JP6803886B2 - 無線給電装置 - Google Patents
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Description
(第1実施形態)
図1に示すように、第1実施形態による無線給電装置10は、送電ユニット11および受電ユニット12を備えている。送電ユニット11は、外部の電源13に接続している。受電ユニット12は、この送電ユニット11と対向して設けられ、電力を消費する負荷14に接続している。送電ユニット11と受電ユニット12との間は、数MHzから数十MHzの高周波による磁界共鳴によって無線すなわち非接触で電力が供給される。本実施形態の場合、無線給電装置10は、図2に示すように固定側の設備から移動体へ電力を供給するために用いられる。図2および図3は、工場などにおいて用いられるAGV(Auto Guided Viecle)システム20に無線給電装置10を適用した例を示している。図2および図3に示す場合、送電ユニット11は、固定側の充電エリア21に設けられている。一方、受電ユニット12は、充電エリア21に対して相対的に移動する運搬車両22に設けられている。AGVシステム20の場合、工場の各部署で必要となる部品や組み付けられた製品は、運搬車両22によって予め設定された搬送経路に沿って運搬される。搬送経路は、マーカ用のテープ23で形成され、工場などの設備の床面に設けられている。AGVシステム20は、この搬送経路であるテープ23に沿って移動する運搬車両22を複数備えている。複数の運搬車両22は、テープ23に沿って移動する際に、搬送経路の途中に設けられている充電エリア21を通過する。これにより、運搬車両22は、充電エリア21を通過する際に、充電エリア21から無線給電装置10によって磁界共鳴を利用した非接触で電力の供給を受ける。なお、無線給電装置10を適用する機器は、AGVシステム20に限らない。無線給電装置10は、自動車や電気車を備える車両システムのように、例えば複数の自動車や電気車の移動体に対して、特定の位置に設けられた充電エリアから充電を行なう構成に適用することができる。複数の運搬車両22は、それぞれ受電ユニット12を搭載している。
第2実施形態による無線給電装置を図8に示す。
第2実施形態では、図8に示すように信号生成部70の構成が第1実施形態と異なっている。具体的には、第2実施形態の場合、信号生成部70は、分圧抵抗71および分圧抵抗72を有している。分圧抵抗71および分圧抵抗72は、特許請求の範囲の抵抗素子に相当する。受電コイル43と並列に分圧抵抗71および分圧抵抗72を挿入することにより、遅延回路部73には受電コイル43の両端に加わる電圧が入力される。これにより、信号生成部70は、分圧抵抗71および分圧抵抗72で取得された受電コイル43に加わる電圧の変化に基づいて、遅延回路部73において駆動信号に対して位相をずらした受電側駆動信号を生成する。すなわち、受電コイル43に加わる電圧の変化は、送電コイル33から発振された高周波の位相に関係する。そのため、遅延回路部73は、この高周波の位相に関係する電圧の変化、つまり電圧の位相から、その位相をずらすことにより受電側駆動信号を生成する。信号生成部70で生成した受電側駆動信号は、第1実施形態と同様に受電側共振型アンプ回路41のスイッチング素子44のゲートに入力される。
Claims (3)
- 電源に接続し設備に固定されている送電ユニットと、
負荷に接続し前記送電ユニットに対して相対的に移動可能な2つ以上の受電ユニットと、を備え、前記送電ユニットから発振される高周波の位相と前記受電ユニットで共鳴する高周波の位相のずれによって、供給される電力の伝達効率が変動する共鳴によって非接触で電力を供給する無線給電装置であって、
前記送電ユニットに設けられ、高周波を発信するための駆動信号を生成する高周波生成手段と、
前記送電ユニットに設けられ、送電コイルを有し、前記高周波生成手段で生成した高周波を前記送電コイルから発振する送電側共振型アンプ回路と、
前記受電ユニットにそれぞれ設けられ、前記送電コイルに対向する受電コイルを有し、前記送電コイルから発振された高周波を前記受電コイルで受け取って共振する受電側共振型アンプ回路と、
前記受電ユニットにそれぞれ設けられ、前記送電コイルから発振される高周波の位相を検出するとともに、前記受電側共振型アンプ回路において整流を行なうスイッチング素子に、前記高周波生成手段で生成した前記駆動信号に対して位相を合わせた受電側駆動信号を供給する信号生成手段と、
前記受電ユニットにそれぞれ設けられている制御手段と、を備え、
前記制御手段は、
前記信号生成手段で検出した高周波の位相を用いて、前記信号生成手段で生成する前記受電側駆動信号の位相を制御することにより前記伝達効率を変更して、前記送電ユニットと自身との間における電力の供給を断続し、
2つ以上の前記受電ユニットのうち自身以外の他受電ユニットと前記送電ユニットとの間において非接触の電力の供給が行なわれていないとき、前記送電コイルから発振される高周波と、前記信号生成手段で生成した前記受電側駆動信号との位相差を予め設定した設定範囲に合わせることにより自身の前記伝達効率を最適化して前記送電ユニットから電力の供給を受けるとともに、
前記他受電ユニットと前記送電ユニットとの間において非接触の電力の供給が行なわれているとき、前記送電コイルから発振される高周波と、前記信号生成手段で生成した前記受電側駆動信号との位相差を前記設定範囲からずらすことにより自身の前記伝達効率の最適化せずに前記送電ユニットからの電力の供給を受けることなく待機し、
前記制御手段は、前記送電ユニットから非接触で電力を受け取る2つ以上の前記受電ユニットについて予め設定した条件に基づいて電力を供給する順に優先順位を設定する無線給電装置。 - 前記信号生成手段は、
前記受電ユニットのそれぞれにおいて前記送電コイルに対向して設けられ、前記送電ユニットから発振される高周波を検知するサーチコイルと、
前記サーチコイルで検知した前記送電コイルから発振される高周波の位相に基づいて、前記伝達効率を変更するために前記信号生成手段で生成する前記受電側駆動信号の位相を調整する遅延回路部と、
を有する請求項1記載の無線給電装置。 - 前記信号生成手段は、
前記受電コイルの両端に加わる電圧を分圧する抵抗素子と、
前記抵抗素子で分圧した前記受電コイルの両端に加わる電圧の位相に基づいて、前記伝達効率を変更するために前記信号生成手段で生成する前記受電側駆動信号の位相を調整する遅延回路部と、
を有する請求項1記載の無線給電装置。
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