JP6897231B2 - Transmitters, power receivers, wireless power supply systems and wireless power supply methods - Google Patents
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この出願で言及する実施例は、送電器、受電器、ワイヤレス給電システムおよびワイヤレス給電方法に関する。 The examples referred to in this application relate to transmitters, power receivers, wireless power supply systems and wireless power supply methods.
近年、電源供給や充電を行うために、無線で電力を給電するワイヤレス給電(無線電力伝送:Wireless Power Transfer)技術が注目されている。例えば、携帯端末やノートパソコンを始めとした様々な電子機器や家電機器、或いは、自動車等の電力インフラ機器に対して、ワイヤレス給電を行うワイヤレス給電システムが研究・開発されている。 In recent years, wireless power transfer (Wireless Power Transfer) technology, which supplies electric power wirelessly for power supply and charging, has attracted attention. For example, a wireless power supply system that wirelessly supplies power to various electronic devices such as mobile terminals and laptop computers, home appliances, and electric power infrastructure devices such as automobiles has been researched and developed.
従来、ワイヤレス給電システムとしては、電磁誘導を利用した技術や電波を利用した技術が適用されているが、近年、送電器と受電器の距離をある程度離しつつワイヤレス給電が可能なものとして、強結合系の共振を用いたものが注目されている。この強結合系の共振を用いたワイヤレス給電としては、例えば、磁界共鳴(磁界共振)や電界共鳴(電界共振)を利用したものが知られている。 Conventionally, as a wireless power supply system, a technology using electromagnetic induction or a technology using radio waves has been applied, but in recent years, it is strongly coupled as a system capable of wireless power supply while keeping a certain distance between a transmitter and a power receiver. Those using system resonance are attracting attention. As a wireless power supply using the resonance of this strong coupling system, for example, one using magnetic field resonance (magnetic field resonance) or electric field resonance (electric field resonance) is known.
例えば、磁界共鳴を用いたワイヤレス給電装置は、例えば、数W以上の電力を数cm〜数十cm離れた場所に伝送することができるため、電子機器や家電機器、或いは、電力インフラ機器等に対して適用することが可能である。 For example, a wireless power feeding device using magnetic field resonance can transmit electric power of several watts or more to a place separated by several centimeters to several tens of centimeters, so that it can be used for electronic devices, home appliances, electric power infrastructure devices, and the like. It can be applied to.
ところで、従来、磁界共鳴を用いてワイヤレス給電を行うものとしては、様々な提案がなされている。 By the way, conventionally, various proposals have been made for wireless power feeding using magnetic field resonance.
ところで、多くの電子機器では、内部に搭載された充電制御ICにより一定電圧による電力供給が行われており、ワイヤレス給電を行う場合でも、例えば、整流平滑部により直流電圧(DC電圧)に変換した後、DC/DC変換器で所定の電圧に変換している。ここで、DC/DC変換器としては、通常、降圧型DC/DC変換器が使用されるが、その降圧型DC/DC変換器の入力電圧は、負荷に対して直接印加する電圧よりも高くなる。 By the way, in many electronic devices, power is supplied by a constant voltage by a charge control IC mounted inside, and even when wireless power supply is performed, for example, it is converted into a DC voltage (DC voltage) by a rectifying smoothing part. After that, it is converted to a predetermined voltage by a DC / DC converter. Here, as the DC / DC converter, a step-down DC / DC converter is usually used, but the input voltage of the step-down DC / DC converter is higher than the voltage directly applied to the load. Become.
また、効率を向上させるには、例えば、入力電圧が高くても動作する耐電圧仕様の高いDC/DC変換器の適用が求められるが、価格やサイズ等によりDC/DC変換器の耐電圧仕様としては低い電圧(例えば、充電電圧に対して+10V程度)に抑えることが望まれている。 Further, in order to improve efficiency, for example, it is required to apply a DC / DC converter having a high withstand voltage specification that operates even if the input voltage is high. However, depending on the price, size, etc., the withstand voltage specification of the DC / DC converter It is desired to suppress the voltage to a low voltage (for example, about + 10V with respect to the charging voltage).
一実施形態によれば、受電器に対して無線により電力を伝送する送電コイルと、前記送電コイルに送電電力を与える電源部と、前記電源部と前記送電コイルとの間に設けられた、インダクタ素子またはキャパシタ素子を含む送電側可変回路素子部と、前記受電器から受電電圧および受電電力を示す受電情報を受信する送電側通信部と、前記送電電力を示す情報を含む送電情報を検出する送電側検出部と、前記送電側可変回路素子部を制御する送電側制御部と、を有する送電器が提供される。 According to one embodiment, a power transmission coil for transmitting power wirelessly against the power receiver, a power supply unit providing a transmission power to the transmitting coil, is provided between the power transmission coil and the power supply unit, an inductor A power transmission side variable circuit element unit including an element or a capacitor element, a power transmission side communication unit that receives power reception information indicating the received voltage and the received power from the power receiver, and a power transmission that detects the power transmission information including the information indicating the power transmission power. A power transmission having a side detection unit and a power transmission side control unit that controls the power transmission side variable circuit element unit is provided.
前記送電側制御部は、前記受電情報と、前記送電情報と、降圧型のDC/DC変換器を含む前記受電器の負荷と前記受電器の前記受電電力との関係を示す第1情報と、前記負荷と前記送電器から前記受電器への送電効率との関係を示す第2情報と、に基づいて、前記送電側可変回路素子部における前記インダクタ素子のインダクタンス値を増加させるか、または、前記送電側可変回路素子部における前記キャパシタ素子のキャパシタンス値を低減させることで、前記受電器の前記受電電圧を低減させるように制御する。 The electricity transmission side control section, said power receiving information, and the transmission information, the first information indicating a relationship between the received power of the power receiver and the power receiver of a load including a step-down DC / DC converter , The inductance value of the inductor element in the power transmission side variable circuit element unit is increased or based on the second information indicating the relationship between the load and the power transmission efficiency from the power transmission to the power receiver. By reducing the capacitance value of the capacitor element in the power transmission side variable circuit element unit, the power receiving voltage of the power receiving device is controlled to be reduced.
開示の送電器、受電器、ワイヤレス給電システムおよびワイヤレス給電方法は、受電電圧を低減すると共に、効率を向上することができるという効果を奏する。 The disclosed transmitters, power receivers, wireless power supply systems and wireless power supply methods have the effect of being able to reduce the received voltage and improve efficiency.
まず、送電器、受電器、ワイヤレス給電システムおよびワイヤレス給電方法の実施例を詳述する前に、ワイヤレス給電システムの一例およびその課題を、図1〜図4を参照して説明する。図1は、ワイヤレス給電システムの一例を模式的に示すブロック図である。図1に示されるように、ワイヤレス給電システムは、送電系(送電器101,送電側)および受電系(受電器102,受電側)を含む。 First, an example of a wireless power supply system and its problems will be described with reference to FIGS. 1 to 4 before detailing examples of a transmitter, a power receiver, a wireless power supply system, and a wireless power supply method. FIG. 1 is a block diagram schematically showing an example of a wireless power feeding system. As shown in FIG. 1, the wireless power feeding system includes a power transmission system (transmitter 101, power transmission side) and a power reception system (power receiver 102, power reception side).
