JPWO2015115334A1 - 無線電力伝送システム - Google Patents

無線電力伝送システム Download PDF

Info

Publication number
JPWO2015115334A1
JPWO2015115334A1 JP2015559915A JP2015559915A JPWO2015115334A1 JP WO2015115334 A1 JPWO2015115334 A1 JP WO2015115334A1 JP 2015559915 A JP2015559915 A JP 2015559915A JP 2015559915 A JP2015559915 A JP 2015559915A JP WO2015115334 A1 JPWO2015115334 A1 JP WO2015115334A1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
power transmission
coil
power
circuit
transmission
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.)
Granted
Application number
JP2015559915A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6215969B2 (ja
Inventor
毅 三瓶
毅 三瓶
正史 田端
正史 田端
山本　正喜
正喜 山本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Alps Alpine Co Ltd
Original Assignee
Alps Electric Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Alps Electric Co Ltd filed Critical Alps Electric Co Ltd
Publication of JPWO2015115334A1 publication Critical patent/JPWO2015115334A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6215969B2 publication Critical patent/JP6215969B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/40—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using two or more transmitting or receiving devices
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/10—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling
    • H02J50/12—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling of the resonant type
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/80—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power involving the exchange of data, concerning supply or distribution of electric power, between transmitting devices and receiving devices

Abstract

【課題】２つの伝送方式に対応でき、且つ、送電装置から受電装置へ電力を伝送する際の伝送効率の低下を抑制できる無線電力伝送システムを提供する。【解決手段】送電コイル１２と受電コイル２１との磁界結合を利用して、送電装置１０から受電装置２０に無線で電力を伝送する無線電力伝送システム１であって、送電装置１０は、第１の伝送方式に対応した第１送電回路１１ａと、第２の伝送方式に対応した第２送電回路１１ｂと、第１の伝送方式に対応した第１送電コイル１２ａと、第２の伝送方式に対応した第２送電コイル１２ｂと、第１送電回路１１ａと第１送電コイル１２ａとの接続状態を切り替える第１スイッチ素子１３ａと、第２送電回路１１ｂと第２送電コイル１２ｂとの接続状態を切り替える第２スイッチ素子１３ｂと、第１スイッチ素子１３ａと第２スイッチ素子１３ｂとを制御する制御部１４と、を有している。【選択図】図１

