JP6894819B2 - Contactless power supply and electrical circuit module - Google Patents
Contactless power supply and electrical circuit module Download PDFInfo
- Publication number
- JP6894819B2 JP6894819B2 JP2017194983A JP2017194983A JP6894819B2 JP 6894819 B2 JP6894819 B2 JP 6894819B2 JP 2017194983 A JP2017194983 A JP 2017194983A JP 2017194983 A JP2017194983 A JP 2017194983A JP 6894819 B2 JP6894819 B2 JP 6894819B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- power
- power receiving
- power transmission
- coil
- loop
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Description
本発明は、非接触給電装置および電気回路モジュールに関し、特に、非接触給電のための構造に関する。 The present invention relates to a contactless power supply device and an electric circuit module, and more particularly to a structure for contactless power supply.
モータジェネレータの駆動力によって走行する電気自動車や、モータジェネレータおよびエンジンの駆動力によって走行するハイブリッド自動車が広く用いられている。このような電動車両には、モータジェネレータとの間で電力を授受する電力制御回路が設けられている。モータジェネレータにトルクを発生させて電動車両を力行させるときは、電力制御回路はモータジェネレータに電力を供給する。モータジェネレータが電動車両に対して回生制動をするときは、電力制御回路はモータジェネレータが発電した回生電力を回収する。 Electric vehicles that run by the driving force of a motor generator and hybrid vehicles that run by the driving force of a motor generator and engine are widely used. Such an electric vehicle is provided with a power control circuit for transmitting and receiving electric power to and from the motor generator. When the motor generator generates torque to power the electric vehicle, the power control circuit supplies power to the motor generator. When the motor generator regeneratively brakes the electric vehicle, the power control circuit recovers the regenerative power generated by the motor generator.
一般に、電力制御回路は複数のスイッチング素子を有している。電動車両が備える制御ユニットは、走行状態に応じて各スイッチング素子のオンオフ制御を行うことで電力制御回路を制御し、モータジェネレータにトルクを発生させ、あるいは、モータジェネレータに回生制動をさせる。 Generally, a power control circuit has a plurality of switching elements. The control unit provided in the electric vehicle controls the electric power control circuit by controlling the on / off of each switching element according to the traveling state, generates torque in the motor generator, or causes the motor generator to perform regenerative braking.
以下の特許文献１には、電動車両に搭載されるパワーカードが記載されている。パワーカードには電力制御回路を構成するスイッチング素子が封入され、パワーカードは冷却部材に取り付けられている。パワーカードからは、周辺の装置に接続される複数の端子が引き出されている。 The following Patent Document 1 describes a power card mounted on an electric vehicle. A switching element constituting a power control circuit is enclosed in the power card, and the power card is attached to a cooling member. A plurality of terminals connected to peripheral devices are pulled out from the power card.
一般に、車両搭載用の電力制御回路には多数のスイッチング素子が用いられる。スイッチング素子に接続される配線には、電力供給用のものだけでなく、スイッチング素子を制御するためのものがある。そのため、電力制御回路に至る配線の構造は複雑である。 Generally, a large number of switching elements are used in a power control circuit mounted on a vehicle. The wiring connected to the switching element includes not only the wiring for power supply but also the wiring for controlling the switching element. Therefore, the structure of the wiring leading to the power control circuit is complicated.
本発明は、電気回路の配線構造を単純化することを目的とする。 An object of the present invention is to simplify the wiring structure of an electric circuit.
本発明は、ループ形状を描く区間を有する送電コイルと、前記送電コイルが設けられた送電基板と、前記送電基板に設けられた磁性体部材と、前記送電コイルに電力を供給する電力供給回路と、前記送電基板に設けられ、前記送電コイルに並設された結合導体と、受電コイルに接続された受電回路との間で前記結合導体を介して非接触通信をする制御ユニットと、を備え、前記送電コイルは、前記送電基板の板面に沿ってそれぞれがループ形状を描く２つのループ区間を有し、２つの前記ループ区間を形成する導線が周回する方向は逆方向であり、２つの前記ループ区間に対応する２つの前記受電コイルに鎖交する磁束が、前記電力供給回路から供給された電力によって各前記ループ区間から発生し、前記磁性体部材は、各前記ループ区間から発生した磁束を各前記受電コイルに導き、各前記受電コイルに接続された前記受電回路は、各前記受電コイルに対応して設けられたスイッチング素子と、各前記受電コイルから電力が供給され、前記スイッチング素子を制御する駆動回路と、を備え、２つの前記ループ区間に対応する２つの前記スイッチング素子がスイッチングアームを構成し、前記電力供給回路は、２つの前記ループ区間および２つの前記受電コイルによる非接触給電によって、２つの前記駆動回路にそれぞれ電力を供給し、前記制御ユニットは、前記非接触通信によって各前記駆動回路を制御し、各前記スイッチング素子を制御することを特徴とする。 The present invention includes a power transmission coil having a section forming a loop shape, a power transmission board provided with the power transmission coil, a magnetic material member provided on the power transmission board, and a power supply circuit for supplying power to the power transmission coil. A control unit provided on the power transmission board and arranged side by side with the power transmission coil and a control unit for non-contact communication between the power receiving circuit connected to the power receiving coil via the coupling conductor . The power transmission coil has two loop sections, each of which draws a loop shape along the plate surface of the power transmission board, and the directions in which the conductors forming the two loop sections go around are opposite to each other. The magnetic flux interlinking with the two power receiving coils corresponding to the loop section is generated from each of the loop sections by the power supplied from the power supply circuit, and the magnetic material member generates the magnetic flux generated from each of the loop sections. The power receiving circuit guided to each of the power receiving coils and connected to each of the power receiving coils controls the switching element by supplying power from the switching element provided corresponding to each of the power receiving coils and each of the power receiving coils. The two switching elements corresponding to the two loop sections form a switching arm, and the power supply circuit is provided by non-contact power feeding by the two loop sections and the two power receiving coils. Power is supplied to each of the two drive circuits, and the control unit controls each drive circuit by the non-contact communication to control each of the switching elements .
望ましくは、前記送電コイルは、それぞれがループ形状を描く複数のループ区間を有し、複数の前記ループ区間が連なって配置されており、隣接する２つの前記ループ区間を形成する導線が周回する方向は逆方向であり、複数の前記ループ区間に対応する複数の前記受電コイルに鎖交する磁束が、各前記ループ区間から発生し、前記磁性体部材は、各前記ループ区間から発生した磁束を各前記受電コイルに導く。 Desirably, each of the power transmission coils has a plurality of loop sections that form a loop shape, the plurality of the loop sections are arranged in a row, and a direction in which the conductors forming the two adjacent loop sections circulate. Is in the opposite direction, magnetic flux interlinking with the plurality of power receiving coils corresponding to the plurality of loop sections is generated from each of the loop sections, and the magnetic member members generate magnetic flux generated from each of the loop sections. It leads to the power receiving coil.
望ましくは、前記送電コイルは、前記送電基板において多層に亘って設けられている。また、望ましくは、前記磁性体部材は、前記送電基板に設けられた磁性体の層である。 Desirably, the power transmission coil is provided in multiple layers on the power transmission board. Further, preferably, the magnetic material member is a layer of a magnetic material provided on the power transmission board.
望ましくは、前記磁性体部材は、前記送電基板の板面であって、各前記受電コイル側とは反対側の板面に設けられており、前記送電基板の板面に沿った方向に広がる板状部と、前記板状部から各前記送電コイルのループ形状の内側の領域に向けられた送電突出部と、を備える。 Desirably, the magnetic member is a plate surface of the power transmission board, which is provided on a plate surface opposite to each of the power receiving coil sides and spreads in a direction along the plate surface of the power transmission board. comprising a Jo unit, and a power transmission protrusion directed from the plate-like portion inside the region of the loop shape of each of said power transmission coils.
