed by an arbitrary method.

図１８では中継装置２００の負荷２９５に先に電力が供給されているが、受電装置３００の負荷３９５に先に電力を供給してもよい。給電のタイミングは、送電装置１００における制御回路１５０が任意に判断してよい。   In FIG. 18, power is supplied to the load 295 of the relay device 200 first, but power may be supplied to the load 395 of the power receiving device 300 first. The power supply timing may be arbitrarily determined by the control circuit 150 in the power transmission device 100.

図１９は、中継装置２００が複数の構成（図１２）における起動シーケンスの一例を示す図である。この例でも同様に、受電装置３００への通電が完了すると、受電側制御回路３５０は、先端通電完了通知を送電側制御回路１５０に送信する。送電側制御回路１５０は、先端通電完了通知を受信すると、まだ負荷へ接続していないいずれかの中継装置２００または受電装置３００に接続命令を出す。接続命令を受けた中継装置２００または受電装置３００は、スイッチ回路をオンにして、負荷への接続を行う。負荷への接続を行った中継装置２００または受電装置３００は、出力安定後、安定通知を送電装置１００に送信する。安定通知を受けて、送電装置１００は、まだ負荷に接続していない中継装置２００または受電装置３００へ接続命令を出す。以後、全ての中継装置２００および受電装置３００の負荷への給電が完了するまで、同様の動作を繰り返す。   FIG. 19 is a diagram illustrating an example of a startup sequence in a plurality of configurations (FIG. 12) of the relay device 200. Similarly, in this example, when the power supply to the power receiving apparatus 300 is completed, the power receiving side control circuit 350 transmits a leading end power supply completion notification to the power transmitting side control circuit 150. When the power transmission side control circuit 150 receives the leading end energization completion notification, it issues a connection command to any of the relay devices 200 or the power receiving devices 300 that have not yet been connected to the load. The relay device 200 or the power receiving device 300 that has received the connection instruction turns on the switch circuit and connects to the load. After the output is stabilized, the relay device 200 or the power receiving device 300 that has connected to the load transmits a stability notification to the power transmitting device 100. Upon receiving the stability notification, the power transmitting device 100 issues a connection command to the relay device 200 or the power receiving device 300 that is not yet connected to the load. Thereafter, the same operation is repeated until the power supply to the loads of all the relay devices 200 and the power receiving devices 300 is completed.

本実施形態によれば、送電装置１００が各中継装置２００および受電装置３００の負荷への給電を一元的に制御できる。このため、実施形態１、２において説明した起動時の動作の安定化の効果に加えて、より柔軟に各負荷を駆動できるという利点がある。上記の例では、複数の負荷に１つずつ給電しているが、例えば複数の負荷のグループごとに給電するといった制御も可能である。複数の負荷の接続のタイミングは、上記の例に限定されず、全ての負荷の接続のタイミングが同時でない限り、任意のタイミングであってよい。   According to the present embodiment, the power transmitting device 100 can centrally control power supply to the loads of the relay devices 200 and the power receiving devices 300. Therefore, in addition to the effect of stabilizing the operation at the time of startup described in the first and second embodiments, there is an advantage that each load can be driven more flexibly. In the above example, power is supplied one by one to a plurality of loads. However, control such as supplying power to each group of a plurality of loads is also possible. The timing of connection of a plurality of loads is not limited to the above example, and may be any timing as long as the timing of connection of all loads is not simultaneous.

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および送電装置を含む。   As described above, the present disclosure includes the wireless power transmission system and the power transmission device described in the following items.

［項目１］
送電装置と、受電装置と、前記送電装置と前記受電装置の間に配置された中継装置と、を備えた無線電力伝送システムであって、
前記送電装置は、
外部電源から供給される送電側直流電力を送電側交流電力に変換する送電側インバータ回路と、
前記送電側交流電力を無線で送電する送電側送電アンテナと、を有し、
前記中継装置は、
前記送電側交流電力を受電する中継側受電アンテナと、
前記送電側交流電力を中継側直流電力に変換する中継側整流器と、
前記中継側直流電力を中継側交流電力に変換する中継側インバータ回路と、
中継側負荷と、
前記中継側整流器と前記中継側負荷との間に配置され、前記中継側整流器と前記中継側負荷との接続／非接続を切替える中継側スイッチ回路と、
前記中継側交流電力を無線で送電する中継側送電アンテナと、を有し、
前記受電装置は、
前記中継側交流電力を受電する受電側受電アンテナと、
前記中継側交流電力を受電側直流電力に変換する受電側整流器と、
受電側負荷と、
前記受電側整流器と前記受電側負荷との間に配置され、前記受電側整流器と前記受電側負荷との接続／非接続を切替える受電側スイッチ回路と、を有し、
前記無線電力伝送システムにおいて、
まず、前記中継側スイッチ回路が前記中継側整流器と前記中継側負荷とを非接続とし且つ前記受電側スイッチ回路が前記受電側整流器と前記受電側負荷とを非接続とした状態で、前記送電側送電アンテナから前記中継側受電アンテナに前記送電側交流電力が送電され、前記中継側送電アンテナから前記受電側受電アンテナに前記中継側交流電力が送電され、
次に、前記受電側直流電力の電圧が前記受電装置の要求電圧に到達した後、
前記中継側スイッチ回路が前記中継側整流器と前記中継側負荷とを接続するタイミングＴ１とは異なるタイミングＴ２で前記受電側スイッチ回路が前記受電側整流器と前記受電側負荷とを接続する、
無線電力伝送システム。 [Item 1]
A wireless power transmission system including a power transmission device, a power reception device, and a relay device disposed between the power transmission device and the power reception device,
The power transmission device,
A transmission-side inverter circuit that converts transmission-side DC power supplied from an external power supply into transmission-side AC power,
A power transmission side power transmission antenna for wirelessly transmitting the power transmission side AC power,
The relay device,
A relay-side receiving antenna that receives the power-transmitting-side AC power,
A relay-side rectifier that converts the transmission-side AC power into relay-side DC power,
A relay-side inverter circuit that converts the relay-side DC power into relay-side AC power,
Relay side load,
A relay-side switch circuit that is disposed between the relay-side rectifier and the relay-side load and that switches connection / disconnection between the relay-side rectifier and the relay-side load;
A relay-side power transmitting antenna that wirelessly transmits the relay-side AC power,
The power receiving device,
A power receiving side power receiving antenna for receiving the relay side AC power,
A power receiving side rectifier that converts the relay side AC power into power receiving side DC power,
Receiving side load,
A power-receiving-side switch circuit that is disposed between the power-receiving-side rectifier and the power-receiving-side load and that switches connection / disconnection of the power-receiving-side rectifier and the power-receiving-side load;
In the wireless power transmission system,
First, in a state where the relay side switch circuit disconnects the relay side rectifier and the relay side load and the power receiving side switch circuit disconnects the power receiving side rectifier and the power receiving side load, the power transmission side The power transmitting side AC power is transmitted from the power transmitting antenna to the relay side power receiving antenna, and the relay side AC power is transmitted from the relay side power transmitting antenna to the power receiving side power receiving antenna,
Next, after the voltage of the power receiving side DC power reaches the required voltage of the power receiving device,
The power receiving side switch circuit connects the power receiving side rectifier and the power receiving side load at a timing T2 different from the timing T1 at which the relay side switching circuit connects the relay side rectifier and the relay side load,
Wireless power transmission system.

