JP7477347B2 - ワイヤレス送電装置及びワイヤレス電力伝送システム - Google Patents
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Description
図1に示すように、ワイヤレス電力伝送システム1Aは、ワイヤレス送電装置10Aと、ワイヤレス送電装置10Aから送られる電力を受電するワイヤレス受電装置20とを備える。このワイヤレス電力伝送システム1Aでは、ワイヤレス送電装置10Aからワイヤレス受電装置20に電力がワイヤレスで伝送される。
例えば、電力伝送時に一次共振点と二次共振点が近づくように調整すると、図2に示すように、入力電源から見た共振点が3つ現れる。「入力電源から見た共振点」とは、送電側共振コンデンサCp1に流れる電流と送電コイルLTの無効電流とが打ち消し合う周波数を意味する。3つの共振点は、周波数の最も高い最大共振点と、周波数の最も低い最小共振点と、最大共振点と最小共振点の間に存在する中間共振点とで構成される。
同図において、最小共振点での共振周波数f_aで動作させた場合、出力電力としては0~24W程度が得られる。一方、最大共振点での共振周波数f_cで動作させた場合、出力電力としては0~15W程度が得られる。また、最小共振点での共振周波数f_aで動作させた場合、出力電圧は0~80.0V0-P程度である。一方、最大共振点での共振周波数f_cで動作させた場合、出力電圧は0~66.0V0-P程度である。よって、最小共振点での共振周波数f_aで動作させることにより、最大共振点での共振周波数f_cで動作させた場合と比較して出力電圧範囲及び出力電力範囲を拡張できることが分かる。
図5に示すように、先ず、例えば分圧抵抗や増幅回路等を用いて送電コイルLTに印加された電圧を検出し、検出された正弦波の電圧信号を矩形波の電圧信号に整形して、検出電圧の周期(μs)を計測する(ステップS11)。そして、計測周期から動作周波数f(n+1)(Hz)を計算する(ステップS12)。
一構成例として、ワイヤレス送電装置では、電力伝送を行う送電コイルと、上記送電コイルと送電側共振回路を構成する送電側共振コンデンサと、直流電圧を交流電圧に変換して上記送電コイルに供給する自励発振回路と、を備える。電力伝送時に、上記送電側共振回路と、受電コイルと受電側共振コンデンサで構成される受電側共振回路とが磁気結合して形成される合成共振回路の共振点が複数存在する状態を有する。上記自励発振回路は、上記状態において、複数の上記共振点のうちの最も低い周波数で動作する。
また、上記のプログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、上記のプログラムは、前述した機能をコンピューターシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイルであってもよい。差分ファイルは、差分プログラムと呼ばれてもよい。
1B ワイヤレス電力伝送システム
1C ワイヤレス電力伝送システム
1D ワイヤレス電力伝送システム
10A ワイヤレス送電装置
10B ワイヤレス送電装置
10C ワイヤレス送電装置
10D ワイヤレス送電装置
11 自励発振回路
11a プラス側端子
11b マイナス側端子
20 ワイヤレス受電装置
21 負荷回路
22 整流回路
23 負荷
30 異常報知回路
31 電圧検出回路
32 波形整形回路
33 マイコン
34 周波数測定部
35 異常判定部
36 報知部
40 制御回路
41 スイッチ
41a 第1スイッチ
41b 第2スイッチ
50 制御回路
Claims (4)
- 電力伝送を行う送電コイルと、
前記送電コイルと送電側共振回路を構成する送電側共振コンデンサと、
直流電圧を交流電圧に変換して前記送電コイルに供給する自励発振回路と、
を備え、
電力伝送時に、前記送電側共振回路と、受電コイル、受電側共振コンデンサで構成される受電側共振回路とが磁気結合して形成される合成共振回路の共振点が複数存在する状態を有し、
前記自励発振回路は、前記状態において、複数の前記共振点のうちの最も低い周波数で動作し、
前記複数の共振点は、3つの共振点であり、
前記3つの共振点は、周波数の最も高い最大共振点と、周波数の最も低い最小共振点と、前記最大共振点と前記最小共振点の間に存在する中間共振点とで構成され、
前記送電側共振コンデンサは、前記最小共振点と前記中間共振点との差が前記中間共振点と前記最大共振点との差よりも大きくなる容量値に設定されている、ワイヤレス送電装置。 - ユーザー又は外部に異常を報知する異常報知回路を更に備え、
前記異常報知回路は、前記自励発振回路の動作周波数の変化量の絶対値が所定の閾値以上である場合、ユーザー又は外部に異常を報知する、請求項1に記載のワイヤレス送電装置。 - 前記直流電圧が印加される前記自励発振回路の一対の直流入力端子のうちの少なくとも一方に直列接続されるスイッチと、
前記スイッチの開閉動作を制御する制御回路と、を更に備え、
前記制御回路は、前記自励発振回路の動作周波数の変化量の絶対値が所定の閾値以上である場合、前記スイッチを開状態とする、請求項1又は2に記載のワイヤレス送電装置。 - ワイヤレス送電装置と、前記ワイヤレス送電装置から送られる電力を受電するワイヤレス受電装置と、を備え、
前記ワイヤレス送電装置は、請求項1~3のいずれか一項に記載のワイヤレス送電装置であり、
前記ワイヤレス受電装置は、
電力伝送時に前記送電コイルと磁気結合する前記受電コイルと、
前記受電コイルに接続される前記受電側共振コンデンサと、
前記受電コイルに発生した交流電圧を直流電圧に変換する整流回路と、
を備える、ワイヤレス電力伝送システム。
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