本発明は、ループ形状を描く２つの受電コイルと、各前記受電コイルが設けられた受電基板と、２つの前記受電コイルに接続された受電回路と、前記受電基板に設けられ、送電コイルから発生した磁束を各前記受電コイルに導く磁性体部材と、前記受電基板に設けられ、各前記受電コイルに並設され、前記受電回路に接続された結合導体であって、前記受電回路を制御する制御ユニットとの間で非接触通信をするための結合導体と、を備え、送電基板の板面に沿ってそれぞれがループ形状を描く２つのループ区間を前記送電コイルが有し、各前記受電コイルが、各前記受電コイルに対応する前記ループ区間に対向し、前記磁性体部材は、各前記ループ区間から発生した磁束を各前記受電コイルに導き、前記受電回路は、各前記受電コイルに対応して設けられたスイッチング素子と、各前記受電コイルから電力が供給され、前記非接触通信によって前記スイッチング素子を制御する駆動回路と、を備えており、２つの前記受電コイルに対応する２つの前記スイッチング素子がスイッチングアームを構成し、２つの前記ループ区間および２つの前記受電コイルによる非接触給電によって、２つの前記駆動回路にそれぞれ電力が供給される、ことを特徴とする。 The present invention includes two power receiving coil drawing a loop shape, and receiving substrate that each said power receiving coil is provided, a power receiving circuit connected to two of the power receiving coil, provided in the power receiving substrate, transmission A magnetic member that guides the magnetic flux generated from the coil to each of the power receiving coils, and a coupling conductor provided on the power receiving board, juxtaposed with each of the power receiving coils, and connected to the power receiving circuit. The transmission coil comprises two loop sections each comprising a coupling conductor for non-contact communication with the controlling control unit and each drawing a loop shape along the plate surface of the transmission board. The power receiving coil faces the loop section corresponding to each of the power receiving coils, the magnetic member guides the magnetic flux generated from each of the loop sections to each of the power receiving coils, and the power receiving circuit is connected to each of the power receiving coils. It is provided with a corresponding switching element and a drive circuit in which power is supplied from each of the power receiving coils and the switching element is controlled by the non-contact communication, and two corresponding to the two power receiving coils are provided. The switching element constitutes a switching arm, and power is supplied to each of the two drive circuits by non-contact power feeding by the two loop sections and the two power receiving coils .
望ましくは、前記電気回路モジュールは、それぞれがループ形状を描く複数のループ区間を前記送電コイルが有し、複数の前記ループ区間が連なって配置されており、複数の前記受電コイルは前記受電基板に連なって配置されており、各前記ループ区間が、各前記ループ区間に対応する前記受電コイルに対向している。 Desirably, in the electric circuit module, the power transmission coil has a plurality of loop sections, each of which draws a loop shape, and the plurality of the loop sections are arranged in a row, and the plurality of the power receiving coils are arranged on the power receiving board. They are arranged in a row, and each of the loop sections faces the power receiving coil corresponding to each of the loop sections.
望ましくは、前記受電コイルは、前記受電基板において多層に亘って設けられている。また、望ましくは、前記磁性体部材は、前記受電基板に設けられた磁性体の層である。 Desirably, the power receiving coil is provided in multiple layers on the power receiving substrate. Further, preferably, the magnetic material member is a layer of a magnetic material provided on the power receiving substrate.
望ましくは、前記磁性体部材は、前記受電基板の板面であって、前記送電コイル側とは反対側の板面に設けられており、前記受電基板の板面に沿って広がる板状部と、前記板状部から各前記受電コイルのループ形状の内側の領域に向けられた受電突出部と、を備える。 Desirably, the magnetic member is provided on the plate surface of the power receiving substrate, which is opposite to the power transmission coil side, and has a plate-like portion extending along the plate surface of the power receiving substrate. , and a power receiving protrusion directed from the plate-like portion inside the region of the loop shape of each of the power receiving coil.
本発明によれば、電気回路の配線構造を単純化することができる。 According to the present invention, the wiring structure of the electric circuit can be simplified.
図１には、本発明の実施形態に係る車両搭載用電力システムの構成が示されている。車両搭載用電力システムは、制御ユニット１０、電力供給回路１２、Ｕ相パワーカード１４ｕ、Ｖ相パワーカード１４ｖ、およびＷ相パワーカード１４ｗを備えている。各パワーカードにはモータジェネレータ等の３相の負荷回路１６が接続されている。各パワーカードは電気回路が組み込まれた電気回路モジュールであり、負荷回路１６との間で電力を授受する機能を有する。
FIG. 1 shows the configuration of a vehicle-mounted electric power system according to an embodiment of the present invention. The vehicle-mounted power system includes a
制御ユニット１０は、電力供給回路１２および各パワーカードを制御する。電力供給回路１２は、制御ユニット１０による制御に従って各パワーカードに電力を供給し、各パワーカードは、制御ユニット１０による制御に従って負荷回路１６に電力を供給する。また、各パワーカードは、制御ユニット１０による制御に従って負荷回路１６から電力を回収する。