上記態様によれば、
受電側直流電力の電圧が受電装置の要求電圧に到達した後で、中継側整流器と中継側負荷との接続、および、受電側整流器と受電側負荷との接続が行われる。さらに、前者の接続と後者の接続とが異なるタイミングで行われる。
このため、起動時の動作をより安定にすることができる。 According to the above aspect,
After the voltage of the power receiving-side DC power reaches the required voltage of the power receiving device, the connection between the relay rectifier and the relay load and the connection between the power receiving rectifier and the power receiving load are performed. Further, the former connection and the latter connection are performed at different timings.
For this reason, the operation at the time of startup can be made more stable.

［項目２］
前記中継装置は、更に、前記中継側スイッチ回路を制御する中継側制御回路を有し、
前記受電装置は、更に、前記受電側スイッチ回路を制御する受電側制御回路を有し、
前記送電装置は、更に、前記中継側制御回路と前記受電側制御回路とを制御する送電側制御回路を有し、
前記受電側制御回路は、前記送電側制御回路に前記受電側直流電力の電圧が前記受電装置の要求電圧に到達した旨の完了通知を送信し、
前記送電側制御回路は、
前記受電側制御回路から、前記完了通知を受信した後、
前記中継側制御回路を用いて前記中継側整流器と前記中継側負荷とを接続させるタイミングＴ１とは異なるタイミングＴ２で前記受電側制御回路を用いて前記受電側整流器と前記受電側負荷とを接続させる、
項目１に記載の無線電力伝送システム。 [Item 2]
The relay device further includes a relay-side control circuit that controls the relay-side switch circuit,
The power receiving device further includes a power receiving side control circuit that controls the power receiving side switch circuit,
The power transmission device further includes a power transmission side control circuit that controls the relay side control circuit and the power reception side control circuit,
The power receiving side control circuit transmits a completion notification that the voltage of the power receiving side DC power has reached a required voltage of the power receiving device to the power transmission side control circuit,
The power transmission side control circuit,
After receiving the completion notification from the power receiving control circuit,
The power receiving side rectifier and the power receiving side load are connected using the power receiving side control circuit at a timing T2 different from the timing T1 for connecting the relay side rectifier and the relay side load using the relay side control circuit. ,
Item 2. The wireless power transmission system according to item 1.

上記態様によれば、
前記送電側制御回路は、
前記受電側制御回路から、前記完了通知を受信した後、
前記中継側制御回路を用いて前記中継側整流器と前記中継側負荷とを接続させるタイミングＴ１とは異なるタイミングＴ２で前記受電側制御回路を用いて前記受電側整流器と前記受電側負荷とを接続させる。 According to the above aspect,
The power transmission side control circuit,
After receiving the completion notification from the power receiving control circuit,
The power receiving side rectifier and the power receiving side load are connected using the power receiving side control circuit at a timing T2 different from the timing T1 for connecting the relay side rectifier and the relay side load using the relay side control circuit. .

これにより、送電装置が中継装置および受電装置を制御する構成における起動時の動作の安定化を図ることができる。   Thereby, the operation at the time of startup in the configuration in which the power transmitting device controls the relay device and the power receiving device can be stabilized.

［項目３］
前記タイミングＴ１は、前記タイミングＴ２より早い、
項目１または２のいずれか１項に記載の無線電力伝送システム。 [Item 3]
The timing T1 is earlier than the timing T2,
3. The wireless power transmission system according to any one of items 1 and 2.

上記態様によれば、送電装置の側（前側）から順に負荷に給電されるため、制御が簡単であるという利点がある。   According to the above aspect, power is sequentially supplied to the load from the power transmission device side (front side), so that there is an advantage that control is simple.

［項目４］
前記タイミングＴ１は、前記タイミングＴより遅い、
項目１または２のいずれか１項に記載の無線電力伝送システム。 [Item 4]
The timing T1 is later than the timing T,
3. The wireless power transmission system according to any one of items 1 and 2.

上記態様によれば、受電装置の側（後ろ側）から順に負荷に給電されるため、例えば双方向の通信の機能を実装しなくても実現可能であるという利点がある。   According to the above aspect, since power is sequentially supplied to the load from the power receiving device side (rear side), for example, there is an advantage that the power can be realized without mounting a bidirectional communication function.

［項目５］
前記中継装置は、更に、前記中継側スイッチ回路を制御する中継側制御回路を有し、
前記受電装置は、更に、前記受電側スイッチ回路を制御する受電側制御回路を有し、
前記受電側制御回路は、前記中継側制御回路に前記受電側直流電力の電圧が前記受電装置の要求電圧に到達した旨の完了通知を送信し、
前記中継側制御回路は、
前記完了通知を受信した後、
前記中継側整流器と前記中継側負荷とを接続させるタイミングＴ１より遅いタイミングＴ２で前記受電側制御回路を用いて前記受電側整流器と前記受電側負荷とを接続させる、
項目１に記載の無線電力伝送システム。 [Item 5]
The relay device further includes a relay-side control circuit that controls the relay-side switch circuit,
The power receiving device further includes a power receiving side control circuit that controls the power receiving side switch circuit,
The power receiving side control circuit transmits a completion notification that the voltage of the power receiving side DC power has reached a required voltage of the power receiving device to the relay side control circuit,
The relay-side control circuit,
After receiving the completion notification,
Connecting the power receiving side rectifier and the power receiving side load by using the power receiving side control circuit at a timing T2 later than the timing T1 for connecting the relay side rectifier and the relay side load;
Item 2. The wireless power transmission system according to item 1.

上記態様によれば、送電装置の側（前側）から順に付加に給電されるため、制御がシンプルであると言う利点がある。   According to the above aspect, since power is additionally supplied in order from the power transmission device side (front side), there is an advantage that control is simple.

［項目６］
前記受電装置は、更に、前記受電側直流電力の電圧を検出する受電側検出器と、
前記受電側検出器が検出した前記受電側直流電力の電圧に基づいて前記受電側直流電力の電圧が前記受電装置の前記受電側負荷の要求電圧に到達したか否かを判断する受電側制御回路と、を有する、
項目１〜５のいずれか１項に記載の無線電力伝送システム。 [Item 6]
The power receiving device further includes a power receiving side detector that detects a voltage of the power receiving side DC power,
A power receiving side control circuit that determines whether or not the voltage of the power receiving side DC power has reached a required voltage of the power receiving side load of the power receiving device based on the voltage of the power receiving side DC power detected by the power receiving side detector. And having
6. The wireless power transmission system according to any one of items 1 to 5.