Description

本発明は、無線電力伝送システムに関し、特に、複数の伝送方式に対応した無線電力伝送システムに関する。
近年、送電コイルと受電コイルとの磁界結合を利用して、送電装置から受電装置に無線で電力を伝送する無線電力伝送システムが実用化されている。
磁界結合を利用した電力の伝送方式（以下、伝送方式と略称）としては、送電コイルと受電コイルとを近接させ、送電コイルと受電コイルとの電磁誘導を利用して送電装置から受電装置に電力を伝送する電磁誘導方式や、送電コイルと受電コイルとの磁気共鳴を利用して、送電コイルと受電コイルとの距離が離れていても送電装置から受電装置に電力を伝送することが可能な磁気共鳴方式等が用いられる。
電磁誘導方式の従来の無線電力伝送システムに関する装置としては、特許文献１に示すような非接触電力伝達装置（無線電力伝送システム）等が提案されている。図１１は、特許文献１に係る非接触電力伝達装置４００の構成を示す説明図である。
図１１に示すように、非接触電力伝達装置４００は、送電装置に対応する一次側の回路と、受電装置に対応する二次側の回路と、を備えている。一次側の回路は、直流電源４１０と、直流電源４１０に接続されたインバータ回路４０３と、インバータ回路４０３に接続された一次コイル４０５ａとを有している。インバータ回路４０３は、コンデンサ４１１、４１２、４１３と、ＦＥＴ等のスイッチング素子４１４、４１５と、ダイオード４１４ｂ、４１５ｂと、を有している。
二次側の回路は、センタータップを備えた二次コイル４０５ｂと、二次コイル４０５ｂに接続された整流回路４２１と、整流回路４２１に接続された負荷４０９と、を有している。整流回路４２１は、負荷整合用のコンデンサ４１６と、ダイオード４１７、４１８と、電流平滑用のリアクトル４１９と、平滑コンデンサ２４０と、を有している。
インバータ回路４０３は、送電用の交流の電気信号を発生させている。インバータ回路４０３が発生させた電気信号は、一次コイル４０５ａに印加される。一次コイル４０５ａと二次コイル４０５ｂとは、分離着脱自在なトランス４０５を構成しており、一次コイル４０５ａと二次コイル４０５ｂとを近接させると、一次コイル４０５ａと二次コイル４０５ｂとの間で電磁誘導が生じる。そして、一次コイル４０５ａに印加された交流の電気信号は、一次コイル４０５ａと二次コイル４０５ｂとの電磁誘導を利用して、二次コイル４０５ｂに伝送される。二次コイル４０５ｂに伝送された電気信号は、整流回路４２１を介して直流の電気信号に変換された後に、負荷４０９に出力される。
非接触電力伝達装置４００では、このように、一次コイル４０５ａと二次コイル４０５ｂとの電磁誘導を利用して、一次側の回路から二次側の回路に非接触（無線）で電力を伝送している。
磁気共鳴方式の従来の無線電力伝送システムとしては、特許文献２に係る非接触給電システム（無線電力伝送システム）等が提案されている。図１２は、特許文献２に係る非接触給電システム５００の構成を示す説明図である。
図１２に示すように、非接触給電システム５００は、給電設備５０１（送電装置）と受電装置５０２とを備えている。給電設備５０１は、高周波電源装置５１０と一次コイル５２０と一次自己共振コイル５３０と制御装置５４０とを有している。高周波電源装置５１０は、制御装置５４０から受ける駆動信号に基づいて所定の高周波電圧を発生させ、送電用の高周波電力を供給している。一次コイル５２０は、高周波電源装置５１０から供給される高周波電力を一次自己共振コイル５３０へ伝送している。一次自己共振コイル５３０は、送電用のＬＣ共振コイルである。Ｃ１は、一次自己共振コイル５３０の浮遊容量である。
受電装置５０２は、二次自己共振コイル５６０と二次コイル５７０とを有している。二次自己共振コイル５６０は、受電用のＬＣ共振コイルである。Ｃ２は、二次自己共振コイル５６０の浮遊容量である。二次コイル５７０は、二次自己共振コイル５６０が受電した電力を取り出し、取り出した電力を負荷５０３へ出力している。
そして、非接触給電システム５００は、一次自己共振コイル５３０と二次自己共振コイル５６０との間に発生する電磁場を介した共鳴（磁気共鳴）を利用して、給電設備５０１から受電装置５０２に非接触（無線）で電力を伝送している。
特開２００２−１０１５７８号公報 特開２０１０−１９３５９８号公報
近年、電磁誘導方式と磁気共鳴方式という２つの伝送方式の両方に対応した無線電力伝送システムに対するニーズが高まってきている。すなわち、受電装置が電磁誘導方式と磁気共鳴方式とのどちらの伝送方式に対応した装置であっても、送電装置から受電装置へ電力を伝送することができる無線電力伝送システムや、送電装置が電磁誘導方式と磁気共鳴方式とのどちらの伝送方式に対応した装置であっても、送電装置から受電装置へ電力を伝送することができる無線電力伝送システムの実用化が望まれている。
また、近年、電磁誘導方式においても、伝送周波数等が異なる複数の伝送方式が提案されており、これらの伝送方式に対応した無線電力伝送システムに対するニーズが高まってきている。同様に、磁気共鳴方式においても、伝送周波数等が異なる複数の伝送方式が提案されており、これらの伝送方式に対応した無線電力伝送システムに対するニーズが高まってきている。
異なる２つの伝送方式に対応した無線電力伝送システムに関する技術は、特許文献１や特許文献２には開示されていないが、例えば、送電装置側では、それぞれの伝送方式に対応した送電用の電気信号を、２つの送電コイルに印加する方法が考えられる。しかしながら、このような方法では、２つの送電コイルを近接させて配置すると、２つの送電コイルの間で不要な磁界結合を生じてしまう。そして、２つの送電コイルの間の磁界結合によって、２つの送電コイルのうちの、一方の送電コイルから送信された電気信号が他方の送電コイルにも伝送され、それに伴って、送電装置から受電装置への伝送効率（送電装置から受電装置へ電力を伝送する際の電力の伝送効率）を低下させてしまう可能性があった。
また、受電装置側では、それぞれの伝送方式に対応した２つの受電コイルを配置し、それぞれの伝送方式に対応した電気信号を受信させる方法が考えられる。しかしながら、このような方法では、２つの受電コイルを近接させて配置すると、２つの受電コイルの間で磁界結合を生じてしまう。そして、２つの受電コイルの間の磁界結合によって、２つの受電コイルのうちの、一方の受電コイルが受信した電気信号の一部が他方の受電コイルに伝送され、それに伴って、送電装置から受電装置への伝送効率を低下させてしまう可能性があった。
本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、２つの伝送方式に対応でき、且つ、送電装置から受電装置への伝送効率の低下を抑制できる無線電力伝送システムを提供することにある。
この課題を解決するために、請求項１に記載の無線電力伝送システムは、送電コイルを有する送電装置と、受電コイルを有する受電装置と、を備え、前記送電コイルと前記受電コイルとの磁界結合を利用して、前記送電装置から前記受電装置に無線で電力を伝送する無線電力伝送システムであって、前記送電装置は、第１の伝送方式に対応した第１送電回路と、第２の伝送方式に対応した第２送電回路と、前記第１の伝送方式に対応した第１送電コイルと、前記第２の伝送方式に対応した第２送電コイルと、前記第１送電回路と前記第１送電コイルとの接続状態を切り替える第１スイッチ素子と、前記第２送電回路と前記第２送電コイルとの接続状態を切り替える第２スイッチ素子と、前記第１スイッチ素子と前記第２スイッチ素子とを制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記第１送電回路と前記第１送電コイルとが接続状態である時には、前記第２送電回路と前記第２送電コイルとが非接続状態となり、前記第２送電回路と前記第２送電コイルとが接続状態である時には、前記第１送電回路と前記第１送電コイルとが非接続状態となるように、前記第１スイッチ素子と前記第２スイッチ素子とを制御することを特徴とする。
この構成の無線電力伝送システムでは、送電装置は、第１の伝送方式に対応した第１送電回路と、第２の伝送方式に対応した第２送電回路と、第１の伝送方式に対応した第１送電コイルと、第２の伝送方式に対応した第２送電コイルと、を有している。そのため、受電装置が２つの伝送方式のうちのどちらの方式に対応した装置であっても、送電装置から受電装置へ電力を伝送することができる。
しかも、第１送電回路と第１送電コイルとが接続状態である時には、第２送電回路と第２送電コイルとが非接続状態となり、第２送電回路と第２送電コイルとが接続状態である時には、第１送電回路と第１送電コイルとが非接続状態となる。そのため、第１送電コイルと第２送電コイルとの磁界結合によって、第１送電コイルに印加された電気信号が第２送電コイルに伝送されても、第２送電コイルと第２送電回路とを非接続状態とすることによって、第２送電回路に不要な電流が流れるのを防止することができる。また、第１送電コイルと第２送電コイルとの磁界結合によって、第２送電コイルに印加された電気信号が第１送電コイルに伝送されても、第１送電コイルと第１送電回路とを非接続状態とすることによって、第１送電回路に不要な電流が流れるのを防止することができる。その結果、送電装置側での電力の損失を抑制することができ、送電装置から受電装置への伝送効率の低下を抑制することができる。
請求項２に記載の無線電力伝送システムでは、前記第１送電コイルは、電磁誘導方式の無線電力伝送に対応したコイルであり、前記第２送電コイルは、磁気共鳴方式の無線電力伝送に対応したコイルであることを特徴とする。
この構成の無線電力伝送システムでは、第１送電コイルは、電磁誘導方式の無線電力伝送に対応したコイルであり、第２送電コイルは、磁気共鳴方式の無線電力伝送に対応したコイルである。電磁誘導方式は、送電コイルと受電コイルとを近接させて電力を伝送する伝送方式であり、磁気共鳴方式は、送電コイルと受電コイルとの距離が離れている場合でも電力を伝送することが可能な伝送方式である。そのため、送電装置と受電装置とが近接している場合でも、送電装置と受電装置との距離が離れている場合でも、送電装置から受電装置へ電力を伝送することができる。その結果、送電装置と受電装置との距離に対する自由度を拡げることができる。
請求項３に記載の無線電力伝送システムでは、前記第１送電コイルと前記第２送電コイルとのうち、一方のコイルのコイル径は、他方のコイルのコイル径よりも大きく、前記一方のコイルは、平面視において前記他方のコイルの周囲を取り囲むように配置されていることを特徴とする。
この構成の無線電力伝送システムでは、第１送電コイルと第２送電コイルとのうち、一方のコイルのコイル径は、他方のコイルのコイル径よりも大きく、一方のコイルは、平面視において他方のコイルの周囲を取り囲むように配置されている。そのため、一方のコイルの内側の空間を有効に活用し、送電装置を小型化することができる。
請求項４に記載の無線電力伝送システムでは、前記送電装置は、前記受電装置が載置される給電面を有し、前記第１送電コイルと前記第２送電コイルとは、前記給電面の背面側に配置され、前記第２送電コイルのコイル径の方が、前記第１送電コイルのコイル径よりも大きいことを特徴とする。
この構成の無線電力伝送システムでは、送電装置は、受電装置が載置される給電面を有し、第１送電コイルと第２送電コイルとは、給電面の背面側に配置されている。そのため、送電コイルと受電コイルとの距離を安定させ易く、送電装置から受電装置へ電力を安定して伝送することができる。しかも、この構成の無線電力伝送システムでは、第２送電コイルは、磁気共鳴方式の無線電力伝送に対応したコイルであり、第２送電コイルのコイル径の方が、第１送電コイルのコイル径よりも大きい。磁気共鳴方式の無線電力伝送では、送電コイルの外径が大きい程、伝送距離（電力を有効に伝送できる距離）を長くすることができる。そのため、受電装置が給電面から離れた場合でも、送電装置から受電装置への電力伝送を維持し易い。
請求項５に記載の無線電力伝送システムでは、送電コイルを有する送電装置と、受電コイルを有する受電装置と、を備え、前記送電コイルと前記受電コイルとの磁界結合を利用して、前記送電装置から前記受電装置に無線で電力を伝送する無線電力伝送システムであって、前記送電装置は、第１の伝送方式に対応した第１送電回路と、第２の伝送方式に対応した第２送電回路と、前記第１の伝送方式に対応した第１送電コイルと、前記第２の伝送方式に対応した第２送電コイルと、前記第１送電回路と前記第１送電コイルとの接続状態を切り替えるスイッチ素子と、前記スイッチ素子を制御する制御部と、を有し、前記第２送電コイルのコイル径は、前記第１送電コイルのコイル径よりも大きく、前記第２送電コイルは、平面視において前記第１送電コイルの周囲を取り囲むように配置され、前記制御部は、前記第１送電コイルに送電用の電気信号を印加する時には、前記第１送電回路と前記第１送電コイルとが接続状態となり、前記第２送電コイルに送電用の電気信号を印加する時には、前記第１送電回路と前記第１送電コイルとが非接続状態となるように、前記スイッチ素子を制御することを特徴とする。