送電器101は、例えば、電源部110および送電コイル111を含み、受電器102は、例えば、受電コイル121、整流平滑部(整流平滑化回路)122,DC/DC変換器(DC/DCコンバータ:DDコン)123および負荷(例えば、バッテリ)124を含む。ここで、参照符号120は、DC/DC変換器123および負荷124を含む見かけ上の負荷を示す。また、送電器101(送電コイル111)は、受電器102(受電コイル121)に対して、電磁誘導、或いは、磁界共鳴や電界共鳴といった強結合系の共振を用いて無線により電力を伝送する。
The transmitter 101 includes, for example, a
送電器101において、電源部110は、送電コイル111に電力を与える。また、受電器102において、受電コイル121は、送電コイル111からの電力を受け取り、整流平滑部122は、受電コイル121からの交流電圧(電力)を、整流および平滑する。DC/DC変換器123は、整流平滑部122の出力電圧を所定電圧に変換して負荷124に印加する。
In the power transmission 101, the
図1に示されるように、例えば、電源部110から、送電コイル111,受電コイル121および整流平滑部122までは、交流電圧として処理され、整流平滑部122から、DC/DC変換器123および負荷124までは、直流電圧として処理される。なお、図1において、参照符号Pinは送電コイル111の入力電力(電源部110の出力電力)、Vampは電源部110の出力電圧(電圧レベル)、そして、V'outは整流平滑部122の出力電圧(DC/DC変換器123の入力電圧)を示す。
As shown in FIG. 1, for example, from the
また、参照符号VoutはDC/DC変換器123の出力電圧(負荷124の印加電圧)、P'outは整流平滑部122の出力電力(DC/DC変換器123の入力電力)、そして、PoutはDC/DC変換器123の出力電力を示す。さらに、参照符号RLは、例えば、充電対象となる負荷(バッテリ)124の負荷値(インピーダンス)を示し、また、R'Lは、DC/DC変換器123の入力インピーダンス、すなわち、見かけ上の負荷120の負荷値を示す。
Further, the reference code Vout is the output voltage of the DC / DC converter 123 (applied voltage of the load 124), P'out is the output power of the rectifying smoothing unit 122 (input power of the DC / DC converter 123), and Pout is. The output power of the DC /
ところで、多くの電子機器では、内部に搭載された充電制御ICにより一定電圧(例えば、スマートフォンでは5V、また、ノートパソコンでは12Vや19V)で電力供給が行われている。そのため、ワイヤレス給電を行う場合でも、受電コイル121が交流で電力を受け取った後、整流平滑部122により直流電圧(DC電圧)に変換し、さらに、DC/DC変換器123を経由することで所定の電圧を出力する。
By the way, in many electronic devices, power is supplied at a constant voltage (for example, 5V for smartphones and 12V or 19V for notebook computers) by a charge control IC mounted inside. Therefore, even when wireless power supply is performed, after the
DC/DC変換器123としては、例えば、コストや入手の容易性の観点から降圧型のものが使用されることが多く、この場合、例えば、充電対象の負荷124の値(インピーダンス)RLよりも、常に見かけ上、高めの値(R'L)として作用する。ここで、DC/DC変換器123の損失が無視できるものとすると、Pout≒P'outであるから、RL=Vout2/Pout、R'L=V'out2/P'outとなり、降圧型DC/DC変換器123を適用する場合、R'L>RL、V'out>Voutとなる。すなわち、見かけ上の負荷120の負荷値(R'L)が高くなると、DC/DC変換器123の入力電圧V'outが高くなる。
As the DC /
図2は、負荷の値に対する効率特性と一定電源電圧供給時の受電電力特性の関係を説明するための図である。一般的に、ワイヤレス給電の給電性能(送電効率)は、受電系における負荷値の影響を受けることになる。すなわち、図2に示されるように、効率は、ある負荷値に対して最適点を持ち、通常は充電の対象となる電子機器の代表負荷値(例えば、25Ω)付近で最大(例えば、86%)となるように設計される。 FIG. 2 is a diagram for explaining the relationship between the efficiency characteristic with respect to the load value and the received power characteristic when a constant power supply voltage is supplied. Generally, the power supply performance (transmission efficiency) of wireless power transmission is affected by the load value in the power receiving system. That is, as shown in FIG. 2, the efficiency has an optimum point for a certain load value, and is usually maximum (for example, 86%) near the representative load value (for example, 25Ω) of the electronic device to be charged. ) Is designed to be.
また、DC/DC変換器123として降圧型DC/DC変換器を用いる場合、上述した受電電力特性の最大値を与える負荷値(例えば、Rpmax=219Ω)よりも高負荷側の領域(図2におけるハッチング領域)でしか動作しない。そこで、効率特性の確保や過電圧の回避のため、例えば、充電対象となる電子機器の負荷値近傍、または、それ以下にRpmaxを設定するのが好ましい。具体的に、例えば、19Vの動作電圧で14Wの電力が求められるタブレット端末を考えた場合、DC/DC変換器123の入力電圧V'outは、V'out>(14×Rpmax)1/2=(14×219)1/2≒56[V]となる。すなわち、代表負荷値(25Ω)付近の動作点に比べて、受電電力特性の最大値を与える負荷値(219Ω)では、効率(送電効率)が86%から68%に低下し、さらに、56Vでも動作可能な耐電圧仕様が高いDC/DC変換器の適用が求められることになる。なお、DC/DC変換器123の出力電圧が19Vの場合、耐電圧仕様としては、例えば、+10V(29V程度)に抑えることが望まれている。
Further, when a step-down DC / DC converter is used as the DC /
さらに、受電器102の置き方が変化、すなわち、送電コイル111に対する受電コイル121の位置関係が変化するような場合、例えば、ワイヤレス給電の特性変化に応じて動的に切り換え制御を行い、所望の性能を確保するのが好ましい。図3は、送電コイルと受電コイルの位置関係を説明するための図であり、図4は、ワイヤレス給電コイルを最適設計した場合における、負荷の値に対する効率特性と一定電源電圧供給時の受電電力特性の関係を説明するための図である。ここで、図3(a)は、送電コイル111と受電コイル121の位置関係が正対状態(結合強度が1(100%)の場合)を示し、図3(b)は、送電コイル111と受電コイル121の位置関係が位置ずれ有(結合強度が2/3)の場合を示す。また、図4において、特性曲線L11およびL12は、図3(a)の正対状態の場合であり、特性曲線L21およびL22は、図3(b)の位置ずれ有の場合である。また、特性曲線L11およびL21は、負荷と効率の関係を示し、特性曲線L12およびL22は、負荷と受電電力(一定電源電圧供給時の受電電力)の関係を示す。
Further, when the arrangement of the power receiving device 102 changes, that is, the positional relationship of the
図4の特性曲線L11およびL12に示されるように、送電コイル111と受電コイル121が正対状態(図3(a))のとき、ワイヤレス給電コイルを最適設計したタブレット端末では、Rpmax0が約28Ωとなり、V'out0>20Vで効率を81%とすることができる。すなわち、ワイヤレス給電コイル(送電コイル111および受電コイル121)を最適設計することにより、図2におけるRpmaxを、219Ωから28Ωまで低減し、効率の向上およびDC/DC変換器の耐電圧仕様の低下が可能なのが分かる。しかしながら、効率特性とのバランスを考慮しつつRpmaxの低減を図るには限界があり、このコイル設計のみに頼った特性の改善は難しいものと考えられる。
As shown in the characteristic curves L11 and L12 of FIG. 4, when the
図4の特性曲線L21およびL22に示されるように、送電コイル111と受電コイル121が位置ずれ有(図3(b))のとき、ワイヤレス給電コイルを最適設計したタブレット端末では、Rpmax1が約63Ωとなり、V'out1>30Vで効率を82%とすることができる。すなわち、送電コイル111および受電コイル121を最適設計することにより、位置ずれ有の場合(結合係数が2/3)でも、それなりに対応可能なのが分かる。ここで、送電および受電コイルの位置関係が正対状態では、例えば、V'out0に余裕があるため、動作点を高負荷側(図4における右側)へシフトすることにより、効率改善が見込める。一方、位置ずれ有は、例えば、突発的に過剰電力が供給された場合等に対するマージンを考えると、未だ十分にV'out1が低減されているとはいえない。そのため、送電および受電コイル間の結合強度が変化する場合(例えば、操作者がテブレット端末を移動させた場合等)でも、そのような変化に応じて適応的に特性を切り換えられることが望まれている。
As shown in the characteristic curves L21 and L22 of FIG. 4, when the
以下、送電器、受電器、ワイヤレス給電システムおよびワイヤレス給電方法の実施例を、添付図面を参照して詳述する。図5は、ワイヤレス給電システムの第1実施例を模式的に示すブロック図である。図5に示されるように、ワイヤレス給電システムは、送電系(送電器1,送電側)および受電系(受電器2,受電側)を含む。
Hereinafter, examples of a transmitter, a power receiver, a wireless power supply system, and a wireless power supply method will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 5 is a block diagram schematically showing a first embodiment of the wireless power feeding system. As shown in FIG. 5, the wireless power supply system includes a power transmission system (
送電器1は、例えば、電源部10、送電コイル11および送電側可変回路素子部12を含む。受電器2は、例えば、受電コイル21、整流平滑部(整流平滑化回路)22,DC/DC変換器(DC/DCコンバータ:DDコン)23および負荷(例えば、バッテリ)24を含む。ここで、参照符号20は、DC/DC変換器23および負荷24を含む見かけ上の負荷(整流平滑部22から見た負荷)を示す。送電コイル11は、共振コイル(送電共振コイル)11aおよび駆動コイル(電力供給コイル)11bを含み、受電コイル21は、共振コイル(受電共振コイル)21aおよび負荷コイル(電力取り出しコイル)21bを含む。
The
整流平滑部22は、受電コイル21(負荷コイル21b)からの交流電圧を、整流および平滑してDC/DC変換器23に出力する。DC/DC変換器23は、整流平滑部22の出力電圧を所定電圧に変換して、負荷24に印加する。なお、図5において、参照符号Pinは電源部10の出力電力、Vampは電源部10の出力電圧、V'outは整流平滑部22の出力電圧(DC/DC変換器23の入力電圧)、そして、VoutはDC/DC変換器123の出力電圧(負荷24の印加電圧)を示す。また、参照符号P'outは整流平滑部22の出力電力、PoutはDC/DC変換器23の出力電力、RLは負荷(バッテリ)24の負荷値(インピーダンス)、そして、R'LはDC/DC変換器23の入力インピーダンス(見かけ上の負荷20の負荷値)を示す。
The rectifying and smoothing
ここで、送電器1と受電器2は、例えば、共振コイル11aと共振コイル21aの間の磁界共鳴により、送電器1から受電器2へエネルギー(電力)の伝送を行う。なお、共振コイル11aから共振コイル21aへの電力伝送は、磁界共鳴だけでなく電界共鳴等の強結合系の共振を用いたものであってもよい。さらに、図10を参照して、後に詳述するように、送電器1から受電器2へ電力伝送は、例えば、電磁誘導等を用いたものであってもよい。
Here, the
電源部10は、送電側可変回路素子部12を介して駆動コイル11bに電力(Pin)を与え、駆動コイル11bは、共振コイル11aを駆動する。送電側可変回路素子部12は、インダクタ素子Lmおよびキャパシタ素子(コンデンサ)Cmの少なくとも一方を含む。そして、送電側可変回路素子部12は、例えば、受電器2から無線通信を経由して伝えられる受電情報に基づいて、インダクタ素子の値(インダクタンス)およびキャパシタ素子の値(キャパシタンス)等を制御する。
The
すなわち、第1実施例において、送電系の送電側可変回路素子部12は、電源部10と送電コイル11(駆動コイル11b)の間にインダクタ素子Lmまたはキャパシタ素子Cmを挿入するか、或いは、電源部10と駆動コイル11bを短絡する。これにより、効率特性を維持しつつ、一定電源電圧供給時の受電電力特性を変化させて、Rpmaxを低減(可変)することができる。
That is, in the first embodiment, the power transmission side variable
図6および図7は、図5に示すワイヤレス給電システムにおける送電側可変回路素子部による効果を説明するための図であり、19Vの動作電圧で14Wの電力が求められるタブレット端末の例におけるものである。ここで、図6(a)は、正対状態の場合であり、特性曲線L11は、正対状態における負荷と効率の関係を示し、特性曲線L121〜L125は、正対状態における負荷と受電電力(一定電源電圧供給時の受電電力)の関係を示す。また、図6(b)は、位置ずれ有(結合係数:2/3)の場合であり、特性曲線L21は、位置ずれ有における負荷と効率の関係を示し、特性曲線L221〜L225は、位置ずれ有における負荷と受電電力の関係を示す。なお、特性曲線L121〜L125およびL221〜L225は、送電側可変回路素子部12により挿入されるインダクタ素子Lmまたはキャパシタ素子Cmの値が異なっている。すなわち、L121およびL221はCm=0.3μF、L122およびL222はCm=0.5μF、L123およびL223は直結(THRU:CmおよびLmwを挿入せずに短絡)、L124およびL224はLm=7.5μH、そして、L125およびL225はLm=20μHとした場合のものである。
6 and 7 are diagrams for explaining the effect of the power transmission side variable circuit element unit in the wireless power feeding system shown in FIG. 5, and is an example of a tablet terminal in which a power of 14 W is required at an operating voltage of 19 V. is there. Here, FIG. 6A shows the case of the facing state, the characteristic curve L11 shows the relationship between the load and the efficiency in the facing state, and the characteristic curves L121 to L125 are the load and the received power in the facing state. The relationship of (power received when a constant power supply voltage is supplied) is shown. Further, FIG. 6B shows a case where there is a misalignment (coupling coefficient: 2/3), the characteristic curve L21 shows the relationship between the load and the efficiency when there is a misalignment, and the characteristic curves L221 to L225 are the positions. The relationship between the load and the received power in the presence of deviation is shown. The characteristic curves L121 to L125 and L221 to L225 differ in the values of the inductor element Lm or the capacitor element Cm inserted by the power transmission side variable
また、図7(a)は、正対状態の場合で、挿入する回路素子(Lm=20μH、Lm=7.5μH、THRU、Cm=0.5μF、Cm=0.3μF)に対するRpmax(受電電力特性の最大値を与える負荷値),V'out(DC/DC変換器23の入力電圧)および効率を示す。さらに、図7(b)は、位置ずれ有の場合で、挿入する回路素子(Lm=20μH、Lm=7.5μH、THRU、Cm=0.5μF、Cm=0.3μF)に対するRpmax,V'outおよび効率を示す。なお、図7(a)および図7(b)では、降圧型DC/DC変換器23の適用を考慮して、Rpmax<RL(例えば、RL=25Ω)のとき、V'out>Vout(例えば、Vout=19V)となるので、Rpmax=25Ωとして見積もりを行っている。
Further, FIG. 7A shows the maximum Rpmax (maximum received power characteristic) with respect to the circuit element (Lm = 20 μH, Lm = 7.5 μH, THRU, Cm = 0.5 μF, Cm = 0.3 μF) to be inserted in the face-to-face state. The load value that gives the value), V'out (input voltage of the DC / DC converter 23), and efficiency are shown. Further, FIG. 7B shows Rpmax, V'out and efficiency with respect to the circuit element to be inserted (Lm = 20 μH, Lm = 7.5 μH, THRU, Cm = 0.5 μF, Cm = 0.3 μF) in the case of misalignment. Is shown. In addition, in FIG. 7A and FIG. 7B, considering the application of the step-down DC /
図6(a)および図6(b)に示されるように、例えば、送電側可変回路素子部12により電源部10と駆動コイル11bの間に挿入するインダクタ素子Lmの値を大きくすることによって、Rpmaxを低減することが可能なのが分かる。ただし、Lmの値を大きくすると、受電電力の最大値も徐々に低下する。また、挿入するキャパシタ素子Cmに関しては、インダクタ素子Lmと逆の振る舞いを示し、Cmの値を小さくすることによって、Rpmaxが低下する。
As shown in FIGS. 6A and 6B, for example, by increasing the value of the inductor element Lm inserted between the
また、図6(a)と図6(b)の比較から明らかなように、送電器1と受電器2(共振コイル11aと21a)の位置ずれが生じた場合でも、LmまたはCmの値を調整することにより、受電電圧の低減および効率の向上を図ることができる。すなわち、送電器1と受電器2の位置ずれ等の状態に基づいて、Rpmaxを制御しながらV'outや効率を適切な範囲に調整することが可能となる。
Further, as is clear from the comparison between FIGS. 6 (a) and 6 (b), even when the
さらに、図7(a)に示されるように、送電器1と受電器2が正対状態の場合、例えば、V'outの上限値に余裕があるときには、送電側可変回路素子部12によりキャパシタ素子Cmの値を大きくすることにより、効率を向上させることができる。また、図7(b)に示されるように、送電器1と受電器2が位置ずれ有の場合、例えば、送電側可変回路素子部12によりインダクタ素子Lmの値を大きくすることにより、Rpmaxを低減し、V'outを20V台に(19V+10Vよりも低く)抑えることができる。なお、上述した処理を、ワイヤレス給電を行っている間中、継続的に実行することで、例えば、受電器2の置き方(配置)により特性が変わっても、適切なV'outのレベルと高い効率を同時に実現することが可能となる。
Further, as shown in FIG. 7A, when the
図8は、ワイヤレス給電システムの第2実施例を模式的に示すブロック図である。図8と、前述した図5の比較から明らかなように、第2実施例のワイヤレス給電システムにおいて、送電器1は、さらに、送電側検出部13、送電側制御部14および送電側通信部15を含む。送電側検出部13は、送電電力情報を検出し、送電側制御部14は、送電電力情報および受電情報に基づいて送電側可変回路素子部12を制御する。なお、受電情報は、例えば、受電器2(送電系)と無線通信を行う送電側通信部15から送電側制御部14に入力される。
FIG. 8 is a block diagram schematically showing a second embodiment of the wireless power feeding system. As is clear from the comparison between FIG. 8 and FIG. 5 described above, in the wireless power feeding system of the second embodiment, the
受電器2は、前述した受電コイル21、整流平滑部22、DC/DC変換器23および負荷24に加え、受電側検出部25、受電側制御部26および受電側通信部27を含む。受電側検出部25は、例えば、DC/DC変換器23の入力電圧V'outおよび出力電圧Voutを含むDC/DC変換情報(受電情報)を検出し、受電側制御部26および受電側通信部27を介して送電器1(送電側通信部15)に伝える。ここで、送電側通信部15と受電側通信部27の間の通信は、例えば、IEEE 802.11bに準拠するDSSS方式の無線LANやブルートゥース(Bluetooth(登録商標))を利用することができるが、これらに限定されるものではない。
The power receiving device 2 includes a power receiving
送電側制御部14は、例えば、受電系の受電側通信部27から送電側通信部15を介して送られてきたV'outおよびVoutを含むDC/DC変換情報(受電情報)、および、送電側検出部13からの送電電力情報に基づいて送電側可変回路素子部12を制御する。すなわち、送電側制御部14は、例えば、送電側可変回路素子部12において、インダクタ素子Lmまたはキャパシタ素子Cmの値の調整(切り換え)、或いは、CmおよびLmwを挿入せずに短絡等を行う。これにより、効率特性を維持しつつ、一定電源電圧供給時の受電電力特性を変化させて、Rpmaxを低減することができる。さらに、送電側制御部14は、上述した受電情報および送電電力情報に基づいて、DC/DC変換器23の入力電圧V'outが所定値以下となる条件下で、例えば、電源部10の出力電圧Vampを高くして、効率の向上を図ることも可能である。
The power transmission
図9は、図8に示すワイヤレス給電システムにおける送電側可変回路素子部の構成例を示すブロック図であり、送電側可変回路素子部12の第1および第2構成例を図9(a)および図9(b)として示す。 FIG. 9 is a block diagram showing a configuration example of the power transmission side variable circuit element unit in the wireless power feeding system shown in FIG. 8, and FIGS. 9 (a) and 9 (a) and FIG. It is shown as FIG. 9 (b).
図9(a)に示されるように、第1構成例の送電側可変回路素子部12は、複数のインダクタ素子Lm1〜Lmnおよび複数のキャパシタ素子Cm1〜Cmn、並びに、それぞれに対応する複数の素子選択用スイッチ素子と、入出力間を短絡する短絡用スイッチ素子を含む。ここで、インダクタ素子Lm1〜Lmnおよびキャパシタ素子Cm1〜Cmnは、例えば、それぞれ異なるインダクタンスおよびキャパシタンスを有している。すなわち、第1構成例の送電側可変回路素子部12は、異なる回路定数が選択的に切り換えられるように、複数のラインで構成されている。
As shown in FIG. 9A, the power transmission side variable
送電側制御部14は、いずれか1つの素子選択用スイッチ素子、或いは、短絡用スイッチ素子をオンする。これにより、オンされた素子選択用スイッチ素子に対応するインダクタ素子またはキャパシタ素子が、電源部10と駆動コイル11bの間に挿入されるか、或いは、電源部10と駆動コイル11bの間が短絡(直結)される。
The power transmission
図9(b)に示されるように、第2構成例の送電側可変回路素子部12は、可変インダクタ素子Lmを含み、送電側制御部14により、可変インダクタ素子Lmの値を制御するようになっている。ここで、可変インダクタ素子Lmの代わりに、可変キャパシタ素子Cmを適用することもできるのはいうまでもない。すなわち、第2構成例の送電側可変回路素子部12は、可変インダクタ素子Lmまたは可変キャパシタ素子Cmにより、異なる回路定数が調整できるようになっている。なお、送電側可変回路素子部12の構成は、上述した図9(a)および図9(b)のものに限定されず、知られている様々な構成を適用することができるのはいうまでもない。
As shown in FIG. 9B, the power transmission side variable
上述したように、第2実施例の送電器1(送電系)における送電側制御部14は、例えば、検出された情報(受電情報,送電電力情報)に基づいて、送電側可変回路素子部12の可変回路素子(Lm1〜Lmn,Cm1〜Cmn;Lm,Cm)を切り換えまたは調整(制御)する。さらに、送電側制御部14は、電源部10の出力電圧Vampを調整することで、適切なワイヤレス給電状態を実現することができる。ここで、送電側制御部14は、例えば、上述した図6(a)および図6(b)のような効率および受電電力特性の負荷依存性テーブルを内部のメモリ140に保持しておき、送電側可変回路素子部12を制御する際に併用(参照)することもできる。なお、この一連の制御を、ワイヤレス給電を行っている間中、継続的に実行することで、例えば、送電器1と受電器2の位置ずれや置き方の変化に対して、適切なV'outのレベルと高効率を同時に実現することが可能なのは前述した通りである。
As described above, the power transmission
図10は、ワイヤレス給電システムの第3実施例を模式的に示すブロック図であり、電磁誘導方式を適用したワイヤレス給電システムの例を示すものである。図10と、前述した図8の比較から明らかなように、第3実施例のワイヤレス給電システムにおいて、受電器2の受電コイル21は、電磁誘導方式により送電器1の送電コイル11からの電力を受け取るようになっている。すなわち、本実施形態は、磁界共鳴や電界共鳴といった強結合系の共振を適用したものに限定されず、電磁誘導を適用したものであってもよく、様々なワイヤレス給電システムに対して幅広く適用することができる。
FIG. 10 is a block diagram schematically showing a third embodiment of the wireless power feeding system, and shows an example of the wireless power feeding system to which the electromagnetic induction method is applied. As is clear from the comparison between FIG. 10 and FIG. 8 described above, in the wireless power feeding system of the third embodiment, the
なお、図10に示す第3実施例おいて、受電器2の受電コイル21が電磁誘導方式により送電器1の送電コイル11からの電力を受け取る以外の構成は、前述した図8の第2実施例と同様であり、その説明は省略する。
In the third embodiment shown in FIG. 10, the configuration other than the
図11は、ワイヤレス給電システムの第4実施例を模式的に示すブロック図であり、送電器1における送電側可変回路素子部12を削除し、その代わりに、受電器2に対して受電側可変回路素子部28を設けたものである。すなわち、第4実施例では、例えば、図5〜図9を参照して説明した送電側可変回路素子部12に相当する受電側可変回路素子部28を、受電器2における負荷コイル(電力取り出しコイル)21bと整流平滑部22の間に設けるようになっている。
FIG. 11 is a block diagram schematically showing a fourth embodiment of the wireless power feeding system, in which the power transmitting side variable
受電側制御部26は、例えば、受電情報(V'outおよびVoutを含む情報)を受電側検出部25から受け取って受電側可変回路素子部28を制御(切り換えまたは調整)する。ここで、受電側制御部26は、例えば、送電器1(送電側通信部15)からの送電電力情報を、受電側通信部27を介して受け取り、受電情報および送電電力情報に基づいて、受電側可変回路素子部28を制御することもできる。このとき、送電側制御部14は、例えば、受電器2(受電側通信部27)からの受電情報を、送電側通信部15を介して受け取り、電源部10の出力電圧Vamp等を制御する。
The power receiving
ここで、例えば、前述した第2実施例における送電器1を、第4実施例のワイヤレス給電システムにおける送電器1として適用することもできる。この場合、送電系では、送電側制御部14が送電側可変回路素子部12および電源部10を制御し、受電系では、受電側制御部26が受電側可変回路素子部28を制御することになる。なお、上述した第1〜第4実施例は、様々な組み合わせ、並びに、変更および変形が可能なのはいうまでもない。
Here, for example, the
図12は、本実施形態のワイヤレス給電システムにおける処理の一例を説明するためのフローチャートであり、整流平滑部22の出力電圧(DC/DC変換器23の入力電圧)V'outを制御する場合の処理の一例を説明するためのものである。図12に示されるように、処理が開始すると、送電系(送電器1,送電側)では、ステップST1において、受電系(受電器2,受電側)との通信を確立し、さらに、ステップST2に進んで、初期設定(例えば、THRU,Vampレベル等)を行って出力(送電)開始する。
FIG. 12 is a flowchart for explaining an example of processing in the wireless power feeding system of the present embodiment, and is a case where the output voltage (input voltage of the DC / DC converter 23) V'out of the
一方、受電系では、ステップST21において、送電系との通信を確立し、さらに、ステップST22に進んで、負荷24で電力を受電したかどうかを判定する。ここで、送電系のステップST1の処理、および、受電系のステップST21の処理は、送電器1および受電器2の認証とそれぞれの仕様確認に対応する。ステップST22において、負荷24で電力を受電したと判定すると、ステップST23に進んで、送電系へ受電情報を送信する。
On the other hand, in the power receiving system, in step ST21, communication with the power transmission system is established, and further, in step ST22, it is determined whether or not the power is received by the
送電系では、ステップST3において、受電系からの情報を受け取ったかどうかを判定し、受電系のステップST23で送電系へ受電情報を送信すると、ステップST3で受電系からの情報を受け取ったと判定し、ステップST4に進む。ステップST4では、送電電力の測定(検出)および効率の算出を行って、ステップST7に進む。また、ステップST3において、受電系からの情報を受け取っていないと判定すると、ステップST5に進み、規定回数を超えたかどうかを判定する。ステップST5において、規定回数を超えていないと判定すると、ステップST6に進んで、電源の出力レベル(電源部10の出力電圧Vamp)を更新してステップST3に戻る。なお、ステップST5において、規定回数を超えていると判定すると、ステップST16に進んで、終了を表示すると共に、受電系に対して送電(出力)終了通知を伝えて、処理を終了する。ここで、送電系から受電系に対する送電の終了通知は、受電系のステップST27における終了通知が有ったかどうかの判定により、終了通知が有ったと判定すると、受電系も処理を終了する。なお、受電系のステップST27において、終了通知が無いと判定すると、後述するステップST25に戻り、処理を継続する。 In the power transmission system, it is determined in step ST3 whether or not the information from the power receiving system has been received, and when the power receiving information is transmitted to the power transmission system in step ST23 of the power receiving system, it is determined that the information from the power receiving system has been received in step ST3. Proceed to step ST4. In step ST4, the transmission power is measured (detected) and the efficiency is calculated, and the process proceeds to step ST7. Further, in step ST3, if it is determined that the information from the power receiving system has not been received, the process proceeds to step ST5, and it is determined whether or not the specified number of times has been exceeded. If it is determined in step ST5 that the specified number of times has not been exceeded, the process proceeds to step ST6, the output level of the power supply (output voltage Vamp of the power supply unit 10) is updated, and the process returns to step ST3. If it is determined in step ST5 that the specified number of times has been exceeded, the process proceeds to step ST16, the end is displayed, and the power transmission (output) end notification is notified to the power receiving system to end the process. Here, the transmission end notification from the power transmission system to the power receiving system is processed by the power receiving system as well, if it is determined that the end notification has been given by the determination of whether or not the end notification has been given in step ST27 of the power receiving system. If it is determined in step ST27 of the power receiving system that there is no end notification, the process returns to step ST25, which will be described later, and the process is continued.
送電系におけるステップST7では、受電系の整流平滑部22の出力電圧(DC/DC変換器23の入力電圧)V'outが規定値以上かどうかを判定し、V'outが規定値以上であると判定すると、ステップST8に進む。ステップST8では、電源の出力レベル(Vamp)の低減が可能かどうかを判定し、Vampの低減が可能であると判定すると、ステップST9に進んで、Vampを低減してステップST12に進む。また、ステップST7において、V'outが規定値以上ではないと判定すると、そのままステップST12に進む。
In step ST7 in the power transmission system, it is determined whether the output voltage (input voltage of the DC / DC converter 23) V'out of the rectifying and smoothing
また、ステップST8において、Vampの低減が可能ではないと判定すると、ステップST10に進んで、回路素子の切り換えが可能かどうか、すなわち、送電側可変回路素子部12による回路素子の切り換えが可能かどうかを判定する。ステップST10において、回路素子の切り換え(例えば、インダクタ素子Lmの値を小さく、または、キャパシタ素子Cmの値を小さくすること)が可能であると判定すると、ステップST11に進む。
Further, if it is determined in step ST8 that the reduction of Vamp is not possible, the process proceeds to step ST10, and whether or not the circuit element can be switched, that is, whether or not the circuit element can be switched by the power transmission side variable
ステップST11では、可変回路素子の切り換え、すなわち、送電側可変回路素子部12による回路素子の制御(切り換えまたは調整:Lm 小またはCm 小)を行う。また、ステップST10において、回路素子の切り換えが可能ではないと判定すると、ステップST16に進んで、終了を表示すると共に、受電系に対して送電終了通知を伝えて、処理を終了する。ここで、送電側可変回路素子部12による回路素子の切り換えは、例えば、図5〜図9を参照して前述したように、インダクタ素子またはキャパシタ素子の値を制御する。また、例えば、図11に示す第4実施例では、受電系において、受電側可変回路素子部28による回路素子の切り換えが行われることになる。
In step ST11, the variable circuit element is switched, that is, the circuit element is controlled (switching or adjustment: Lm small or Cm small) by the power transmission side variable
さらに、ステップST12に進んで、受電系と通信を行い、ステップST13に進んで、受電系から情報を受信したかどうかを判定する。このとき、受電系では、ステップST25において、送電系からの情報要求の有無を判定し、送電系からの情報要求の有ったと判定すると、ステップST26に進んで、送電系へ受電情報を送信してステップST27に進む。なお、受電系のステップST25において、送電系からの情報要求が無いと判定すると、情報要求が有るまでステップST25の処理を継続する。 Further, the process proceeds to step ST12 to communicate with the power receiving system, and the process proceeds to step ST13 to determine whether or not information has been received from the power receiving system. At this time, in step ST25, the power receiving system determines whether or not there is an information request from the power transmission system, and if it is determined that there is an information request from the power transmission system, the process proceeds to step ST26 to transmit the power receiving information to the power transmission system. To step ST27. If it is determined in step ST25 of the power receiving system that there is no information request from the power transmission system, the process of step ST25 is continued until there is an information request.
送電系のステップST13において、受電系から情報を受信したと判定すると、ステップST4に戻って、上述した処理を繰り返し、受電系から情報を受信していないと判定すると、ステップST14に進む。ステップST14では、規定回数を超えたかどうかを判定し、規定回数を超えていないと判定すると、ステップST15に進んで、Vamp(電源部10の出力電圧)を更新してステップST13に戻る。また、ステップST14において、規定回数を超えていると判定すると、ステップST16に進んで、終了を表示すると共に、受電系に対して送電終了通知を伝えて、処理を終了する。なお、受電系のステップST27では、送電系から送電の終了通知が有ったかどうかを判定し、終了通知が有ったと判定すると、受電系も処理を終了し、終了通知が無いと判定すると、ステップST25に戻って処理を継続する。このように、図12に示す処理によれば、送電側可変回路素子部12によりインダクタ素子またはキャパシタ素子の値を制御することにより、受電系におけるDC/DC変換器23の入力電圧V'outが規定値以上にならないようにすることが可能になる。
If it is determined in step ST13 of the power transmission system that information has been received from the power receiving system, the process returns to step ST4, the above processing is repeated, and if it is determined that no information has been received from the power receiving system, the process proceeds to step ST14. In step ST14, it is determined whether or not the specified number of times has been exceeded, and if it is determined that the specified number of times has not been exceeded, the process proceeds to step ST15, the Vamp (output voltage of the power supply unit 10) is updated, and the process returns to step ST13. Further, in step ST14, if it is determined that the specified number of times has been exceeded, the process proceeds to step ST16, the end is displayed, and the power transmission end notification is notified to the power receiving system to end the process. In step ST27 of the power receiving system, it is determined whether or not there is a power transmission end notification from the power transmission system, and if it is determined that there is a power transmission end notification, the power receiving system also ends the process and determines that there is no end notification. The process returns to step ST25 and the process is continued. As described above, according to the process shown in FIG. 12, the input voltage V'out of the DC /
図13は、本実施形態のワイヤレス給電システムにおける処理の他の例を説明するためのフローチャートであり、図12に示すフローチャートに対して、送電系のステップST17およびST18が追加されている。すなわち、図13に示すフローチャートでは、図12のステップST7において、V'outが規定値以上ではないと判定したとき、そのままステップST12に進むのではなく、ステップST17およびST18の処理を行った後、ステップST12に進む。 FIG. 13 is a flowchart for explaining another example of the processing in the wireless power feeding system of the present embodiment, and steps ST17 and ST18 of the power transmission system are added to the flowchart shown in FIG. That is, in the flowchart shown in FIG. 13, when it is determined in step ST7 of FIG. 12 that V'out is not equal to or higher than the specified value, the process of steps ST17 and ST18 is performed instead of proceeding directly to step ST12, and then the process is performed. Proceed to step ST12.
ステップST17では、送電側可変回路素子部12による回路素子の切り換え(Lm 大またはCm 大)が可能であると判定すると、ステップST18に進み、送電側可変回路素子部12による回路素子の制御(切り換えまたは調整:Lm 大またはCm 大)を行う。これにより、V'outの低減を行うだけでなく、効率(送電効率)を向上させることができる。そして、ステップST12に進んで、図12を参照して説明したのと同様の処理を行う。すなわち、図13に示す処理によれば、図12の処理によるV'outが規定値以上にならないようにするだけでなく、V'outが規定値以上でなければ(余裕が有れば)、効率の改善を図ることも可能になる。
In step ST17, if it is determined that the circuit element can be switched (Lm large or Cm large) by the power transmission side variable
以上、実施形態を説明したが、ここに記載したすべての例や条件は、発明および技術に適用する発明の概念の理解を助ける目的で記載されたものであり、特に記載された例や条件は発明の範囲を制限することを意図するものではない。また、明細書のそのような記載は、発明の利点および欠点を示すものでもない。発明の実施形態を詳細に記載したが、各種の変更、置き換え、変形が発明の精神および範囲を逸脱することなく行えることが理解されるべきである。 Although the embodiments have been described above, all the examples and conditions described here are described for the purpose of assisting the understanding of the concept of the invention applied to the invention and the technology, and the examples and conditions described in particular are described. It is not intended to limit the scope of the invention. Nor does such a statement in the specification indicate the advantages and disadvantages of the invention. Although embodiments of the invention have been described in detail, it should be understood that various modifications, replacements and modifications can be made without departing from the spirit and scope of the invention.
1,101 送電器
2,102 受電器
10,110 電源部
11,111 送電コイル
11,111 送電コイル
11a 共振コイル(送電共振コイル)
11b 駆動コイル(電力供給コイル)
12 送電側可変回路素子部
13 送電側検出部
14 送電側制御部
15 送電側通信部
21,121 受電コイル
21a 共振コイル(受電共振コイル)
21b 負荷コイル(電力取り出しコイル)
22,122 整流平滑部
23,123 DC/DC変換器
24,124 負荷
25 受電側検出部
26 受電側制御部
27 受電側通信部
28 受電側可変回路素子部
140 メモリ
1,101 Transmission 2,102 Power receiver 10,110 Power supply 11,111 Transmission coil 11,111
11b Drive coil (power supply coil)
12 Power transmission side variable
21b Load coil (power extraction coil)
22,122 Rectifying and smoothing unit 23,123 DC / DC converter 24,124
Claims (13)
前記送電コイルに送電電力を与える電源部と、
前記電源部と前記送電コイルとの間に設けられた、インダクタ素子またはキャパシタ素子を含む送電側可変回路素子部と、
前記受電器から受電電圧および受電電力を示す受電情報を受信する送電側通信部と、
前記送電電力を示す情報を含む送電情報を検出する送電側検出部と、
前記送電側可変回路素子部を制御する送電側制御部と、を有する送電器であって、
前記送電側制御部は、
前記受電情報と、前記送電情報と、降圧型のDC/DC変換器を含む前記受電器の負荷と前記受電器の前記受電電力との関係を示す第1情報と、前記負荷と前記送電器から前記受電器への送電効率との関係を示す第2情報と、に基づいて、前記送電側可変回路素子部における前記インダクタ素子のインダクタンス値を増加させるか、または、前記送電側可変回路素子部における前記キャパシタ素子のキャパシタンス値を低減させることで、前記受電器の前記受電電圧を低減させるように制御する、
ことを特徴とする送電器。 A power transmission coil that wirelessly transmits power to a power receiver,
A power supply unit that supplies power to the power transmission coil,
A power transmission side variable circuit element unit including an inductor element or a capacitor element provided between the power supply unit and the power transmission coil, and a power transmission side variable circuit element unit.
A power transmission side communication unit that receives power reception information indicating the power reception voltage and power reception from the power receiver, and a power transmission side communication unit.
A power transmission side detection unit that detects power transmission information including information indicating the power transmission power,
The power transmission device for chromatic and a power-transmitting-side control unit that controls the power transmission side variable circuit element portion,
The electricity transmission side control section,
From the power reception information, the power transmission information, the first information showing the relationship between the load of the power receiver including the step-down DC / DC converter and the power reception of the power receiver, and the load and the power transmission. Based on the second information indicating the relationship with the power transmission efficiency to the power receiver, the inductance value of the inductor element in the power transmission side variable circuit element unit is increased, or the power transmission side variable circuit element unit in the power transmission side variable circuit element unit. By reducing the capacitance value of the capacitor element, the power receiving voltage of the power receiving device is controlled to be reduced.
A transmitter characterized by that.
前記第2情報は、前記インダクタンス値または前記キャパシタンス値に対応する、前記負荷値と前記送電効率との関係を示す情報である、
ことを特徴とする請求項1に記載の送電器。 The first information is a load value corresponding to the inductance value or the capacitance value, which maximizes the power in the relationship between the load and the received power, and an input voltage value input to the DC / DC converter. Information that shows the relationship
The second information is information indicating the relationship between the load value and the power transmission efficiency, which corresponds to the inductance value or the capacitance value.
The transmitter according to claim 1.
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の送電器。 The power transmission side control unit controls the inductance value or the capacitance value in the power transmission side variable circuit element unit so that the power reception voltage becomes a specified value or less based on the power reception information and the first information. ,
The transmitter according to claim 1 or 2.
ことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の送電器。 The power transmission side control unit controls the inductance value or the capacitance value in the power transmission side variable circuit element unit so as to improve the power transmission efficiency based on the power reception information, the power transmission information, and the second information. To do,
The transmitter according to any one of claims 1 to 3, wherein the transmitter is characterized in that.
前記電源部と前記送電コイルの間には、前記送電側制御部による制御に基づいて選択された前記インダクタ素子または選択された前記キャパシタ素子が挿入される、
ことを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の送電器。 The inductor element or the capacitor element of the power transmission side variable circuit element unit includes a plurality of the inductor elements having different inductance values or a plurality of the capacitor elements having different capacitance values.
The inductor element or the selected capacitor element selected based on the control by the power transmission side control unit is inserted between the power supply unit and the power transmission coil.
The transmitter according to any one of claims 1 to 4.
前記電源部と前記送電コイルの間には、前記送電側制御部による制御に基づいて調整された前記インダクタンス値の前記インダクタ素子または調整された前記キャパシタンス値の前記キャパシタ素子が挿入される、
ことを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の送電器。 The inductor element or the capacitor element of the power transmission side variable circuit element unit includes the inductor element whose inductance value can be changed or the capacitor element whose capacitance value can be changed.
The inductor element having the inductance value adjusted based on the control by the power transmission side control unit or the capacitor element having the adjusted capacitance value is inserted between the power supply unit and the power transmission coil.
The transmitter according to any one of claims 1 to 4.
ことを特徴とする請求項3乃至請求項6のいずれか1項に記載の送電器。 The power transmission side control unit controls the output voltage of the power supply unit based on the power reception information, the power transmission information, and the first information so that the power reception voltage does not exceed the specified value.
The transmitter according to any one of claims 3 to 6, wherein the transmitter is characterized in that.
ことを特徴とする請求項1乃至請求項7のいずれか1項に記載の送電器。 The power transmission side control unit controls the output voltage of the power supply unit based on the power reception information, the power transmission information, and the second information so as to improve the power transmission efficiency.
The transmitter according to any one of claims 1 to 7.
ことを特徴とする請求項1乃至請求項8のいずれか1項に記載の送電器。 Power is transmitted to the power receiver using electromagnetic induction or strong coupling resonance.
The transmitter according to any one of claims 1 to 8.
前記受電コイルからの交流電圧を直流電圧に整流および平滑する整流平滑部と、
前記整流平滑部の出力電圧を所定電圧に変換する降圧型のDC/DC変換器と、
前記受電コイルと前記整流平滑部の間に設けられた、インダクタ素子またはキャパシタ素子を含む受電側可変回路素子部と、
前記DC/DC変換器の入力電圧および出力電圧を示す受電情報を検出する受電側検出部と、
前記受電側可変回路素子部を制御する受電側制御部と、
前記送電器から送電電力を示す送電情報を受信する受電側通信部と、を有する受電器であって、
前記受電側制御部は、
前記受電情報と、前記送電情報と、前記DC/DC変換器を含む負荷と前記受電器の受電電力との関係を示す第1情報と、前記負荷と前記送電器から前記受電器への送電効率との関係を示す第2情報と、に基づいて、前記受電側可変回路素子部における前記インダクタ素子のインダクタンス値を増加させるか、または、前記受電側可変回路素子部における前記キャパシタ素子のキャパシタンス値を低減させることで、前記受電器の前記受電電圧を低減させるように制御する、
ことを特徴とする受電器。 A power receiving coil that wirelessly receives the power transmitted from the transmitter,
A rectifying and smoothing unit that rectifies and smoothes the AC voltage from the power receiving coil to a DC voltage,
A step-down DC / DC converter that converts the output voltage of the rectifying and smoothing unit to a predetermined voltage, and
A power receiving side variable circuit element unit including an inductor element or a capacitor element provided between the power receiving coil and the rectifying smoothing unit, and a power receiving side variable circuit element unit.
A power receiving side detection unit that detects power receiving information indicating the input voltage and output voltage of the DC / DC converter, and
A power receiving side control unit that controls the power receiving side variable circuit element unit,
A power receiver which have a, a power receiving side communication unit for receiving transmission information indicating the transmission power from the power transmitting device,
The power receiving side control unit
And the power receiving information, wherein the transmission information and, transmitting a first information indicating a relationship between the receiving Denden force load and the power receiver comprising the DC / DC converter from the power transmitting device and the load to the power receiver Based on the second information indicating the relationship with efficiency, the inductance value of the inductor element in the power receiving side variable circuit element unit is increased, or the capacitance value of the capacitor element in the power receiving side variable circuit element unit is increased. Is controlled so as to reduce the power receiving voltage of the power receiving device.
A power receiver characterized by that.
前記送電器から伝送される電力を無線により受け取る前記受電器と、を有する、
ことを特徴とするワイヤレス給電システム。 The transmitter according to any one of claims 1 to 9,
It has the power receiver that wirelessly receives the electric power transmitted from the power transmitter.
A wireless power supply system that features.
前記受電器に対して無線により電力を伝送する前記送電器と、を有する、
ことを特徴とするワイヤレス給電システム。 The power receiver according to claim 10 and
That having a, and the power transmission unit for transferring power wirelessly to the power receiver,
It features and to Ruwa Iyaresu power supply system that.
前記受電器は、
前記送電器から伝送される電力を無線により受け取り、
前記送電器から伝送される交流電圧を、直流電圧に整流および平滑し、
前記送電器から伝送される受電電力および受電電圧を示す受電情報を前記送電器に送信し、
降圧型のDC/DC変換器が、整流および平滑された前記直流電圧を所定電圧に変換し、
前記送電器は、
電源部が、前記送電器に含まれる送電コイルに電力を与え、
前記送電コイルが、前記受電器に対して無線により電力を伝送し、
前記受電器から前記受電情報を受信し、
送電電力を示す送電情報を検出し、
前記受電情報と、前記送電情報と、前記DC/DC変換器を含む前記受電器の負荷と前記受電器の前記受電電力との関係を示す第1情報と、前記負荷と前記送電器から前記受電器への送電効率との関係を示す第2情報と、に基づいて、前記電源部と前記送電コイルとの間のインダクタ素子のインダクタンス値を増加させるか、または、前記電源部と前記送電コイルとの間のキャパシタ素子のキャパシタンス値を低減させることで、前記受電器の前記受電電圧を低減させるように制御する、
ことを特徴とするワイヤレス給電方法。 It is a wireless power supply method that wirelessly supplies power from a transmitter to a receiver.
The power receiver
Receives the power transmitted from the transmitter wirelessly and receives it.
The AC voltage transmitted from the transmitter is rectified and smoothed to a DC voltage, and then
Power receiving information indicating the received power and the received voltage transmitted from the transmitter is transmitted to the transmitter, and the power is transmitted to the transmitter.
A step-down DC / DC converter converts the rectified and smoothed DC voltage to a predetermined voltage.
The transmitter
The power supply unit supplies electric power to the power transmission coil included in the power transmission.
The power transmission coil wirelessly transmits power to the power receiver.
The power receiving information is received from the power receiving device, and the power receiving information is received.
Detecting a power transmission information indicating the transmission Denden force,
The power receiving information, the power transmission information, the first information showing the relationship between the load of the power receiving device including the DC / DC converter and the received power of the power receiving device, and the receiving from the load and the power transmission device. Based on the second information indicating the relationship with the power transmission efficiency to the electric appliance, the inductance value of the inductor element between the power supply unit and the power transmission coil is increased, or the power supply unit and the power transmission coil are used. By reducing the capacitance value of the capacitor element between, the power receiving voltage of the power receiving device is controlled to be reduced.
A wireless power supply method characterized by that.
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