上記態様によれば、受電側制御回路は、受電側直流電力の電圧が受電装置の受電側負荷の要求電圧に到達した場合に、完了通知を中継装置または送電装置に送信することができる。この完了通知を受けた中継装置または送電装置は、負荷への接続を安定して実行することができる。   According to the above aspect, the power receiving side control circuit can transmit a completion notification to the relay device or the power transmitting device when the voltage of the power receiving side DC power reaches the required voltage of the power receiving side load of the power receiving device. The relay device or the power transmission device that has received the completion notification can stably execute the connection to the load.

［項目７］
送電装置と、受電装置と、前記送電装置と前記受電装置の間に配置されたＮ個（Ｎは２以上の整数）の中継装置と、を備えた無線電力伝送システムであって、
前記送電装置は、
外部電源から供給される送電側直流電力を送電側交流電力に変換する送電側インバータ回路と、
前記送電側交流電力を無線で送電する送電側送電アンテナと、を有し、
前記Ｎ個の中の１番目の中継装置は、
前記送電側交流電力を受電する１番目の中継側受電アンテナと、
前記送電側交流電力を１番目の中継側直流電力に変換する１番目の中継側整流器と、
前記１番目の中継側直流電力を１番目の中継側交流電力に変換する１番目の中継側インバータ回路と、
１番目の中継側負荷と、
前記１番目の中継側整流器と前記第１番目の中継側負荷との間に配置され、前記１番目の中継側整流器と前記第１番目の中継側負荷との接続／非接続を切替える１番目の中継側スイッチ回路と、
前記１番目の中継側交流電力を無線で送電する１番目の中継側送電アンテナと、を有し、
前記Ｎ個の中のｉ番目（ｉ＝２〜Ｎ）の中継装置は、
前記ｉ−１番目の中継側交流電力を受電するｉ番目の中継側受電アンテナと、
前記ｉ−１番目の中継側交流電力を第ｉ番目の中継側直流電力に変換するｉ番目の中継側整流器と、
前記ｉ番目の中継側直流電力をｉ番目の中継側交流電力に変換するｉ番目の中継側インバータ回路と、
ｉ番目の中継側負荷と、
前記ｉ番目の中継側整流器と前記第ｉ番目の中継側負荷との間に配置され、前記ｉ番目の中継側整流器と前記第ｉ番目の中継側負荷との接続／非接続を切替えるｉ番目の中継側スイッチ回路と、
前記ｉ番目の中継側交流電力を無線で送電するｉ番目の中継側送電アンテナと、を有し、
前記受電装置は、
前記第Ｎ番目の中継側交流電力を受電する受電側受電アンテナと、
前記第Ｎ番目の中継側交流電力を受電側直流電力に変換する受電側整流器と、
受電側負荷と、
前記受電側整流器と前記受電側負荷と間に配置され、前記受電側整流器と前記受電側負荷との接続／非接続を切替える受電側スイッチ回路と、を有し、
前記無線電力伝送システムにおいて、
まず、前記ｉ番目（ｉ＝１〜Ｎ）のスイッチ回路が前記ｉ番目（ｉ＝１〜Ｎ）の中継側整流器と前記ｉ番目（ｉ＝１〜Ｎ）の中継側負荷とを非接続とし、且つ前記受電側スイッチ回路が前記受電側整流器と前記受電側負荷とを非接続とした状態で、前記送電側送電アンテナから送電された前記送電側交流電力は、前記ｉ番目（ｉ＝１〜Ｎ）の中継装置を順次経由して、前記第Ｎ番目の交流電力として前記受電側受電アンテナに送電され、
次に、前記ｉ番目（ｉ＝１〜Ｎ）のスイッチ回路がタイミングＴｉ（ｉ＝１〜Ｎ）で前記ｉ番目（ｉ＝１〜Ｎ）の中継側整流器と前記ｉ番目（ｉ＝１〜Ｎ）の中継側負荷とを接続し、前記受電側スイッチ回路がタイミングＴｒで前記受電側整流器と前記受電側負荷とを接続し、前記タイミングＴｉ（ｉ＝１〜Ｎ）及び前記タイミングＴｒの少なくとも一部分は異なる、
無線電力伝送システム。 [Item 7]
A wireless power transmission system comprising: a power transmission device; a power reception device; and N (N is an integer of 2 or more) relay devices disposed between the power transmission device and the power reception device,
The power transmission device,
A transmission-side inverter circuit that converts transmission-side DC power supplied from an external power supply into transmission-side AC power,
A power transmission side power transmission antenna for wirelessly transmitting the power transmission side AC power,
The first relay device among the N relay devices is:
A first relay-side power receiving antenna for receiving the power transmission-side AC power,
A first relay-side rectifier for converting the transmission-side AC power into a first relay-side DC power,
A first relay-side inverter circuit that converts the first relay-side DC power into a first relay-side AC power;
A first relay load;
A first relay disposed between the first relay-side rectifier and the first relay-side load for switching connection / disconnection between the first relay-side rectifier and the first relay-side load; A relay-side switch circuit,
A first relay-side power transmitting antenna that wirelessly transmits the first relay-side AC power,
The i-th (i = 2 to N) relay devices of the N devices are:
An i-th relay-side receiving antenna that receives the (i-1) -th relay-side AC power,
An i-th relay rectifier for converting the (i-1) -th relay AC power into an i-th relay DC power,
An i-th relay-side inverter circuit that converts the i-th relay-side DC power into an i-th relay-side AC power,
an i-th relay load,
An i-th relay-side rectifier disposed between the i-th relay-side rectifier and the i-th relay-side load, for switching connection / disconnection between the i-th relay-side rectifier and the i-th relay-side load; A relay-side switch circuit,
An i-th relay-side power transmitting antenna that wirelessly transmits the i-th relay-side AC power,
The power receiving device,
A power receiving side power receiving antenna for receiving the Nth relay side AC power,
A receiving-side rectifier that converts the N-th relay-side AC power into receiving-side DC power;
Receiving side load,
A power receiving side switch circuit that is disposed between the power receiving side rectifier and the power receiving side load and that switches connection / disconnection of the power receiving side rectifier and the power receiving side load;
In the wireless power transmission system,
First, the i-th (i = 1 to N) switch circuit disconnects the i-th (i = 1 to N) relay-side rectifier and the i-th (i = 1 to N) relay-side load. And, in the state where the power receiving side switch circuit disconnects the power receiving side rectifier and the power receiving side load, the power transmitting side AC power transmitted from the power transmitting side power transmitting antenna is the i-th (i = 1 to i) N) sequentially transmitted to the power receiving side power receiving antenna as the Nth AC power via the relay device,
Next, the i-th (i = 1 to N) switch circuit is connected to the i-th (i = 1 to N) relay-side rectifier at the timing Ti (i = 1 to N) by the i-th (i = 1 to N). N), and the power-receiving-side switch circuit connects the power-receiving-side rectifier and the power-receiving-side load at timing Tr, and at least one of the timing Ti (i = 1 to N) and the timing Tr. Some are different,
Wireless power transmission system.