この構成の無線電力伝送システムでは、送電装置は、第１の伝送方式に対応した第１送電回路と、第２の伝送方式に対応した第２送電回路と、第１の伝送方式に対応した第１送電コイルと、第２の伝送方式に対応した第２送電コイルと、を有している。そのため、受電装置が２つの伝送方式のうちのどちらの方式に対応した装置であっても、送電装置から受電装置へ電力を伝送することができる。
しかも、第１送電コイルに送電用の電気信号を印加する時には、第１送電回路と第１送電コイルとが接続状態となり、第２送電コイルに送電用の電気信号を印加する時には、第１送電回路と第１送電コイルとが非接続状態となる。そのため、第１送電コイルと第２送電コイルとの磁界結合によって、第２送電コイルに印加された電気信号が第１送電コイルに伝送されても、第１送電コイルと第１送電回路とを非接続状態とすることによって、第１送電回路に不要な電流が流れるのを防止することができる。
また、第２送電コイルのコイル径は、第１送電コイルのコイル径よりも大きく、第２送電コイルは、平面視において第１送電コイルの周囲を取り囲むように配置されている。そのため、第２送電コイルが発生させた磁束による第１送電コイルと第２送電コイルとの磁界結合と比較して、第１送電コイルが発生させた磁束による第１送電コイルと第２送電コイルとの磁界結合を弱くすることができる。そして、第１送電コイルに印加された電気信号が第２送電コイルに伝送されるのを抑制することができる。その結果、送電装置側での電力の損失を抑制することができ、送電装置から受電装置への伝送効率の低下を抑制することができる。
請求項６に記載の無線電力伝送システムでは、前記第１送電コイルは、電磁誘導方式の無線電力伝送に対応したコイルであり、前記第２送電コイルは、磁気共鳴方式の無線電力伝送に対応したコイルであることを特徴とする。
この構成の無線電力伝送システムでは、第１送電コイルは、電磁誘導方式の無線電力伝送に対応したコイルであり、第２送電コイルは、磁気共鳴方式の無線電力伝送に対応したコイルである。電磁誘導方式は、送電コイルと受電コイルとを近接させて電力を伝送する伝送方式であり、磁気共鳴方式は、送電コイルと受電コイルとの距離が離れている場合でも電力を伝送することが可能な伝送方式である。そのため、送電装置と受電装置とが近接している場合でも、送電装置と受電装置との距離が離れている場合でも、送電装置から受電装置へ電力を伝送することができる。その結果、送電装置と受電装置との距離に対する自由度を拡げることができる。
請求項７に記載の無線電力伝送システムでは、送電コイルを有する送電装置と、受電コイルを有する受電装置と、を備え、前記送電コイルと前記受電コイルとの磁界結合を利用して、前記送電装置から前記受電装置に無線で電力を伝送する無線電力伝送システムであって、前記受電装置は、第１の伝送方式に対応した第１受電コイルと、第２の伝送方式に対応した第２受電コイルと、前記第１の伝送方式に対応した第１受電回路と、前記第２の伝送方式に対応した第２受電回路と、前記第１受電コイルと前記第１受電回路との接続状態を切り替える第３スイッチ素子と、前記第２受電コイルと前記第２受電回路との接続状態を切り替える第４スイッチ素子と、前記第３スイッチ素子と前記第４スイッチ素子とを制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記第１受電コイルと前記第１受電回路とが接続状態である時には、前記第２受電コイルと前記第２受電回路とが非接続状態となり、前記第２受電コイルと前記第２受電回路とが接続状態である時には、前記第１受電コイルと前記第１受電回路とが非接続状態となるように、前記第３スイッチ素子と前記第４スイッチ素子とを制御することを特徴とする。
この構成の無線電力伝送システムでは、受電装置は、第１の伝送方式に対応した第１受電コイルと、第２の伝送方式に対応した第２受電コイルと、第１の伝送方式に対応した第１受電回路と、第２の伝送方式に対応した第２受電回路と、を有している。そのため、送電装置が２つの伝送方式のうちのどちらの方式に対応した装置であっても、送電装置から受電装置へ電力を伝送することができる。
しかも、第１受電コイルと第１受電回路とが接続状態である時には、第２受電コイルと第２受電回路とが非接続状態となり、第２受電コイルと第２受電回路とが接続状態である時には、第１受電コイルと第１受電回路とが非接続状態となる。そのため、第１受電コイルと第２受電コイルとの磁界結合によって、送電コイルから第１受電コイルに伝送された電気信号の一部が第２受電コイルに伝送されても、第２受電コイルと第２受電回路とを非接続状態とすることによって、第２受電回路に不要な電流が流れるのを防止することができる。また、第１受電コイルと第２受電コイルとの磁界結合によって、送電コイルから第２受電コイルに伝送された電気信号の一部が第１受電コイルに伝送されても、第１受電コイルと第１受電回路とを非接続状態とすることによって、第１受電回路に不要な電流が流れるのを防止することができる。その結果、受電装置側での電力の損失を抑制することができ、送電装置から受電装置への伝送効率の低下を抑制することができる。
請求項８に記載の無線電力伝送システムでは、送電コイルを有する送電装置と、受電コイルを有する受電装置と、を備え、前記送電コイルと前記受電コイルとの磁界結合を利用して、前記送電装置から前記受電装置に無線で電力を伝送する無線電力伝送システムであって、前記受電装置は、第１の伝送方式に対応した第１受電コイルと、第２の伝送方式に対応した第２受電コイルと、前記第１の伝送方式に対応した第１受電回路と、前記第２の伝送方式に対応した第２受電回路と、前記第１受電コイルと前記第１受電回路との接続状態を切り替えるスイッチ素子と、前記スイッチ素子を制御する制御部と、を有し、前記第２受電コイルのコイル径は、前記第１受電コイルのコイル径よりも大きく、前記第２受電コイルは、平面視において前記第１受電コイルの周囲を取り囲むように配置され、前記制御部は、前記送電コイルから前記第１受電コイルに電気信号を伝送する時には、前記第１受電回路と前記第１受電コイルとが接続状態となり、前記送電コイルから前記第２受電コイルに電気信号を伝送する時には、前記第１受電回路と前記第１受電コイルとが接続状態となるように、前記スイッチ素子を制御することを特徴とする。
この構成の無線電力伝送システムでは、受電装置は、第１の伝送方式に対応した第１受電コイルと、第２の伝送方式に対応した第２受電コイルと、第１の伝送方式に対応した第１受電回路と、第２の伝送方式に対応した第２受電回路と、を有している。そのため、送電装置が２つの伝送方式のうちのどちらの方式に対応した装置であっても、送電装置から受電装置へ電力を伝送することができる。
しかも、送電コイルから第１受電コイルに電気信号を伝送する時には、第１受電回路と第１受電コイルとが接続状態となり、送電コイルから第２受電コイルに電気信号を伝送する時には、第１受電回路と第１受電コイルとが接続状態となる。そのため、第１受電コイルと第２受電コイルとの磁界結合によって、送電コイル１２から第２受電コイルに伝送された電気信号の一部が第１受電コイルに伝送されても、第１受電コイルと第１受電回路とを非接続状態とすることによって、第１受電回路に不要な電流が流れるのを防止することができる。
また、第２受電コイルのコイル径は、第１受電コイルのコイル径よりも大きく、第２受電コイルは、平面視において第１受電コイルの周囲を取り囲むように配置されている。そのため、そのため、第２受電コイルが発生させた磁束による第１受電コイルと第２受電コイルとの磁界結合と比較して、第１受電コイルが発生させた磁束による第１受電コイルと第２受電コイルとの磁界結合の方を弱くすることができる。そして、第１受電コイルに伝送された電気信号の一部が第２受電コイルに伝送されるのを抑制することができる。その結果、受電装置側での電力の損失を抑制することができ、送電装置から受電装置への伝送効率の低下を抑制することができる。
本発明によれば、２つの伝送方式に対応でき、且つ、送電装置から受電装置への伝送効率の低下を抑制できる無線電力伝送システムを提供することができる。
本発明の第１実施形態に係る無線電力伝送システム１の構成を示すブロック図である。 図１に示す送電装置１０の構造を示す説明図である。 図１に示す送電装置１０の接続状態を示す説明図である。 図１に示す送電コイル１２が発生させた磁束の分布を示す説明図である。 本発明の第２実施形態に係る無線電力伝送システム１０１の構成を示すブロック図である。 図５に示す送電装置１１０の接続状態の切り替え方法を示す説明図である。 本発明の第３実施形態に係る無線電力伝送システム２０１の構成を示すブロック図である。 図７に示す受電装置２２０の接続状態の切り替え方法を示す説明図である。 本発明の第４実施形態に係る無線電力伝送システム３０１の構成を示すブロック図である。 図９に示す受電装置３２０の接続状態の切り替え方法を示す説明図である。 特許文献１に係る非接触電力伝達装置４００の構成を示す説明図である。 特許文献２に係る非接触給電システム５００の構成を示す説明図である。
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態について図面を参照しながら説明する。尚、各図において、Ｘ１方向を左方向、Ｘ２方向を右方向、Ｙ１方向を前方、Ｙ２方向を後方、Ｚ１方向を上方、Ｚ２方向を下方として、説明を進める。
まず、本発明の第１実施形態に係る無線電力伝送システム１の構成について、図１ないし図３を用いて説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る無線電力伝送システム１の構成を示すブロック図である。図２は、図１に示す送電装置１０の構造を示す説明図である。図２（ａ）は、送電装置１０を上から見た場合の構造を示す模式図である。図２（ａ）では、内部構造を判り易くするために、カバー１６を省略している。図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ１−Ａ１断面の構造を示す模式図である。図３は、図１に示す送電装置１０の接続状態を示す説明図である。図３（ａ）は、電磁誘導方式に対応した電力伝送を行う場合の接続状態を示している。図３（ｂ）は、磁気共鳴方式に対応した電力伝送を行う場合の接続状態を示している。
無線電力伝送システム１は、図１に示すように、送電装置１０と受電装置２０とを備えている。無線電力伝送システム１は、電磁誘導方式（第１の伝送方式）と磁気共鳴方式（第２の伝送方式）との両方の伝送方式に対応した無線電力伝送システムである。電磁誘導方式は、送電コイルと受電コイルとを近接させ、送電コイルと受電コイルとの電磁誘導を利用して送電装置から受電装置に電力を伝送する伝送方式である。磁気共鳴方式は、送電コイルと受電コイルとの磁気共鳴を利用して、送電コイルと受電コイルとの距離が離れていても送電装置から受電装置に電力を伝送することが可能な伝送方式である。
送電装置１０は、電磁誘導方式と磁気共鳴方式との両方の伝送方式に対応した送電装置である。送電装置１０は、図１に示すように、２つの送電回路１１と、２つの送電コイル１２と、２つのスイッチ素子１３と、２つのスイッチ素子１３を制御する制御回路１４（制御部）と、を有している。２つの送電回路１１は、第１送電回路１１ａと第２送電回路１１ｂとである。２つの送電コイル１２は、第１送電コイル１２ａと第２送電コイル１２ｂとである。２つのスイッチ素子１３は、第１スイッチ素子１３ａと第２スイッチ素子１３ｂとである。また、送電装置１０は、図２に示すように、送電装置１０の各種回路や送電コイル１２を収容するためのケース１５と、ケース１５の上側に固定されるカバー１６と、を有している。
第１送電回路１１ａは、電磁誘導方式に対応した送電用の電気信号を発生させている。電磁誘導方式に対応した電気信号としては、通常、数十ｋＨｚ〜数百ｋＨｚ付近の周波数の交流の電気信号が用いられる。第１送電回路１１ａとしては、インバータ回路等の回路が使用される。
第２送電回路１１ｂは、磁気共鳴方式に対応した送電用の電気信号を発生させている。磁気共鳴方式に対応した電気信号としては、通常、数ＭＨｚ〜数十ＭＨｚ付近の周波数の交流の電気信号が用いられる。第２送電回路１１ｂとしては、インバータ回路等の回路が使用される。
