JP6904424B2 - 電力送電装置および電力受電装置 - Google Patents
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Description
直流電源をスイッチング周波数の高周波電力に変換する高周波電力回路と、前記高周波電力回路の高周波出力に電気的に接続され、電力受電装置の受電コイルに対して磁気結合する送電コイルと、前記送電コイルに電気的に接続され、前記送電コイルと共に送電共振回路を構成する送電共振キャパシタと、を備え、
前記送電コイルは、絶縁材で被覆されたコイル導体を備え、コイル開口を閉じることのできる柔軟性を有し、
前記送電共振回路は、前記送電コイルが開口した状態で前記スイッチング周波数で共振動作し、
前記送電コイルは、実質的に閉口した状態で、前記送電コイルに流れる電流によって発生する磁束を互いに打ち消し合って前記送電コイルが発生する高周波磁界を抑制し、
前記送電共振キャパシタは、前記送電コイルが実質的に閉口した状態で、前記送電共振回路の共振周波数が前記スイッチング周波数での前記共振動作から外れて当該共振動作による共振電流の発生を抑制するキャパシタンスに設定されたことを特徴とする。
磁気結合する相手である送電コイルが発生する高周波磁界の振動周波数と同じ周波数の電流が流れる、電力送電装置に設けられた送電コイルに対して磁気結合する受電コイルと、前記受電コイルに電気的に接続され、前記受電コイルと共に受電共振回路を構成する受電共振キャパシタと、前記受電コイルに接続される整流回路と、前記整流回路に接続される負荷回路と、を備え、
前記受電コイルは、絶縁材で被覆されたコイル導体を備え、コイル開口を閉じることのできる柔軟性を有し、
前記受電共振回路は、前記受電コイルが開口した状態で前記高周波磁界の振動周波数で共振動作し、
前記受電コイルは、実質的に閉口した状態で、前記受電コイルに鎖交する磁束を抑制して誘導される電流の発生を抑制して当該受電コイルに流れる電流を抑制し、
前記受電共振キャパシタは、前記受電コイルが実質的に閉口した状態で、前記受電共振回路の共振周波数が前記高周波磁界の振動周波数での前記共振動作から外れて当該共振動作による共振電流の発生を抑制するキャパシタンスに設定されたことを特徴とする。
図1(A)、図1(B)、図1(C)は、本発明の一実施形態である電力送電装置101の外観図である。
図4(A)、図4(B)は第2実施形態に係る電力受電装置202の平面図である。この電力受電装置202は、受電コイル20、受電コイル接続部21、撚り対線22、整流回路23および負荷回路24を備える。
図5(A)、図5(B)、図5(C)は、第3の実施形態に係る電力送電装置および電力受電装置の構成を斜視図である。電力受電装置203は外形が円柱形状である。電力送電装置は送電コイル10、送電コイル接続部11、撚り対線12を備える。第1の実施形態で示した電力送電装置101とは、送電コイル10の構成が異なる。
CN1,CN2…コネクタ
CNT…スイッチング制御回路
Cr…送電共振キャパシタ
Crs…受電共振キャパシタ
D1…整流ダイオード
DB…ダイオードブリッジ
Q1…ハイサイドスイッチ素子
Q2…ローサイドスイッチ素子
REG…レギュレータ回路
SW…スイッチ
10…送電コイル
11…送電コイル接続部
12…撚り対線
13…高周波電力回路
14…電源ケーブル
15…直流電源
20…受電コイル
21…受電コイル接続部
22…撚り対線
23,23A,23B,23C…整流回路
24…負荷回路
30…受電コイル
101…電力送電装置
201〜203…電力受電装置
Claims (8)
- 直流電源をスイッチング周波数の高周波電力に変換する高周波電力回路と、前記高周波電力回路の高周波出力に電気的に接続され、電力受電装置の受電コイルに対して磁気結合する送電コイルと、前記送電コイルに電気的に接続され、前記送電コイルと共に送電共振回路を構成する送電共振キャパシタと、を備え、
前記送電コイルは、絶縁材で被覆されたコイル導体を備え、コイル開口を閉じることのできる柔軟性を有し、
前記送電コイルは、前記送電コイルが開口した状態で前記受電コイルの外形より大きくなり、実質的に閉口した状態で前記受電コイルの外形より小さくなり、
前記送電共振回路は、前記送電コイルが開口した状態で前記スイッチング周波数で共振動作し、
前記送電共振キャパシタは、スイッチがオン状態の動作状態であって、かつ、前記送電コイルが前記受電コイルの外形より小さくなるように実質的に閉口した状態で、前記送電コイルに流れる電流によって発生する磁束を互いに打ち消し合って前記送電コイルが発生する高周波磁界を抑制し、前記送電共振回路の共振周波数が前記スイッチング周波数での前記共振動作から外れて当該共振動作による共振電流の発生を抑制するキャパシタンスに設定されたことを特徴とする電力送電装置。 - 前記送電コイルは、前記送電コイルが開口した状態で前記受電コイルの形状に応じた形状になる、請求項1に記載の電力送電装置。
- 前記送電コイルと前記高周波電力回路の出力部との間は撚り対線で接続されている、請求項1または2に記載の電力送電装置。
- 前記送電コイルは、4A/mm2 以下の実効断面積を有する、請求項1から3のいずれかに記載の電力送電装置。
- 磁気結合する相手である送電コイルが発生する高周波磁界の振動周波数と同じ周波数の電流が流れる、電力送電装置に設けられた前記送電コイルに対して磁気結合する受電コイルと、前記受電コイルに電気的に接続され、前記受電コイルと共に受電共振回路を構成する受電共振キャパシタと、前記受電コイルに接続される整流回路と、前記整流回路に接続される負荷回路と、を備え、
前記受電コイルは、絶縁材で被覆されたコイル導体を備え、コイル開口を閉じることのできる柔軟性を有し、
前記送電コイルは、前記送電コイルが開口した状態で前記受電コイルの外形より大きくなり、実質的に閉口した状態で前記受電コイルの外形より小さくなり、
前記受電共振回路は、前記受電コイルが開口した状態で前記高周波磁界の振動周波数で共振動作し、
前記受電共振キャパシタは、スイッチがオン状態の動作状態であって、かつ、前記受電コイルが実質的に閉口した状態で、前記受電コイルに鎖交する磁束を抑制して誘導される電流の発生を抑制して当該受電コイルに流れる電流を抑制し、前記受電共振回路の共振周波数が前記高周波磁界の振動周波数での前記共振動作から外れて当該共振動作による共振電流の発生を抑制するキャパシタンスに設定されたことを特徴とする電力受電装置。 - 前記受電コイルは、前記受電コイルが開口した状態で前記送電コイルの形状に応じた形状になる、請求項5に記載の電力受電装置。
- 前記受電コイルと前記整流回路の入力部との間は撚り対線で接続されている、請求項5または6に記載の電力受電装置。
- 前記受電コイルは、4 A/mm2 以下の実効断面積を有する、請求項5から7のいずれかに記載の電力受電装置。
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