上記態様によれば、
、Ｎ個の中継装置および受電装置の全てに電力が伝送された後に各負荷への給電が開始される。また、ｉ番目（ｉ＝１〜Ｎ）の中継装置における負荷への給電開始のタイミングと、受電装置における負荷への給電開始のタイミングとが（少なくとも一部分において）ずれる。 According to the above aspect,
, N power supply to each load is started after power is transmitted to all of the relay devices and the power receiving devices. The timing of starting power supply to the load in the i-th (i = 1 to N) relay device and the timing of starting power supply to the load in the power receiving device are shifted (at least in part).

このため、本態様においても、起動時の動作を安定化させることができる。   Therefore, also in this mode, the operation at the time of starting can be stabilized.

［項目８］
前記ｉ番目（ｉ＝１〜Ｎ）の中継装置は、更に、前記ｉ番目（ｉ＝１〜Ｎ）の中継側スイッチ回路を制御するｉ番目（ｉ＝１〜Ｎ）の中継側制御回路を有し、
前記受電装置は、更に、前記受電側スイッチ回路を制御する受電側制御回路を有し、
前記送電装置は、更に、前記ｉ番目（ｉ＝１〜Ｎ）の中継側制御回路及び前記受電側制御回路を制御する送電側制御回路を有し、
前記受電側制御回路は、前記送電側制御回路に前記受電側直流電力の電圧が前記受電装置の要求電圧に到達した旨の完了通知を送信し、
前記送電側制御回路は、
前記受電側制御回路から、前記完了通知を受信した後、
前記ｉ番目（ｉ＝１〜Ｎ）のスイッチ回路をタイミングＴｉ（ｉ＝１〜Ｎ）でＯＮして前記ｉ番目（ｉ＝１〜Ｎ）の中継側整流器と前記ｉ番目（ｉ＝１〜Ｎ）の中継側負荷とを接続させ、及び、前記受電側スイッチ回路をタイミングＴｒでＯＮして前記受電側整流器と前記受電側負荷とを接続させ、前記タイミングＴｉ（ｉ＝１〜Ｎ）及び前記タイミングＴｒの少なくとも一部分を異ならせる、
項目７に記載の無線電力伝送システム。 [Item 8]
The i-th (i = 1 to N) relay device further includes an i-th (i = 1 to N) relay-side control circuit for controlling the i-th (i = 1 to N) relay-side switch circuit. Have
The power receiving device further includes a power receiving side control circuit that controls the power receiving side switch circuit,
The power transmission device further includes a power transmission side control circuit that controls the i-th (i = 1 to N) relay side control circuit and the power reception side control circuit,
The power receiving side control circuit transmits a completion notification that the voltage of the power receiving side DC power has reached a required voltage of the power receiving device to the power transmission side control circuit,
The power transmission side control circuit,
After receiving the completion notification from the power receiving control circuit,
The i-th (i = 1 to N) switch circuit is turned on at timing Ti (i = 1 to N) to connect the i-th (i = 1 to N) relay-side rectifier with the i-th (i = 1 to N). N), and the power receiving side switch circuit is turned on at the timing Tr to connect the power receiving side rectifier to the power receiving side load, and the timing Ti (i = 1 to N) and Making at least a part of the timing Tr different;
Item 8. The wireless power transmission system according to Item 7.

上記態様によれば、
前記送電側制御回路は、
前記受電側制御回路から、前記完了通知を受信した後、
前記ｉ番目（ｉ＝１〜Ｎ）のスイッチ回路をタイミングＴｉ（ｉ＝１〜Ｎ）でＯＮして前記ｉ番目（ｉ＝１〜Ｎ）の中継側整流器と前記ｉ番目（ｉ＝１〜Ｎ）の中継側負荷とを接続させ、かつ、前記受電側スイッチ回路をタイミングＴｒでＯＮして前記受電側整流器と前記受電側負荷とを接続させ、前記タイミングＴｉ（ｉ＝１〜Ｎ）及び前記タイミングＴｒの少なくとも一部分を異ならせる。 According to the above aspect,
The power transmission side control circuit,
After receiving the completion notification from the power receiving control circuit,
The i-th (i = 1 to N) switch circuit is turned on at timing Ti (i = 1 to N) to connect the i-th (i = 1 to N) relay-side rectifier with the i-th (i = 1 to N). N) and the power receiving side switch circuit is turned on at a timing Tr to connect the power receiving side rectifier and the power receiving side load, and the timing Ti (i = 1 to N) and At least a part of the timing Tr is made different.

これにより、送電装置が中継装置および受電装置を制御する構成における起動時の動作の安定化を図ることができる。   Thereby, the operation at the time of startup in the configuration in which the power transmitting device controls the relay device and the power receiving device can be stabilized.

［項目９］
前記タイミングＴｉ（ｉ＝２〜Ｎ）は、前記タイミングＴｉ−１より早く、
前記タイミングＴｒは、前記タイミングＴＮより早い、
項目７または８のいずれか１項に記載の無線電力伝送システム。 [Item 9]
The timing Ti (i = 2 to N) is earlier than the timing Ti-1,
The timing Tr is earlier than the timing TN,
9. The wireless power transmission system according to any one of items 7 and 8.

上記態様によれば、受電装置の側（後ろ側）から順に負荷に給電されるため、例えば双方向の通信の機能を実装しなくても実現可能であるという利点がある。   According to the above aspect, since power is sequentially supplied to the load from the power receiving device side (rear side), for example, there is an advantage that the power can be realized without mounting a bidirectional communication function.