第１送電コイル１２ａは、図２に示すように、円の外周に沿って巻き回されたスパイラルコイルである。第１送電コイル１２ａは、電磁誘導方式に対応している。第１送電コイル１２ａの両端部は、第１スイッチ素子１３ａと図示しない配線とを介して第１送電回路１１ａに接続されている。そして、第１送電回路１１ａが発生させた電気信号が、第１送電コイル１２ａに印加される。第１送電コイル１２ａは、金属でできた導線を所定の形状に巻き回して形成される。
第２送電コイル１２ｂも、図２に示すように、円の外周に沿って巻き回されたスパイラルコイルである。第２送電コイル１２ｂは、磁気共鳴方式に対応している。第２送電コイル１２ｂのコイル径は、第１送電コイル１２ａのコイル径よりも大きく設定されている。そして、第２送電コイル１２ｂは、上から見て、第１送電コイル１２ａの周囲を取り囲むように配置されている。また、第２送電コイル１２ｂは、自身が有するインダクタンスと浮遊容量とによって、所定の周波数で共振するようになっている。
第２送電コイル１２ｂの両端部は、第２スイッチ素子１３ｂと図示しない配線とを介して第２送電回路１１ｂに接続されている。そして、第２送電回路１１ｂが発生させた電気信号が、第２送電コイル１２ｂに印加される。第２送電コイル１２ｂは、金属でできた導線を所定の形状に巻き回して形成される。
第１スイッチ素子１３ａは、第１送電回路１１ａと第１送電コイル１２ａとの接続状態を切り替えている。第１スイッチ素子１３ａがＯＮ状態になった時に、第１送電回路１１ａと第１送電コイル１２ａの両端部とが電気的に接続された状態となり、第１スイッチ素子１３ａがＯＦＦ状態になった時に、第１送電回路１１ａと第１送電コイル１２ａの両端部との電気的な接続が切り離される。
以下、第１送電回路１１ａと第１送電コイル１２ａの両端部とが電気的に接続された状態であることを、第１送電回路１１ａと第１送電コイル１２ａとが接続状態であると略称する。また、第１送電回路１１ａと第１送電コイル１２ａの両端部との電気的な接続が切り離された状態であることを、第１送電回路１１ａと第１送電コイル１２ａとが非接続状態であると略称する。第１スイッチ素子１３ａとしては、ＦＥＴ等のスイッチ用の半導体が使用される。
第２スイッチ素子１３ｂは、第２送電回路１１ｂと第２送電コイル１２ｂとの接続状態を切り替えている。第２スイッチ素子１３ｂがＯＮ状態になった時に、第２送電回路１１ｂと第２送電コイル１２ｂの両端部とが電気的に接続された状態となり、第２スイッチ素子１３ｂがＯＦＦ状態になった時に、第２送電回路１１ｂと第２送電コイル１２ｂの両端部との電気的な接続が切り離される。
以下、第２送電回路１１ｂと第２送電コイル１２ｂの両端部とが電気的に接続された状態であることを、第２送電回路１１ｂと第２送電コイル１２ｂとが接続状態であると略称する。また、第２送電回路１１ｂと第２送電コイル１２ｂの両端部との電気的な接続が切り離された状態であることを、第２送電回路１１ｂと第２送電コイル１２ｂとが非接続状態であると略称する。第２スイッチ素子１３ｂとしては、ＦＥＴ等のスイッチ用の半導体が使用される。
制御回路１４は、図示しない操作スイッチ等の入力装置に接続されている。そして、制御回路１４は、入力装置に対する所定の入力操作に基づいて、電磁誘導方式と磁気共鳴方式とのうちのどちらの伝送方式で電力伝送を行うかを選択している。そして、選択した伝送方式に対応して第１スイッチ素子１３ａと第２スイッチ素子１３ｂとを制御し、第１送電回路１１ａと第１送電コイル１２ａとの接続状態と、第２送電回路１１ｂと第２送電コイル１２ｂとの接続状態と、を切り替えている。
図３（ａ）に示すように、電磁誘導方式に対応した電力伝送を行う場合、制御回路１４は、第１スイッチ素子１３ａをＯＮ状態とし、第２スイッチ素子１３ｂをＯＦＦ状態とする。その結果、第１送電回路１１ａと第１送電コイル１２ａとが接続状態となり、第２送電回路１１ｂと第２送電コイル１２ｂとが非接続状態となる。そして、第１送電回路１１ａから第１送電コイル１２ａに電磁誘導方式に対応した電気信号が印加され、第１送電コイル１２ａが印加された電気信号に対応した磁界を発生させる。第２送電コイル１２ｂは第２送電回路１１ｂから切り離される。
一方、図３（ｂ）に示すように、磁気共鳴方式に対応した電力伝送を行う場合、制御回路１４は、第１スイッチ素子１３ａをＯＦＦ状態とし、第２スイッチ素子１３ｂをＯＮ状態にする。その結果、第２送電回路１１ｂと第２送電コイル１２ｂとが接続状態となり、第１送電回路１１ａと第１送電コイル１２ａとが非接続状態となる。そして、第２送電回路１１ｂから第２送電コイル１２ｂに磁気共鳴方式に対応した電気信号が印加され、第２送電コイル１２ｂが印加された電気信号に対応した磁界を発生させる。第１送電コイル１２ａは第１送電回路１１ａから切り離される。
ケース１５は、合成樹脂等でできた略直方体の部材であり、回路収容部１５ａとコイル収容部１５ｂとを有している。コイル収容部１５ｂには、図２に示すように、第１送電コイル１２ａと第２送電コイル１２ｂとが収容されている。図示しないが、回路収容部１５ａには、第１送電回路１１ａと第２送電回路１１ｂと第１スイッチ素子１３ａと第２スイッチ素子１３ｂと制御回路１４とが収容されている。
カバー１６は、合成樹脂等でできた板状の部材であり、上下に略長方形の板面を有している。そして、カバー１６は、回路収容部１５ａとコイル収容部１５ｂとを覆うように、ケース１５の上側に固定されている。カバー１６の上面は、受電装置２０が載置される給電面１６ａとなっている。第１送電コイル１２ａと第２送電コイル１２ｂとは、給電面１６ａの下側（背面側）に配置されている。
受電装置２０は、電磁誘導方式と磁気共鳴方式とのうちのどちらか一方の伝送方式に対応した受電装置である。受電装置２０は、どちらか一方の伝送方式に固定された受電装置であっても、操作スイッチ等によって伝送方式を切り替え可能な受電装置であっても構わない。受電装置２０は、図１に示すように、受電コイル２１と受電回路２２と負荷２３とを有している。そして、受電装置２０は、図２に示すように、カバー１６を挟んで送電コイル１２と受電コイル２１とが対向するように、給電面１６ａの上に載置される。
受電コイル２１は、２つの送電コイル１２のうちのどちらか一方と磁界結合するようになっている。受電装置２０が電磁誘導方式に対応した装置である場合、受電コイル２１は、図３（ａ）に示すように、第１送電コイル１２ａと磁界結合する。その場合、第１送電コイル１２ａと受電コイル２１とは、電磁誘導によって結合する。
受電装置２０が磁気共鳴方式に対応した装置である場合、受電コイル２１は、図３（ｂ）に示すように、第２送電コイル１２ｂと磁界結合する。その場合、受電コイル２１は、所定の周波数で共振し、第２送電コイル１２ｂと受電コイル２１とは、磁気共鳴によって結合する。
そして、送電コイル１２と受電コイル２１との磁界結合によって、送電コイル１２に印加された交流の電気信号が受電コイル２１に伝送される。尚、図示しないが、受電コイル２１も、送電コイル１２と同様に、金属でできた導線を所定の形状に巻き回して形成される。
受電回路２２は、整流回路や平滑化回路等を有した回路である。受電回路２２は、受電コイル２１の両端部と接続されている。そして、受電回路２２は、受電コイル２１に伝送された交流の電気信号を整流及び平滑化して直流の電気信号に変換した後に、負荷２３に出力している。無線電力伝送システム１は、このように、送電コイル１２と受電コイル２１との磁界結合を利用して、送電装置１０から受電装置２０に無線で電力を伝送している。
次に、送電装置１０から受電装置２０への伝送効率について、図４を用いて説明する。図４は、図１に示す送電コイル１２が発生させた磁束の分布を示す説明図である。図４（ａ）は、第１送電コイル１２ａが発生させた磁束Ｂ１の分布を模式的に示す図である。図４（ｂ）は、第２送電コイル１２ｂが発生させた磁束Ｂ２の分布を模式的に示す図である。図４（ａ）と図４（ｂ）とは、いずれも第１送電コイル１２ａと第２送電コイル１２ｂとを横から見た場合の磁束の分布を示している。
まず、電磁誘導方式に対応した電力伝送を行う場合の、送電コイル１２と受電コイル２１との磁界結合について説明する。電磁誘導方式に対応した電力伝送を行う場合、第１送電コイル１２ａに送電用の電気信号が印加される。そして、図４（ａ）に示すように、第１送電コイル１２ａが自身の周囲に磁束Ｂ１を発生させる。図示しないが、第１送電コイル１２ａが発生させた磁束Ｂ１に対応して、第１送電コイル１２ａの周囲に磁界が形成される。そして、第１送電コイル１２ａの上方に形成された磁界によって、第１送電コイル１２ａと受電コイル２１とが磁界結合し、送電装置１０から受電装置２０への電力伝送が可能となる。
また、第１送電コイル１２ａが発生させた磁束Ｂ１に対応して、第２送電コイル１２ｂの周囲にも磁界が形成される。そして、第２送電コイル１２ｂの周囲に形成された磁界によって、第１送電コイル１２ａと第２送電コイル１２ｂとが磁界結合する。第１送電コイル１２ａと第２送電コイル１２ｂとの磁界結合が強くなると、第１送電コイル１２ａに印加された電気信号の一部が第２送電コイル１２ｂにも伝送される。
次に、電磁誘導方式に対応した電力伝送を行う場合の伝送効率について説明する。第１送電コイル１２ａを利用して送電装置１０から伝送される電力をＰｔ、第１送電コイル１２ａと受電コイル２１との磁界結合によって受電装置２０へ伝送される電力をＰｒ、第１送電コイル１２ａと第２送電コイル１２ｂとの磁界結合によって第２送電回路１１ｂへ伝送されて損失となる電力をＰｍ、送電装置１０から受電装置２０への伝送効率をηとし、電力Ｐｍ以外に電力の損失が無いとすると、伝送効率ηは、η＝Ｐｒ／Ｐｔ＝Ｐｒ／（Ｐｒ＋Ｐｍ）として表すことができる。
また、受電コイル２１側から見た受電回路２２側の負荷抵抗をＲｒ、送電装置１０から受電装置２０への電力伝送に伴って受電回路２２を流れる電流をＩｒ、第２送電コイル１２ｂ側から見た第２送電回路１１ｂ側の負荷抵抗をＲｍ、第１送電コイル１２ａと第２送電コイル１２ｂとの磁界結合に伴って第２送電回路１１ｂを流れる電流をＩｍとすると、電力Ｐｒは、Ｐｒ＝Ｒｒ・Ｉｒ＾２、電力Ｐｍは、Ｐｍ＝Ｒｍ・Ｉｍ＾２、伝送効率ηは、η＝（Ｒｒ・Ｉｒ＾２）／（Ｒｒ・Ｉｒ＾２＋Ｒｍ・Ｉｍ＾２）として表すことができる。
上記の式から判るように、第１送電コイル１２ａと第２送電コイル１２ｂとの磁界結合に伴って第２送電回路１１ｂを流れる電流Ｉｍが大きくなる程、伝送効率ηは低下していく。一方、第１送電コイル１２ａと第２送電コイル１２ｂとが磁界結合しても、第２送電回路１１ｂと第２送電コイル１２ｂとが非接続状態であり、第２送電回路１１ｂを電流Ｉｍが流れなければ、第２送電回路１１ｂでの電力の損失は発生せず、伝送効率の低下を抑制することができる。
次に、磁気共鳴方式に対応した電力伝送を行う場合の、送電コイル１２と受電コイル２１との磁界結合について説明する。磁気共鳴方式に対応した電力伝送を行う場合、第２送電コイル１２ｂに送電用の電気信号が印加される。そして、図４（ｂ）に示すように、第２送電コイル１２ｂが自身の周囲に磁束Ｂ２を発生させる。図示しないが、第２送電コイル１２ｂが発生させた磁束Ｂ２に対応して、第２送電コイル１２ｂの周囲に磁界が形成される。そして、第２送電コイル１２ｂの上方に形成された磁界によって、第１送電コイル１２ａと受電コイル２１とが磁界結合し、送電装置１０から受電装置２０への電力伝送が可能となる。
また、第２送電コイル１２ｂが発生させた磁束Ｂ２に対応して、第１送電コイル１２ａの周囲にも磁界が形成される。そして、第１送電コイル１２ａの周囲に形成された磁界によって、第１送電コイル１２ａと第２送電コイル１２ｂとが磁界結合する。第１送電コイル１２ａと第２送電コイル１２ｂとの磁界結合が強くなると、第２送電コイル１２ｂに印加された電気信号の一部が第１送電コイル１２ａにも伝送される。
受電装置２０が磁気共鳴方式に対応した装置である場合の伝送効率については、詳細な説明は省略するが、第１送電コイル１２ａと第２送電コイル１２ｂとが磁界結合しても、第１送電回路１１ａと第１送電コイル１２ａとが非接続状態であり、第１送電回路１１ａを電流が流れなければ、第１送電回路１１ａでの電力の損失は発生せず、伝送効率の低下を抑制することができる。
尚、通常、コイルが発生させた磁束はコイルの内側に集中するので、コイルの内側の磁束密度は高くなり、それに伴って、コイルの内側の磁界強度は強くなる。一方、コイルの外側では磁束密度は低くなり、それに伴って、コイルの外側の磁界強度は弱くなる。そして、本実施形態では、第２送電コイル１２ｂのコイル径は、第１送電コイル１２ａのコイル径よりも大きく、第２送電コイル１２ｂは、平面視において第１送電コイル１２ａの周囲を取り囲むように配置されている。そのため、第２送電コイル１２ｂが発生させた磁束Ｂ２による第１送電コイル１２ａと第２送電コイル１２ｂとの磁界結合と比較して、第１送電コイル１２ａが発生させた磁束Ｂ１による第１送電コイル１２ａと第２送電コイル１２ｂとの磁界結合の方が弱くなる。
次に、本実施形態の効果について説明する。本実施形態の無線電力伝送システム１では、送電装置１０は、電磁誘導方式に対応した第１送電回路１１ａと、磁気共鳴方式に対応した第２送電回路１１ｂと、電磁誘導方式に対応した第１送電コイル１２ａと、磁気共鳴方式に対応した第２送電コイル１２ｂと、を有している。そのため、受電装置２０が２つの伝送方式のうちのどちらの方式に対応した装置であっても、送電装置１０から受電装置２０へ電力を伝送することができる。
しかも、送電装置１０は、第１送電回路１１ａと第１送電コイル１２ａとの接続状態を切り替える第１スイッチ素子１３ａと、第２送電回路１１ｂと第２送電コイル１２ｂとの接続状態を切り替える第２スイッチ素子１３ｂと、第１スイッチ素子１３ａと第２スイッチ素子１３ｂとを制御する制御回路１４と、を有している。そして、制御回路１４は、第１送電回路１１ａと第１送電コイル１２ａとが接続状態である時には、第２送電回路１１ｂと第２送電コイル１２ｂとが非接続状態となり、第２送電回路１１ｂと第２送電コイル１２ｂとが接続状態である時には、第１送電回路１１ａと第１送電コイル１２ａとが非接続状態となるように、第１スイッチ素子１３ａと第２スイッチ素子１３ｂとを制御している。
そのため、第１送電コイル１２ａと第２送電コイル１２ｂとの磁界結合によって、第１送電コイル１２ａに印加された電気信号が第２送電コイル１２ｂに伝送されても、第２送電回路１１ｂと第２送電コイル１２ｂとを非接続状態とすることによって、第２送電回路１１ｂに不要な電流が流れるのを防止することができる。また、第１送電コイル１２ａと第２送電コイル１２ｂとの磁界結合によって、第２送電コイル１２ｂに印加された電気信号が第１送電コイル１２ａに伝送されても、第１送電回路１１ａと第１送電コイル１２ａとを非接続状態とすることによって、第１送電回路１１ａに不要な電流が流れるのを防止することができる。その結果、送電装置１０側での電力の損失を抑制することができ、送電装置１０から受電装置２０への伝送効率の低下を抑制することができる。
また、本実施形態の無線電力伝送システム１では、第１送電コイル１２ａは、電磁誘導方式の無線電力伝送に対応したコイルであり、第２送電コイル１２ｂは、磁気共鳴方式の無線電力伝送に対応したコイルである。電磁誘導方式は、送電コイルと受電コイルとを近接させて電力を伝送する伝送方式であり、磁気共鳴方式は、送電コイルと受電コイルとの距離が離れている場合でも電力を伝送することが可能な伝送方式である。そのため、無線電力伝送システム１では、送電装置１０と受電装置２０とが近接している場合でも、送電装置１０と受電装置２０との距離が離れている場合でも、送電装置１０から受電装置２０へ電力を伝送することができる。その結果、送電装置１０と受電装置２０との距離に対する自由度を拡げることができる。
また、本実施形態の無線電力伝送システム１では、第２送電コイル１２ｂのコイル径は、第１送電コイル１２ａのコイル径よりも大きく、第２送電コイル１２ｂは、平面視において第１送電コイル１２ａの周囲を取り囲むように配置されている。そのため、第２送電コイル１２ｂが、円の外周に沿って巻き回されたスパイラルコイルであり、第２送電コイル１２ｂの内側に空間が形成されているような場合でも、第２送電コイル１２ｂの内側の空間を有効に活用し、送電装置１０を小型化することができる。
また、本実施形態の無線電力伝送システム１では、送電装置１０は、受電装置２０が載置される給電面１６ａを有し、第１送電コイル１２ａと第２送電コイル１２ｂとは、給電面１６ａの下側（背面側）に配置されている。そのため、送電コイル１２と受電コイル２１との距離を安定させ易く、送電装置１０から受電装置２０へ電力を安定して伝送することができる。しかも、無線電力伝送システム１では、第２送電コイル１２ｂは、磁気共鳴方式の無線電力伝送に対応したコイルであり、第２送電コイル１２ｂのコイル径の方が、第１送電コイル１２ａのコイル径よりも大きい。磁気共鳴方式の無線電力伝送では、送電コイル１２の外径が大きい程、伝送距離（電力を有効に伝送できる距離）を長くすることができる。そのため、受電装置２０が給電面１６ａから離れた場合でも、送電装置１０から受電装置２０への電力伝送を維持し易い。
［第２実施形態］
以下、本発明の第２実施形態について図面を参照しながら説明する。尚、本実施形態において、前述した第１実施形態と同一の構成である場合、同一符号を付して詳細な説明は省略する。
まず、本発明の第２実施形態に係る無線電力伝送システム１０１の構成について、図５及び図６を用いて説明する。図５は、本発明の第２実施形態に係る無線電力伝送システム１０１の構成を示すブロック図である。図６は、図５に示す送電装置１１０の接続状態の切り替え方法を示す説明図である。図６（ａ）は、電磁誘導方式に対応した電力伝送を行う場合の接続状態を示している。図６（ｂ）は、磁気共鳴方式に対応した電力伝送を行う場合の接続状態を示している。
無線電力伝送システム１０１は、図５に示すように、送電装置１１０と受電装置１２０とを備えている。受電装置１２０の構成は、第１実施形態における受電装置２０の構成と同じである。送電装置１１０の構成は、第１実施形態における送電装置１０の構成とほぼ同じであるが、本実施形態では、第２送電回路１１ｂと第２送電コイル１２ｂとの接続が第１実施形態と異なる。送電装置１１０では、第２スイッチ素子１３ｂが無く、第２送電回路１１ｂと第２送電コイル１２ｂとは常に接続状態となっている。
そして、図６に示すように、制御回路１４は、電磁誘導方式に対応した電力伝送を行う場合、すなわち、第１送電コイル１２ａに送電用の電気信号を印加する時には、第１送電回路１１ａと第１送電コイル１２ａとが接続状態となるように、第１スイッチ素子１３ａを制御している。また、制御回路１４は、磁気共鳴方式に対応した電力伝送を行う場合、すなわち、第２送電コイル１２ｂに送電用の電気信号を印加する時には、第１送電回路１１ａと第１送電コイル１２ａとが非接続状態となるように、第１スイッチ素子１３ａを制御している。
送電コイル１２の構造は、第１実施形態における送電コイル１２の構造と同じである。すなわち、第２送電コイル１２ｂのコイル径は、第１送電コイル１２ａのコイル径よりも大きく、第２送電コイル１２ｂは、平面視において第１送電コイル１２ａの周囲を取り囲むように配置されている。そのため、第１実施形態と同様に、第２送電コイル１２ｂが発生させた磁束Ｂ２による第１送電コイル１２ａと第２送電コイル１２ｂとの磁界結合と比較して、第１送電コイル１２ａが発生させた磁束Ｂ１による第１送電コイル１２ａと第２送電コイル１２ｂとの磁界結合の方が弱くなる。
次に、本実施形態の効果について説明する。本実施形態の無線電力伝送システム１０１では、送電装置１１０は、電磁誘導方式に対応した第１送電回路１１ａと、磁気共鳴方式に対応した第２送電回路１１ｂと、電磁誘導方式に対応した第１送電コイル１２ａと、磁気共鳴方式に対応した第２送電コイル１２ｂと、を有している。そのため、受電装置１２０が２つの伝送方式のうちのどちらの方式に対応した装置であっても、送電装置１１０から受電装置１２０へ電力を伝送することができる。
しかも、送電装置１１０は、第１送電回路１１ａと第１送電コイル１２ａとの接続状態を切り替えるスイッチ素子１３と、スイッチ素子１３を制御する制御回路１４と、を有している。そして、制御回路１４は、第１送電コイル１２ａに送電用の電気信号を印加する時には、第１送電回路１１ａと第１送電コイル１２ａとが接続状態となり、第２送電コイル１２ｂに送電用の電気信号を印加する時には、第１送電回路１１ａと第１送電コイル１２ａとが非接続状態となるように、スイッチ素子１３を制御している。そのため、第１送電コイル１２ａと第２送電コイル１２ｂとの磁界結合によって、第２送電コイル１２ｂに印加された電気信号が第１送電コイル１２ａに伝送されても、第１送電回路１１ａと第１送電コイル１２ａとを非接続状態とすることによって、第１送電回路１１ａに不要な電流が流れるのを防止することができる。
また、第２送電コイル１２ｂのコイル径は、第１送電コイル１２ａのコイル径よりも大きく設定されており、第２送電コイル１２ｂは、上から見て（平面視において）、第１送電コイル１２ａの周囲を取り囲むように配置されている。そのため、第２送電コイル１２ｂが発生させた磁束Ｂ２による第１送電コイル１２ａと第２送電コイル１２ｂとの磁界結合と比較して、第１送電コイル１２ａが発生させた磁束Ｂ１による第１送電コイル１２ａと第２送電コイル１２ｂとの磁界結合の方を弱くすることができる。そして、第１送電コイル１２ａに印加された電気信号が第２送電コイル１２ｂに伝送されるのを抑制することができる。その結果、送電装置１１０側での電力の損失を抑制することができ、送電装置１１０から受電装置１２０への伝送効率の低下を抑制することができる。
また、本実施形態の無線電力伝送システム１０１では、第１送電コイル１２ａは、電磁誘導方式の無線電力伝送に対応したコイルであり、第２送電コイル１２ｂは、磁気共鳴方式の無線電力伝送に対応したコイルである。電磁誘導方式は、送電コイルと受電コイルとを近接させて電力を伝送する伝送方式であり、磁気共鳴方式は、送電コイルと受電コイルとの距離が離れている場合でも電力を伝送することが可能な伝送方式である。そのため、無線電力伝送システム１０１では、送電装置１１０と受電装置１２０とが近接している場合でも、送電装置１１０と受電装置１２０との距離が離れている場合でも、送電装置１１０から受電装置１２０へ電力を伝送することができ、送電装置１１０と受電装置１２０との距離に対する自由度を拡げることができる。
［第３実施形態］
以下、本発明の第３実施形態について図面を参照しながら説明する。本実施形態は、第１実施形態の送電装置１０における、送電回路１１と送電コイル１２との接続状態の切り替えを、受電装置側に応用したものである。尚、本実施形態において、前述した第１実施形態と同一の構成である場合、同一符号を付して詳細な説明は省略する。
まず、本発明の第３実施形態に係る無線電力伝送システム２０１の構成について、図７及び図８を用いて説明する。図７は、本発明の第３実施形態に係る無線電力伝送システム２０１の構成を示すブロック図である。図８は、図７に示す受電装置２２０の接続状態の切り替え方法を示す説明図である。図８（ａ）は、電磁誘導方式に対応した電力伝送を行う場合の接続状態を示している。図８（ｂ）は、磁気共鳴方式に対応した電力伝送を行う場合の接続状態を示している。
無線電力伝送システム２０１は、図７に示すように、送電装置２１０と受電装置２２０とを備えている。
送電装置２１０は、電磁誘導方式と磁気共鳴方式とのうちのどちらか一方の伝送方式に対応した送電装置である。送電装置２１０は、どちらか一方の伝送方式に固定された送電装置であっても、操作スイッチ等によって伝送方式を切り替え可能な送電装置であっても構わない。送電装置２１０は、図７に示すように、送電回路１１と送電コイル１２とを有している。送電装置２１０が電磁誘導方式に対応した装置である場合、送電回路１１と送電コイル１２とは電磁誘導方式に対応し、送電装置２１０が磁気共鳴方式に対応した装置である場合、送電回路１１と送電コイル１２は磁気共鳴方式に対応したものとなる。
受電装置２２０は、電磁誘導方式と磁気共鳴方式との両方の伝送方式に対応した受電装置である。受電装置２２０は、図７に示すように、２つの受電コイル２１と、２つの受電回路２２と、負荷２３と、２つのスイッチ素子２４と、スイッチ素子２４を制御する制御回路２５（制御部）と、を有している。２つの受電コイル２１は、第１受電コイル２１ａと第２受電コイル２１ｂとである。２つの受電回路２２は、第１受電回路２２ａと第２受電回路２２ｂとである。２つのスイッチ素子２４は、第３スイッチ素子２４ａと第４スイッチ素子２４ｂとである。
第１受電コイル２１ａは、電磁誘導方式に対応している。図示しないが、第１受電コイル２１ａは、円の外周に沿って巻き回されたスパイラルコイルである。第１受電コイル２１ａの両端部は、第３スイッチ素子２４ａと配線とを介して第１受電回路２２ａに接続されている。
第２受電コイル２１ｂは、磁気共鳴方式に対応している。図示しないが、第２受電コイル２１ｂは、円の外周に沿って巻き回されたスパイラルコイルである。第２受電コイル２１ｂのコイル径は、第１受電コイル２１ａのコイル径よりも大きく設定されており、第２受電コイル２１ｂは、上から見て（平面視において）、第１受電コイル２１ａの周囲を取り囲むように配置されている。第２受電コイル２１ｂの両端部は、第４スイッチ素子２４ｂと配線とを介して第２受電回路２２ｂに接続されている。
第１受電回路２２ａは、電磁誘導方式に対応した受電回路であり、第２受電回路２２ｂは、磁気共鳴方式に対応した受電回路である。第３スイッチ素子２４ａは、第１受電コイル２１ａと第１受電回路２２ａとの接続状態を切り替えている。第４スイッチ素子２４ｂは、第２受電コイル２１ｂと第２受電回路２２ｂとの接続状態を切り替えている。
そして、図８に示すように、制御回路２５は、電磁誘導方式に対応した電力伝送を行う場合、すなわち、第１受電コイル２１ａと第１受電回路２２ａとが接続状態である時には、第２受電コイル２１ｂと第２受電回路２２ｂとが非接続状態となるように、第３スイッチ素子２４ａと第４スイッチ素子２４ｂとを制御している。また、制御回路２５は、磁気共鳴方式に対応した電力伝送を行う場合、すなわち、第２受電コイル２１ｂと第２受電回路２２ｂとが接続状態である時には、第１受電コイル２１ａと第１受電回路２２ａとが非接続状態となるように、第３スイッチ素子２４ａと第４スイッチ素子２４ｂとを制御している。
次に、本実施形態の効果について説明する。本実施形態の無線電力伝送システム２０１では、受電装置２２０は、電磁誘導方式に対応した第１受電コイル２１ａと、磁気共鳴方式に対応した第２受電コイル２１ｂと、電磁誘導方式に対応した第１受電回路２２ａと、磁気共鳴方式に対応した第２受電回路２２ｂと、を有している。そのため、送電装置２１０が２つの伝送方式のうちのどちらの方式に対応した装置であっても、送電装置２１０から受電装置２２０へ電力を伝送することができる。
しかも、受電装置２２０は、第１受電コイル２１ａと第１受電回路２２ａとの接続状態を切り替える第３スイッチ素子２４ａと、第２受電コイル２１ｂと第２受電回路２２ｂとの接続状態を切り替える第４スイッチ素子２４ｂと、第３スイッチ素子２４ａと第４スイッチ素子２４ｂとを制御する制御回路２５と、を有している。そして、第１受電コイル２１ａと第１受電回路２２ａとが接続状態である時には、第２受電コイル２１ｂと第２受電回路２２ｂとが非接続状態となり、第２受電コイル２１ｂと第２受電回路２２ｂとが接続状態である時には、第１受電コイル２１ａと第１受電回路２２ａとが非接続状態となる。
そのため、第１受電コイル２１ａと第２受電コイル２１ｂとの磁界結合によって、送電コイル１２から第１受電コイル２１ａに伝送された電気信号の一部が第２受電コイル２１ｂに伝送されても、第２受電コイル２１ｂと第２受電回路２２ｂとを非接続状態とすることによって、第２受電回路２２ｂに不要な電流が流れるのを防止することができる。また、第１受電コイル２１ａと第２受電コイル２１ｂとの磁界結合によって、送電コイル１２から第２受電コイル２１ｂに伝送された電気信号の一部が第１受電コイル２１ａに伝送されても、第１受電コイル２１ａと第１受電回路２２ａとを非接続状態とすることによって、第１受電回路２２ａに不要な電流が流れるのを防止することができる。その結果、受電装置２２０側での電力の損失を抑制することができ、送電装置２１０から受電装置２２０への伝送効率の低下を抑制することができる。
［第４実施形態］
以下、本発明の第４実施形態について図面を参照しながら説明する。本実施形態は、第２実施形態の送電装置１１０における、送電回路１１と送電コイル１２との接続状態の切り替えを、受電装置側に応用したものである。尚、本実施形態において、前述した第１実施形態ないし第３実施形態と同一の構成である場合、同一符号を付して詳細な説明は省略する。
まず、本発明の第４実施形態に係る無線電力伝送システム３０１の構成について、図９及び図１０を用いて説明する。図９は、本発明の第４実施形態に係る無線電力伝送システム３０１の構成を示すブロック図である。図１０は、図９に示す送電装置３２０の接続状態の切り替え方法を示す説明図である。図１０（ａ）は、電磁誘導方式に対応した電力伝送を行う場合の接続状態を示している。図１０（ｂ）は、磁気共鳴方式に対応した電力伝送を行う場合の接続状態を示している。
無線電力伝送システム３０１は、図９に示すように、送電装置３１０と受電装置３２０とを備えている。送電装置３１０の構成は、第３実施形態における送電装置２１０の構成と同じである。受電装置３２０の構成は、第３実施形態における受電装置２２０の構成とほぼ同じであるが、本実施形態では、第２受電コイル２１ｂと第２受電回路２２ｂとの接続が第３実施形態と異なる。受電装置３２０では、第４スイッチ素子２４ｂが無く、第２受電コイル２１ｂと第２受電回路２２ｂとは常に接続状態となっている。受電コイル２１の構造は、第３実施形態における受電コイル２１の構造と同じである。
そして、図１０に示すように、制御回路２５は、電磁誘導方式に対応した電力伝送を行う場合、すなわち、送電コイル１２から第１受電コイル２１ａに電気信号を伝送する時には、第１受電コイル２１ａと第１受電回路２２ａとが接続状態となるように、第３スイッチ素子２４ａを制御している。また、制御回路２５は、磁気共鳴方式に対応した電力伝送を行う場合、すなわち、送電コイル１２から第２受電コイル２１ｂに電気信号を伝送する時には、第１受電コイル２１ａと第１受電回路２２ａとが非接続状態となるように、第３スイッチ素子２４ａを制御している。
次に、本実施形態の効果について説明する。本実施形態の無線電力伝送システム３０１では、受電装置３２０は、電磁誘導方式に対応した第１受電コイル２１ａと、磁気共鳴方式に対応した第２受電コイル２１ｂと、電磁誘導方式に対応した第１受電回路２２ａと、磁気共鳴方式に対応した第２受電回路２２ｂと、を有している。そのため、送電装置３１０が２つの伝送方式のうちのどちらの方式に対応した装置であっても、送電装置３１０から受電装置３２０へ電力を伝送することができる。
しかも、受電装置３２０は、第１受電コイル２１ａと第１受電回路２２ａとの接続状態を切り替える第３スイッチ素子２４ａと、第３スイッチ素子２４ａを制御する制御回路２５と、を有している。そして、送電コイル１２から第１受電コイル２１ａに電気信号を伝送する時には、第１受電コイル２１ａと第１受電回路２２ａとが接続状態となり、送電コイル１２から第２受電コイル２１ｂに電気信号を伝送する時には、第１受電コイル２１ａと第１受電回路２２ａとが非接続状態となる。そのため、第１受電コイル２１ａと第２受電コイル２１ｂとの磁界結合によって、送電コイル１２から第１受電コイル２１ａに伝送された電気信号の一部が第２受電コイル２１ｂに伝送されても、第２受電コイル２１ｂと第２受電回路２２ｂとを非接続状態とすることによって、第２受電回路２２ｂに不要な電流が流れるのを防止することができる。
また、第２受電コイル２１ｂのコイル径は、第１受電コイル２１ａのコイル径よりも大きく設定されており、第２受電コイル２１ｂは、上から見て（平面視において）、第１受電コイル２１ａの周囲を取り囲むように配置されている。そのため、第２受電コイル２１ｂが発生させた磁束による第１受電コイル２１ａと第２受電コイル２１ｂとの磁界結合と比較して、第１受電コイル２１ａが発生させた磁束による第１受電コイル２１ａと第２受電コイル２１ｂとの磁界結合の方を弱くすることができる。そして、第１受電コイル２１ａに伝送された電気信号の一部が第２受電コイル２１ｂに伝送されるのを抑制することができる。その結果、受電装置３２０側での電力の損失を抑制することができ、送電装置３１０から受電装置３２０への伝送効率の低下を抑制することができる。
以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明は上記の実施形態に限定されず、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更することができる。
例えば、本発明の実施形態において、無線電力伝送システム１（又は、無線電力伝送システム１０１、無線電力伝送システム２０１、無線電力伝送システム３０１）は、電磁誘導方式と磁気共鳴方式とに対応した無線電力伝送システムではなく、電磁誘導方式の異なる２つの伝送方式に対応した無線電力伝送システムであっても構わない。そして、第１送電コイル１２ａが電磁誘導方式の第１の伝送方式に対応したコイルであり、第２送電コイル１２ｂが電磁誘導方式の第２の伝送方式に対応したコイルであっても構わない。また、第１受電コイル２１ａが電磁誘導方式の第１の伝送方式に対応したコイルであり、第２受電コイル２１ｂが電磁誘導方式の第２の伝送方式に対応したコイルであっても構わない。
また、本発明の実施形態において、無線電力伝送システム１（又は、無線電力伝送システム１０１、無線電力伝送システム２０１、無線電力伝送システム３０１）は、磁気共鳴方式の異なる２つの伝送方式に対応した無線電力伝送システムであっても構わない。そして、第１送電コイル１２ａが磁気共鳴方式の第１の伝送方式に対応したコイルであり、第２送電コイル１２ｂが磁気共鳴方式の第２の伝送方式に対応したコイルであっても構わない。また、第１受電コイル２１ａが磁気共鳴方式の第１の伝送方式に対応したコイルであり、第２受電コイル２１ｂが磁気共鳴方式の第２の伝送方式に対応したコイルであっても構わない。
また、本発明の実施形態において、送電回路１１は、前述した以外の構成であっても構わない。例えば、第１送電回路１１ａと第２送電回路１１ｂとは、回路の一部を共有していても構わない。また、第１送電回路１１ａと第２送電回路１１ｂとは、インバータ回路ではなく、発振回路に接続された増幅回路であっても構わない。また、送電回路１１は、発生させる電気信号の周波数を、システムの規格に合わせて適宜変更しても構わない。また、受電回路２２は、前述した以外の構成であっても構わない。例えば、第１受電回路２２ａと第２受電回路２２ｂとは、回路の一部を共有していても構わない。また、受電装置２０（又は、受電装置１２０、受電装置２２０、受電装置３２０）は負荷２３を有しておらず、受電回路２２は負荷となる他の電子機器に接続されても構わない。
また、本発明の実施形態において、送電コイル１２や受電コイル２１は、前述した以外の材質や形状であっても構わない。例えば、送電コイル１２や受電コイル２１の巻き数は、システムの規格に合わせて適宜変更しても構わない。また、送電コイル１２や受電コイル２１は、円の外周に沿って巻き回されたスパイラルコイルではなく、多角形の外周に沿って巻き回されたスパイラルコイルであっても構わない。また、送電コイル１２や受電コイル２１は、スパイラルコイルではなく、ヘリカルコイルであっても構わない。また、送電コイル１２や受電コイル２１は、基板の板面に電極パターンとして形成されたコイルであっても構わない。また、第２送電コイル１２ｂや第２受電コイル２１ｂには、共振周波数を調整するための容量等が付加されていても構わない。
また、本発明の実施形態において、所定の機能を実現できるのであれば、使用条件に合わせて給電面１６ａの向きを適宜変更しても構わない。また、送電コイル１２は、ケース１５と分離可能な別の部材に収容され、配線を介して送電回路１１と接続されていても構わない。
また、本発明の実施形態において、スイッチ素子１３やスイッチ素子２４は、ＭＥＭＳ素子やリレー等の機械式のスイッチ素子であっても構わない。また、所定の機能を実現できるのであれば、スイッチ素子１３は、送電コイル１２の両端部と送電回路１１との接続状態を切り替えるのではなく、送電コイル１２の一方の端部と送電回路１１との接続状態のみを切り替えても構わない。また、スイッチ素子２４は、受電コイル２１の両端部と受電回路２２との接続状態を切り替えるのではなく、受電コイル２１の一方の端部と受電回路２２との接続状態のみを切り替えても構わない。
また、本発明の実施形態において、送電装置１０（又は、送電装置１１０）は、受電装置２０の伝送方式を検知するための検知手段や、受電装置２０（又は、受電装置１２０）と無線通信を行うための通信手段等を更に有していても構わない。そして、制御回路１４は、検知手段の検知結果や受電装置２０との通信結果等に基づいて、電磁誘導方式と磁気共鳴方式とのうちのどちらの伝送方式で電力伝送を行うかを自動的に選択しても構わない。
１ 無線電力伝送システム
１０ 送電装置
１１ 送電回路
１１ａ 第１送電回路
１１ｂ 第２送電回路
１２ 送電コイル
１２ａ 第１送電コイル
１２ｂ 第２送電コイル
１３ スイッチ素子
１３ａ 第１スイッチ素子
１３ｂ 第２スイッチ素子
１４ 制御回路
１５ ケース
１５ａ 回路収容部
１５ｂ コイル収容部
１６ カバー
１６ａ 給電面
２０ 受電装置
２１ 受電コイル
２２ 受電回路
２３ 負荷
１０１ 無線電力伝送システム
１１０ 送電装置
１２０ 受電装置
２０１ 無線電力伝送システム
２１０ 送電装置
２２０ 受電装置
２１ａ 第１受電コイル
２１ｂ 第２受電コイル
２２ａ 第１受電回路
２２ｂ 第２受電回路
２４ スイッチ素子
２４ａ 第３スイッチ素子
２４ｂ 第４スイッチ素子
２５ 制御回路
３０１ 無線電力伝送システム
３１０ 送電装置
３２０ 受電装置