The
図２には、車両搭載用電力システムのＵ相に関する部分として、Ｕ相電力システムが模式的に示されている。Ｕ相電力システムは、制御ユニット１０、電力供給回路１２、送電コイル１８、送信線状導体２６ａ、送信線状導体２６ｂ、送電基板２０およびＵ相パワーカード１４ｕを備える。図２では、構成を把握し易くするため送電基板２０が一点鎖線で示され、送電基板２０に固定された各構成要素が実線で示されている。
FIG. 2 schematically shows a U-phase power system as a part relating to the U-phase of the vehicle-mounted power system. The U-phase power system includes a
Ｕ相パワーカード１４ｕは、第１受電コイル２４ａ、第２受電コイル２４ｂ、受信線状導体２８ａ、受信線状導体２８ｂ、電力制御回路３０、および受電基板３２を備える。電力制御回路３０は、整流回路３３ａ、受信回路３４ａ、駆動回路３６ａおよびスイッチング素子３８ａを備える。整流回路３３ａ、受信回路３４ａおよび駆動回路３６ａは、第１受電コイル２４ａから得られた電力をスイッチング素子３８ａに供給すると共に、スイッチング素子３８ａをオンオフ制御する。
The
電力制御回路３０は、さらに、整流回路３３ｂ、受信回路３４ｂ、駆動回路３６ｂおよびスイッチング素子３８ｂを備える。整流回路３３ｂ、受信回路３４ｂ、および駆動回路３６ｂは、第２受電コイル２４ｂから得られた電力をスイッチング素子３８ｂに供給すると共に、スイッチング素子３８ｂをオンオフ制御する。
The
スイッチング素子３８ａおよび３８ｂには、例えば、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）が用いられる。これらのスイッチング素子はスイッチングアームを構成してもよい。各スイッチング素子としてＩＧＢＴを用いた場合、スイッチングアームでは、上アームとしてのスイッチング素子３８ａのエミッタ端子と、下アームとしてのスイッチング素子３８ｂのコレクタ端子とが接続される。上アームと下アームの接続点が負荷回路のＵ相端子に接続され、上アームのコレクタ端子と下アームのエミッタ端子との間に電源電圧が印加される。スイッチングアームでは、例えば上アームと下アームが交互にオンオフすることで、上アームと下アームとの接続点から負荷回路に向かう電流が流れ、または、負荷回路からその接続点に向かう電流が流れる。
For the
電力供給回路１２には送電コイル１８が接続され、電力制御回路３０には第１受電コイル２４ａおよび第２受電コイル２４ｂが接続されている。送電コイル１８は送電基板２０に固定され、第１受電コイル２４ａおよび第２受電コイル２４ｂは受電基板３２に固定されている。送電コイル１８は第１ループ区間１８ａおよび第２ループ区間１８ｂを有し、送電基板２０および受電基板３２が対向することで、第１ループ区間１８ａが第１受電コイル２４ａに対向し、第２ループ区間１８ｂが第２受電コイル２４ｂに対向する。
A
第１ループ区間１８ａおよび第２ループ区間１８ｂのそれぞれの内側の領域近傍には、磁性体部材としての送電側コア４０が設けられている。送電側コア４０は、第１ループ区間１８ａの内側の領域近傍と、第２ループ区間１８ｂの内側の領域近傍とを結ぶＵ字形状を有してもよい。この場合、送電側コア４０は、送電基板２０よりも図面手前側で第１ループ区間１８ａの内側の領域近傍と、第２ループ区間１８ｂの内側の領域近傍との間を跨ぐ。
A power
第１ループ区間１８ａから発生し、送電側コア４０を通って第２ループ区間１８ｂに鎖交する磁束の向きと、第２ループ区間１８ｂから発生する磁束の向きとが同一となるように、第１ループ区間１８ａと第２ループ区間１８ｂを形成する導線が周回する。すなわち、第２ループ区間１８ｂから発生し、送電側コア４０を通って第１ループ区間１８ａに鎖交する磁束の向きと、第１ループ区間１８ａから発生する磁束の向きとが同一となるように、第１ループ区間１８ａと第２ループ区間１８ｂを形成する導線が周回する。
The direction of the magnetic flux generated from the
また、第１受電コイル２４ａおよび第２受電コイル２４ｂのそれぞれの内側の領域近傍には、磁性体部材としての受電側コア（図示せず。）が設けられている。受電側コアは、第１受電コイル２４ａの内側の領域近傍と、第２受電コイル２４ｂの内側の領域近傍とを結ぶＵ字形状を有してもよい。この場合、受電側コアは、受電基板３２よりも図面奥側で第１受電コイル２４ａの内側の領域近傍と、第２受電コイル２４ｂの内側の領域近傍との間を跨ぐ。
Further, a power receiving side core (not shown) as a magnetic member is provided in the vicinity of each inner region of the first
送電コイル１８の第１ループ区間１８ａと第１受電コイル２４ａは、一方が発生した磁束が他方に鎖交する位置関係で配置され、送電コイル１８の第２ループ区間１８ｂと第２受電コイル２４ｂもまた、一方が発生した磁束が他方に鎖交する位置関係で配置されている。これによって、電力供給回路１２と電力制御回路３０との間で非接触給電が行われる。
The
制御ユニット１０と電力制御回路３０との間には、スイッチング素子３８ａに対する信号伝送路４２ａと、スイッチング素子３８ｂに対する信号伝送路４２ｂが個別に設けられている。信号伝送路４２ａおよび４２ｂのそれぞれは、信号を伝送する２本の導線によって構成されている。
A
信号伝送路４２ａには電磁気結合器４４ａが設けられており、制御ユニット１０と電力制御回路３０とが電磁気結合器４４ａを介して接続されている。同様に、信号伝送路４２ｂには電磁気結合器４４ｂが設けられており、制御ユニット１０と電力制御回路３０とが電磁気結合器４４ｂを介して接続されている。
An
電磁気結合器４４ａは、長手方向を揃えて対向する送信線状導体２６ａ、および受信線状導体２８ａを備え、この一対の線状導体の電気的または磁気的な結合によって、一方の線状導体側の回路と、他方の線状導体側の回路との間の信号伝送路を形成する。
The
電磁気結合器４４ｂは、長手方向を揃えて対向する送信線状導体２６ｂ、および受信線状導体２８ｂを備え、この一対の線状導体の電気的または磁気的な結合によって、一方の線状導体側の回路と、他方の線状導体側の回路との間の信号伝送路を形成する。
The
電磁気結合器４４ａおよび４４ｂのいずれについても、送信線状導体は送電基板２０に固定されており、受信線状導体は受電基板３２に固定されている。送電基板２０および受電基板３２が対向することで、これらの線状導体（結合導体）が対向し、電磁気結合器が形成される。制御ユニット１０は、電磁気結合器を介して電力制御回路３０との間で非接触通信を行う。
In both of the
各電磁気結合器が備える一対の線状導体は直接接触しておらず、さらに、送電コイル１８と各受電コイルは直接接触していないため、送電基板２０と受電基板３２とは着脱自在としてもよい。
Since the pair of linear conductors included in each electromagnetic coupler are not in direct contact with each other and the
電力供給回路１２は、制御ユニット１０の制御に応じて送電コイル１８に交流電圧を出力する。これによって、送電コイル１８の第１ループ区間１８ａおよび第２ループ区間１８ｂからは、それぞれ第１受電コイル２４ａおよび第２受電コイル２４ｂに鎖交する磁束が発生し、第１受電コイル２４ａおよび第２受電コイル２４ｂには誘導起電力が発生する。第１受電コイル２４ａおよび第２受電コイル２４ｂは、受電回路としての電力制御回路３０に誘導起電力に基づく交流電力を出力する。整流回路３３ａは、第１受電コイル２４ａから出力された交流電力を直流電力に変換し、受信回路３４ａおよび駆動回路３６ａに出力する。同様に、整流回路３３ｂは、第２受電コイル２４ｂから出力された交流電力を直流電力に変換し、受信回路３４ｂおよび駆動回路３６ｂに出力する。
The
制御ユニット１０は、スイッチング素子３８ａを制御するための制御信号を電磁気結合器４４ａに出力する。電磁気結合器４４ａは制御信号を受信回路３４ａに伝送する。受信回路３４ａは、制御信号に応じて駆動回路３６ａを制御し、駆動回路３６ａはスイッチング素子３８ａをオンオフ制御する。同様に、制御ユニット１０は、スイッチング素子３８ｂを制御するための制御信号を電磁気結合器４４ｂに出力する。電磁気結合器４４ｂは制御信号を受信回路３４ｂに伝送する。受信回路３４ｂは、制御信号に応じて駆動回路３６ｂを制御し、駆動回路３６ｂはスイッチング素子３８ｂをオンオフ制御する。
The
スイッチング素子３８ａおよび３８ｂは、整流回路３３ａおよび３３ｂから出力される電力を駆動回路３６ａおよび駆動回路３６ｂによるオンオフ制御に応じて調整し、負荷回路に出力する。
The
ここでは、車両搭載用電力システムのＵ相に関する構成について説明したが、Ｖ相およびＷ相に関する構成は、Ｕ相と同様の構成を有する。図１に示されるように、Ｖ相パワーカード１４ｖおよびＷ相パワーカード１４ｗはＵ相パワーカード１４ｕと共通の制御ユニット１０によって制御されてもよい。また、Ｖ相パワーカード１４ｖおよびＷ相パワーカード１４ｗには、Ｕ相パワーカード１４ｕと共通の電力供給回路１２から電力が供給されてもよい。
Here, the configuration relating to the U phase of the vehicle-mounted electric power system has been described, but the configurations relating to the V phase and the W phase have the same configurations as those of the U phase. As shown in FIG. 1, the V-
図３には、送電コイル１８、第１受電コイル２４ａおよび第２受電コイル２４ｂの構成が概念的に示されている。この図は、各コイルで生じる物理現象を説明するためのものであり、各コイルの構造を厳密に示すものではない。また、以下の説明における上下左右の方向は、構造を説明するための便宜上のものであり、説明の対象となっている物の姿勢を限定するものではない（他の図面についても同様である）。送電コイル１８は、端子Ｔ１、導線区間ｃ１〜ｃ２４、および端子Ｔ２を備える。導線端子Ｔ１からｙ軸正方向に導線区間ｃ１が伸び、導線区間ｃ１の終端からｘ軸負方向に導線区間ｃ２が伸びている。導線区間ｃ２の終端からｙ軸負方向に対して斜め手前方向に導線区間ｃ３が伸び、導線区間ｃ３の終端からｘ軸負方向に導線区間ｃ４が伸びている。導線区間ｃ４の終端からｙ軸正方向に導線区間ｃ５が伸び、導線区間ｃ５の終端からｘ軸正方向に導線区間ｃ６が伸びている。導線区間ｃ６の終端からｙ軸正方向に対して斜め手前方向に導線区間ｃ７が伸び、導線区間ｃ７の終端からｘ軸正方向に導線区間ｃ８が伸びている。なお、導線区間ｃ７は、ｙ軸負方向に対して斜め手前方向に伸びる導線区間群（ｃ３，ｃ１１，ｃ１９）の下方に位置している。
FIG. 3 conceptually shows the configurations of the
このように、導線区間ｃ１〜ｃ８は略八の字状に周回する。同様に、導線区間ｃ９〜ｃ１６が、それぞれ導線ｃ１〜ｃ８に隣接して略八の字状に周回し、導線区間ｃ１７〜ｃ２４が、それぞれ導線区間ｃ９〜ｃ１６に隣接して略八の字状に周回し、導線区間ｃ２４の終端に端子Ｔ２が形成されている。導線区間ｃ３、ｃ１１およびｃ１９と、導線区間ｃ７、ｃ１５およびｃ２３とが交わる各交差位置よりも左側の部分によって第１ループ区間１８ａが形成され、各交差位置よりも右側の部分によって第２ループ区間１８ｂが形成されている。
In this way, the conductor sections c1 to c8 circulate in a substantially eight-shaped shape. Similarly, the conductor sections c9 to c16 orbit in a substantially eight-shape adjacent to the conductors c1 to c8, respectively, and the conductor sections c17 to c24 are adjacent to the conductor sections c9 to c16 in a substantially eight-shape, respectively. A terminal T2 is formed at the end of the conducting wire section c24. The
第１ループ区間１８ａの内側の領域近傍と、第２ループ区間１８ｂの内側の領域近傍との間には、送電側コア４６が設けられている。すなわち、送電側コア４６は、第１ループ区間１８ａの内側の領域近傍と、第２ループ区間１８ｂの内側の領域近傍との間を跨いでいる。
A power
第１ループ区間１８ａの下方には第１受電コイル２４ａが位置する。第１受電コイル２４ａは、端子Ｔａ１、導線区間ｄ１〜ｄ１０、および端子Ｔａ２を備える。端子Ｔａ１からｘ軸正方向に導線区間ｄ１が伸び、導線区間ｄ１の終端からｙ軸正方向に導線区間ｄ２が伸びている。導線区間ｄ２の終端からｘ軸負方向に導線区間ｄ３が伸び、導線区間ｄ３の終端からｙ軸負方向に導線区間ｄ４が伸び、導線区間ｄ４の終端からｘ軸正方向に導線区間ｄ５が伸びている。このように、導線区間ｄ１〜ｄ５は略矩形のループを描く。導線区間ｄ５の終端からは、導線区間ｄ６が導線区間ｄ１の下方でｘ軸正方向に伸びている。導線区間ｄ６〜ｄ１０は、それぞれ導線区間ｄ１〜ｄ５の下方で略矩形のループを描き、導線区間ｄ１０の終端に端子Ｔａ２が形成されている。
The first
第２ループ区間１８ｂの下方には、第２受電コイル２４ｂが位置する。第２受電コイル２４ｂは、第１受電コイル２４ａと同様の構造を有し、端子Ｔｂ１、２周のループを描く各導線区間、および端子Ｔｂ２を有している。
The second
第１受電コイル２４ａの内側の領域近傍と、第２受電コイル２４ｂの内側の領域近傍との間には、受電側コア４８が設けられている。すなわち、受電側コア４８は、第１受電コイル２４ａの内側の領域近傍と、第２受電コイル２４ｂの内側の領域近傍との間を跨いでいる。
A power receiving
送電コイル１８の端子Ｔ１および端子Ｔ２に交流電流が流れ、送電コイル１８の端子Ｔ１に電流が流入し、端子Ｔ２から電流が流出している間は、第１ループ区間１８ａには時計回りの電流が流れ、第２ループ区間１８ｂには反時計回りの電流が流れる。これによって、第１ループ区間１８ａには下方向に第１ループ区間１８ａを貫通し、第１受電コイル２４ａに鎖交する磁束が発生し、第１受電コイル２４ａの端子Ｔａ１および端子Ｔａ２から誘導起電力が出力される。一方、第２ループ区間１８ｂには上方向に第２ループ区間１８ｂを貫通し、第２受電コイル２４ｂに鎖交する磁束が発生し、第２受電コイル２４ｂの端子Ｔｂ１および端子Ｔｂ２から誘導起電力が出力される。
While an alternating current flows through the terminals T1 and T2 of the
送電コイル１８の端子Ｔ１および端子Ｔ２に交流電流が流れ、送電コイル１８の端子Ｔ１から電流が流出し、端子Ｔ２に電流が流入している間は、各受電コイルに流れる電流の向き、各受電コイルに鎖交する磁束の向き、および各受電コイルから出力される誘導起電力の極性は上記と逆になる。
While an alternating current flows through the terminals T1 and T2 of the
このような構成によれば、第１ループ区間１８ａから発生し、送電側コア４６を通って第２ループ区間１８ｂに鎖交する磁束の向きと、第２ループ区間１８ｂから発生する磁束の向きとが同一となる。同様に、第２ループ区間１８ｂから発生し、送電側コア４６を通って第１ループ区間１８ａに鎖交する磁束の向きと、第１ループ区間１８ａから発生する磁束の向きとが同一となる。さらに、送電側コア４６および受電側コア４８によって、第１ループ区間１８ａの内側、第１受電コイル２４ａの内側、第２受電コイル２４ｂの内側、第２ループ区間１８ｂを通る磁路が形成される。ここで、磁路とは、磁束が集中し磁束が導かれる経路をいう。第１ループ区間１８ａおよび第２ループ区間１８ｂから発生した磁束は上記の磁路に集中する。したがって、送電側コア４６および受電側コア４８を用いない場合に比べて、送電コイル１８と各受電コイルとの間の相互インダクタンスが増加する。
According to such a configuration, the direction of the magnetic flux generated from the
なお、上記では、２つのループ区間を備える送電コイルについて説明した。送電コイルは、３つ以上のループ区間を備えるものであってもよい。図４（ａ）には、各ループ区間が１周の導線を備える送電コイル５０の構成例が概念的に示されている。図中の矢印は、ある時点において送電コイル５０に流れる電流の向きを示している。隣接する２つのループ区間は略八の字状に周回している。図４（ａ）には示されていないが、複数のループ区間のそれぞれには受電コイルが対向する。各ループ区間で発生した磁束は、各ループ区間に対向する受電コイルに鎖交し、各受電コイルに誘導起電力を発生させる。
In the above, the power transmission coil including the two loop sections has been described. The power transmission coil may include three or more loop sections. FIG. 4A conceptually shows a configuration example of the
また、図４（ｂ）には、送電コイル５０の側面が示されている。各ループ区間の内側の領域に向けて、送電側コア５２の突出部が突出している。複数のループ区間のそれぞれに対向する受電コイル側にも、送電側コア５２と同様、各受電側コイルの内側の領域に向けて突出する受電側コアが設けられてもよい。
Further, FIG. 4B shows the side surface of the