［項目１０］
前記ｉ番目（ｉ＝１〜Ｎ）の中継装置は、更に、前記ｉ番目（ｉ＝１〜Ｎ）の中継側スイッチ回路を制御するｉ番目（ｉ＝１〜Ｎ）の中継側制御回路を有し、
前記受電装置は、更に、前記受電側スイッチ回路を制御する受電側制御回路を有し、
前記受電側制御回路は、前記Ｎ番目の中継側制御回路に前記受電側直流電力の電圧が前記受電装置の要求電圧に到達した旨の第１情報を送信し、
前記ｉ番目（ｉ＝２〜Ｎ）の中継側制御回路は、前記ｉ−１番目（ｉ＝２〜Ｎ）の中継側制御回路に前記ｉ番目（ｉ＝２〜Ｎ）の中継側直流電力の電圧が前記ｉ番目（ｉ＝２〜Ｎ）の中継装置の要求電圧に到達した旨の第２情報を順次送信し、
前記Ｎ番目の中継側制御回路は、前記第１情報を受信した後、前記タイミングＴｒより遅い前記タイミングＴＮで前記Ｎ番目の中継側整流器と前記Ｎ番目の中継側負荷とを接続させ、
前記ｉ番目（ｉ＝１〜Ｎ−１）の中継側制御回路は、前記ｉ＋１番目（ｉ＝１〜Ｎ−１）の前記第２情報を受信した後、前記タイミングＴｉ＋１より遅い前記タイミングＴｉで前記ｉ番目（ｉ＝１〜Ｎ−１）の中継側整流器と前記ｉ番目（ｉ＝１〜Ｎ−１）の中継側負荷とを順次接続させる、
項目７に記載の無線電力伝送システム。 [Item 10]
The i-th (i = 1 to N) relay device further includes an i-th (i = 1 to N) relay-side control circuit for controlling the i-th (i = 1 to N) relay-side switch circuit. Have
The power receiving device further includes a power receiving side control circuit that controls the power receiving side switch circuit,
The power receiving side control circuit transmits first information to the Nth relay side control circuit that the voltage of the power receiving side DC power has reached a required voltage of the power receiving device,
The i-th (i = 2 to N) relay-side control circuit provides the i-th (i = 2 to N) relay-side control circuit with the i-th (i = 2 to N) relay-side DC power. Sequentially transmits second information indicating that the voltage has reached the required voltage of the i-th (i = 2 to N) relay device,
The N-th relay-side control circuit, after receiving the first information, connects the N-th relay-side rectifier and the N-th relay-side load at the timing TN that is later than the timing Tr,
After receiving the (i + 1) -th (i = 1 to N-1) second information, the i-th (i = 1 to N-1) relay-side control circuit performs the timing Ti later than the timing Ti + 1. Connecting the i-th (i = 1 to N-1) relay-side rectifier and the i-th (i = 1 to N-1) relay-side load sequentially;
Item 8. The wireless power transmission system according to Item 7.

上記態様によれば、受電装置の側（後ろ側）から順に負荷に給電されるため、双方向の通信の機能を実装しなくても実現可能であるという利点がある。   According to the above aspect, since power is sequentially supplied to the load from the power receiving device side (rear side), there is an advantage that the power can be realized without mounting a bidirectional communication function.

なお、本項目における「中継装置の要求電圧」とは、その中継装置が要求する所定の電圧値である。「中継装置の要求電圧」は、例えば、その中継装置における中継側整流回路と中継側負荷との接続の後、その中継装置内の電圧が安定したときの電圧値であり得る。その場合、「第２情報」は、図１３Ｂに示す「安定通知」に対応する。同様に、ある態様では、「第１情報」は、図１３Ｂに示す受電装置が送信する「安定通知」に対応する。   The “required voltage of the relay device” in this item is a predetermined voltage value required by the relay device. The “required voltage of the relay device” may be, for example, a voltage value when the voltage in the relay device is stabilized after the connection between the relay rectifier circuit and the relay load in the relay device. In this case, the “second information” corresponds to the “stability notification” illustrated in FIG. 13B. Similarly, in a certain mode, “first information” corresponds to “stability notification” transmitted by the power receiving device illustrated in FIG. 13B.

本開示の技術は、例えば、監視カメラ、ロボットなど、電力供給とともにデータを伝送する必要がある機器に利用可能である。   The technology of the present disclosure is applicable to devices that need to transmit data together with power supply, such as surveillance cameras and robots.

５０ 外部電源（直流電源）
１００ 送電装置
１３０ 送電側インバータ回路
１４０ 送電側送電アンテナ
１４５ 送電側送電回路
１５０ 送電側制御回路
１６０ 送電側パルス出力回路
１８０ 送電側復調器
１９０ 送電側受信器
１９２ 送電側送信器
２００ 中継装置
２０５ 中継側受電回路
２１０ 中継側受電アンテナ
２２０ 中継側整流器
２２５ 中継側検出器
２３０ 中継側インバータ回路
２４０ 中継側送電アンテナ
２４５ 中継側送電回路
２５０ 中継側制御回路
２５５ 中継側スイッチ回路
２６０ 中継側パルス出力回路
２７０ 中継側振幅変調器
２７５ 中継側負荷変調回路
２８０ 中継側復調器
２９０ 中継側受信器
２９２ 中継側送信器
２９５ 中継側負荷
３００ 受電装置
３０５ 受電側受電回路
３１０ 受電側受電アンテナ
３２０ 受電側整流器
３２５ 受電側検出器
３５０ 受電側制御回路
３５５ 受電側スイッチ回路
３７０ 受電側振幅変調器
３７５ 受電側負荷変調回路
３９０ 受電側受信器
３９２ 受電側送信器
３９５ 受電側負荷
４００ 負荷 50 External power supply (DC power supply)
Reference Signs List 100 power transmission device 130 power transmission side inverter circuit 140 power transmission side power transmission antenna 145 power transmission side power transmission circuit 150 power transmission side control circuit 160 power transmission side pulse output circuit 180 power transmission side demodulator 190 power transmission side receiver 192 power transmission side transmitter 200 relay device 205 relay side Power receiving circuit 210 Relay-side power receiving antenna 220 Relay-side rectifier 225 Relay-side detector 230 Relay-side inverter circuit 240 Relay-side power transmitting antenna 245 Relay-side power transmitting circuit 250 Relay-side control circuit 255 Relay-side switch circuit 260 Relay-side pulse output circuit 270 Relay-side Amplitude modulator 275 Relay side load modulation circuit 280 Relay side demodulator 290 Relay side receiver 292 Relay side transmitter 295 Relay side load 300 Power receiving device 305 Power receiving side power receiving circuit 310 Power receiving side power receiving antenna 320 Power receiving side rectifier 325 Power receiving side detector 350 Power receiving side control Road 355 power receiving side switching circuit 370 power-reception-side amplitude modulator 375 receiving-side load modulation circuit 390 power-receiving-side receiver 392 receiving-side transmitter 395 power-receiving-side load 400 load

Claims (10)