Claims (8)

  1. 送電コイルを有する送電装置と、
    受電コイルを有する受電装置と、を備え、
    前記送電コイルと前記受電コイルとの磁界結合を利用して、
    前記送電装置から前記受電装置に無線で電力を伝送する無線電力伝送システムであって、
    前記送電装置は、
    第１の伝送方式に対応した第１送電回路と、
    第２の伝送方式に対応した第２送電回路と、
    前記第１の伝送方式に対応した第１送電コイルと、
    前記第２の伝送方式に対応した第２送電コイルと、
    前記第１送電回路と前記第１送電コイルとの接続状態を切り替える第１スイッチ素子と、
    前記第２送電回路と前記第２送電コイルとの接続状態を切り替える第２スイッチ素子と、
    前記第１スイッチ素子と前記第２スイッチ素子とを制御する制御部と、を有し、
    前記制御部は、
    前記第１送電回路と前記第１送電コイルとが接続状態である時には、
    前記第２送電回路と前記第２送電コイルとが非接続状態となり、
    前記第２送電回路と前記第２送電コイルとが接続状態である時には、
    前記第１送電回路と前記第１送電コイルとが非接続状態となるように、
    前記第１スイッチ素子と前記第２スイッチ素子とを制御することを特徴とする無線電力伝送システム。
  2. 前記第１送電コイルは、電磁誘導方式の無線電力伝送に対応したコイルであり、
    前記第２送電コイルは、磁気共鳴方式の無線電力伝送に対応したコイルであることを特徴とする、
    請求項１に記載の無線電力伝送システム。
  3. 前記第１送電コイルと前記第２送電コイルとのうち、
    一方のコイルのコイル径は、他方のコイルのコイル径よりも大きく、
    前記一方のコイルは、平面視において前記他方のコイルの周囲を取り囲むように配置されていることを特徴とする、
    請求項２に記載の無線電力伝送システム。
  4. 前記送電装置は、
    前記受電装置が載置される給電面を有し、
    前記第１送電コイルと前記第２送電コイルとは、
    前記給電面の背面側に配置され、
    前記第２送電コイルのコイル径の方が、
    前記第１送電コイルのコイル径よりも大きいことを特徴とする、
    請求項３記載の無線電力伝送システム。
  5. 送電コイルを有する送電装置と、
    受電コイルを有する受電装置と、を備え、
    前記送電コイルと前記受電コイルとの磁界結合を利用して、
    前記送電装置から前記受電装置に無線で電力を伝送する無線電力伝送システムであって、
    前記送電装置は、
    第１の伝送方式に対応した第１送電回路と、
    第２の伝送方式に対応した第２送電回路と、
    前記第１の伝送方式に対応した第１送電コイルと、
    前記第２の伝送方式に対応した第２送電コイルと、
    前記第１送電回路と前記第１送電コイルとの接続状態を切り替えるスイッチ素子と、
    前記スイッチ素子を制御する制御部と、を有し、
    前記第２送電コイルのコイル径は、前記第１送電コイルのコイル径よりも大きく、
    前記第２送電コイルは、平面視において前記第１送電コイルの周囲を取り囲むように配置され、
    前記制御部は、
    前記第１送電コイルに送電用の電気信号を印加する時には、
    前記第１送電回路と前記第１送電コイルとが接続状態となり、
    前記第２送電コイルに送電用の電気信号を印加する時には、
    前記第１送電回路と前記第１送電コイルとが非接続状態となるように、
    前記スイッチ素子を制御することを特徴とする無線電力伝送システム。
  6. 前記第１送電コイルは、電磁誘導方式の無線電力伝送に対応したコイルであり、
    前記第２送電コイルは、磁気共鳴方式の無線電力伝送に対応したコイルであることを特徴とする、
    請求項５に記載の無線電力伝送システム。
  7. 送電コイルを有する送電装置と、
    受電コイルを有する受電装置と、を備え、
    前記送電コイルと前記受電コイルとの磁界結合を利用して、
    前記送電装置から前記受電装置に無線で電力を伝送する無線電力伝送システムであって、
    前記受電装置は、
    第１の伝送方式に対応した第１受電コイルと、
    第２の伝送方式に対応した第２受電コイルと、
    前記第１の伝送方式に対応した第１受電回路と、
    前記第２の伝送方式に対応した第２受電回路と、
    前記第１受電コイルと前記第１受電回路との接続状態を切り替える第３スイッチ素子と、
    前記第２受電コイルと前記第２受電回路との接続状態を切り替える第４スイッチ素子と、
    前記第３スイッチ素子と前記第４スイッチ素子とを制御する制御部と、を有し、
    前記制御部は、
    前記第１受電コイルと前記第１受電回路とが接続状態である時には、
    前記第２受電コイルと前記第２受電回路とが非接続状態となり、
    前記第２受電コイルと前記第２受電回路とが接続状態である時には、
    前記第１受電コイルと前記第１受電回路とが非接続状態となるように、
    前記第３スイッチ素子と前記第４スイッチ素子とを制御することを特徴とする無線電力伝送システム。
  8. 送電コイルを有する送電装置と、
    受電コイルを有する受電装置と、を備え、
    前記送電コイルと前記受電コイルとの磁界結合を利用して、
    前記送電装置から前記受電装置に無線で電力を伝送する無線電力伝送システムであって、
    前記受電装置は、
    第１の伝送方式に対応した第１受電コイルと、
    第２の伝送方式に対応した第２受電コイルと、
    前記第１の伝送方式に対応した第１受電回路と、
    前記第２の伝送方式に対応した第２受電回路と、
    前記第１受電コイルと前記第１受電回路との接続状態を切り替えるスイッチ素子と、
    前記スイッチ素子を制御する制御部と、を有し、
    前記第２受電コイルのコイル径は、前記第１受電コイルのコイル径よりも大きく、
    前記第２受電コイルは、平面視において前記第１受電コイルの周囲を取り囲むように配置され、
    前記制御部は、
    前記送電コイルから前記第１受電コイルに電気信号を伝送する時には、
    前記第１受電回路と前記第１受電コイルとが接続状態となり、
    前記送電コイルから前記第２受電コイルに電気信号を伝送する時には、
    前記第１受電回路と前記第１受電コイルとが接続状態となるように、
    前記スイッチ素子を制御することを特徴とする無線電力伝送システム。
JP2015559915A 2014-01-31 2015-01-23 無線電力伝送システムおよびその送電装置と受電装置 Expired - Fee Related JP6215969B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014016540 2014-01-31
JP2014016540 2014-01-31
PCT/JP2015/051894 WO2015115334A1 (ja) 2014-01-31 2015-01-23 無線電力伝送システム

