JP6855878B2 - 受電器、電力伝送システム、及び、受電器の制御方法 - Google Patents
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Description
本発明の受電器、及び、電力伝送システムを適用した実施の形態について説明する前に、図1を用いて、実施の形態の受電器、及び、電力伝送システムの前提技術について説明する。
受電器100は、二次側コイル120の巻数を変更することによって出力電圧を変更し、DCDCコンバータ210の入力電圧が変動しても所定の範囲内に収まるように制御を行う。
それぞれ、図2に示すDCDCコンバータ210と同様である。また、バッテリ220A及び220Bは、それぞれ、図2に示すバッテリ220と同様である。
以上の実施の形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
(付記1)
一次側共振コイルとの間で生じる磁界共鳴又は電界共鳴によって前記一次側共振コイルから電力を受電する二次側共振コイルと、
前記二次側共振コイルから電磁誘導で電力を受電する二次側コイルであって、巻数又は巻線のピッチを変更可能な二次側コイルと、
前記二次側コイルの出力側に接続され、交流電力を全波整流する整流回路と、
前記整流回路の出力側に接続される平滑回路と、
前記平滑回路の出力側に接続され、負荷回路に電力を供給するDCDCコンバータが接続される出力端子と、
前記一次側共振コイルから受電する受電電力に応じて、前記DCDCコンバータの入力電圧が上限値を超えないように、前記二次側コイルの巻数又は巻線のピッチを変更する制御部と
を含む、受電器。
(付記2)
複数種類の前記巻数又は複数種類の前記巻線のピッチの各々について、前記DCDCコンバータの入力端子から前記負荷回路側を見た負荷抵抗と、前記受電電力とを関連付けたデータベースを格納する格納部をさらに含み、
前記制御部は、所望の受電電力に前記データベースの中で対応する受電電力に関連付けられた、前記複数種類の巻数又は前記複数種類の巻線のピッチについての前記負荷抵抗のうち、当該負荷抵抗による前記DCDCコンバータの入力電圧が上限値以下に収まる負荷抵抗を実現する巻数又は巻線のピッチに、前記二次側コイルの巻数又は巻線のピッチを変更する、付記1記載の受電器。
(付記3)
前記受電電力を検出する電力検出部と、
複数種類の前記巻数又は複数種類の前記巻線のピッチの各々について、前記DCDCコンバータの入力端子から前記負荷回路側を見た負荷抵抗と、前記受電電力とを関連付けたデータベースを格納する格納部をさらに含み、
前記制御部は、前記電力検出部によって検出される受電電力に前記データベースの中で対応する受電電力に関連付けられた、前記複数種類の巻数又は前記複数種類の巻線のピッチについての前記負荷抵抗のうち、当該負荷抵抗による前記DCDCコンバータの入力電圧が上限値以下に収まる負荷抵抗を実現する巻数又は巻線のピッチに、前記二次側コイルの巻数又は巻線のピッチを変更する、付記1記載の受電器。
(付記4)
前記DCDCコンバータは、降圧型のDCDCコンバータであり、
前記制御部は、前記DCDCコンバータの入力電圧が前記上限値以下に収まる負荷抵抗を実現する巻数又は巻線のピッチが複数ある場合には、当該複数の巻数又は巻線のピッチのうち、当該複数の巻数又は巻線のピッチでの前記受電電力の前記負荷抵抗に対する特性において前記受電電力の最大値を与える負荷抵抗よりも高い負荷抵抗を与える巻数又は巻線のピッチを選択する、付記2又は3記載の受電器。
(付記5)
一次側共振コイルを有する送電器と、前記送電器から磁界共鳴又は電界共鳴によって電力を同時に受電する複数の受電器とを含む、電力伝送システムであって、