送電装置と、受電装置と、前記送電装置と前記受電装置の間に配置された中継装置と、を備えた無線電力伝送システムであって、
前記送電装置は、
外部電源から供給される送電側直流電力を送電側交流電力に変換する送電側インバータ回路と、
前記送電側交流電力を無線で送電する送電側送電アンテナと、を有し、
前記中継装置は、
前記送電側交流電力を受電する中継側受電アンテナと、
前記送電側交流電力を中継側直流電力に変換する中継側整流器と、
前記中継側直流電力を中継側交流電力に変換する中継側インバータ回路と、
中継側負荷と、
前記中継側整流器と前記中継側負荷との間に配置され、前記中継側整流器と前記中継側負荷との接続／非接続を切替える中継側スイッチ回路と、
前記中継側交流電力を無線で送電する中継側送電アンテナと、を有し、
前記受電装置は、
前記中継側交流電力を受電する受電側受電アンテナと、
前記中継側交流電力を受電側直流電力に変換する受電側整流器と、
受電側負荷と、
前記受電側整流器と前記受電側負荷との間に配置され、前記受電側整流器と前記受電側負荷との接続／非接続を切替える受電側スイッチ回路と、を有し、
前記無線電力伝送システムにおいて、
まず、前記中継側スイッチ回路が前記中継側整流器と前記中継側負荷とを非接続とし且つ前記受電側スイッチ回路が前記受電側整流器と前記受電側負荷とを非接続とした状態で、前記送電側送電アンテナから前記中継側受電アンテナに前記送電側交流電力が送電され、前記中継側送電アンテナから前記受電側受電アンテナに前記中継側交流電力が送電され、
次に、前記受電側直流電力の電圧が前記受電装置の要求電圧に到達した後、
前記中継側スイッチ回路が前記中継側整流器と前記中継側負荷とを接続するタイミングＴ１とは異なるタイミングＴ２で前記受電側スイッチ回路が前記受電側整流器と前記受電側負荷とを接続する、
無線電力伝送システム。 A wireless power transmission system including a power transmission device, a power reception device, and a relay device disposed between the power transmission device and the power reception device,
The power transmission device,
A transmission-side inverter circuit that converts transmission-side DC power supplied from an external power supply into transmission-side AC power,
A power transmission side power transmission antenna for wirelessly transmitting the power transmission side AC power,
The relay device,
A relay-side receiving antenna that receives the power-transmitting-side AC power,
A relay-side rectifier that converts the transmission-side AC power into relay-side DC power,
A relay-side inverter circuit that converts the relay-side DC power into relay-side AC power,
Relay side load,
A relay-side switch circuit that is disposed between the relay-side rectifier and the relay-side load and that switches connection / disconnection between the relay-side rectifier and the relay-side load;
A relay-side power transmitting antenna that wirelessly transmits the relay-side AC power,
The power receiving device,
A power receiving side power receiving antenna for receiving the relay side AC power,
A power receiving side rectifier that converts the relay side AC power into power receiving side DC power,
Receiving side load,
A power-receiving-side switch circuit that is disposed between the power-receiving-side rectifier and the power-receiving-side load and that switches connection / disconnection of the power-receiving-side rectifier and the power-receiving-side load;
In the wireless power transmission system,
First, in a state where the relay side switch circuit disconnects the relay side rectifier and the relay side load and the power receiving side switch circuit disconnects the power receiving side rectifier and the power receiving side load, the power transmission side The power transmitting side AC power is transmitted from the power transmitting antenna to the relay side power receiving antenna, and the relay side AC power is transmitted from the relay side power transmitting antenna to the power receiving side power receiving antenna,
Next, after the voltage of the power receiving side DC power reaches the required voltage of the power receiving device,
The power receiving side switch circuit connects the power receiving side rectifier and the power receiving side load at a timing T2 different from the timing T1 at which the relay side switching circuit connects the relay side rectifier and the relay side load,
Wireless power transmission system. 前記中継装置は、更に、前記中継側スイッチ回路を制御する中継側制御回路を有し、
前記受電装置は、更に、前記受電側スイッチ回路を制御する受電側制御回路を有し、
前記送電装置は、更に、前記中継側制御回路と前記受電側制御回路とを制御する送電側制御回路を有し、
前記受電側制御回路は、前記送電側制御回路に前記受電側直流電力の電圧が前記受電装置の要求電圧に到達した旨の完了通知を送信し、
前記送電側制御回路は、
前記受電側制御回路から、前記完了通知を受信した後、
前記中継側制御回路を用いて前記中継側整流器と前記中継側負荷とを接続させるタイミングＴ１とは異なるタイミングＴ２で前記受電側制御回路を用いて前記受電側整流器と前記受電側負荷とを接続させる、
請求項１に記載の無線電力伝送システム。 The relay device further includes a relay-side control circuit that controls the relay-side switch circuit,
The power receiving device further includes a power receiving side control circuit that controls the power receiving side switch circuit,
The power transmission device further includes a power transmission side control circuit that controls the relay side control circuit and the power reception side control circuit,
The power receiving side control circuit transmits a completion notification that the voltage of the power receiving side DC power has reached a required voltage of the power receiving device to the power transmission side control circuit,
The power transmission side control circuit,
After receiving the completion notification from the power receiving control circuit,
The power receiving side rectifier and the power receiving side load are connected using the power receiving side control circuit at a timing T2 different from the timing T1 for connecting the relay side rectifier and the relay side load using the relay side control circuit. ,
The wireless power transmission system according to claim 1. 前記タイミングＴ１は、前記タイミングＴ２より早い、
請求項１または２のいずれか１項に記載の無線電力伝送システム。 The timing T1 is earlier than the timing T2,
The wireless power transmission system according to claim 1. 前記タイミングＴ１は、前記タイミングＴ２より遅い、
請求項１または２のいずれか１項に記載の無線電力伝送システム。 The timing T1 is later than the timing T 2,
The wireless power transmission system according to claim 1. 前記中継装置は、更に、前記中継側スイッチ回路を制御する中継側制御回路を有し、
前記受電装置は、更に、前記受電側スイッチ回路を制御する受電側制御回路を有し、
前記受電側制御回路は、前記中継側制御回路に前記受電側直流電力の電圧が前記受電装置の要求電圧に到達した旨の完了通知を送信し、
前記中継側制御回路は、
前記完了通知を受信した後、
前記中継側整流器と前記中継側負荷とを接続させるタイミングＴ１より遅いタイミングＴ２で前記受電側制御回路を用いて前記受電側整流器と前記受電側負荷とを接続させる、
請求項１に記載の無線電力伝送システム。 The relay device further includes a relay-side control circuit that controls the relay-side switch circuit,
The power receiving device further includes a power receiving side control circuit that controls the power receiving side switch circuit,
The power receiving side control circuit transmits a completion notification that the voltage of the power receiving side DC power has reached a required voltage of the power receiving device to the relay side control circuit,
The relay-side control circuit,
After receiving the completion notification,
Connecting the power receiving side rectifier and the power receiving side load by using the power receiving side control circuit at a timing T2 later than the timing T1 for connecting the relay side rectifier and the relay side load;
The wireless power transmission system according to claim 1. 前記受電装置は、更に、前記受電側直流電力の電圧を検出する受電側検出器と、
前記受電側検出器が検出した前記受電側直流電力の電圧に基づいて前記受電側直流電力の電圧が前記受電装置の前記受電側負荷の要求電圧に到達したか否かを判断する受電側制御回路と、を有する、
請求項１〜５のいずれか１項に記載の無線電力伝送システム。 The power receiving device further includes a power receiving side detector that detects a voltage of the power receiving side DC power,
A power receiving side control circuit that determines whether or not the voltage of the power receiving side DC power has reached a required voltage of the power receiving side load of the power receiving device based on the voltage of the power receiving side DC power detected by the power receiving side detector. And having
The wireless power transmission system according to claim 1. 送電装置と、受電装置と、前記送電装置と前記受電装置の間に配置されたＮ個（Ｎは２以上の整数）の中継装置と、を備えた無線電力伝送システムであって、
前記送電装置は、
外部電源から供給される送電側直流電力を送電側交流電力に変換する送電側インバータ回路と、
前記送電側交流電力を無線で送電する送電側送電アンテナと、を有し、
前記Ｎ個の中の１番目の中継装置は、
前記送電側交流電力を受電する１番目の中継側受電アンテナと、
前記送電側交流電力を１番目の中継側直流電力に変換する１番目の中継側整流器と、
前記１番目の中継側直流電力を１番目の中継側交流電力に変換する１番目の中継側インバータ回路と、
１番目の中継側負荷と、
前記１番目の中継側整流器と前記１番目の中継側負荷との間に配置され、前記１番目の中継側整流器と前記１番目の中継側負荷との接続／非接続を切替える１番目の中継側スイッチ回路と、
前記１番目の中継側交流電力を無線で送電する１番目の中継側送電アンテナと、を有し、
前記Ｎ個の中のｉ番目（ｉ＝２〜Ｎ）の中継装置は、
ｉ−１番目の中継側交流電力を受電するｉ番目の中継側受電アンテナと、
ｉ−１番目の中継側交流電力を第ｉ番目の中継側直流電力に変換するｉ番目の中継側整流器と、
前記ｉ番目の中継側直流電力をｉ番目の中継側交流電力に変換するｉ番目の中継側インバータ回路と、
ｉ番目の中継側負荷と、
前記ｉ番目の中継側整流器と前記第ｉ番目の中継側負荷との間に配置され、前記ｉ番目の中継側整流器と前記第ｉ番目の中継側負荷との接続／非接続を切替えるｉ番目の中継側スイッチ回路と、
前記ｉ番目の中継側交流電力を無線で送電するｉ番目の中継側送電アンテナと、を有し、
前記受電装置は、
Ｎ番目の中継側交流電力を受電する受電側受電アンテナと、
前記Ｎ番目の中継側交流電力を受電側直流電力に変換する受電側整流器と、
受電側負荷と、
前記受電側整流器と前記受電側負荷と間に配置され、前記受電側整流器と前記受電側負荷との接続／非接続を切替える受電側スイッチ回路と、を有し、
前記無線電力伝送システムにおいて、
まず、ｉ番目（ｉ＝１〜Ｎ）の中継側スイッチ回路がｉ番目（ｉ＝１〜Ｎ）の中継側整流器とｉ番目（ｉ＝１〜Ｎ）の中継側負荷とを非接続とし、且つ前記受電側スイッチ回路が前記受電側整流器と前記受電側負荷とを非接続とした状態で、前記送電側送電アンテナから送電された前記送電側交流電力は、ｉ番目（ｉ＝１〜Ｎ）の中継装置を順次経由して、前記Ｎ番目の中継側交流電力として前記受電側受電アンテナに送電され、
次に、前記ｉ番目（ｉ＝１〜Ｎ）の中継側スイッチ回路がタイミングＴｉ（ｉ＝１〜Ｎ）で前記ｉ番目（ｉ＝１〜Ｎ）の中継側整流器と前記ｉ番目（ｉ＝１〜Ｎ）の中継側負荷とを接続し、前記受電側スイッチ回路がタイミングＴｒで前記受電側整流器と前記受電側負荷とを接続し、前記タイミングＴｉ（ｉ＝１〜Ｎ）及び前記タイミングＴｒの少なくとも一部分は異なる、
無線電力伝送システム。 A wireless power transmission system comprising: a power transmission device; a power reception device; and N (N is an integer of 2 or more) relay devices disposed between the power transmission device and the power reception device,
The power transmission device,
A transmission-side inverter circuit that converts transmission-side DC power supplied from an external power supply into transmission-side AC power,
A power transmission side power transmission antenna for wirelessly transmitting the power transmission side AC power,
The first relay device among the N relay devices is:
A first relay-side power receiving antenna for receiving the power transmission-side AC power,
A first relay-side rectifier for converting the transmission-side AC power into a first relay-side DC power,
A first relay-side inverter circuit that converts the first relay-side DC power into a first relay-side AC power;
A first relay load;
Wherein disposed between the first relay side rectifier and the first relay side load, the first relay side for switching connection / disconnection between the first relay side load to the first repeater-side rectifier A switch circuit;
A first relay-side power transmitting antenna that wirelessly transmits the first relay-side AC power,
The i-th (i = 2 to N) relay devices of the N devices are:
an i- th relay-side receiving antenna that receives the ( i-1) -th relay-side AC power,
an i- th relay-side rectifier for converting the ( i-1) -th relay-side AC power into an i-th relay-side DC power,
An i-th relay-side inverter circuit that converts the i-th relay-side DC power into an i-th relay-side AC power,
an i-th relay load,
An i-th relay-side rectifier disposed between the i-th relay-side rectifier and the i-th relay-side load, for switching connection / disconnection between the i-th relay-side rectifier and the i-th relay-side load; A relay-side switch circuit,
An i-th relay-side power transmitting antenna that wirelessly transmits the i-th relay-side AC power,
The power receiving device,
A power receiving side power receiving antenna for receiving the Nth relay side AC power,
A receiving-side rectifier that converts the N- th relay-side AC power into receiving-side DC power;
Receiving side load,
A power receiving side switch circuit that is disposed between the power receiving side rectifier and the power receiving side load and that switches connection / disconnection of the power receiving side rectifier and the power receiving side load;
In the wireless power transmission system,
First, the i-th (i = 1 to N) of the non-connecting the relay-side load of the relay side switching circuit i-th (i = 1 to N) of the repeater-side rectifier and i-th (i = 1 to N), And in the state where the power receiving side switch circuit disconnects the power receiving side rectifier and the power receiving side load, the power transmitting side AC power transmitted from the power transmitting side power transmitting antenna is i- th (i = 1 to N). Are sequentially transmitted to the power-receiving-side receiving antenna as the N-th relay-side AC power,