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2015115334A1 true JPWO2015115334A1 (ja) 2017-03-23
JP6215969B2 JP6215969B2 (ja) 2017-10-18

Family

ID=53756908

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015559915A Expired - Fee Related JP6215969B2 (ja) 2014-01-31 2015-01-23 無線電力伝送システムおよびその送電装置と受電装置

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP6215969B2 (ja)
WO (1) WO2015115334A1 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150107281A (ko) 2014-03-13 2015-09-23 엘지이노텍 주식회사 무선 전력 송신 장치 및 방법
CN105871074B (zh) * 2015-12-20 2020-04-28 华南理工大学 一种用磁电耦合抵消抑制频率分裂的无线输能线圈系统

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010183812A (ja) * 2009-02-09 2010-08-19 Toyota Industries Corp 共鳴型非接触充電システム
JP2010268665A (ja) * 2009-05-18 2010-11-25 Toyota Motor Corp コイルユニット、非接触電力伝送装置、非接触給電システムおよび車両
JP2011019291A (ja) * 2009-07-07 2011-01-27 Sony Corp 非接触受電装置、非接触受電装置における受電方法および非接触給電システム
JP2011125211A (ja) * 2009-12-11 2011-06-23 Korea Electronics Telecommun 携帯機器及びそれのバッテリ充電方法
JP2012120260A (ja) * 2010-11-29 2012-06-21 Canon Inc 電子機器及び充電システム
JPWO2010116441A1 (ja) * 2009-03-30 2012-10-11 富士通株式会社 無線電力供給システム、無線送電装置、および無線受電装置
JP2012205379A (ja) * 2011-03-25 2012-10-22 Sanyo Electric Co Ltd 充電システム、電源装置、移動体、無線電力送受電システム及び受電装置
JP2012205411A (ja) * 2011-03-25 2012-10-22 Oki Electric Ind Co Ltd ワイヤレス電力伝送システム、送電装置、受電装置及び給電制御プログラム
JP2012213252A (ja) * 2011-03-30 2012-11-01 Toshiba Corp 送電装置及び電力伝送システム
WO2013073051A1 (ja) * 2011-11-18 2013-05-23 トヨタ自動車株式会社 送電装置、受電装置、および電力伝送システム
JP2014128149A (ja) * 2012-12-27 2014-07-07 Canon Inc 給電装置、制御方法及びコンピュータプログラム

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010183812A (ja) * 2009-02-09 2010-08-19 Toyota Industries Corp 共鳴型非接触充電システム
JPWO2010116441A1 (ja) * 2009-03-30 2012-10-11 富士通株式会社 無線電力供給システム、無線送電装置、および無線受電装置
JP2010268665A (ja) * 2009-05-18 2010-11-25 Toyota Motor Corp コイルユニット、非接触電力伝送装置、非接触給電システムおよび車両
JP2011019291A (ja) * 2009-07-07 2011-01-27 Sony Corp 非接触受電装置、非接触受電装置における受電方法および非接触給電システム
JP2011125211A (ja) * 2009-12-11 2011-06-23 Korea Electronics Telecommun 携帯機器及びそれのバッテリ充電方法
JP2012120260A (ja) * 2010-11-29 2012-06-21 Canon Inc 電子機器及び充電システム
JP2012205379A (ja) * 2011-03-25 2012-10-22 Sanyo Electric Co Ltd 充電システム、電源装置、移動体、無線電力送受電システム及び受電装置
JP2012205411A (ja) * 2011-03-25 2012-10-22 Oki Electric Ind Co Ltd ワイヤレス電力伝送システム、送電装置、受電装置及び給電制御プログラム
JP2012213252A (ja) * 2011-03-30 2012-11-01 Toshiba Corp 送電装置及び電力伝送システム
WO2013073051A1 (ja) * 2011-11-18 2013-05-23 トヨタ自動車株式会社 送電装置、受電装置、および電力伝送システム
JP2014128149A (ja) * 2012-12-27 2014-07-07 Canon Inc 給電装置、制御方法及びコンピュータプログラム

Also Published As

Publication number Publication date
WO2015115334A1 (ja) 2015-08-06
JP6215969B2 (ja) 2017-10-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6233780B2 (ja) 無線電力伝送システム
JP4258505B2 (ja) 給電システム
US9923388B2 (en) Wireless power transmitter
CN101971452B (zh) 具有多个线圈初级的感应电源系统
EP2754226B1 (en) Wireless power repeater
JP5291462B2 (ja) バッテリーを再充電する装置
KR101461549B1 (ko) 비접촉 충전 모듈 및 비접촉 충전 기기
JP5405694B1 (ja) 送電装置、電子機器およびワイヤレス電力伝送システム
JP2017077166A (ja) コイル装置とコイル装置の製造方法及びコイル装置を含む無線電力伝送装置、そして無線電力受信装置｛Ｃｏｉｌ Ｄｅｖｉｃｅ Ｏｆ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｐｏｗｅｒ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｓｙｓｔｅｍ｝
JP2017042045A (ja) 非接触電力供給装置
US20110193421A1 (en) Wireless power feeder, wireless power receiver, and wireless power transmission system
WO2014068989A1 (ja) 無線電力伝送システム
JP2010239777A (ja) 無線電力装置、無線電力受信方法
US10204731B2 (en) Transmitting coil structure and wireless power transmitting terminal using the same
JP5790189B2 (ja) 非接触給電装置
KR20110103408A (ko) 전력 송신 장치 및 비접촉 전력 전송 시스템
JP6252051B2 (ja) 電力変換器
JP6215969B2 (ja) 無線電力伝送システムおよびその送電装置と受電装置
JP5674013B2 (ja) 給電装置および給電システム
JP2015039281A (ja) 送電装置、送電方法、および、送電システム
US20170288464A1 (en) Power Transmission Device
JP2016004990A (ja) 共振器
JP2019170017A (ja) ワイヤレス電力伝送システム
US20140111020A1 (en) Resonant coil, wireless power transmitter using the same, wireless power receiver using the same
JP2015220891A (ja) 共振器及び無線給電システム

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20170321

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170519

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: 20170829

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20170921

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6215969

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees