JP7395879B2 - 非接触給電装置及び送電装置 - Google Patents
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Description
係る構成を有することにより、この非接触給電装置は、簡単な構成で電力伝送効率を向上することができる。
係る構成を有することで、この非接触給電装置は、電力供給回路の各スイッチング素子に印加される電圧の位相に対する各スイッチング素子に流れる電流の位相の遅れ量を適切な遅れ量とすることが容易となり、その結果として、各スイッチング素子のスイッチングロスを軽減することができる。
係る構成を有することで、この非接触給電装置は、送信コイルと受信コイル間の結合度が変化しても、電力供給回路の各スイッチング素子に印加される電圧の位相に対する各スイッチング素子に流れる電流の位相の遅れ量を適切な遅れ量に制御することができる。そのため、この非接触給電装置は、各スイッチング素子のスイッチングロスを軽減することができる。
これにより、この非接触給電装置は、電力供給回路の各スイッチング素子がターンオフされるタイミングにおける、そのスイッチング素子に流れる電流の波高値を抑制できるので、各スイッチング素子のスイッチングロスを軽減することができる。
これにより、この非接触給電装置は、補助コイルに流れる電流の実効値が高くなり過ぎることを抑制して、補助コイルに流れる電流による導通ロスを軽減することができる。
係る構成を有することで、この非接触給電装置は、送信コイルと受信コイル間の結合度が変化しても、電力供給回路の各スイッチング素子に印加される電圧の位相に対する各スイッチング素子に流れる電流の位相の遅れ量を適切な遅れ量に制御することができる。そのため、この非接触給電装置は、各スイッチング素子のスイッチングロスを軽減することができる。
係る構成を有することにより、この送電装置は、簡単な構成で電力伝送効率を向上することができる。
本発明による非接触給電装置では、送電側の装置(以下、単に送電装置と呼ぶ)が、送電用のコイル(以下、送信コイルと呼ぶ)と電磁結合可能に配置される補助コイル及び補助コイルと接続される静電容量素子を有する。これにより、この非接触給電装置は、送信コイルに交流電力を供給する電力供給回路の各スイッチング素子に印可される電圧の位相に対する、電力供給回路の各スイッチング素子に流れる電流の位相の遅れ量を適切な遅れ量にして、電力伝送効率を向上する。また、この非接触給電装置は、受電側の装置(以下、受電装置と呼ぶ)の共振回路のQ値を高くしなくてもよいので、その共振回路に含まれる、受電用のコイル(以下、受信コイルと呼ぶ)を大型化しなくてもよく、その結果として、装置全体を簡単化できる。
電力供給回路10は、交流電力を送信コイル13へ供給する。そのために、電力供給回路10は、電源11と、インバータ回路12とを有する。
受信コイル21は、共振コンデンサ22とともに共振回路20を構成し、送電装置2の送信コイル13に流れる交流電流と共振することで、送信コイル13から電力を受信する。本実施形態では、共振コンデンサ22は、受信コイル21と直列に接続されるが、共振コンデンサ22は、受信コイル21と並列に接続されてもよい。また、共振回路20には、受信コイル21と受電回路23が有する整流回路との間に受信コイル21と直列に接続されるコイルが設けられてもよい。そして共振回路20から出力される交流電力は、受電回路23へ出力される。なお、受信コイル21の巻き数と、送信コイル13の巻き数は同じでもよく、あるいは、互いに異なっていてもよい。
2、4 送電装置
10 電力供給回路
11 電源
12 インバータ回路
12a~12d スイッチング素子
12e コンデンサ
13 送信コイル
14 補助コイル
15 コンデンサ
16 制御回路
17 可変容量回路
171-1~171-n コンデンサ
172-1~172-n スイッチング素子
18 電流検出回路
3 受電装置
20 共振回路
21 受信コイル
22 共振コンデンサ
23 受電回路
Claims (7)
- 送電装置と、前記送電装置から非接触で電力伝送される受電装置とを有する非接触給電装置であって、
前記送電装置は、
前記受電装置が有する受信コイルを介して前記受電装置へ電力を供給する送信コイルと、
直流電力を供給する電源と前記送信コイルとの間にフルブリッジ状またはハーフブリッジ状に接続される複数のスイッチング素子を有し、前記複数のスイッチング素子のオンとオフとが所定の周波数にて切り替えられることで前記電源から供給される直流電力を、前記所定の周波数を持つ交流電力に変換して前記送信コイルへ供給する電力供給回路と、
前記送信コイルと電磁結合可能に配置される補助コイルと、
前記補助コイルと接続され、かつ、調整可能な静電容量を有する静電容量素子と、
前記電力供給回路の前記複数のスイッチング素子の何れかに流れる電流量の測定値を求める電流検出回路と、
前記電力供給回路の前記複数のスイッチング素子の何れかがターンオフされるときの前記電流量の測定値に応じて、前記静電容量素子の静電容量を制御する制御回路と、
を有する非接触給電装置。 - 前記送信コイルと前記補助コイル間の結合度は、前記送信コイルと前記受信コイル間の想定される結合度の最大値よりも大きい、
請求項1に記載の非接触給電装置。 - 前記制御回路は、前記電力供給回路の前記複数のスイッチング素子の何れかがターンオフされるときの前記電流量の測定値が所定の上限閾値を超えると、前記静電容量素子の静電容量を増加させるよう、前記静電容量素子を制御する、請求項1または2に記載の非接触給電装置。
- 前記制御回路は、前記電力供給回路の前記複数のスイッチング素子の何れかがターンオフされるときの前記電流量の測定値が、前記所定の上限閾値よりも低い所定の下限閾値未満になると、前記静電容量素子の静電容量を低下させるよう、前記静電容量素子を制御する、請求項3に記載の非接触給電装置。
- 送電装置と、前記送電装置から非接触で電力伝送される受電装置とを有する非接触給電装置であって、
前記送電装置は、
前記受電装置が有する受信コイルを介して前記受電装置へ電力を供給する送信コイルと、
直流電力を供給する電源と前記送信コイルとの間にフルブリッジ状またはハーフブリッジ状に接続される複数のスイッチング素子を有し、前記複数のスイッチング素子のオンとオフとが所定の周波数にて切り替えられることで前記電源から供給される直流電力を、前記所定の周波数を持つ交流電力に変換して前記送信コイルへ供給する電力供給回路と、
前記送信コイルと電磁結合可能に配置される補助コイルと、
前記補助コイルと接続され、かつ、調整可能な静電容量を有する静電容量素子と、
前記補助コイルに流れる電流量の測定値を求める電流検出回路と、
前記電力供給回路の前記複数のスイッチング素子の何れかがターンオフされるときの前記電流量の測定値に応じて、前記静電容量素子の静電容量を制御する制御回路と、
を有する非接触給電装置。 - 受電装置に対して非接触で電力伝送する送電装置であって、
前記受電装置が有する受信コイルを介して前記受電装置へ電力を供給する送信コイルと、
直流電力を供給する電源と前記送信コイルとの間にフルブリッジ状またはハーフブリッジ状に接続される複数のスイッチング素子を有し、前記複数のスイッチング素子のオンとオフとが所定の周波数にて切り替えられることで前記電源から供給される直流電力を、前記所定の周波数を持つ交流電力に変換して前記送信コイルへ供給する電力供給回路と、
前記送信コイルと電磁結合可能に配置される補助コイルと、
前記補助コイルと接続され、かつ、調整可能な静電容量を有する静電容量素子と、
前記電力供給回路の前記複数のスイッチング素子の何れかに流れる電流量の測定値を求める電流検出回路と、
前記電力供給回路の前記複数のスイッチング素子の何れかがターンオフされるときの前記電流量の測定値に応じて、前記静電容量素子の静電容量を制御する制御回路と、
を有する送電装置。 - 受電装置に対して非接触で電力伝送する送電装置であって、
前記受電装置が有する受信コイルを介して前記受電装置へ電力を供給する送信コイルと、
直流電力を供給する電源と前記送信コイルとの間にフルブリッジ状またはハーフブリッジ状に接続される複数のスイッチング素子を有し、前記複数のスイッチング素子のオンとオフとが所定の周波数にて切り替えられることで前記電源から供給される直流電力を、前記所定の周波数を持つ交流電力に変換して前記送信コイルへ供給する電力供給回路と、
前記送信コイルと電磁結合可能に配置される補助コイルと、
前記補助コイルと接続され、かつ、調整可能な静電容量を有する静電容量素子と、
前記補助コイルに流れる電流量の測定値を求める電流検出回路と、
前記電力供給回路の前記複数のスイッチング素子の何れかがターンオフされるときの前記電流量の測定値に応じて、前記静電容量素子の静電容量を制御する制御回路と、
を有する送電装置。
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