Next, at the timing Ti (i = 1 to N), the i-th (i = 1 to N) relay-side switch circuit and the i-th (i = 1 to N) relay-side rectifier are connected to the i-th (i = 1 to N). 1 to N), the power receiving side switch circuit connects the power receiving side rectifier and the power receiving side load at timing Tr, and the timing Ti (i = 1 to N) and the timing Tr At least part of is different,
Wireless power transmission system. 前記ｉ番目（ｉ＝１〜Ｎ）の中継装置は、更に、前記ｉ番目（ｉ＝１〜Ｎ）の中継側スイッチ回路を制御するｉ番目（ｉ＝１〜Ｎ）の中継側制御回路を有し、
前記受電装置は、更に、前記受電側スイッチ回路を制御する受電側制御回路を有し、
前記送電装置は、更に、前記ｉ番目（ｉ＝１〜Ｎ）の中継側制御回路及び前記受電側制御回路を制御する送電側制御回路を有し、
前記受電側制御回路は、前記送電側制御回路に前記受電側直流電力の電圧が前記受電装置の要求電圧に到達した旨の完了通知を送信し、
前記送電側制御回路は、
前記受電側制御回路から、前記完了通知を受信した後、
前記ｉ番目（ｉ＝１〜Ｎ）の中継側スイッチ回路をタイミングＴｉ（ｉ＝１〜Ｎ）でＯＮにして前記ｉ番目（ｉ＝１〜Ｎ）の中継側整流器と前記ｉ番目（ｉ＝１〜Ｎ）の中継側負荷とを接続させ、及び、前記受電側スイッチ回路をタイミングＴｒでＯＮにして前記受電側整流器と前記受電側負荷とを接続させ、前記タイミングＴｉ（ｉ＝１〜Ｎ）及び前記タイミングＴｒの少なくとも一部分を異ならせる、
請求項７に記載の無線電力伝送システム。 The i-th (i = 1 to N) relay device further includes an i-th (i = 1 to N) relay-side control circuit for controlling the i-th (i = 1 to N) relay-side switch circuit. Have
The power receiving device further includes a power receiving side control circuit that controls the power receiving side switch circuit,
The power transmission device further includes a power transmission side control circuit that controls the i-th (i = 1 to N) relay side control circuit and the power reception side control circuit,
The power receiving side control circuit transmits a completion notification that the voltage of the power receiving side DC power has reached a required voltage of the power receiving device to the power transmission side control circuit,
The power transmission side control circuit,
After receiving the completion notification from the power receiving control circuit,
The i-th the i-th ON the relay side switching circuit at the timing Ti (i = 1 to N) of the (i = 1 to N) (i = 1 to N) the i-th relay side rectifier (i = 1 to N) is the connection between the relay-side load, and, wherein the power receiving side switching circuit in the oN at the timing Tr is connected with said receiving-side load and the power receiving side rectifier, said timing Ti (i = 1 To N) and at least a part of the timing Tr is made different;
A wireless power transmission system according to claim 7. タイミングＴｉ（ｉ＝２〜Ｎ）は、タイミングＴｉ−１より早く、
前記タイミングＴｒは、タイミングＴＮより早い、
請求項７または８のいずれか１項に記載の無線電力伝送システム。 Timing Ti (i = 2~N) is earlier than the timing Ti-1,
The timing Tr is, faster than the timing TN,
The wireless power transmission system according to claim 7. 前記ｉ番目（ｉ＝１〜Ｎ）の中継装置は、更に、前記ｉ番目（ｉ＝１〜Ｎ）の中継側スイッチ回路を制御するｉ番目（ｉ＝１〜Ｎ）の中継側制御回路を有し、
前記受電装置は、更に、前記受電側スイッチ回路を制御する受電側制御回路を有し、
前記受電側制御回路は、Ｎ番目の中継側制御回路に前記受電側直流電力の電圧が前記受電装置の要求電圧に到達した旨の第１情報を送信し、
ｉ番目（ｉ＝２〜Ｎ）の中継側制御回路は、ｉ−１番目（ｉ＝２〜Ｎ）の中継側制御回路に前記ｉ番目（ｉ＝２〜Ｎ）の中継側直流電力の電圧が前記ｉ番目（ｉ＝２〜Ｎ）の中継装置の要求電圧に到達した旨の第２情報を順次送信し、
Ｎ番目の中継側制御回路は、前記第１情報を受信した後、前記タイミングＴｒより遅いタイミングＴＮでＮ番目の中継側整流器とＮ番目の中継側負荷とを接続させ、
ｉ番目（ｉ＝１〜Ｎ−１）の中継側制御回路は、ｉ＋１番目（ｉ＝１〜Ｎ−１）の前記第２情報を受信した後、タイミングＴｉ＋１より遅いタイミングＴｉでｉ番目（ｉ＝１〜Ｎ−１）の中継側整流器とｉ番目（ｉ＝１〜Ｎ−１）の中継側負荷とを順次接続させる、
請求項７に記載の無線電力伝送システム。 The i-th (i = 1 to N) relay device further includes an i-th (i = 1 to N) relay-side control circuit for controlling the i-th (i = 1 to N) relay-side switch circuit. Have
The power receiving device further includes a power receiving side control circuit that controls the power receiving side switch circuit,
The power receiving side control circuit transmits, to an Nth relay side control circuit, first information indicating that the voltage of the power receiving side DC power has reached a required voltage of the power receiving device,
i-th (i = 2 to N) relay side control circuit of, i -1-th the i-th relay side control circuit (i = 2~N) (i = 2~N) of the relay side DC power voltage Sequentially transmits second information indicating that the required voltage of the i-th (i = 2 to N) relay device has been reached,
N-th relay side control circuit, after receiving the first information, N-th relay side rectifier and N-th to connect the relay side load slower timing TN said timing Tr,
i-th (i = 1~N-1) relay side control circuit of, i + 1-th (i = 1~N-1) after receiving the second information, the i-th in timing Ti + 1 slower timing Ti (I = 1 to N-1) relay-side rectifier and i- th (i = 1 to N-1) relay-side load are sequentially connected;
A wireless power transmission system according to claim 7.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001077733A (en) * 1999-09-03 2001-03-23 Japan Science & Technology Corp Transmitter and receiver for ac power and information signal
JP5244578B2 (en) * 2008-12-24 2013-07-24 株式会社日立製作所 Non-contact power transmission system
US8427101B2 (en) * 2009-11-18 2013-04-23 Nokia Corporation Wireless energy repeater
US8674549B2 (en) * 2010-01-13 2014-03-18 Mitsubishi Electric Research Laboratories, Inc. System and method for energy transfer
US8970070B2 (en) * 2010-07-02 2015-03-03 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Wireless power transmission system
JP2013169100A (en) * 2012-02-16 2013-08-29 Nakayo Telecommun Inc Multi-hop information transmission unit corresponding to wireless power supply
JP6095661B2 (en) * 2012-07-12 2017-03-15 富士機械製造株式会社 Non-contact power feeding device
JP6469940B2 (en) * 2012-09-28 2019-02-13 株式会社Ｓｏｋｅｎ Wireless power supply device
JP6008808B2 (en) * 2013-08-22 2016-10-19 三菱電機株式会社 Power relay apparatus and wireless power transmission system
JP6196861B2 (en) * 2013-09-20 2017-09-13 日立マクセル株式会社 Mobile battery
CN106451815B (en) * 2015-08-06 2021-06-11 松下知识产权经营株式会社 Power transmission device and wireless power transmission system

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