前記複数の受電器は、それぞれ、
一次側共振コイルとの間で生じる磁界共鳴又は電界共鳴によって前記一次側共振コイルから電力を受電する二次側共振コイルと、
前記二次側共振コイルから電磁誘導で電力を受電する二次側コイルであって、巻数又は巻線のピッチを変更可能な二次側コイルと、
前記二次側コイルの出力側に接続され、交流電力を全波整流する整流回路と、
前記整流回路の出力側に接続される平滑回路と、
前記平滑回路の出力側に接続され、負荷回路に電力を供給するDCDCコンバータが接続される出力端子と、
前記一次側共振コイルから受電する受電電力に応じて、前記DCDCコンバータの入力電圧が上限値以下に収まるように、前記二次側コイルの巻数又は巻線のピッチを変更する受電制御部と、
前記送電器に前記巻数又は前記巻線のピッチを表す情報を送信する受電側通信部と
を有する、電力伝送システム。
(付記6)
前記複数の受電器は、それぞれ、前記送電器に前記巻数又は前記巻線のピッチを表す情報を送信する受電側通信部をさらに有し、
前記送電器は、
前記一次側共振コイルから送電する送電電力を制御する送電制御部と、
前記受電側通信部から前記巻数又は前記巻線のピッチを表す情報を受信する送電側通信部と
をさらに有し、
前記送電制御部は、前記複数の受電器の前記受電側通信部から受信する前記巻数又は前記巻線のピッチを表す情報が前記巻数又は前記巻線のピッチの最適値からの変更を表す場合には、前記送電電力を低下させて、前記巻数又は前記巻線のピッチを最適な巻線に近づける方向に戻せる受電器が現れると、当該受電器の巻線の前記巻数又は前記巻線のピッチを前記最適な巻線に近づける方向に変更し、
前記DCDCコンバータの入力電圧が前記複数の受電器のうちのいずれかの受電器の最適値になると、当該受電器の二次側コイルの巻数又は巻線のピッチを固定する、付記5記載の電力伝送システム。
(付記7)
一次側共振コイルとの間で生じる磁界共鳴又は電界共鳴によって前記一次側共振コイルから電力を受電する二次側共振コイルと、
前記二次側共振コイルから電磁誘導で電力を受電する二次側コイルであって、巻数又は巻線のピッチを変更可能な二次側コイルと、
前記二次側コイルの出力側に接続され、交流電力を全波整流する整流回路と、
前記整流回路の出力側に接続される平滑回路と、
前記平滑回路の出力側に接続され、負荷回路に電力を供給するDCDCコンバータが接続される出力端子と
を含む受電器の制御方法であって、
前記一次側共振コイルから受電する受電電力に応じて、前記DCDCコンバータの入力電圧が上限値を超えないように、前記二次側コイルの巻数又は巻線のピッチを変更する、受電器の制御方法。
10 送電器
11 一次側コイル
12 一次側共振コイル
13 整合回路
14 キャパシタ
20 受電器
21 二次側共振コイル
22 二次側コイル
30 負荷装置
50 電力伝送システム
80 送電装置
100 受電器
110 二次側共振コイル
120 二次側コイル
121A、121B 端子
122 中心
123A〜123D 端子
124 スイッチ
124A〜124E スイッチ部
125A、125B 端子
120X 二次側コイル
123XA1〜123XD1 端子
123XA2〜123XD2 端子
130 整流回路
140 平滑キャパシタ
150 制御部
160A、160B 出力端子
160V 電圧検出部
300 送電器
310 制御部
Claims (6)
- 一次側共振コイルとの間で生じる磁界共鳴又は電界共鳴によって前記一次側共振コイルから電力を受電する二次側共振コイルと、
前記二次側共振コイルから電磁誘導で電力を受電する二次側コイルであって、巻数又は巻線のピッチを変更可能な二次側コイルと、
前記二次側コイルの出力側に接続される整流回路と、
前記整流回路の出力側に接続される平滑回路と、
前記平滑回路の出力側に接続され、DCDCコンバータが接続される出力端子と、
前記一次側共振コイルから受電する受電電力に応じて、前記DCDCコンバータの入力電圧が上限値を超えないように、前記二次側コイルの巻数又は巻線のピッチを制御する制御部と、
複数種類の前記巻数又は複数種類の前記巻線のピッチの各々について、前記DCDCコンバータの入力端子から出力端子側を見た負荷抵抗と、前記受電電力とを関連付けたデータベースを格納する格納部と
を含み、
前記制御部は、所定の受電電力に前記データベースの中で対応する受電電力に関連付けられた、前記複数種類の巻数又は前記複数種類の巻線のピッチについての前記負荷抵抗のうち、当該負荷抵抗による前記DCDCコンバータの入力電圧が前記上限値以下となる負荷抵抗を実現する巻数又は巻線のピッチに、前記二次側コイルの巻数又は巻線のピッチを制御する、受電器。 - 一次側共振コイルとの間で生じる磁界共鳴又は電界共鳴によって前記一次側共振コイルから電力を受電する二次側共振コイルと、
前記二次側共振コイルから電磁誘導で電力を受電する二次側コイルであって、巻数又は巻線のピッチを変更可能な二次側コイルと、
前記二次側コイルの出力側に接続される整流回路と、
前記整流回路の出力側に接続される平滑回路と、
前記平滑回路の出力側に接続され、DCDCコンバータが接続される出力端子と、
前記一次側共振コイルから受電する受電電力に応じて、前記DCDCコンバータの入力電圧が上限値を超えないように、前記二次側コイルの巻数又は巻線のピッチを制御する制御部と、
前記受電電力を検出する電力検出部と、
複数種類の前記巻数又は複数種類の前記巻線のピッチの各々について、前記DCDCコンバータの入力端子から出力端子側を見た負荷抵抗と、前記受電電力とを関連付けたデータベースを格納する格納部と
を含み、
前記制御部は、前記電力検出部によって検出される受電電力に前記データベースの中で対応する受電電力に関連付けられた、前記複数種類の巻数又は前記複数種類の巻線のピッチについての前記負荷抵抗のうち、当該負荷抵抗による前記DCDCコンバータの入力電圧が前記上限値以下となる負荷抵抗を実現する巻数又は巻線のピッチに、前記二次側コイルの巻数又は巻線のピッチを制御する、受電器。 - 前記DCDCコンバータは、降圧型のDCDCコンバータであり、
前記制御部は、前記DCDCコンバータの入力電圧が前記上限値以下となる負荷抵抗を実現する巻数又は巻線のピッチが複数ある場合には、当該複数の巻数又は巻線のピッチのうち、当該複数の巻数又は巻線のピッチでの前記受電電力の前記負荷抵抗に対する特性において前記受電電力の最大値を与える負荷抵抗よりも高い負荷抵抗を与える巻数又は巻線のピッチを選択する、請求項1又は2記載の受電器。 - 一次側共振コイルを有する送電器と、前記送電器から磁界共鳴又は電界共鳴によって電力を同時に受電する複数の受電器とを含む、電力伝送システムであって、
前記複数の受電器は、それぞれ、
一次側共振コイルとの間で生じる磁界共鳴又は電界共鳴によって前記一次側共振コイルから電力を受電する二次側共振コイルと、
前記二次側共振コイルから電磁誘導で電力を受電する二次側コイルであって、巻数又は巻線のピッチを変更可能な二次側コイルと、
前記二次側コイルの出力側に接続される整流回路と、
前記整流回路の出力側に接続される平滑回路と、
前記平滑回路の出力側に接続され、DCDCコンバータが接続される出力端子と、
前記一次側共振コイルから受電する受電電力に応じて、前記DCDCコンバータの入力電圧が上限値以下となるように、前記二次側コイルの巻数又は巻線のピッチを制御する受電制御部と、
前記送電器に前記巻数又は前記巻線のピッチを表す情報を送信する受電側通信部と、
前記複数の受電器は、それぞれ、前記送電器に前記巻数又は前記巻線のピッチを表す情報を送信する受電側通信部と
を有し、
前記送電器は、
前記一次側共振コイルから送電する送電電力を制御する送電制御部と、
前記受電側通信部から前記巻数又は前記巻線のピッチを表す情報を受信する送電側通信部と
をさらに有し、
前記送電制御部は、前記複数の受電器の前記受電側通信部から受信する前記巻数又は前記巻線のピッチを表す情報が前記巻数又は前記巻線のピッチの最適値からの変更を表す場合には、前記送電電力を低下させて、前記巻数又は前記巻線のピッチを最適な巻線に近づける方向に戻せる受電器が現れると、当該受電器の巻線の前記巻数又は前記巻線のピッチを前記最適な巻線に近づける方向に制御し、
前記DCDCコンバータの入力電圧が前記複数の受電器のうちのいずれかの受電器の最適値になると、当該受電器の二次側コイルの巻数又は巻線のピッチを固定する、電力伝送システム。 - 一次側共振コイルとの間で生じる磁界共鳴又は電界共鳴によって前記一次側共振コイルから電力を受電する二次側共振コイルと、
前記二次側共振コイルから電磁誘導で電力を受電する二次側コイルであって、巻数又は巻線のピッチを変更可能な二次側コイルと、
前記二次側コイルの出力側に接続される整流回路と、
前記整流回路の出力側に接続される平滑回路と、
前記平滑回路の出力側に接続され、DCDCコンバータが接続される出力端子と、
複数種類の前記巻数又は複数種類の前記巻線のピッチの各々について、前記DCDCコンバータの入力端子から出力端子側を見た負荷抵抗と、前記一次側共振コイルから受電する受電電力とを関連付けたデータベースを格納する格納部と
を含む受電器の制御方法であって、
前記一次側共振コイルから受電する受電電力に応じて、前記DCDCコンバータの入力電圧が上限値を超えないように、前記二次側コイルの巻数又は巻線のピッチを制御し、
所定の受電電力に前記データベースの中で対応する受電電力に関連付けられた、前記複数種類の巻数又は前記複数種類の巻線のピッチについての前記負荷抵抗のうち、当該負荷抵抗による前記DCDCコンバータの入力電圧が前記上限値以下となる負荷抵抗を実現する巻数又は巻線のピッチに、前記二次側コイルの巻数又は巻線のピッチを制御する、受電器の制御方法。 - 一次側共振コイルとの間で生じる磁界共鳴又は電界共鳴によって前記一次側共振コイルから電力を受電する二次側共振コイルと、
前記二次側共振コイルから電磁誘導で電力を受電する二次側コイルであって、巻数又は巻線のピッチを変更可能な二次側コイルと、
前記二次側コイルの出力側に接続される整流回路と、
前記整流回路の出力側に接続される平滑回路と、
前記平滑回路の出力側に接続され、DCDCコンバータが接続される出力端子と
前記一次側共振コイルから受電する受電電力を検出する電力検出部と、
複数種類の前記巻数又は複数種類の前記巻線のピッチの各々について、前記DCDCコンバータの入力端子から出力端子側を見た負荷抵抗と、前記受電電力とを関連付けたデータベースを格納する格納部と
を含む受電器の制御方法であって、
前記一次側共振コイルから受電する受電電力に応じて、前記DCDCコンバータの入力電圧が上限値を超えないように、前記二次側コイルの巻数又は巻線のピッチを制御し、
前記電力検出部によって検出される受電電力に前記データベースの中で対応する受電電力に関連付けられた、前記複数種類の巻数又は前記複数種類の巻線のピッチについての前記負荷抵抗のうち、当該負荷抵抗による前記DCDCコンバータの入力電圧が前記上限値以下となる負荷抵抗を実現する巻数又は巻線のピッチに、前記二次側コイルの巻数又は巻線のピッチを制御する、受電器の制御方法。
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