このような構成によれば、１つのループ区間から発生し、隣接するループ区間に鎖交する磁束の向きと、その隣接するループ区間から発生する磁束の向きとが同一となる。また、送電側コア５２によって、各ループ区間から対向する受電コイルへと磁束を導く磁路が形成される。これによって、送電側コアを用いない場合に比べて、送電コイルと各受電コイルとの間の相互インダクタンスが増加する。
According to such a configuration, the direction of the magnetic flux generated from one loop section and interlinking with the adjacent loop section is the same as the direction of the magnetic flux generated from the adjacent loop section. Further, the power
図５には、送電コイルおよび受電コイルの構成例が示されている。送電コイル１８１は、第１ループ区間１８１ａおよび第２ループ区間１８１ｂを備えている。第１ループ区間１８１ａの一端には端子Ｔ１が形成されている。第１ループ区間１８１ａは、端子Ｔ１からｙ軸正方向に伸びた後、時計回りに矩形状に１周し、自らを跨ぐジャンパ区間５４を形成した後、ｘ軸正方向に伸びてその終端が第２ループ区間１８１ｂの開始端５８に至る。第２ループ区間１８１ｂは、その開始端５８からｘ軸正方向に伸びｙ軸負方向に伸びた後、反時計回りに矩形状に１周し、自らを跨ぐジャンパ区間５６を形成した後、終端に形成された端子Ｔ２に至る。
FIG. 5 shows a configuration example of the power transmission coil and the power reception coil. The
第１ループ区間１８１ａおよび第２ループ区間１８１ｂの下方には、それぞれ、第１受電コイル２４ａおよび第２受電コイル２４ｂが位置する。第１受電コイル２４ａおよび第２受電コイル２４ｂは、図３に示されている第１受電コイル２４ａおよび第２受電コイル２４ｂと同様の構造を有する。
Below the
送電コイル１８１の端子Ｔ１に電流が流入し、端子Ｔ２から電流が流出している間は、第１ループ区間１８１ａには時計回りの電流が流れ、第２ループ区間１８１ｂには反時計回りの電流が流れる。これによって、第１ループ区間１８１ａからは下方向に第１ループ区間１８１ａを貫通し、第１受電コイル２４ａに鎖交する磁束が発生し、第１受電コイル２４ａの端子Ｔａ１および端子Ｔａ２から誘導起電力が出力される。一方、第２ループ区間１８１ｂからは上方向に第２ループ区間１８１ｂを貫通し、第２受電コイル２４ｂに鎖交する磁束が発生し、第２受電コイル２４ｂの端子Ｔｂ１および端子Ｔｂ２から誘導起電力が出力される。送電コイル１８１の端子Ｔ２に電流が流入し、端子Ｔ１から電流が流出している間は、上記とは電流および磁束の向きが逆となる。
While the current flows into the terminal T1 of the
図６には、第１ループ区間１８２ａおよび第２ループ区間１８２ｂをそれぞれ２周のループ形状とした送電コイル１８２の構成例が示されている。図５に示されている構成要素と同一の構成要素については同一の符号を付してその説明を省略する。
FIG. 6 shows a configuration example of a
第１ループ区間１８２ａの一端には端子Ｔ１が形成されている。第１ループ区間１８２ａは、端子Ｔ１からｙ軸正方向に伸びた後、時計回りに内側に向かって矩形状に２周し、自らを跨ぐジャンパ区間５４を形成した後、ｘ軸正方向に伸びてその終端が第２ループ区間１８２ｂの開始端５８に至る。第２ループ区間１８２ｂは、その開始端５８からｘ軸正方向に伸びｙ軸負方向に伸びた後、反時計回りに内側に向かって矩形状に２周し、自らを跨ぐジャンパ区間５６を形成した後、終端に形成された端子Ｔ２に至る。
A terminal T1 is formed at one end of the
図７には、複数のパワーカード１４が冷却器６０に装着された状態が示されている。冷却器６０は、流入管６２、流出管６４、および複数の冷却フィン６６を備えている。冷却フィン６６は板状に形成されており、冷媒が流通する空洞が内部に形成されている。複数の冷却フィン６６は、板面方向を揃えて所定間隔を隔てて連ねられている。隣接する２つの冷却フィン６６の間にはパワーカード１４が配置されている。図７には、８枚のパワーカード１４が冷却フィン６６の間に配置された例が示されている。各パワーカード１４は、１つのスイッチングアームを構成する２つのスイッチング素子を含む。各パワーカード１４の上部には送電基板２０が重ねられている。各送電基板２０の上端部には、各送電基板２０と垂直に配線基板７２が接合されており、配線基板７２に設けられた各配線が各送電基板２０に接続されている。
FIG. 7 shows a state in which a plurality of
各冷却フィン６６では、図７の奥側の端付近に流入管６２が設けられ、手前側の端付近に流出管６４が設けられている。流入管６２は各冷却フィン６６の内部の空洞に連通し、各冷却フィン６６の空洞は流出管６４に連通している。流入管６２は、その入口６８から流入した冷媒を各冷却フィン６６の空洞へと導く。各冷却フィン６６の空洞を通る冷媒は近接するパワーカード１４から熱を奪ってパワーカード１４を冷却する。各冷却フィン６６の空洞からは流出管６４に冷媒が放出される。流出管６４は、各冷却フィン６６から放出された冷媒をその出口７０へと導く。
In each cooling
図８には、パワーカード１４および送電基板２０が示されている。ただし、パワーカード１４については、モールド材料で覆われる前の状態が示されている。また、送電基板２０は、説明の便宜上、送電側コアおよび誘電体板を透かして送電コイル１８、送信線状導体２６ａ、および送信線状導体２６ｂが示されている。
FIG. 8 shows the
パワーカード１４は、スイッチング素子３８ａの他、スイッチング素子３８ａを動作させる構成要素として、第１受電コイル２４ａ、受信線状導体２８ａ、および駆動回路モジュール７４ａを備える。さらに、パワーカード１４は、スイッチング素子３８ｂの他、スイッチング素子３８ｂを動作させる構成要素として、第２受電コイル２４ｂ、受信線状導体２８ｂ、および駆動回路モジュール７４ｂを備える。また、パワーカード１４は、第１受電コイル２４ａ、受信線状導体２８ａ、第２受電コイル２４ｂ、および受信線状導体２８ｂが固定される受電基板３２を備える。駆動回路モジュール７４ａは、図２に示された整流回路３３ａ、受信回路３４ａおよび駆動回路３６ａを備え、駆動回路モジュール７４ｂは、図２に示された整流回路３３ｂ、受信回路３４ｂおよび駆動回路３６ｂを備える。
In addition to the
受信線状導体２８ａおよび受信線状導体２８ｂは、受電コイル２４ａおよび受電コイル２４ｂの間に配置されている。すなわち、受信線状導体２８ａは受電コイル２４ａに並設され、受信線状導体２８ｂは受電コイル２４ｂに並設されている。
The receiving
送電基板２０には、送電コイル１８、送信線状導体２６ａ、および送信線状導体２６ｂが固定されている。送信線状導体２６ａおよび２６ｂは、第１ループ区間１８ａおよび第２ループ区間１８ｂの間に配置されている。すなわち、送信線状導体２６ａは第１ループ区間１８ａに並設され、送信線状導体２６ｂは第２ループ区間１８ｂに並設されている。送電基板２０は、第１ループ区間１８ａが第１受電コイル２４ａに対向し、送信線状導体２６ａが受信線状導体２８ａに対向し、第２ループ区間１８ｂが第２受電コイル２４ｂに対向し、さらに、送信線状導体２６ｂが受信線状導体２８ｂに対向するように受電基板３２に重ねられる。送電基板２０が受電基板３２に重ねられることで、送信線状導体２６ａおよび受信線状導体２８ａが対向して電磁気結合器が形成され、送信線状導体２６ｂおよび受信線状導体２８ｂが対向して電磁気結合器が形成される。
A
図８に示されているスイッチング素子３８ａおよびスイッチング素子３８ｂは、スイッチングアームを構成し、スイッチングアームから３つの電極７６が引き出されている。また、パワーカード１４は絶縁体材料によってモールドされ、冷却フィンの間に挟まれるような板形状に形成される。
The switching
図９には、図８のＡＡ線断面が追記されている。ただし、図９では、送電側コア４０および受電側コア７８が描かれている。図１０（ａ）には、図９のＢＢ線断面が示されている。図１０（ｂ）には、図９のＣＣ線断面が示されている。図９に示されているように、送電基板２０は送電側コア４０によって上方が覆われている。送電側コア４０は、長方形の板状部８０と、板状部８０の奥行き方向の幅と同一の幅を有し、板状部８０の左右の両辺から下方に伸びる外壁部８４ａおよび８４ｂを有している。送電側コア４０の板状部８０の下面からは、第１ループ区間１８ａの内側の領域に向けて送電突出部８２ａが突出している。さらに、第２ループ区間１８ｂの内側の領域に向けて送電突出部８２ｂが突出している。
In FIG. 9, the AA line cross section of FIG. 8 is added. However, in FIG. 9, the power
送電コイル１８は送電基板２０の下面に設けられてもよいし、送電基板２０において多層に亘って設けられてもよい。
The
また、受電基板３２は受電側コア７８によって下方が覆われている。受電側コア７８は、長方形の板状部８６と、板状部８６の奥行き方向の幅と同一の幅を有し、板状部８６の左右の両辺から上方に伸びる外壁部９０ａおよび９０ｂを有している。受電側コア７８の板状部８６の上面からは、受電コイル２４ａの内側の領域に向けて受電突出部８８ａが突出している。さらに、受電コイル２４ｂの内側の領域に向けて受電突出部８８ｂが突出している。送電側コア４０の両端の各外壁部の先端は、受電側コア７８の両端の各外壁部の先端に接触している。
Further, the
受電コイル２４ａおよび２４ｂは受電基板３２の上面に設けられてもよいし、受電基板３２において多層に亘って設けられてもよい。
The power receiving coils 24a and 24b may be provided on the upper surface of the
このような構成によれば、第１ループ区間１８ａから発生し、送電側コア４０を通って第２ループ区間１８ｂに鎖交する磁束の向きと、第２ループ区間１８ｂから発生する磁束の向きとが同一となる。同様に、第２ループ区間１８ｂから発生し、送電側コア４０を通って第１ループ区間１８ａに鎖交する磁束の向きと、第１ループ区間１８ａから発生する磁束の向きとが同一となる。
According to such a configuration, the direction of the magnetic flux generated from the
そして、送電側コア４０および受電側コア７８によって、第１ループ区間１８ａの内側、第１受電コイル２４ａの内側、第２受電コイル２４ｂの内側、第２ループ区間１８ｂを通る磁路Ｆ１が形成される。また、第１ループ区間１８ａの内側、送電側コア４０の外壁部８４ａ、受電側コア７８の外壁部９０ａ、および第１受電コイル２４ａの内側を通る磁路Ｆ２が形成される。さらに、第２ループ区間１８ｂの内側、送電側コア４０の外壁部８４ｂ、受電側コア７８の外壁部９０ｂ、および第２受電コイル２４ｂの内側を通る磁路Ｆ３が形成される。
Then, the power transmitting
第１ループ区間１８ａおよび第２ループ区間１８ｂから発生した磁束は、これらの磁路に集中する。したがって、送電側コア４０および受電側コア７８を用いない場合に比べて、送電コイルと各受電コイルとの間の相互インダクタンスが増加する。
The magnetic flux generated from the
図１１には、送電コイルおよび受電コイルの結合構造の変形例が示されている。この変形例では、送電基板２０における第１ループ区間１８ａの内側および第２ループ区間１８ｂの内側に、それぞれ、突出部受容穴９２ａおよび９２ｂが設けられている。送電側コア４０の送電突出部８２ａは、突出部受容穴９２ａに挿入され、送電突出部８２ｂは突出部受容穴９２ｂに挿入されている。また、送電基板２０には、送電側コア４０の左側の外壁部８４ａを受け入れる外壁部受容穴９４ａ、および、送電側コア４０の右側の外壁部８４ｂを受け入れる外壁部受容穴９４ｂが設けられている。送電側コア４０の外壁部８４ａは、外壁部受容穴９４ａに挿入され、外壁部８４ｂは外壁部受容穴９４ｂに挿入されている。送電側コア４０の送電突出部８２ａ、８２ｂ、外壁部８４ａおよび８４ｂの上下方向の長さは、これらの先端が送電基板２０の下面で終端する長さである。
FIG. 11 shows a modified example of the coupling structure of the power transmission coil and the power reception coil. In this modification,
同様に、この変形例では、受電基板３２における第１受電コイル２４ａの内側および第２受電コイル２４ｂの内側に、受電突出部８８ａおよび受電突出部８８ｂを受け入れる突出部受容穴９６ａおよび９６ｂが設けられている。さらに、受電基板３２には、受電側コア７８の左側の外壁部９０ａを受け入れる外壁部受容穴９８ａ、および、受電側コア７８の右側の外壁部９０ｂを受け入れる外壁部受容穴９８ｂが設けられている。各受容穴には、各突出部が挿入されている。受電突出部８８ａ、８８ｂ、外壁部９０ａおよび９０ｂの上下方向の長さは、これらの先端が受電基板３２の上面で終端する長さである。このような構成によれば、図９および図１０に示されるような送電コイルおよび受電コイルの結合構造と同様の原理によって、送電コイルと各受電コイルとの間の相互インダクタンスが増加する。
Similarly, in this modification,
なお、図９および図１１に示されている送電側コア４０に代えて送電基板２０の上面に磁性体で形成された磁性体層が設けられてもよい。磁性体層は、送電基板２０の周囲の縁にまで及んでもよい。同様に、図９および図１１に示されている受電側コア７８に代えて受電基板３２の下面に磁性体で形成された磁性体層が設けられてもよい。磁性体層は、受電基板３２の周囲の縁にまで及んでもよい。
Instead of the power
図１２には、パワーカード１４および送電基板２０の断面が模式的に示されている。送電基板２０および受電基板３２には、図１１の構成を有するものが用いられている。図１２（ａ）には、送信線状導体２６ａおよび受信線状導体２８ａを通る断面が示されている。送信線状導体２６ａおよび受信線状導体２８ａが対向することで電磁気結合器が形成され、上述の制御ユニットから電力制御回路に制御信号が伝送される。
FIG. 12 schematically shows a cross section of the
図１２（ｂ）には、送電コイル１８の第１ループ区間１８ａおよび受電コイル２４ａを通る断面が示されている。第１ループ区間１８ａと受電コイル２４ａとが対向し、上述の電力供給回路から電力制御回路に非接触給電が行われる。送電コイル１８からは配線基板７２に導線が引き出されている。
FIG. 12B shows a cross section of the
図１３には、Ｕ相パワーカード１４ｕ、Ｖ相パワーカード１４ｖおよびＷ相パワーカード１４ｗが連ねられた場合の構成が示されている。図１３（ａ）には、送信線状導体２６ａＵ〜２６ａＷおよび受信線状導体２８ａＵ〜２８ａＷを通る断面が示されており、図１３（ｂ）には、送電コイル１８Ｕ〜１８Ｗの第１ループ区間１８ａＵ〜１８ａＷおよび受電コイル２４ａＵ〜１４ａＷを通る断面が示されている。各送電基板および各受電基板には、図１１の構成を有するものが用いられている。送電基板およびパワーカードは、各相について同様の構成を有するが、符号の末尾に「Ｕ」、「Ｖ」および「Ｗ」を付して、その構成要素が属する相を区別する。
FIG. 13 shows a configuration when a
送電基板２０Ｕの送電コイル１８Ｕ、送電基板２０Ｖの送電コイル１８Ｖ、および送電基板２０Ｗの送電コイル１８Ｗのそれぞれからは、配線基板７２に導線が引き出され、これらの送電コイルが直列接続されている。
A lead wire is drawn from each of the
図１４には等価回路が示されている。送電コイル１８Ｕ、送電コイル１８Ｖおよび送電コイル１８Ｗが直列接続されることにより、１つの一次巻線Ｐが構成されている。Ｕ相パワーカード１４ｕの２つの受電コイルは、二次巻線ＵａおよびＵｂを構成する。Ｖ相パワーカード１４ｖの２つの受電コイルは、二次巻線ＶａおよびＶｂを構成する。Ｗ相パワーカード１４ｗの２つの受電コイルは、二次巻線ＷａおよびＷｂを構成する。
FIG. 14 shows an equivalent circuit. One primary winding P is formed by connecting the
このような構成によれば、送電コイルが１つでよいため構造が単純化される。また、送電側コアおよび受電側コアによって、送電側コアおよび受電側コアを用いない場合に比べて、一次巻線と各二次巻線との間の相互インダクタンスが大きくなり、一次巻線と二次巻線との間の結合係数が大きくなる。これによって、電流供給回路から電力制御回路に十分な電力が供給される。 According to such a configuration, the structure is simplified because only one power transmission coil is required. In addition, the power transmission side core and the power reception side core increase the mutual inductance between the primary winding and each secondary winding as compared with the case where the power transmission side core and the power reception side core are not used, and the primary winding and the secondary winding are secondary. The coupling coefficient with the next winding increases. As a result, sufficient power is supplied from the current supply circuit to the power control circuit.
上記では、送電コイルが第１ループ区間および第２ループ区間から構成され、第１ループ区間および第２ループ区間が八の字状に周回する実施形態について説明した。図１５には、１つのループ区間を有する送電コイル１８と２つの受電コイル２４ａおよび２４ｂを磁気的に結合させた構成が示されている。
In the above, the embodiment in which the power transmission coil is composed of the first loop section and the second loop section, and the first loop section and the second loop section circulate in a figure eight shape has been described. FIG. 15 shows a configuration in which a
図１５（ａ）には、送電コイル１８、受電コイル２４ａおよび２４ｂの結合構造の断面図が示されている。図１５（ｂ）には、送電基板２０を下側から見た図が示されている。図１５（ｃ）には、受電基板３２を上側から見た図が示されている。
FIG. 15A shows a cross-sectional view of the coupling structure of the
図１５（ａ）に示されているように、送電基板２０には、１つのループ区間を有する送電コイル１８が配置されている。送電基板２０は送電側コア４０によって上方が覆われている。
As shown in FIG. 15A, a
送電側コア４０は、長方形の板状部８０と、板状部８０の奥行き方向の幅と同一の幅を有し、板状部８０の左右の両辺から下方に伸びる外壁部８４ａおよび８４ｂを有している。送電側コア４０の板状部８０の下面からは、送電コイル１８の内側の領域に向けて送電突出部８２が突出している。
The power
送電突出部８２、外壁部８４ａおよび８４ｂのそれぞれの先端は、送電基板２０の上面に接触している。送電突出部８２、外壁部８４ａおよび８４ｂのそれぞれの先端は、送電基板２０の上面から離れていてもよい。
The tips of the
また、受電基板３２は受電側コア７８によってが下方が覆われている。受電側コア７８は、長方形の板状部８６と、板状部８６の図の奥行き方向の幅と同一の幅を有し、板状部８６の左右の両辺から上方に伸びる外壁部９０ａおよび９０ｂを有している。外壁部９０ａは、受電コイル２４ａの内側の領域に向けられ、外壁部９０ｂは、受電コイル２４ｂの内側の領域に向けられている。さらに、受電側コア７８の板状部８６の上面からは、送電コイル１８の内側の領域に向けて受電突出部８８が突出している。
Further, the
受電突出部８８、外壁部９０ａおよび９０ｂのそれぞれの先端は、受電基板３２の下面に接触している。受電突出部８８、外壁部９０ａおよび９０ｂのそれぞれの先端は、受電基板３２の下面から離れていてもよい。
The tips of the
このような構成によれば、送電側コア４０および受電側コア７８によって、送電コイル１８の内側、受電突出部８８、受電側コア７８の左側の外壁部９０ａ、送電側コア４０の左側の外壁部８４ａ、および送電突出部８２を通る磁路が形成される。また、送電コイル１８の内側、受電突出部８８、受電側コア７８の右側の外壁部９０ｂ、送電側コア４０の右側の外壁部８４ｂ、および送電突出部８２を通る磁路が形成される。
According to such a configuration, the power
送電コイル１８から発生した磁束は、これらの磁路に集中する。したがって、送電側コア４０および受電側コア７８を用いない場合に比べて、送電コイルと各受電コイルとの間の相互インダクタンスが増加する。
The magnetic flux generated from the
図１６には、送電コイルおよび受電コイルの結合構造の変形例が示されている。この変形例では、送電突出部８２、外壁部８４ａおよび８４ｂを受容する穴が送電基板２０に設けられており、各受容穴に送電突出部８２、外壁部８４ａおよび８４ｂが挿入されている。送電突出部８２、外壁部８４ａおよび８４ｂの長さは、これらの先端が送電基板２０の下面で終端する長さである。
FIG. 16 shows a modified example of the coupling structure of the power transmission coil and the power reception coil. In this modification, holes for receiving the
また、受電基板３２には、受電突出部８８、外壁部９０ａおよび９０ｂを受容する穴が設けられており、各受容穴に受電突出部８８、外壁部９０ａおよび９０ｂが挿入されている。受電突出部８８、外壁部９０ａおよび９０ｂの長さは、これらの先端が受電基板３２の下面で終端する長さである。
Further, the
このような構成によれば、図１５に示される送電コイルおよび受電コイルの結合構造と同様の原理によって、送電コイルと各受電コイルとの間の相互インダクタンスが増加する。 According to such a configuration, the mutual inductance between the power transmission coil and each power reception coil is increased by the same principle as the coupling structure of the power transmission coil and the power reception coil shown in FIG.
なお、図１５および図１６に示されている送電側コア４０に代えて送電基板２０の上面に磁性体で形成された磁性体層が設けられてもよい。磁性体層は、送電基板２０の周囲の縁にまで及んでいてもよい。同様に、これらの図に示されている受電側コア７８に代えて受電基板３２の下面に磁性体で形成された磁性体層が設けられてもよい。磁性体層は受電基板３２の周囲の縁にまで及んでいてもよい。
Instead of the power
１０ 制御ユニット、１２ 電力供給回路、１４ｕ Ｕ相パワーカード、１４ｖ Ｖ相パワーカード、１４ｗ Ｗ相パワーカード、１６ 負荷回路、１８，５０ 送電コイル、１８ａ 第１ループ区間、１８ｂ 第２ループ区間、２０ 送電基板、２４ａ 第１受電コイル、２４ｂ 第２受電コイル、２６ａ，２６ｂ 送信線状導体、２８ａ，２８ｂ 受信線状導体、３０ 電力制御回路、３２ 受電基板、３３ａ，３３ｂ 整流回路、３４ａ，３４ｂ 受信回路、３６ａ，３６ｂ 駆動回路、３８ａ，３８ｂ スイッチング素子、４０，４６，５２ 送電側コア、４２ａ，４２ｂ 信号伝送路、４４ａ，４４ｂ 電磁気結合器、４８，７８ 受電側コア、５４，５６ ジャンパ区間、５８ 第２ループ区間の開始端、６０ 冷却器、６２ 流入管、６４ 流出管、６６ 冷却フィン、６８ 入口、７０ 出口、７２ 配線基板、７４ａ，７４ｂ 駆動回路モジュール、７６ 電極、８０，８６ 板状部、８２，８２ａ，８２ｂ 送電突出部、８４ａ，８４ｂ，９０ａ，９０ｂ 外壁部、８８，８８ａ，８８ｂ 受電突出部、９２ａ，９２ｂ，９６ａ，９６ｂ 突出部受容穴、９４ａ，９４ｂ，９８ａ，９８ｂ 外壁部受容穴。
10 control unit, 12 power supply circuit, 14u U-phase power card, 14v V-phase power card, 14w W-phase power card, 16 load circuit, 18,50 power transmission coil, 18a 1st loop section, 18b 2nd loop section, 20 Transmission board, 24a 1st power receiving coil, 24b 2nd power receiving coil, 26a, 26b transmission linear conductor, 28a, 28b reception linear conductor, 30 power control circuit, 32 power receiving board, 33a, 33b rectifier circuit, 34a, 34b reception Circuit, 36a, 36b drive circuit, 38a, 38b switching element, 40,46,52 power transmission side core, 42a, 42b signal transmission line, 44a, 44b electromagnetic coupler, 48,78 power reception side core, 54,56 jumper section, 58 Start end of second loop section, 60 cooler, 62 inflow pipe, 64 outflow pipe, 66 cooling fin, 68 inlet, 70 outlet, 72 wiring board, 74a, 74b drive circuit module, 76 electrodes, 80,86 plates , 82, 82a, 82b Transmission protrusion, 84a, 84b, 90a, 90b Outer wall, 88, 88a, 88b Power receiving protrusion, 92a, 92b, 96a, 96b Projection receiving hole, 94a, 94b, 98a, 98b Outer wall Partial receiving hole.
Claims (8)
前記送電コイルが設けられた送電基板と、
前記送電基板に設けられた磁性体部材と、
前記送電コイルに電力を供給する電力供給回路と、
前記送電基板に設けられ、前記送電コイルに並設された結合導体と、
受電コイルに接続された受電回路との間で前記結合導体を介して非接触通信をする制御ユニットと、を備え、
前記送電コイルは、前記送電基板の板面に沿ってそれぞれがループ形状を描く２つのループ区間を有し、
２つの前記ループ区間を形成する導線が周回する方向は逆方向であり、
２つの前記ループ区間に対応する２つの前記受電コイルに鎖交する磁束が、前記電力供給回路から供給された電力によって各前記ループ区間から発生し、
前記磁性体部材は、各前記ループ区間から発生した磁束を各前記受電コイルに導き、
各前記受電コイルに接続された前記受電回路は、
各前記受電コイルに対応して設けられたスイッチング素子と、各前記受電コイルから電力が供給され、前記スイッチング素子を制御する駆動回路と、を備え、
２つの前記ループ区間に対応する２つの前記スイッチング素子がスイッチングアームを構成し、
前記電力供給回路は、
２つの前記ループ区間および２つの前記受電コイルによる非接触給電によって、２つの前記駆動回路にそれぞれ電力を供給し、
前記制御ユニットは、
前記非接触通信によって各前記駆動回路を制御し、各前記スイッチング素子を制御することを特徴とする非接触給電装置。 A power transmission coil with a loop-shaped section and
A power transmission board provided with the power transmission coil and
The magnetic member provided on the power transmission board and
A power supply circuit that supplies power to the power transmission coil and
A coupling conductor provided on the power transmission board and juxtaposed with the power transmission coil,
A control unit that performs non-contact communication with a power receiving circuit connected to the power receiving coil via the coupling conductor is provided.
The power transmission coil has two loop sections, each of which draws a loop shape along the plate surface of the power transmission board.
The directions in which the conductors forming the two loop sections orbit are opposite.
The magnetic flux interlinking with the two power receiving coils corresponding to the two loop sections is generated from each of the loop sections by the power supplied from the power supply circuit.
The magnetic member guides the magnetic flux generated from each of the loop sections to each of the power receiving coils.
The power receiving circuit connected to each power receiving coil is
A switching element provided corresponding to each of the power receiving coils and a drive circuit to which power is supplied from each of the power receiving coils to control the switching element are provided.
The two switching elements corresponding to the two loop sections form a switching arm.
The power supply circuit
A non-contact power supply by the two loop sections and the two power receiving coils supplies power to the two drive circuits, respectively.
The control unit is
A non-contact power feeding device characterized in that each drive circuit is controlled by the non-contact communication and each switching element is controlled.
前記送電コイルは、前記送電基板において多層に亘って設けられていることを特徴とする非接触給電装置。The power transmission coil is a non-contact power supply device characterized in that the power transmission coil is provided in multiple layers on the power transmission board.
前記磁性体部材は、前記送電基板に設けられた磁性体の層であることを特徴とする非接触給電装置。 In the non-contact power feeding device according to claim 1 or 2.
The non-contact power feeding device, wherein the magnetic material member is a layer of a magnetic material provided on the power transmission board.
前記磁性体部材は、前記送電基板の板面であって、各前記受電コイル側とは反対側の板面に設けられており、
前記送電基板の板面に沿った方向に広がる板状部と、
前記板状部から各前記送電コイルのループ形状の内側の領域に向けられた送電突出部と、
を備えることを特徴とする非接触給電装置。 In the non-contact power feeding device according to claim 1 or 2.
Said magnetic member is a plate surface of the power transmitting substrate, is provided on the plate surface opposite to the respective said power receiving coil side,
A plate-shaped portion that extends in the direction along the plate surface of the power transmission board,
A power transmission protrusion directed from the plate-shaped part to the inner region of the loop shape of each power transmission coil,
A non-contact power feeding device comprising.
各前記受電コイルが設けられた受電基板と、
２つの前記受電コイルに接続された受電回路と、
前記受電基板に設けられ、送電コイルから発生した磁束を各前記受電コイルに導く磁性体部材と、
前記受電基板に設けられ、各前記受電コイルに並設され、前記受電回路に接続された結合導体であって、前記受電回路を制御する制御ユニットとの間で非接触通信をするための結合導体と、を備え、
送電基板の板面に沿ってそれぞれがループ形状を描く２つのループ区間を前記送電コイルが有し、
各前記受電コイルが、各前記受電コイルに対応する前記ループ区間に対向し、
前記磁性体部材は、各前記ループ区間から発生した磁束を各前記受電コイルに導き、
前記受電回路は、
各前記受電コイルに対応して設けられたスイッチング素子と、各前記受電コイルから電力が供給され、前記非接触通信によって前記スイッチング素子を制御する駆動回路と、を備えており、
２つの前記受電コイルに対応する２つの前記スイッチング素子がスイッチングアームを構成し、
２つの前記ループ区間および２つの前記受電コイルによる非接触給電によって、２つの前記駆動回路にそれぞれ電力が供給される、ことを特徴とする電気回路モジュール。 Two power receiving coils that draw a loop shape and
A power receiving board provided with each of the power receiving coils and
A power receiving circuit connected to two of the power receiving coil,
A magnetic member provided on the power receiving board and guiding the magnetic flux generated from the power transmission coil to each of the power receiving coils.
A coupling conductor provided on the power receiving board, juxtaposed with each power receiving coil, and connected to the power receiving circuit for non-contact communication with a control unit controlling the power receiving circuit. And with
The power transmission coil has two loop sections, each of which draws a loop shape along the plate surface of the power transmission board.
Each of the power receiving coils faces the loop section corresponding to each of the power receiving coils.
The magnetic member guides the magnetic flux generated from each of the loop sections to each of the power receiving coils.
The power receiving circuit
It includes a switching element provided corresponding to each of the power receiving coils, and a drive circuit in which power is supplied from each of the power receiving coils and the switching element is controlled by the non-contact communication.
The two switching elements corresponding to the two power receiving coils form a switching arm.
An electric circuit module characterized in that power is supplied to each of the two drive circuits by non-contact power feeding by the two loop sections and the two power receiving coils.
前記受電コイルは、前記受電基板において多層に亘って設けられていることを特徴とする電気回路モジュール。The power receiving coil is an electric circuit module characterized in that the power receiving coil is provided in multiple layers on the power receiving board.
前記磁性体部材は、前記受電基板に設けられた磁性体の層であることを特徴とする電気回路モジュール。 In the electric circuit module according to claim 5 or 6.
The magnetic material member is an electric circuit module characterized by being a layer of a magnetic material provided on the power receiving substrate.
前記磁性体部材は、前記受電基板の板面であって、前記送電コイル側とは反対側の板面に設けられており、
前記受電基板の板面に沿って広がる板状部と、
前記板状部から各前記受電コイルのループ形状の内側の領域に向けられた受電突出部と、
を備えることを特徴とする電気回路モジュール。 In the electric circuit module according to claim 5 or 6.
The magnetic member is provided on the plate surface of the power receiving substrate, which is opposite to the power transmission coil side.
A plate-shaped portion extending along the plate surface of the power receiving substrate and
A power receiving protrusion directed from the plate-shaped portion to the inner region of the loop shape of each power receiving coil,
An electric circuit module characterized by being provided with.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2017194983A JP6894819B2 (en) | 2017-10-05 | 2017-10-05 | Contactless power supply and electrical circuit module |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2017194983A JP6894819B2 (en) | 2017-10-05 | 2017-10-05 | Contactless power supply and electrical circuit module |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2019068696A JP2019068696A (en) | 2019-04-25 |
| JP6894819B2 true JP6894819B2 (en) | 2021-06-30 |
Family
ID=66338065
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2017194983A Active JP6894819B2 (en) | 2017-10-05 | 2017-10-05 | Contactless power supply and electrical circuit module |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP6894819B2 (en) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3434589B2 (en) * | 1994-10-19 | 2003-08-11 | 日本信号株式会社 | Power wave receiver |
| JP2012105451A (en) * | 2010-11-10 | 2012-05-31 | Nec Tokin Corp | Antenna, electric power transmission device, and electric power reception device |
| US10511349B2 (en) * | 2015-09-03 | 2019-12-17 | Koninklijke Philips N.V. | Connector and device for wireless transmission of data and power |
-
2017
- 2017-10-05 JP JP2017194983A patent/JP6894819B2/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2019068696A (en) | 2019-04-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6038385B2 (en) | Dual mode choke coil, high-frequency filter using the same, in-vehicle motor integrated electric power steering, and in-vehicle charging device | |
| JP4319961B2 (en) | Rotating electric machine and electric winding | |
| WO2013145919A1 (en) | Power conversion apparatus | |
| EP3713053B1 (en) | Driving-device-integral-type rotary electric machine | |
| JP5813973B2 (en) | Non-contact power supply coil device | |
| US11682516B2 (en) | Reactor cooling structure | |
| JP5975789B2 (en) | Power semiconductor module | |
| JP6036585B2 (en) | Power converter | |
| US20150091517A1 (en) | Charging station, method, and electrically powered vehicle for the wireless energy-transfer coupling of an electrically powered vehicle | |
| JP2015139299A (en) | power converter | |
| JP6055868B2 (en) | Power converter | |
| CN110168902A (en) | Power inverter | |
| CN104716840A (en) | Magnetic coupling inductor and multi-port converter | |
| EP3213330B1 (en) | Power transfer system, power transmission device, and power receiving device | |
| CN110445280A (en) | Stator end connection component and flat wire motor | |
| US11955906B2 (en) | Miniaturization of control boards with flexibility in desposition of parts and wiring | |
| JP6894819B2 (en) | Contactless power supply and electrical circuit module | |
| US9748773B2 (en) | Contactless power supply device | |
| JP2014023262A (en) | Noncontact power supply unit | |
| JP6702896B2 (en) | Contactless power supply device and electric circuit module | |
| JP2019068695A (en) | Non-contact power feeding device and electric circuit module | |
| JP7196808B2 (en) | power converter | |
| US11398337B2 (en) | Automotive variable voltage converter with inductor having diagonal air gap | |
| JP7096011B2 (en) | Non-contact control device | |
| JP4626101B2 (en) | DC-DC converter |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20191219 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20201012 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20201020 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20201215 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20210525 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20210604 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6894819 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |