JPWO2016135893A1 - Control device, power transmission device, power reception device, wireless power transmission device, and control method - Google Patents

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Abstract

【課題】無線電力伝送の際に発生する放射エミッションを低減する。【解決手段】本発明の実施形態としての制御装置は、送電部と、受電部とを備えた無線電力伝送装置を制御する制御装置であって、第1制御部を備える。前記送電部は、第1の送電コイルユニットと、第2の送電コイルユニットと、を含む。前記受電部は、第1の受電コイルユニットと、第2の受電コイルユニットと、第1の整流器と、第1のDC−DC変換器と、第2の整流器と、第2のDC−DC変換器と、を含む。前記制御部は、前記第1の送電コイルユニットの電流振幅に関する第1の検出値と、前記第2の送電コイルユニットの電流振幅に関する第2の検出値とに基づき、前記第1のDC−DC変換器の電圧変換比と前記第2のDC−DC変換器の電圧変換比の少なくとも一方を制御する。Radiation emission generated during wireless power transmission is reduced. A control device according to an embodiment of the present invention is a control device that controls a wireless power transmission device including a power transmission unit and a power reception unit, and includes a first control unit. The power transmission unit includes a first power transmission coil unit and a second power transmission coil unit. The power receiving unit includes a first power receiving coil unit, a second power receiving coil unit, a first rectifier, a first DC-DC converter, a second rectifier, and a second DC-DC conversion. And a vessel. The controller is configured to control the first DC-DC based on a first detection value related to a current amplitude of the first power transmission coil unit and a second detection value related to a current amplitude of the second power transmission coil unit. At least one of a voltage conversion ratio of the converter and a voltage conversion ratio of the second DC-DC converter is controlled.

Description

本発明の実施形態は、制御装置、送電装置、受電装置、無線電力伝送装置および制御方法に関する。   Embodiments described herein relate generally to a control device, a power transmission device, a power reception device, a wireless power transmission device, and a control method.

無線電力伝送では、送電側のコイルへ交流電流を供給し、送電側のコイルで発生する電磁界を、受電側のコイルに結合させることで、電力を伝送する。送電側および受電側のコイルで発生する電磁界により、放射エミッションを生ずることが知られており、これを低減するために、送電および受電側にそれぞれ2つのコイルを用い、送電側のコイルを逆相の電圧により駆動する方法が提案されている。これにより、送電側のコイルから発生する電磁界を逆位相とし、相殺することができるため、放射エミッションを低減することができる。   In wireless power transmission, power is transmitted by supplying an alternating current to a coil on the power transmission side and coupling an electromagnetic field generated by the coil on the power transmission side to the coil on the power reception side. It is known that radiated emissions are generated by electromagnetic fields generated in the coils on the power transmission side and the power reception side. To reduce this, two coils are used on the power transmission side and the power reception side, respectively, and the coil on the power transmission side is reversed. A method of driving with a phase voltage has been proposed. As a result, the electromagnetic field generated from the coil on the power transmission side can be offset and canceled out, so that radiated emissions can be reduced.

しかしながら、この方法においては、コイルのインダクタンス、コイルに接続されるコンポーネントの特性、対向装置(送電側にとっての受電側の装置、受電側にとっての送電側の装置)の特性、対向装置との位置関係、等が全て対称でなければ、コイルに流れる電流の振幅が同一とはならない。これにより、放射エミッションの低減効果が制限されるという課題があった。   However, in this method, the inductance of the coil, the characteristics of the components connected to the coil, the characteristics of the counter device (the power receiving side device for the power transmission side, the power transmission side device for the power receiving side), and the positional relationship with the counter device If all are not symmetrical, the amplitudes of the currents flowing through the coils are not the same. Thereby, the subject that the reduction effect of a radiation emission was restrict | limited occurred.

特許登録第5139469号Patent registration No. 5139469

この発明の実施形態は、無線電力伝送における放射エミッションを低減することを目的とする。   Embodiments of the present invention aim to reduce radiated emissions in wireless power transmission.

本発明の実施形態としての制御装置は、送電部と、受電部とを備えた無線電力伝送装置を制御する制御装置であって、第1制御部を備える。   A control device as an embodiment of the present invention is a control device that controls a wireless power transmission device including a power transmission unit and a power reception unit, and includes a first control unit.

前記送電部は、第1の送電コイルと前記第1の送電コイルに直列に接続された容量とを含む第1の送電コイルユニットと、第2の送電コイルと前記第2の送電コイルに直列に接続された容量とを含む第2の送電コイルユニットと、を含む。   The power transmission unit includes a first power transmission coil unit including a first power transmission coil and a capacitor connected in series to the first power transmission coil, a second power transmission coil, and the second power transmission coil in series. A second power transmission coil unit including a connected capacity.

前記受電部は、第1の受電コイルと前記第1の受電コイルに直列に接続された容量とを含む第1の受電コイルユニットと、第2の受電コイルと前記第2の受電コイルに直列に接続された容量とを含む第2の受電コイルユニットと、前記第1の受電コイルユニットで受電された電力を直流に変換する第1の整流器と、前記第1の整流器で変換された直流電力の電圧をDC−DC変換する第1のDC−DC変換器と、前記第2の受電コイルユニットで受電された電力を直流に変換する第2の整流器と、前記第2の整流器で変換された直流電力の電圧をDC−DC変換する第2のDC−DC変換器と、を含む。 The power receiving unit includes a first power receiving coil unit including a first power receiving coil and a capacitor connected in series to the first power receiving coil, a second power receiving coil, and the second power receiving coil in series. A second power receiving coil unit including a connected capacitor, a first rectifier that converts power received by the first power receiving coil unit into direct current, and direct current power converted by the first rectifier. A first DC-DC converter for DC-DC conversion of the voltage, a second rectifier for converting the electric power received by the second power receiving coil unit into a direct current, and a direct current converted by the second rectifier And a second DC-DC converter for DC-DC converting the voltage of the power.

前記第1の送電コイルと前記第1の受電コイルとの結合係数の絶対値は、前記第1の送電コイルと前記第2の受電コイルとの結合係数の絶対値よりも大きく、前記第2の送電コイルと前記第2の受電コイルとの結合係数の絶対値は、前記第2の送電コイルと前記第1の受電コイルとの結合係数の絶対値よりも大きい。   The absolute value of the coupling coefficient between the first power transmission coil and the first power reception coil is greater than the absolute value of the coupling coefficient between the first power transmission coil and the second power reception coil, and the second The absolute value of the coupling coefficient between the power transmission coil and the second power receiving coil is larger than the absolute value of the coupling coefficient between the second power transmission coil and the first power receiving coil.

前記制御部は、前記第1の送電コイルユニットの電流振幅に関する第1の検出値と、前記第2の送電コイルユニットの電流振幅に関する第2の検出値とに基づき、前記第1のDC−DC変換器の電圧変換比と前記第2のDC−DC変換器の電圧変換比の少なくとも一方を制御する。   The controller is configured to control the first DC-DC based on a first detection value related to a current amplitude of the first power transmission coil unit and a second detection value related to a current amplitude of the second power transmission coil unit. At least one of a voltage conversion ratio of the converter and a voltage conversion ratio of the second DC-DC converter is controlled.

第1の実施形態に係る制御装置を備えた無線電力伝送装置の構成図。The block diagram of the wireless power transmission apparatus provided with the control apparatus which concerns on 1st Embodiment. 相対磁界強度の定義の説明図。Explanatory drawing of the definition of relative magnetic field intensity. y軸上のある観測点における磁界相対強度を示す図。The figure which shows the magnetic field relative intensity in a certain observation point on ay axis. x軸上のある観測点における磁界相対強度を示す図。The figure which shows the magnetic field relative intensity in a certain observation point on an x-axis. x軸上の他の観測点における磁界相対強度を示す図。The figure which shows the magnetic field relative intensity in the other observation point on an x-axis. 1系統の無線電力伝送装置の構成図。1 is a configuration diagram of a one-system wireless power transmission device. FIG. 図6の構成においてDC−DC変換器の電圧変換比と送電コイルユニット電流の関係のグラフの例を示す図。The figure which shows the example of the graph of the relationship between the voltage conversion ratio of a DC-DC converter, and the power transmission coil unit current in the structure of FIG. インピーダンス反転器として動作するフィルタ回路の例を示す図。The figure which shows the example of the filter circuit which operate | moves as an impedance inverter. DC−DC変換器の電圧変換比を変更する動作フローの一例を示す図。The figure which shows an example of the operation | movement flow which changes the voltage conversion ratio of a DC-DC converter. DC−DC変換器の電圧変換比を変更する別の動作フローの一例を示す図。The figure which shows an example of another operation | movement flow which changes the voltage conversion ratio of a DC-DC converter. 送電コイルユニットの他の構成例を示す図。The figure which shows the other structural example of a power transmission coil unit. 系統ごとに交流電源と負荷とを備える構成を示す図。The figure which shows a structure provided with alternating current power supply and load for every system | strain. 交流電源の構成例を示す図。The figure which shows the structural example of alternating current power supply. DC電流の振幅を検出する場合の構成図。The block diagram in the case of detecting the amplitude of DC current. 整流器の構成例を示す図。The figure which shows the structural example of a rectifier. DC−DC変換器の例を示す回路図。The circuit diagram which shows the example of a DC-DC converter. DC−DC変換器の他の例を示す回路図。The circuit diagram which shows the other example of a DC-DC converter. DC−DC変換器のさらに他の例を示す回路図。The circuit diagram which shows the further another example of a DC-DC converter. DC−DC変換器のさらに他の例を示す回路図。The circuit diagram which shows the further another example of a DC-DC converter. 変換比調整信号を無線で送信する構成の例を示す図。The figure which shows the example of the structure which transmits a conversion ratio adjustment signal on radio. 電流振幅検出部の検出値を無線で送信する構成の例を示す図。The figure which shows the example of the structure which transmits the detection value of a current amplitude detection part wirelessly. 第2の実施形態に係る無線電力伝送装置の構成図。The block diagram of the wireless power transmission apparatus which concerns on 2nd Embodiment. 第3の実施形態に係る無線電力伝送装置の構成図。The block diagram of the wireless power transmission apparatus which concerns on 3rd Embodiment. 図6の構成において交流電源の振幅と受電コイルユニットの電流との関係のグラフの例を示す図。The figure which shows the example of the graph of the relationship between the amplitude of AC power supply, and the electric current of a receiving coil unit in the structure of FIG. 図6の構成において負荷としてバッテリを接続した場合における交流電源の振幅と、送電および受電の各コイルユニットの電流との関係のグラフの例を示す図。The figure which shows the example of the graph of the relationship between the amplitude of alternating current power supply at the time of connecting a battery as load in the structure of FIG. 6, and the electric current of each coil unit of power transmission and power reception. 図6の構成において負荷としてバッテリを接続した構成におけるDC−DC変化器の電圧変換比と、送電および受電の各コイルユニットの電流との関係のグラフの例を示す図。The figure which shows the example of the graph of the relationship between the voltage conversion ratio of the DC-DC changer in the structure which connected the battery as load in the structure of FIG. 6, and the electric current of each coil unit of power transmission and reception. 整流器の後段に電流振幅検出器を接続した構成例を示す図。The figure which shows the structural example which connected the current amplitude detector to the back | latter stage of the rectifier.

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1に、第1の実施形態に係る制御装置を備えた無線電力伝送装置を示す。   FIG. 1 shows a wireless power transmission device including a control device according to the first embodiment.

この無線電力伝送装置は、送電部20と、受電部30と、制御装置とを備える。   The wireless power transmission device includes a power transmission unit 20, a power reception unit 30, and a control device.

送電部20は、交流電源21と、送電コイルユニット1(221)と、送電コイルユニット2(222)とを有する。   The power transmission unit 20 includes an AC power source 21, a power transmission coil unit 1 (221), and a power transmission coil unit 2 (222).

交流電源21は、基本波周波数成分を含む交流電圧を出力する。基本周波数とは、主として電力の伝送に寄与する周波数であり、任意に設定できる。基本波周波数成分を含む交流電圧の波形は、例えば基本波周波数の正弦波、または基本波周波数と同一周期を有する矩形波などである。   The AC power supply 21 outputs an AC voltage including a fundamental frequency component. The fundamental frequency is a frequency mainly contributing to power transmission, and can be arbitrarily set. The waveform of the AC voltage including the fundamental frequency component is, for example, a sine wave of the fundamental frequency or a rectangular wave having the same period as the fundamental frequency.

交流電源21には、2つの送電コイルユニット221、222が並列に接続されている。送電コイルユニット221は、容量281と送電コイル(以下、コイル)291とを含み、容量281とコイル291は直列に接続されている。送電コイルユニット222は、容量282と送電コイル(以下、コイル)292とを含み、容量282とコイル292は直列に接続されている。容量281とコイル291の直列共振回路、および容量282とコイル292の直列共振回路の共振周波数は、基本波周波数と同一または概略同一に設定されている。送電コイルユニット221、222は、交流電源21から交流電流を供給され、コイル291、292を流れる電流に起因して発生する電磁界を受電側のコイル391、392に結合させることで、無線で電力を受電側に伝送する。   Two power transmission coil units 221 and 222 are connected to the AC power source 21 in parallel. The power transmission coil unit 221 includes a capacitor 281 and a power transmission coil (hereinafter referred to as a coil) 291. The capacitor 281 and the coil 291 are connected in series. The power transmission coil unit 222 includes a capacitor 282 and a power transmission coil (hereinafter referred to as a coil) 292, and the capacitor 282 and the coil 292 are connected in series. The resonance frequency of the series resonance circuit of the capacitor 281 and the coil 291 and the resonance frequency of the series resonance circuit of the capacitor 282 and the coil 292 are set to be the same as or substantially the same as the fundamental frequency. The power transmission coil units 221 and 222 are supplied with an alternating current from the alternating current power source 21 and wirelessly generate power by coupling an electromagnetic field generated due to a current flowing through the coils 291 and 292 to the coils 391 and 392 on the power receiving side. Is transmitted to the power receiving side.

受電部30は、受電コイルユニット1(311)、整流器321、DC−DC変換器331、ならびに、受電コイルユニット2(312)、整流器322、DC−DC変換器332を備える。   The power receiving unit 30 includes a power receiving coil unit 1 (311), a rectifier 321, a DC-DC converter 331, and a power receiving coil unit 2 (312), a rectifier 322, and a DC-DC converter 332.

受電コイルユニット311は、送電側から無線で電力を受電する。整流器321は、受電コイルユニット311に接続されており、受電コイルユニット311で受電した交流電力を直流電力に変換する。DC−DC変換器331は、整流器321に接続されており、整流器321で変換された直流電力に対して、電圧を予め設定された変換比で変換(DC−DC変換)する。   The power receiving coil unit 311 receives power wirelessly from the power transmission side. The rectifier 321 is connected to the power receiving coil unit 311 and converts AC power received by the power receiving coil unit 311 into DC power. The DC-DC converter 331 is connected to the rectifier 321, and converts the DC power converted by the rectifier 321 with a preset conversion ratio (DC-DC conversion).

受電コイルユニット312は、送電側から無線で電力を受電する。整流器322は、受電コイルユニット312に接続されており、受電コイルユニット312で受電した交流電力を直流電力に変換する。DC−DC変換器332は、整流器322に接続されており、整流器322で変換された直流電力に対して、電圧を予め設定された変換比で変換(DC−DC変換)する。   The power receiving coil unit 312 receives power wirelessly from the power transmission side. The rectifier 322 is connected to the power receiving coil unit 312 and converts AC power received by the power receiving coil unit 312 into DC power. The DC-DC converter 332 is connected to the rectifier 322, and converts the DC power converted by the rectifier 322 with a preset conversion ratio (DC-DC conversion).

DC−DC変換器331および332の出力は、共に負荷34に接続される。負荷34は、DC−DC変換器331で変換された電力を消費する任意の装置、または当該電力を蓄積する任意の装置である。ここでは負荷34は受電部30の一部としているが、負荷34を受電部30の外部の要素としてもよい。   The outputs of the DC-DC converters 331 and 332 are both connected to the load 34. The load 34 is an arbitrary device that consumes the electric power converted by the DC-DC converter 331 or an arbitrary device that accumulates the electric power. Here, the load 34 is a part of the power receiving unit 30, but the load 34 may be an element outside the power receiving unit 30.

ここで、受電コイルユニット311は、容量381と受電コイル(以下、コイル)391とを含み、容量381とコイル391は直列に接続されている。受電コイルユニット312は、容量382と受電コイル(以下、コイル)392とを含み、容量382とコイル392は直列に接続されている。容量381とコイル391の直列共振回路、および容量382とコイル392の直列共振回路の共振周波数は、基本波周波数と同一または概略同一に設定されている。   Here, the power receiving coil unit 311 includes a capacitor 381 and a power receiving coil (hereinafter referred to as a coil) 391, and the capacitor 381 and the coil 391 are connected in series. The power receiving coil unit 312 includes a capacitor 382 and a power receiving coil (hereinafter referred to as a coil) 392, and the capacitor 382 and the coil 392 are connected in series. The resonance frequency of the series resonance circuit of the capacitor 381 and the coil 391 and the resonance frequency of the series resonance circuit of the capacitor 382 and the coil 392 are set to be the same or substantially the same as the fundamental frequency.

各コイル291、292、391、392は、互いに相互結合を有し、相互結合を介して電力の伝送が行われる。コイル291とコイル391、コイル292とコイル392の2つの結合を主結合と定義する。主結合は、他の結合、すなわちコイル291とコイル392、およびコイル292とコイル391、コイル291とコイル292、コイル391とコイル392、の各結合よりも強いものとする。結合が強いとは、結合係数の絶対値が大きいことを指す。無線電力伝送では、主結合を介した電力の伝送が支配的なものとなる。   The coils 291, 292, 391 and 392 have mutual coupling with each other, and power is transmitted through the mutual coupling. Two couplings of the coil 291 and the coil 391 and the coil 292 and the coil 392 are defined as main coupling. The main coupling is stronger than the other couplings, that is, the couplings of the coil 291 and the coil 392, the coil 292 and the coil 391, the coil 291 and the coil 292, and the coil 391 and the coil 392. Strong coupling means that the absolute value of the coupling coefficient is large. In wireless power transmission, power transmission via the main coupling is dominant.

ここで、主結合による電力の伝送経路として“系統1”および“系統2”を定義する。系統1は、送電コイルユニット1、受電コイルユニット1、整流器321、およびDC−DC変換器331を含む経路である。系統2は、送電コイルユニット2、受電コイルユニット2、整流器322、およびDC−DC変換器332を含む経路である。   Here, “system 1” and “system 2” are defined as power transmission paths by main coupling. The system 1 is a path including the power transmission coil unit 1, the power reception coil unit 1, the rectifier 321, and the DC-DC converter 331. The system 2 is a path including the power transmission coil unit 2, the power reception coil unit 2, the rectifier 322, and the DC-DC converter 332.

制御装置は、電流振幅検出部511と、電流振幅検出部512と、送電電流振幅制御部(第1制御部)52とを備える。制御装置は、送電部20および受電部30とは独立した単独の装置として存在してもよい。または、制御装置は、送電部20に組み込んで、送電装置の一部を構成してもよい。制御装置は、受電部30に組み込んで、受電装置の一部を構成してもよい。   The control device includes a current amplitude detection unit 511, a current amplitude detection unit 512, and a power transmission current amplitude control unit (first control unit) 52. The control device may exist as a single device independent of the power transmission unit 20 and the power reception unit 30. Alternatively, the control device may be incorporated in the power transmission unit 20 to constitute a part of the power transmission device. The control device may be incorporated in the power reception unit 30 to constitute a part of the power reception device.

電流振幅検出部511は、送電コイルユニット221の入力電流の振幅に関する値を検出する。電流振幅検出部512は、送電コイルユニット222の入力電流の振幅に関する値を検出する。検出する値は、電流振幅、rms値など、コイル291、292から発生する磁界と相関のある交流電流振幅に関する値であれば、任意の単位で良い。電流振幅検出部511、512は、検出した値を送電電流振幅制御部52に出力する。   The current amplitude detector 511 detects a value related to the amplitude of the input current of the power transmission coil unit 221. The current amplitude detector 512 detects a value related to the amplitude of the input current of the power transmission coil unit 222. The value to be detected may be an arbitrary unit as long as it is a value related to the AC current amplitude correlated with the magnetic field generated from the coils 291 and 292, such as current amplitude and rms value. The current amplitude detection units 511 and 512 output the detected values to the transmission current amplitude control unit 52.

送電電流振幅制御部52は、電流振幅検出部511、512の出力を比較し、比較結果に応じて変換比調整信号1、および変換比調整信号2を生成する。送電電流振幅制御部52は、受電部のDC−DC変換器331、332に、ケーブル等の有線を介して接続されており、変換比調整信号1、2を、DC−DC変換器331、332に出力する。変換比調整信号は、DC−DC変換器の変換を指示する信号であり、DC−DC変換器は、変換比調整信号に応じた電圧変換比でDC−DC変換を行う。電圧変換比は、例えば、DC−DC変換器からの出力電圧/DC−DC変換器の入力電圧として定義されるが、これに限定されない。   The transmission current amplitude control unit 52 compares the outputs of the current amplitude detection units 511 and 512, and generates the conversion ratio adjustment signal 1 and the conversion ratio adjustment signal 2 according to the comparison result. The transmission current amplitude control unit 52 is connected to the DC-DC converters 331 and 332 of the power reception unit via wires such as cables, and the conversion ratio adjustment signals 1 and 2 are converted into the DC-DC converters 331 and 332. Output to. The conversion ratio adjustment signal is a signal instructing conversion of the DC-DC converter, and the DC-DC converter performs DC-DC conversion at a voltage conversion ratio corresponding to the conversion ratio adjustment signal. The voltage conversion ratio is defined as, for example, the output voltage from the DC-DC converter / the input voltage of the DC-DC converter, but is not limited thereto.

送電電流振幅制御部52は、電流振幅検出部511と電流振幅検出部512の出力値に基づき、観測点における放射エミッションが低減されるように、変換比調整信号1、および変換比調整信号2を生成する。観測点は、放射エミッションを低減したい箇所または低減したい領域内の箇所を意味する。DC−DC変換器の電圧変換比を制御することで、放射エミッションを低減できる理由については後述する。   Based on the output values of the current amplitude detection unit 511 and the current amplitude detection unit 512, the transmission current amplitude control unit 52 outputs the conversion ratio adjustment signal 1 and the conversion ratio adjustment signal 2 so that the radiation emission at the observation point is reduced. Generate. The observation point means a part where the radiated emission is to be reduced or a part within a region where the radiated emission is desired to be reduced. The reason why radiation emission can be reduced by controlling the voltage conversion ratio of the DC-DC converter will be described later.

放射エミッションは、各送電コイルユニットのコイルに流れる電流に比例して発生する磁界によって生じる。放射エミッションには、規格等によって満たすべき基準が存在することから、低い値に抑えることが望ましい。観測点において放射エミッションを低減するためには、観測点において各送電コイルユニットからの放射エミッションを相殺すればよい。   Radiation emission is generated by a magnetic field generated in proportion to the current flowing through the coil of each power transmission coil unit. Radiation emissions have a standard that should be met by standards, etc., so it is desirable to keep them low. In order to reduce the radiated emission at the observation point, the radiated emission from each power transmission coil unit may be canceled at the observation point.

コイル291とコイル292から発生する磁界が概略逆位相かつ、概略同一振幅であれば、2つのコイルから対称な位置、または2つのコイル間の距離に比べて十分遠方においては、磁界が相殺(すなわち放射エミッションが相殺)される。これにより、2つのコイルから同相で磁界が発生した場合に比べて、放射エミッションが低減されることが期待される。   If the magnetic fields generated from the coil 291 and the coil 292 are approximately opposite in phase and approximately the same amplitude, the magnetic field cancels out (ie, at a position that is symmetrical from the two coils or far away from the distance between the two coils). Radiated emissions are offset). As a result, it is expected that radiated emissions are reduced as compared with the case where a magnetic field is generated in phase from the two coils.

一般的な近似として、磁界がコイル電流とインダクタンス(L)に比例し、また磁界がコイル中心からの距離の3乗に逆比例して減衰するとして考える。2つのコイルから発生する磁界の大きさがともにH、かつ同相の場合を基準としたとき、2つのコイルから発生する磁界の位相差が180+Φ[degree]で、2つのコイルから発生する磁界の大きさの平均値がHかつ差がΔ[%]の場合の、観測点における磁界の相対値(相対電磁界強度)を求める。As a general approximation, the magnetic field is considered to be proportional to the coil current and the inductance (L), and the magnetic field is attenuated in inverse proportion to the cube of the distance from the coil center. When the magnitudes of the magnetic fields generated from the two coils are both H 0 and in phase, the phase difference of the magnetic fields generated from the two coils is 180 + Φ [degree], and the magnetic field generated from the two coils The relative value (relative electromagnetic field strength) of the magnetic field at the observation point when the average value of magnitude is H 0 and the difference is Δ [%] is obtained.

なお、磁界の大きさの差がΔ[%]とは、一方から発生する磁界が H(1−Δ/200)で、もう一方から発生する磁界がH(1+Δ/200)で与えられる場合を指すものとする。The difference in the magnitude of the magnetic field is Δ [%], where the magnetic field generated from one side is given by H 0 (1−Δ / 200), and the magnetic field generated from the other side is given by H 0 (1 + Δ / 200). Refer to the case.

図2のように、2つのコイルの中心が原点からx軸に互いに反対方向に等距離に位置するとする。y軸は2つのコイルの中心から等距離の点を表す。2つのコイルの中心間の距離をdとする。このようなxy直行座標系において、観測点Aとして、y軸上の点(0,r)を考える。このとき、観測点Aにおける磁界強度は、2つのコイルから発生する磁束のベクトル合成で与えられる。各コイルから発生する磁束の大きさは、距離の3乗に逆比例することから、観測点Aにおける相対磁界強度Haは次のように計算できる。

Figure 2016135893
はコイル1、2のそれぞれの中心から点Aまでの距離である。As shown in FIG. 2, it is assumed that the centers of the two coils are equidistant from the origin to the x axis in opposite directions. The y-axis represents a point equidistant from the center of the two coils. Let d be the distance between the centers of the two coils. In such an xy orthogonal coordinate system, a point (0, r 0 ) on the y-axis is considered as the observation point A. At this time, the magnetic field intensity at the observation point A is given by vector synthesis of magnetic fluxes generated from the two coils. Since the magnitude of the magnetic flux generated from each coil is inversely proportional to the cube of the distance, the relative magnetic field strength Ha at the observation point A can be calculated as follows.
Figure 2016135893
r 1 is the distance from the center of each of the coils 1 and 2 to the point A.

式(1)を変形すると、相対磁界強度Haは、以下の式(2)で表される。

Figure 2016135893
式(2)は、rに依存しないため、y軸上では観測位置によらず同じ低減効果が得られることが理解される。When the equation (1) is transformed, the relative magnetic field strength Ha is expressed by the following equation (2).
Figure 2016135893
Since equation (2) does not depend on r 1 , it is understood that the same reduction effect can be obtained on the y-axis regardless of the observation position.

式(2)をdB表示とし、位相差180度からのずれ(Φ)、磁界の大きさの差(Δ(%))に対してプロットした図を図3に示す。10dB程度の相殺による低減効果を得るには、Φは30度程度、Δは40%程度のずれまでに抑えれば良いことが分かる。   FIG. 3 is a diagram in which the expression (2) is expressed in dB and plotted against the deviation (Φ) from the phase difference of 180 degrees and the difference in magnetic field magnitude (Δ (%)). It can be seen that in order to obtain a reduction effect by cancellation of about 10 dB, Φ should be suppressed to about 30 degrees and Δ should be suppressed to about 40%.

次に観測点Bとして、図2に示すように、x軸上の点(r,0)を考える。このとき、相対磁界強度Hbは次のように与えられる。

Figure 2016135893
Next, as the observation point B, as shown in FIG. 2, a point (r 0 , 0) on the x-axis is considered. At this time, the relative magnetic field strength Hb is given as follows.
Figure 2016135893

観測点Bにおいて、磁界強度はrに依存するが、送電部から十分遠方であれば、r>>dであるため、式(3)は式(2)に近似できるといえる。At the observation point B, the magnetic field strength depends on r 0 , but if it is far away from the power transmission unit, r 0 >> d, and therefore it can be said that equation (3) can be approximated to equation (2).

式(2)をdB表示とし、r=10×dの場合、ΦおよびΔに対してプロットした図を図4に示す。10dB程度の相殺による低減効果を得るには、例えば、Φを25度程度、Δを20%程度のずれに抑えれば良い。または、Φを15度程度、Δを30%程度のずれに抑えれば良い。FIG. 4 shows a plot of Φ and Δ when Equation (2) is expressed in dB and r 0 = 10 × d. In order to obtain a reduction effect by cancellation of about 10 dB, for example, Φ may be suppressed to about 25 degrees and Δ may be suppressed to about 20%. Alternatively, Φ may be suppressed to about 15 degrees and Δ may be suppressed to about 30%.

=30×dの場合に、ΦおよびΔに対してプロットした図を図5に示す。この場合10dB程度の相殺による低減効果を得るには、Φは25度、Δは40%程度のずれに抑えれば良い。FIG. 5 is a diagram plotted with respect to Φ and Δ when r 0 = 30 × d. In this case, in order to obtain a reduction effect by cancellation of about 10 dB, Φ should be suppressed to 25 degrees and Δ should be suppressed to about 40%.

このように、概略逆相かつ概略同振幅と見なせるΦおよびΔの範囲は、目標とする相殺効果と観測点の位置とに依存する。本明細中において概略逆位相、かつ概略同振幅とは対象とする観測点において所望の相殺効果を得られる範囲として考える。例えば、観測点がコイルの中心間の距離の30倍以上の遠方の場合、2つのコイルから等距離の点で10dB程度の減衰効果を得るためには、位相差が180度から±25度程度の範囲、磁界の大きさの差が±40%程度の範囲となる。より近い観測点を対象とする場合や、より大きな低減効果を得るためには、これらをより狭い範囲に設定しても良い。   As described above, the ranges of Φ and Δ that can be regarded as having approximately opposite phases and approximately the same amplitude depend on the target cancellation effect and the position of the observation point. In the present specification, the approximate opposite phase and approximately the same amplitude are considered as a range in which a desired canceling effect can be obtained at a target observation point. For example, when the observation point is a distance of 30 times or more of the distance between the centers of the coils, in order to obtain an attenuation effect of about 10 dB at a point equidistant from the two coils, the phase difference is about 180 ° to ± 25 °. And the difference in magnetic field magnitude is in the range of about ± 40%. When targeting closer observation points or obtaining a greater reduction effect, these may be set to a narrower range.

コイル291およびコイル292から概略逆位相の磁界を発生させることは、2つのコイルの流れる電流の向きを適切に選択することで可能である。例えば、2つのコイルの巻き線を逆巻きとし、同相の電圧で駆動することで、概略逆位相の磁界を発生させることが可能である。また、巻き線を同じ向きとし、逆相の電圧で駆動することでも同様に、概略逆位相の磁界を発生させることができる。   It is possible to generate magnetic fields having substantially opposite phases from the coil 291 and the coil 292 by appropriately selecting the directions of currents flowing through the two coils. For example, it is possible to generate a magnetic field having an approximately opposite phase by turning the windings of two coils in reverse and driving them with a voltage of the same phase. Similarly, a substantially reversed phase magnetic field can be generated by driving the windings in the same direction and driving them with voltages of opposite phases.

コイル291およびコイル292から概略同一の大きさの磁界を発生させることは、2つのコイルの電流値の調整で可能である。概略同一のインダクタンスを有する2つのコイルを利用する場合、電流振幅を概略同一にすることで、概略同一の大きさの磁界を発生させることができる。   It is possible to generate magnetic fields of approximately the same magnitude from the coil 291 and the coil 292 by adjusting the current values of the two coils. When two coils having substantially the same inductance are used, magnetic fields having approximately the same magnitude can be generated by making the current amplitudes approximately the same.

コイルで発生する磁界の大きさはインダクタンスにも比例するので、異なるインダクタンスを有するコイルを利用する場合には、インダクタンスの比に応じて各コイルの電流振幅の比を調整することで、概略同一の大きさの磁界を発生させることができる。すなわち、異なるインダクタンスのコイルを用いる場合には、同一の交流電源振幅を用いて送電コイルユニットを駆動しても、発生する磁界は概略同一とはならない。また、インダクタンスが同じであっても、コイル291とコイル391、およびコイル292とコイル392の位置関係が異なる場合や、コイルに製造ばらつきが存在する場合などは、同一振幅の交流電源で駆動しても電流振幅は概略同一とはならないことが考えられる。このような場合であっても、各コイルの電流振幅を調整することで、概略同一の大きさの磁界を発生させることができる。   Since the magnitude of the magnetic field generated by the coil is proportional to the inductance, when using coils having different inductances, the ratio of the current amplitude of each coil is adjusted according to the ratio of the inductances so that they are approximately the same. A magnetic field having a magnitude can be generated. That is, when coils having different inductances are used, even if the power transmission coil unit is driven using the same AC power supply amplitude, the generated magnetic fields are not substantially the same. Even if the inductance is the same, if the positional relationship between the coil 291 and the coil 391 and the coil 292 and the coil 392 are different, or if there is manufacturing variation in the coil, drive with an AC power supply of the same amplitude. However, it is conceivable that the current amplitudes are not substantially the same. Even in such a case, it is possible to generate magnetic fields having substantially the same magnitude by adjusting the current amplitude of each coil.

以下、概略同一の大きさの磁界を発生させるための電流の調整方法について述べる。
前述の通り、各コイルから概略同一の大きさの磁界を発生させるには、各コイルの電流値の大きさを調整すれば良い。同一のインダクタンスを有する2つのコイルを用いる場合、電流振幅を同一に調整すれば良く、以下ではこの場合を説明する。
Hereinafter, a method for adjusting the current to generate magnetic fields having substantially the same magnitude will be described.
As described above, in order to generate a magnetic field of approximately the same magnitude from each coil, the magnitude of the current value of each coil may be adjusted. When two coils having the same inductance are used, the current amplitude may be adjusted to be the same, and this case will be described below.

送電電流振幅制御部52は、電流振幅検出部511と512の出力を比較し、比較結果に応じて、変換比調整信号1、2を生成(DC−DC変換器331と332の電圧変換比を調整)する。例えば、電流振幅検出部511と512の出力の差を0とするまたは0に近づけるように、または当該出力の比を1とするまたは1に近づけるように、DC−DC変換器331と332の電圧変換比を調整する。または、電流振幅検出部511と512の出力の差または比が、それぞれ所定の範囲に収まるように、DC−DC変換器331と332の電圧変換比を調整する。   The transmission current amplitude control unit 52 compares the outputs of the current amplitude detection units 511 and 512 and generates the conversion ratio adjustment signals 1 and 2 according to the comparison result (the voltage conversion ratio of the DC-DC converters 331 and 332 is set). adjust. For example, the voltage of the DC-DC converters 331 and 332 is set so that the difference between the outputs of the current amplitude detectors 511 and 512 is 0 or close to 0, or the ratio of the outputs is 1 or close to 1. Adjust the conversion ratio. Alternatively, the voltage conversion ratios of the DC-DC converters 331 and 332 are adjusted so that the difference or ratio between the outputs of the current amplitude detectors 511 and 512 falls within a predetermined range.

DC−DC変換器の電圧変換比を変更することで、コイルの電流を調整できることについて説明する。説明のため、図6に示すように、1系統のみ備える無線電力伝送装置を考える。図6の無線電力伝送装置は、送電部と受電部とを備える。送電部は、交流電源21と、1つの送電コイルユニット220とを備える。送電コイルユニット220は、直列に接続されたコイル290および容量280を備える。受電部は、1つの受電コイルユニット310と、整流器320と、DC−DC変換器330と、負荷34とを備える。受電コイルユニット310は、直列に接続されたコイル390および容量380を備える。   The fact that the coil current can be adjusted by changing the voltage conversion ratio of the DC-DC converter will be described. For the sake of explanation, as shown in FIG. 6, a wireless power transmission apparatus including only one system is considered. The wireless power transmission device in FIG. 6 includes a power transmission unit and a power reception unit. The power transmission unit includes an AC power supply 21 and one power transmission coil unit 220. The power transmission coil unit 220 includes a coil 290 and a capacitor 280 connected in series. The power receiving unit includes one power receiving coil unit 310, a rectifier 320, a DC-DC converter 330, and a load 34. The power receiving coil unit 310 includes a coil 390 and a capacitor 380 connected in series.

図7に、図6におけるDC−DC変換器330の電圧変換比と、送電コイル電流との関係の計算結果の一例をグラフで示す。図7から理解できるように、DC−DC変換器の電圧変換比を変更することにより、送電電流を増減させることが可能である。この関係は、コイル290、390のインダクタンスや、コイル290、390間の結合係数などに依存するが、送電及び受電コイルユニット220、310の共振周波数と、送電周波数とが概略一致している場合には、同様の傾向を示す。図6に示した構成の場合には、図7のように電圧変換比を増加させることで、送電コイル電流は単調に小さくなり、電圧変換比を減少させることで、送電コイル電流は単調に大きくなる。   FIG. 7 is a graph showing an example of the calculation result of the relationship between the voltage conversion ratio of the DC-DC converter 330 in FIG. 6 and the power transmission coil current. As can be understood from FIG. 7, the transmission current can be increased or decreased by changing the voltage conversion ratio of the DC-DC converter. This relationship depends on the inductance of the coils 290 and 390, the coupling coefficient between the coils 290 and 390, and the like, but when the resonance frequency of the power transmission and reception coil units 220 and 310 and the power transmission frequency are approximately the same. Shows a similar trend. In the case of the configuration shown in FIG. 6, increasing the voltage conversion ratio as shown in FIG. 7 monotonically decreases the transmission coil current, and decreasing the voltage conversion ratio monotonously increases the transmission coil current. Become.

なお、図7に示したような増減関係は、送電側または受電側の構成に応じて変化し得る。例えば、図8のようなインピーダンス反転器となるフィルタ回路が、図6における送電側のコイルユニットの入力側、または受電側のコイルユニットの出力に接続された場合を考える。図8のフィルタ回路は、コイル801、802を直列に接続し、コイル間の接続ノードとグランド間に容量803を接続したものである。この構成では、電圧変換比と送電コイル電流の増減関係は、図7の増減関係と逆になり得る。つまり、DC−DC変換器の電圧変換比を大きくすると、送電電流が増加し、小さくすると送電電流が減少する。このように、DC−DC変換器の電圧変換比と送電電流との間の関係は、装置構成によって変化し得る。本実施形態は、電圧変換比の増加に対して送電電流が単調に増加、および単調の減少する場合のいずれにも適用可能である。以下では、図7のように、電圧変換比の増加に対して、電流が単調に減少する場合について説明するが、増減関係が逆になる場合には、電圧変換比および電流に関する記載について、増加を減少に、減少を増加に読み替えることで同様の手法が適用できる。   In addition, the increase / decrease relationship as shown in FIG. 7 may change according to the structure of the power transmission side or the power receiving side. For example, consider a case where a filter circuit serving as an impedance inverter as shown in FIG. 8 is connected to the input side of the coil unit on the power transmission side or the output of the coil unit on the power reception side in FIG. In the filter circuit of FIG. 8, coils 801 and 802 are connected in series, and a capacitor 803 is connected between a connection node between the coils and the ground. In this configuration, the increase / decrease relationship between the voltage conversion ratio and the transmission coil current can be opposite to the increase / decrease relationship of FIG. That is, when the voltage conversion ratio of the DC-DC converter is increased, the transmission current is increased, and when it is decreased, the transmission current is decreased. Thus, the relationship between the voltage conversion ratio of the DC-DC converter and the transmission current can vary depending on the device configuration. The present embodiment is applicable to both cases where the transmission current monotonously increases and monotonously decreases with increasing voltage conversion ratio. Hereinafter, as shown in FIG. 7, the case where the current monotonously decreases as the voltage conversion ratio increases will be described. However, when the increase / decrease relationship is reversed, the description regarding the voltage conversion ratio and the current increases. The same method can be applied by replacing the decrease with the increase and the decrease with the increase.

前述の通り、コイル291はコイル391と主として結合しており、他のコイルとの結合は相対的に弱い。また、コイル292はコイル392と主として結合しており、他のコイルとの結合は相対的に弱い。このとき、主結合のみを考慮して近似すると、系統1(送電コイルユニット221と受電コイルユニット311、整流器321、DC−DC変換器331を含む系統)と、系統2(送電コイルユニット222と受電コイルユニット312、整流器322、DC−DC変換器332を含む系統)との2つの系統が並列に接続されていると考えることができる。つまり、近似的には、各系統の応答は、図6で示した単一系統の構成における応答とほぼ同一となる。よって、図1のDC−DC変換器331の電圧変換比を変更することにより、コイル291の電流は、図7と同様の特性で変更される。このとき、コイル292の電流は、コイル292とコイル391との間の結合によりDC−DC変換器331の電圧変換比の変更の影響を受けるものの、コイル292とコイル391との結合は、コイル291とコイル391の間の主結合に比べて弱い。このため、DC−DC変換器331の電圧変換比の変更による電流変化は、コイル291の方がコイル292よりも大きくなる。すなわち、DC−DC変換器331の電圧変換比の変更により、コイル291の電流をコイル292の電流に対して相対的に増加、または減少させることができる。同様に、DC−DC変換器332の電圧変換比の変更により、コイル292の電流をコイル291の電流に対して相対的に増加、または減少させることができる。   As described above, the coil 291 is mainly coupled with the coil 391, and the coupling with other coils is relatively weak. Further, the coil 292 is mainly coupled to the coil 392, and the coupling with other coils is relatively weak. At this time, when approximation is performed considering only the main coupling, system 1 (system including power transmission coil unit 221 and power reception coil unit 311, rectifier 321, DC-DC converter 331) and system 2 (power transmission coil unit 222 and power reception) It can be considered that two systems including a coil unit 312, a rectifier 322, and a DC-DC converter 332) are connected in parallel. That is, approximately, the response of each system is substantially the same as the response in the single system configuration shown in FIG. Therefore, by changing the voltage conversion ratio of the DC-DC converter 331 in FIG. 1, the current of the coil 291 is changed with the same characteristics as in FIG. At this time, the current of the coil 292 is affected by the change in the voltage conversion ratio of the DC-DC converter 331 due to the coupling between the coil 292 and the coil 391, but the coupling between the coil 292 and the coil 391 is And weaker than the main coupling between the coils 391. For this reason, the current change due to the change of the voltage conversion ratio of the DC-DC converter 331 is greater in the coil 291 than in the coil 292. That is, the current of the coil 291 can be increased or decreased relative to the current of the coil 292 by changing the voltage conversion ratio of the DC-DC converter 331. Similarly, the current of the coil 292 can be increased or decreased relative to the current of the coil 291 by changing the voltage conversion ratio of the DC-DC converter 332.

よって、コイル291とコイル292の電流の振幅を一致または近づけるには、次のように調整すれば良い。コイル291の電流がコイル292の電流よりも大きい場合には、コイル291の電流が減少するよう、DC−DC変換器331の電圧変換比を増加させる。または、コイル292の電流が増加するよう、DC−DC変換器332の電圧変換比を減少させる。コイル291の電流がコイル292の電流よりも小さい場合には、コイル291の電流が増加するよう、DC−DC変換器331の電圧変換比を減少させる。または、コイル292の電流が減少するよう、DC−DC変換器332の電圧変換比を増加させる。これを繰り返すことによりコイル291とコイル292の電流を近づけることができる。   Therefore, in order to make the current amplitudes of the coil 291 and the coil 292 match or approach each other, the following adjustment may be performed. When the current of the coil 291 is larger than the current of the coil 292, the voltage conversion ratio of the DC-DC converter 331 is increased so that the current of the coil 291 decreases. Alternatively, the voltage conversion ratio of the DC-DC converter 332 is decreased so that the current of the coil 292 increases. When the current of the coil 291 is smaller than the current of the coil 292, the voltage conversion ratio of the DC-DC converter 331 is decreased so that the current of the coil 291 increases. Alternatively, the voltage conversion ratio of the DC-DC converter 332 is increased so that the current of the coil 292 decreases. By repeating this, the currents of the coil 291 and the coil 292 can be brought close to each other.

図1では、送電電流振幅制御部52は、DC−DC変換器331と332の両方の電圧変換比を調整する構成としているが、どちらか一方のみを調整するように構成してもよい。両方の電圧変換比を調整する場合には、一方のみを調整する場合に比べて、必要な電圧変換比の変更範囲を小さくできる。   In FIG. 1, the transmission current amplitude control unit 52 is configured to adjust the voltage conversion ratios of both the DC-DC converters 331 and 332, but may be configured to adjust only one of them. When adjusting both voltage conversion ratios, the required change range of the voltage conversion ratio can be made smaller than when only one of them is adjusted.

DC−DC変換器331と332の両方を変更する場合の変更方法としては、DC−DC変換器331と332の電圧変換比を、時分割で交互に変更しても良い。または、DC−DC変換器331の電圧変換比を増加させる際に、同時に等量だけDC−DC変換器332の電圧変換比を減少させてもよい。そして、DC−DC変換器331の電圧変換比を減少させる際に、同時に等量だけDC−DC変換器332の電圧変換比を増加させてもよい。これにより、変換器331の電圧変換比の変更が系統1に与える影響と、変換器332の電圧変換比の変更が系統2に与える影響とが、概ね同量で逆方向となることが期待される。つまり、システム全体としてみると、変更の影響が小さくなる。これは、電圧変換比の変更前後で伝送される電力量がほぼ一定となることを意味している。   As a changing method when changing both the DC-DC converters 331 and 332, the voltage conversion ratios of the DC-DC converters 331 and 332 may be alternately changed in a time division manner. Alternatively, when the voltage conversion ratio of the DC-DC converter 331 is increased, the voltage conversion ratio of the DC-DC converter 332 may be decreased by an equal amount at the same time. When the voltage conversion ratio of the DC-DC converter 331 is decreased, the voltage conversion ratio of the DC-DC converter 332 may be increased by an equal amount at the same time. Thereby, it is expected that the influence of the change of the voltage conversion ratio of the converter 331 on the system 1 and the influence of the change of the voltage conversion ratio of the converter 332 on the system 2 are almost the same amount and in the opposite directions. The In other words, the effect of the change is reduced when the entire system is viewed. This means that the amount of power transmitted before and after the change of the voltage conversion ratio is substantially constant.

図9に、送電電流振幅制御部52の動作フローの一例を示す。まず、電流振幅検出部511と512の出力を取得する(S101)。電流振幅検出部511の出力を、電流振幅検出部512の出力と比較する(S102)。電流振幅検出部511の出力が、電流振幅検出部512の出力より大きければ(YES)、DC−DC変換器331の電圧変換比を増加させる(S103)。電流振幅検出部511の出力が、電流振幅検出部512の出力より小さければ(NO)、DC−DC変換器331の電圧変換比を減少させる(S104)。両者が一致する場合は、何も行わず、現在の電圧変換比を維持してもよい。これにより、2つの電流振幅検出部の出力を近づけることができる。図9のフローの動作は、一定時間ごとに実行してもよく、または、コイルの電流の変動要因が生じた際に、所定の回数実行するよう構成しても良い。変動要因の例として、例えば送電側または受電側のコイルの位置または姿勢の変動を検出した場合などが考えられる。   FIG. 9 shows an example of an operation flow of the transmission current amplitude control unit 52. First, the outputs of the current amplitude detectors 511 and 512 are acquired (S101). The output of the current amplitude detector 511 is compared with the output of the current amplitude detector 512 (S102). If the output of the current amplitude detector 511 is larger than the output of the current amplitude detector 512 (YES), the voltage conversion ratio of the DC-DC converter 331 is increased (S103). If the output of the current amplitude detector 511 is smaller than the output of the current amplitude detector 512 (NO), the voltage conversion ratio of the DC-DC converter 331 is decreased (S104). If they match, nothing is done and the current voltage conversion ratio may be maintained. Thereby, the outputs of the two current amplitude detectors can be brought close to each other. The operation of the flow of FIG. 9 may be executed at regular time intervals, or may be configured to be executed a predetermined number of times when a fluctuation factor of the coil current occurs. As an example of the variation factor, for example, a case where a variation in the position or orientation of the coil on the power transmission side or the power reception side is detected can be considered.

図9のフローの動作では、DC−DC変換器331の電圧変換比を調整したが、前述のように、DC−DC変換器331の電圧変換比の代わりに、DC−DC変換器332の電圧変換比を調整してもよい。または、DC−DC変換器331の電圧変換比とDC−DC変換器332の電圧変換比の両方を調整しても良い。   In the operation of the flow of FIG. 9, the voltage conversion ratio of the DC-DC converter 331 is adjusted. As described above, instead of the voltage conversion ratio of the DC-DC converter 331, the voltage of the DC-DC converter 332 is adjusted. The conversion ratio may be adjusted. Alternatively, both the voltage conversion ratio of the DC-DC converter 331 and the voltage conversion ratio of the DC-DC converter 332 may be adjusted.

また、コイル291と292として、異なるインダクタンスのコイルを用いる場合、電流振幅検出部511および電流振幅検出部512の出力同士の比較ではなく、これらの出力の比を、所定値と比較し、その大小関係に応じて、DC−DC変換器331、332のいずれか一方または両方の電圧変換比を調整してもよい。   In addition, when coils having different inductances are used as the coils 291 and 292, the output ratios of the current amplitude detection unit 511 and the current amplitude detection unit 512 are not compared with each other but are compared with a predetermined value. Depending on the relationship, the voltage conversion ratio of one or both of the DC-DC converters 331 and 332 may be adjusted.

図10に、送電電流振幅制御部52の動作フローの別の例を示す。図9との差分としては、ステップS102の前にステップS201が追加されている。ステップS201では、電流振幅検出部511の出力と電流振幅検出部512の出力の比が、所定の範囲外か否かを判定する。所定の範囲内であれば(NO)、電流の調整は不要と判断(コイル291、292から概略同一の大きさの磁界が発生していると判断)する。所定の範囲外であれば(YES)、ステップS102に進み、図9のステップS102以降と同様の処理を行う。   FIG. 10 shows another example of the operation flow of the transmission current amplitude control unit 52. As a difference from FIG. 9, step S201 is added before step S102. In step S201, it is determined whether the ratio between the output of the current amplitude detector 511 and the output of the current amplitude detector 512 is outside a predetermined range. If it is within the predetermined range (NO), it is determined that current adjustment is unnecessary (determined that substantially the same magnetic field is generated from the coils 291 and 292). If it is outside the predetermined range (YES), the process proceeds to step S102, and the same processing as in step S102 and subsequent steps in FIG. 9 is performed.

なお、コイル291、292のインダクタンスが同一の場合などで、各コイルの電流を概略同一に制御する場合は、ステップS201で、比ではなく、出力の差の絶対値が所定の範囲内か否かを判定してもよい。この場合、出力の差の絶対値が所定の範囲内であれば、電流の調整を行わず、所定の範囲外であれば、ステップS102に進む。この後は、図9のステップS102と同様の処理を行う。   If the coils 291 and 292 have the same inductance, etc., and if the currents of the coils are controlled to be substantially the same, it is determined in step S201 whether the absolute value of the output difference, not the ratio, is within a predetermined range. May be determined. In this case, if the absolute value of the output difference is within a predetermined range, the current is not adjusted, and if it is outside the predetermined range, the process proceeds to step S102. Thereafter, the same processing as step S102 in FIG. 9 is performed.

図11は、送電コイルユニットの他の構成例を示す。ここでは、送電コイルユニット2の変更例を示すが、送電コイルユニット1も同様にして変更可能である。図11(a)は、図1の構成に対して、コイル292と容量282の接続を入れ替えた構成を示す。図11(b)は、コイル292の両側にそれぞれ容量素子282a、282bを接続した構成を示す。図11(c)は、2つのコイル292a、292bを直列に接続し、コイル292aのコイル292bと反対側に容量282aを接続した構成を示す。受電コイルユニット1、2も、図11(a)〜図11(c)と同様にして、構成を変更できる。その他、送電および受電の各コイルユニットは、直列共振回路として動作する構成であれば、任意の構成が可能である。なお、コイルは、巻線自体でもよいし、磁性体コアに巻線を巻き付けたものを用いてもよい。   FIG. 11 shows another configuration example of the power transmission coil unit. Here, although the example of a change of the power transmission coil unit 2 is shown, the power transmission coil unit 1 can be changed similarly. FIG. 11A shows a configuration in which the connection of the coil 292 and the capacitor 282 is replaced with the configuration of FIG. FIG. 11B shows a configuration in which capacitive elements 282a and 282b are connected to both sides of the coil 292, respectively. FIG. 11C shows a configuration in which two coils 292a and 292b are connected in series, and a capacitor 282a is connected to the opposite side of the coil 292a to the coil 292b. The configuration of the power receiving coil units 1 and 2 can be changed in the same manner as in FIGS. 11A to 11C. In addition, each coil unit for power transmission and power reception can have any configuration as long as it operates as a series resonance circuit. Note that the coil may be a winding itself, or a coil in which a winding is wound around a magnetic core.

図12は、図1の無線電力伝送装置の変形例を示す。制御装置の図示は省略している。図1の構成では、1つの交流電源が、各送電コイルユニットに共通に接続されていた。また、1つの負荷が、各DC−DC変換器に共通に接続されていた。これに対して、図12の構成では、交流電源を2つ用い、それぞれ別々の送電コイルユニットに接続されている。また、負荷を2つ用い、それぞれ別々のDC−DC変換器に接続されている。なお、交流電源または負荷のいずれか一方のみを2つ用い、もう一方は図1と同様、1つを用いる構成でも良い。   FIG. 12 shows a modification of the wireless power transmission apparatus of FIG. The control device is not shown. In the configuration of FIG. 1, one AC power source is commonly connected to each power transmission coil unit. Further, one load is commonly connected to each DC-DC converter. On the other hand, in the configuration of FIG. 12, two AC power supplies are used and are connected to separate power transmission coil units. Further, two loads are used and are connected to separate DC-DC converters. Note that only one of the AC power supply and the load may be used, and the other may be configured using one as in FIG.

図13は、交流電源21の具体例を示す。ここでは、DC電源310とインバータ120を用いて、送電コイルユニット221に供給する交流電力を生成する部分の構成を示す。送電コイルユニット222に供給する交流電力を生成する部分の構成も、インバータ120と同様の構成のインバータを、DC電源310に対して接続することで構成可能である。あるいは、図12のように、送電コイルユニットごとに別々の交流電源を用いる場合は、図13と同様の構成を送電コイルユニット222に対しても別途設ければよい。   FIG. 13 shows a specific example of the AC power supply 21. Here, a configuration of a portion that generates AC power supplied to the power transmission coil unit 221 using the DC power source 310 and the inverter 120 is shown. The configuration of the part that generates AC power supplied to the power transmission coil unit 222 can also be configured by connecting an inverter having the same configuration as the inverter 120 to the DC power source 310. Or when using separate AC power supply for every power transmission coil unit like FIG. 12, what is necessary is just to provide separately the structure similar to FIG.

図13においてインバータ120は、DC−AC変換器として動作するインバータであり、スイッチング素子1201、1202、1203、1204と、これらのスイッチング素子1201〜1204に逆並列に接続されたダイオード(環流ダイオード)1201a、1202a、1203a、1204aとを備える。逆並列に接続とは、接続された各素子の電流の流れる方向が逆(DC電源に電流が逆流する向き)という意味である。スイッチング素子1201と1202の一端同士が接続され、スイッチング素子1203と1204の一端同士が接続されている。スイッチング素子1201、1203の他端が、DC電源310の電源端子に共通に接続され、これによりDC電源310からDC電源電圧が供給される。スイッチング素子1202、1204の他端が、DC電源310のグランド端子に共通に接続され、これによりDC電源310からグランド電圧が供給される。DC電源310の両端子間には、容量1211が接続されている。スイッチング素子1201、1202間の接続ノード1212は、送電コイルユニット221の容量281の一端、および電流振幅検出器511に接続されている。スイッチング素子1203、1204間の接続ノード1213は、送電コイルユニット221のコイル291の一端に接続されている。インバータ120は、DC電源310から供給されるDC電源電圧およびグランド電圧に基づき、駆動装置(図示せず)から与えるスイッチング信号に応じて、各スイッチング素子を駆動することで、正負の反転する電圧を生成し、これにより交流電圧を出力する。電流振幅検出部511は、インバータ120の接続ノード1212から出力される電流の振幅を検出する。   In FIG. 13, an inverter 120 is an inverter that operates as a DC-AC converter, and includes switching elements 1201, 1202, 1203, and 1204, and diodes (freewheeling diodes) 1201 a connected in reverse parallel to these switching elements 1201 to 1204. 1202a, 1203a, 1204a. The connection in antiparallel means that the direction of current flow in each connected element is reversed (direction in which current flows backward to the DC power source). One ends of the switching elements 1201 and 1202 are connected to each other, and one ends of the switching elements 1203 and 1204 are connected to each other. The other ends of the switching elements 1201 and 1203 are commonly connected to the power supply terminal of the DC power supply 310, whereby a DC power supply voltage is supplied from the DC power supply 310. The other ends of the switching elements 1202 and 1204 are connected in common to the ground terminal of the DC power supply 310, whereby a ground voltage is supplied from the DC power supply 310. A capacitor 1211 is connected between both terminals of the DC power source 310. A connection node 1212 between the switching elements 1201 and 1202 is connected to one end of the capacitor 281 of the power transmission coil unit 221 and the current amplitude detector 511. A connection node 1213 between the switching elements 1203 and 1204 is connected to one end of the coil 291 of the power transmission coil unit 221. The inverter 120 drives each switching element based on the DC power supply voltage and the ground voltage supplied from the DC power supply 310 in accordance with a switching signal supplied from a driving device (not shown), thereby generating a voltage that is inverted between positive and negative. To generate an AC voltage. Current amplitude detector 511 detects the amplitude of the current output from connection node 1212 of inverter 120.

図12に示したように交流電源を2つ用いる場合には、インバータの出力電流振幅(交流電流振幅)を計測する代わりに、図14のように、DCの電流振幅検出部1401を接続し、DC電源310からインバータへ入力されるDC電流を計測しても良い。一般的にインバータのDC入力電流と、当該インバータの出力交流電流との間には強い相関があるため、DC入力電流の計測により、送電コイルユニットの交流電流を精度良く把握することができる。以下、インバータのDC入力電流と出力交流電流との間の相関について詳細に説明する。   When two AC power supplies are used as shown in FIG. 12, instead of measuring the output current amplitude (AC current amplitude) of the inverter, a DC current amplitude detector 1401 is connected as shown in FIG. A DC current input from the DC power source 310 to the inverter may be measured. Generally, since there is a strong correlation between the DC input current of the inverter and the output AC current of the inverter, the AC current of the power transmission coil unit can be accurately grasped by measuring the DC input current. Hereinafter, the correlation between the DC input current and the output AC current of the inverter will be described in detail.

一般的に送電側および受電側のコイルユニットの共振周波数と、送電周波数と十分近い場合には、インバータ出力の力率は1に近くなることが知られている。また、送電および受電側のコイルユニットの共振構成がフィルタの役割をするため、電力の伝送に関与するのは、ほぼ基本波成分のみとなる。この場合において、インバータの効率が100%であり、インバータの出力電圧波形がデューティー50%の矩形波である場合には、インバータの出力交流電流の基本波成分IACと、インバータへの入力DC電流IDCの間には、次のような関係が成立する。

Figure 2016135893
Generally, it is known that the power factor of the inverter output is close to 1 when the resonance frequency of the coil unit on the power transmission side and the power reception side is sufficiently close to the power transmission frequency. In addition, since the resonance configuration of the coil unit on the power transmission and reception side functions as a filter, only the fundamental wave component is involved in the power transmission. In this case, when the efficiency of the inverter is 100% and the output voltage waveform of the inverter is a rectangular wave with a duty of 50%, the fundamental wave component I AC of the output AC current of the inverter and the input DC current to the inverter between the I DC, such as the following relationship is established.
Figure 2016135893

つまり、DC電流の観測により、交流電流の振幅に関する情報が把握できるため、交流電流の振幅を検出する代わりに、図14のようにDC電流の振幅を検出しても良い。このような構成とすることで、交流電流を計測するよりも、電流の計測が容易となる。   That is, since information on the amplitude of the alternating current can be grasped by observing the DC current, the amplitude of the DC current may be detected as shown in FIG. 14 instead of detecting the amplitude of the alternating current. By setting it as such a structure, measurement of an electric current becomes easy rather than measuring an alternating current.

図15は、図1の整流器321の具体例を示す。図15では、フルブリッジ接続のダイオード整流器が示される。他のタイプの整流器を用いてもかまわない。図15において、ダイオード1501と1502が直列に接続され、ダイオード1503と1504が直列に接続されている。ダイオード1501と1502の接続ノード1505が、受電コイルユニット1のコイル391の一端に接続され、ダイオード1503と1504の接続ノード1506が、受電コイルユニット1の容量381の一端に接続されている。ダイオード1501とダイオード1503のそれぞれの接続ノード1505、1506と反対側の端子は、DC−DC変換器331の2つの入力端子のうちの一方に接続され、ダイオード1502とダイオード1504のそれぞれの接続ノード1505、1506と反対側の端子は、DC−DC変換器331の他方の入力端子に接続されている。図15では整流器321の具体例を示したが、整流器322も同様にして構成できる。   FIG. 15 shows a specific example of the rectifier 321 of FIG. In FIG. 15, a full-bridge connected diode rectifier is shown. Other types of rectifiers may be used. In FIG. 15, diodes 1501 and 1502 are connected in series, and diodes 1503 and 1504 are connected in series. A connection node 1505 of the diodes 1501 and 1502 is connected to one end of the coil 391 of the power receiving coil unit 1, and a connection node 1506 of the diodes 1503 and 1504 is connected to one end of the capacitor 381 of the power receiving coil unit 1. The terminals on the opposite side of the connection nodes 1505 and 1506 of the diode 1501 and the diode 1503 are connected to one of the two input terminals of the DC-DC converter 331, and the connection node 1505 of each of the diode 1502 and the diode 1504. , 1506 is connected to the other input terminal of the DC-DC converter 331. Although a specific example of the rectifier 321 is shown in FIG. 15, the rectifier 322 can be configured similarly.

以下、DC−DC変換器の具体例をいくつか説明する。以下に説明するいずれの構成も、DC−DC変換器331、332として実装可能である。図7に示した送電電流とDC−DC変換比の関係は、DC−DC変換器の実現方法には依存しない。したがって、DC−DC変換器の構成として、以下に説明する以外の任意の構成を利用してもよい。   Hereinafter, some specific examples of the DC-DC converter will be described. Any configuration described below can be implemented as the DC-DC converters 331 and 332. The relationship between the transmission current and the DC-DC conversion ratio shown in FIG. 7 does not depend on the method for realizing the DC-DC converter. Therefore, any configuration other than that described below may be used as the configuration of the DC-DC converter.

図16に、DC−DC変換器の第1の構成例として、バックコンバータの例を示す。スイッチング素子M1とダイオード1601が直列に接続されている。スイッチング素子M1にはダイオード1602が逆並列に接続されている。スイッチング素子M1とダイオード1601との接続ノード1603が、コイル1604を介して、出力端子1611に接続されている。スイッチング素子M1のダイオード1601と反対側の端子は、整流器の2つの出力端子のうちの一方に接続されている。ダイオード1601のスイッチング素子M1と反対側の端子は、整流器の2つの出力端子のうちの他方に接続され、かつ、出力端子1612に接続されている。出力端子1611、1612間には、平滑用の容量1613が接続されている。出力端子1611、1612は、負荷に接続されている。図16の構成では、駆動装置(図示せず)からスイッチング素子M1に与えるパルス波形のデューティー比を制御することにより、電圧変換比が制御される。この構成では、理想的には電圧変換比を、1以下の任意の値に設定できる。   FIG. 16 shows an example of a buck converter as a first configuration example of the DC-DC converter. Switching element M1 and diode 1601 are connected in series. A diode 1602 is connected in antiparallel to the switching element M1. A connection node 1603 between the switching element M1 and the diode 1601 is connected to the output terminal 1611 via the coil 1604. A terminal of the switching element M1 opposite to the diode 1601 is connected to one of the two output terminals of the rectifier. A terminal of the diode 1601 opposite to the switching element M1 is connected to the other of the two output terminals of the rectifier and is connected to the output terminal 1612. A smoothing capacitor 1613 is connected between the output terminals 1611 and 1612. The output terminals 1611 and 1612 are connected to a load. In the configuration of FIG. 16, the voltage conversion ratio is controlled by controlling the duty ratio of the pulse waveform applied to the switching element M1 from the drive device (not shown). In this configuration, ideally, the voltage conversion ratio can be set to an arbitrary value of 1 or less.

図17に、DC−DC変換器の第2の構成例として、ブーストコンバータの例を示す。スイッチング素子M2とダイオード1701が直列に接続されている。スイッチング素子M1にはダイオード1702が逆並列に接続されている。スイッチング素子M1とダイオード1701との接続ノード1703が、コイル1704を介して、整流器の2つの出力端子のうちの一方に接続されている。ダイオード1701のスイッチング素子M1と反対側の端子は、出力端子1711に接続されている。スイッチング素子M1のダイオード1701と反対側の端子は、整流器の2つの出力端子のうちの他方に接続され、かつ、出力端子1712に接続されている。出力端子1711、1712間には、平滑用の容量1713が接続されている。出力端子1711、1712は、負荷に接続されている。図17の構成では、駆動装置(図示せず)からスイッチング素子M2に与えるパルス波形のデューティー比を制御することにより、電圧変換比が制御される。この構成では、理想的には電圧変換比を、1以上の任意の値に設定できる。   FIG. 17 shows an example of a boost converter as a second configuration example of the DC-DC converter. Switching element M2 and diode 1701 are connected in series. A diode 1702 is connected in antiparallel to the switching element M1. A connection node 1703 between the switching element M1 and the diode 1701 is connected to one of the two output terminals of the rectifier via the coil 1704. A terminal of the diode 1701 opposite to the switching element M1 is connected to the output terminal 1711. A terminal of the switching element M1 opposite to the diode 1701 is connected to the other of the two output terminals of the rectifier and to the output terminal 1712. A smoothing capacitor 1713 is connected between the output terminals 1711 and 1712. The output terminals 1711 and 1712 are connected to a load. In the configuration of FIG. 17, the voltage conversion ratio is controlled by controlling the duty ratio of the pulse waveform applied to the switching element M2 from the driving device (not shown). In this configuration, ideally, the voltage conversion ratio can be set to an arbitrary value of 1 or more.

図18に、DC−DC変換器の第3の構成例として、バックブーストコンバータの例を示す。スイッチング素子M3とコイル1801が直列に接続されている。スイッチング素子M3にはダイオード1802が逆並列に接続されている。スイッチング素子M3とコイル1801との接続ノード1803が、逆向きのダイオード1804を介して、出力端子1811に接続されている。すなわち、接続ノード1803がダイオード1804のカソードに接続され、ダイオード1804のアノードが出力端子1811に接続されている。スイッチング素子M3のコイル1801と反対側の端子は、整流器の2つの出力端子のうちの一方に接続されている。コイル1801のスイッチング素子M3と反対側の端子は、整流器の2つの出力端子のうちの他方に接続され、かつ、出力端子1812に接続されている。出力端子1811、1812間には、平滑用の容量1813が接続されている。出力端子1811、1812は、負荷に接続されている。図18の構成では、駆動装置(図示せず)からスイッチング素子M3に与えるパルス波形のデューティー比を制御することにより、電圧変換比が制御される。この構成では、理想的には電圧変換比を、任意の値に設定できる。ただし、入出力の極性が反転する。   FIG. 18 shows an example of a buck-boost converter as a third configuration example of the DC-DC converter. Switching element M3 and coil 1801 are connected in series. A diode 1802 is connected in antiparallel to the switching element M3. A connection node 1803 between the switching element M3 and the coil 1801 is connected to the output terminal 1811 via a diode 1804 in the reverse direction. That is, the connection node 1803 is connected to the cathode of the diode 1804, and the anode of the diode 1804 is connected to the output terminal 1811. A terminal of the switching element M3 opposite to the coil 1801 is connected to one of the two output terminals of the rectifier. A terminal of the coil 1801 opposite to the switching element M3 is connected to the other of the two output terminals of the rectifier and is connected to the output terminal 1812. A smoothing capacitor 1813 is connected between the output terminals 1811 and 1812. The output terminals 1811 and 1812 are connected to a load. In the configuration of FIG. 18, the voltage conversion ratio is controlled by controlling the duty ratio of the pulse waveform applied from the driving device (not shown) to the switching element M3. In this configuration, ideally, the voltage conversion ratio can be set to an arbitrary value. However, the input / output polarity is reversed.

図19に、DC−DC変換器の第4の構成例として、非反転バックブーストコンバータの例を示す。スイッチング素子M4とダイオード1901が直列に接続されている。スイッチング素子M4にはダイオード1902が逆並列に接続されている。スイッチング素子M4とダイオード1901との接続ノード1903が、コイル1904の一端に接続されている。スイッチング素子M4のダイオード1901と反対側の端子は、整流器の2つの出力端子のうちの一方に接続されている。ダイオード1901のスイッチング素子M4と反対側の端子は、整流器の2つの出力端子のうちの他方に接続され、かつ、出力端子1912に接続されている。また、スイッチング素子M5とダイオード1921が直列に接続されている。スイッチング素子M5にはダイオード1922が逆並列に接続されている。スイッチング素子M5とダイオード1921との接続ノード1923が、コイル1904の他端に接続されている。ダイオード1921のスイッチング素子M5と反対側の端子は、出力端子1911に接続されている。スイッチング素子M5のダイオード1921と反対側の端子は、整流器の2つの出力端子のうちの他方に接続され、かつ、出力端子1912に接続されている。出力端子1911、1912間には、平滑用の容量1913が接続されている。出力端子1911、1912は、負荷に接続されている。図19の構成では、駆動装置(図示せず)からスイッチング素子M4、M5に与えるパルス波形のデューティー比を制御することにより、電圧変換比が制御される。この構成では、理想的には電圧変換比を、任意の値に設定できる。   FIG. 19 shows an example of a non-inverting buck-boost converter as a fourth configuration example of the DC-DC converter. Switching element M4 and diode 1901 are connected in series. A diode 1902 is connected in antiparallel to the switching element M4. A connection node 1903 between the switching element M4 and the diode 1901 is connected to one end of the coil 1904. The terminal of the switching element M4 opposite to the diode 1901 is connected to one of the two output terminals of the rectifier. A terminal of the diode 1901 opposite to the switching element M4 is connected to the other of the two output terminals of the rectifier and is connected to the output terminal 1912. Further, the switching element M5 and the diode 1921 are connected in series. A diode 1922 is connected in antiparallel to the switching element M5. A connection node 1923 between the switching element M5 and the diode 1921 is connected to the other end of the coil 1904. A terminal of the diode 1921 opposite to the switching element M5 is connected to the output terminal 1911. The terminal of the switching element M5 opposite to the diode 1921 is connected to the other of the two output terminals of the rectifier and is connected to the output terminal 1912. A smoothing capacitor 1913 is connected between the output terminals 1911 and 1912. The output terminals 1911 and 1912 are connected to a load. In the configuration of FIG. 19, the voltage conversion ratio is controlled by controlling the duty ratio of the pulse waveform applied to the switching elements M4 and M5 from the driving device (not shown). In this configuration, ideally, the voltage conversion ratio can be set to an arbitrary value.

DC−DC変換器のその他の例として、SEPIC(Single Ended Primary Inductor Converter)、Cukコンバータなどを用いても良い。また、絶縁型の1石式フォワードコンバータ、2石式フォワードコンバータ、絶縁型バックコンバータ、フライバックコンバータなど、その他任意の構成が選択可能である。ここで挙げたDC−DC変換器の構成例は、いずれもスイッチングデバイスに与えるパルス波形のデューティー比を変更することにより、電圧変換比を制御することが可能である。本発明の実施においては、パルス波形のデューティー比で電圧変換比を制御可能なDC−DC変換器であれば、いかなる構成でも利用可能である。   As other examples of the DC-DC converter, a SEPIC (Single Ended Primary Inductor Converter), a Cuk converter, or the like may be used. In addition, any other configuration such as an insulated one-stone forward converter, a two-stone forward converter, an insulated buck converter, and a flyback converter can be selected. In any of the configuration examples of the DC-DC converter described here, the voltage conversion ratio can be controlled by changing the duty ratio of the pulse waveform applied to the switching device. In the practice of the present invention, any configuration can be used as long as the DC-DC converter can control the voltage conversion ratio with the duty ratio of the pulse waveform.

図20は、図1に示した無線電力伝送装置の変形例を示す。図1では、送電電流振幅制御部52は、DC−DC変換器331、332に通信ケーブル等の有線で接続されて、変換比調整信号1、2を送信したが、図20では、無線通信で変換比調整信号1、2を送信する構成を示す。制御装置または送電部20には無線部2001が配置され、受電部には無線部2002が配置されている。無線部2001および無線部2002は、予め定めた方式で通信を行う。無線LAN、Bluetooth(登録商標)など、一般的な無線通信規格でもよいし、独自の無線通信規格でもよい。なお、無線部2001および無線部2002は、通信用のアンテナをそれぞれ備えている。無線部2001は、送電電流振幅制御部52から変換比調整信号1、2を受信し、当該信号を無線部2001に無線で送信する。無線部2002は、無線部2001から変換比調整信号1、2を無線で受信し、それぞれDC−DC変換器331、332に出力する。図20の構成により、送電側と受電側の間を有線で結合する必要がないため、利便性が向上する。また、人の往来のある通路付近で用いる場合にはケーブルで人がつまずくことがなくなるため安全性も向上する。   FIG. 20 shows a modification of the wireless power transmission apparatus shown in FIG. In FIG. 1, the transmission current amplitude control unit 52 is connected to the DC-DC converters 331 and 332 by a wire such as a communication cable and transmits the conversion ratio adjustment signals 1 and 2, but in FIG. The structure which transmits the conversion ratio adjustment signals 1 and 2 is shown. A wireless unit 2001 is disposed in the control device or the power transmission unit 20, and a wireless unit 2002 is disposed in the power receiving unit. The wireless unit 2001 and the wireless unit 2002 perform communication using a predetermined method. A general wireless communication standard such as a wireless LAN or Bluetooth (registered trademark) may be used, or an original wireless communication standard may be used. Note that the wireless unit 2001 and the wireless unit 2002 are each provided with a communication antenna. The wireless unit 2001 receives the conversion ratio adjustment signals 1 and 2 from the transmission current amplitude control unit 52 and transmits the signals to the wireless unit 2001 wirelessly. Radio section 2002 receives conversion ratio adjustment signals 1 and 2 from radio section 2001 and outputs them to DC-DC converters 331 and 332, respectively. With the configuration of FIG. 20, it is not necessary to connect the power transmission side and the power reception side with a wire, so convenience is improved. In addition, when used in the vicinity of a passage where people are coming and going, people will not trip over the cable, so safety will be improved.

図21は、図1に示した無線電力伝送装置の他の変形例を示す。図20の変形例では送電電流振幅制御部52が送電側に配置されていたが、本変形例では、受信側に配置されている。図20と同様に、送電側および受電側にそれぞれ無線部2001および2002が配置されている。無線部2001は、電流振幅検出部511、512から出力される電流振幅値の信号を受信し、当該信号を無線で送信する。無線部2002は、無線部2001から送信された信号を受信することで、電流振幅検出部511、512の電流振幅値を取得し、送電電流振幅制御部52に出力する。送電電流振幅制御部52は、これらの電流振幅値に基づき変換比調整信号1、2を生成し、それぞれDC−DC変換器331、332に出力する。図21の構成によれば、図20の構成と同様の効果を得ることができるとともに、送電側の構成を簡単にできる。   FIG. 21 shows another modification of the wireless power transmission apparatus shown in FIG. In the modification of FIG. 20, the transmission current amplitude control unit 52 is disposed on the power transmission side, but in the present modification, it is disposed on the reception side. Similarly to FIG. 20, radio units 2001 and 2002 are arranged on the power transmission side and the power reception side, respectively. The wireless unit 2001 receives the signal of the current amplitude value output from the current amplitude detection units 511 and 512, and transmits the signal wirelessly. The wireless unit 2002 receives the signal transmitted from the wireless unit 2001, acquires the current amplitude value of the current amplitude detection units 511 and 512, and outputs the current amplitude value to the power transmission current amplitude control unit 52. The transmission current amplitude control unit 52 generates the conversion ratio adjustment signals 1 and 2 based on these current amplitude values, and outputs them to the DC-DC converters 331 and 332, respectively. According to the configuration in FIG. 21, the same effect as the configuration in FIG. 20 can be obtained, and the configuration on the power transmission side can be simplified.

以上、本実施形態によれば、複数の送電コイルユニットの送電電流の振幅の検出値に基づき、受電側のDC−DC変換器の電圧変換比を制御するようにしたことにより、各送電コイルユニットの送電電流の振幅を所望の関係に制御でき、よって観測点における放射エミッションを低減できる。   As described above, according to the present embodiment, each power transmission coil unit is controlled by controlling the voltage conversion ratio of the DC-DC converter on the power receiving side based on the detected value of the amplitude of the power transmission current of the plurality of power transmission coil units. The transmission current amplitude can be controlled to a desired relationship, and thus radiation emission at the observation point can be reduced.

(第2の実施形態)
図22に、本発明の第2の実施形態に係る無線電力伝送装置の構成図を示す。第1の実施形態との差分としては、電流位相検出部611と、電流位相検出部612と、電流位相制御部(第3制御部)62が追加されている。また、図12で示した第1の実施形態の変形例のように、交流電源が系統毎に配置されている。すなわち、系統1に対して交流電源211、系統2に対して交流電源212が配置されている。
(Second Embodiment)
In FIG. 22, the block diagram of the wireless power transmission apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention is shown. As a difference from the first embodiment, a current phase detection unit 611, a current phase detection unit 612, and a current phase control unit (third control unit) 62 are added. Further, as in the modification of the first embodiment shown in FIG. 12, an AC power source is arranged for each system. That is, an AC power supply 211 is arranged for the system 1 and an AC power supply 212 is arranged for the system 2.

電流位相検出部611は、送電コイルユニット1の入力電流の位相を検出する。電流位相検出部612は、送電コイルユニット2の入力電流の位相を検出する。電流位相制御部62は、電流位相検出部611、612で検出された位相の差が概略180度に近づくように、交流電源211と交流電源212の少なくとも一方の出力電圧の位相を調整する。交流電源211、212の位相を変更することで、交流電源211、212に接続される送電コイルユニット1、2の電流位相を変更できる。よって、これにより送電コイルユニット1、2の電流位相差を概略180度に調整することができる。   The current phase detection unit 611 detects the phase of the input current of the power transmission coil unit 1. The current phase detector 612 detects the phase of the input current of the power transmission coil unit 2. The current phase control unit 62 adjusts the phase of the output voltage of at least one of the AC power supply 211 and the AC power supply 212 so that the phase difference detected by the current phase detection units 611 and 612 approaches approximately 180 degrees. By changing the phase of the AC power supplies 211 and 212, the current phase of the power transmission coil units 1 and 2 connected to the AC power supplies 211 and 212 can be changed. Therefore, the current phase difference between the power transmission coil units 1 and 2 can thereby be adjusted to approximately 180 degrees.

すなわち、第1の実施形態では、送電コイルユニット1と送電コイルユニット2の共振周波数がわずかに異なる場合や、受電コイルユニット1と受電コイルユニット2の共振周波数がわずかに異なる場合、または送電周波数と各送電コイルユニットおよび受電ユニットの共振周波数とがわずかに異なる場合などに、交流電源で各送電コイルユニットに対する電流の位相関係を概略180度に調整しても、送電コイルユニット1、2の電流の位相差が概略180度とならない可能性がある。これに対して、第2の実施形態では、各送電コイルユニットの電流の位相を検出し、これらの差に応じて交流電源211、212の少なくとも一方の位相を制御することで、各送電コイルユニットの電流の位相差を概略180度に調整できる。   That is, in the first embodiment, when the resonance frequency of the power transmission coil unit 1 and the power transmission coil unit 2 is slightly different, when the resonance frequency of the power reception coil unit 1 and the power reception coil unit 2 is slightly different, or If the resonance frequency of each power transmission coil unit and power reception unit is slightly different, even if the phase relationship of the current to each power transmission coil unit is adjusted to approximately 180 degrees with an AC power source, The phase difference may not be approximately 180 degrees. On the other hand, in 2nd Embodiment, the phase of the electric current of each power transmission coil unit is detected, and each power transmission coil unit is controlled by controlling the phase of at least one of AC power supplies 211 and 212 according to these differences. Can be adjusted to approximately 180 degrees.

電流位相制御部62の具体的な動作例としては、交流電源211、212の少なくとも一方の位相を逐次ずらしながら、位相差が概略180度となる条件を探索しても良い。また、位相同期ループにおいて一般的に用いられるように、位相比較器を用いたフィードバック回路を採用しても良い。   As a specific operation example of the current phase control unit 62, a condition that the phase difference is approximately 180 degrees may be searched while sequentially shifting at least one of the phases of the AC power supplies 211 and 212. Further, a feedback circuit using a phase comparator may be employed as generally used in a phase locked loop.

また、第2の実施形態においても、第1の実施形態と同様に、送電側および受電側に無線部を配置し、変換比調整信号1、2を、DC−DC変換器321、322に無線通信を介して通知してもよい。   Also in the second embodiment, similarly to the first embodiment, wireless units are arranged on the power transmission side and the power reception side, and the conversion ratio adjustment signals 1 and 2 are wirelessly transmitted to the DC-DC converters 321 and 322, respectively. You may notify via communication.

以上、本実施形態によれば、各送電コイルユニットの電流の位相を検出し、これらの差に応じて交流電源211、212の少なくとも一方の位相を制御することにより、交流電源211、212の電圧位相差が概略180度のときに各送電コイルユニットの電流の位相差が概略180度にならない場合であっても、各送電コイルユニットの電流の位相差を概略180度に調整できる。   As described above, according to the present embodiment, the voltage of the AC power supplies 211 and 212 is detected by detecting the phase of the current of each power transmission coil unit and controlling the phase of at least one of the AC power supplies 211 and 212 according to the difference therebetween. Even when the phase difference between the currents of the power transmission coil units does not become approximately 180 degrees when the phase difference is approximately 180 degrees, the phase difference between the currents of the power transmission coil units can be adjusted to approximately 180 degrees.

(第3の実施形態)
図23に、第3の実施形態に係る無線電力伝送装置の構成図を示す。第1の実施形態との差分としては、受電側に、電流振幅検出部711と、電流位相検出部712と、受電電流振幅制御部(第2制御部)72が追加されている。また、図12で示した第1の実施形態の変形例のように、交流電源が系統ごとに配置されている。すなわち、系統1に対して交流電源211、系統2に対して交流電源212が配置されている。
(Third embodiment)
FIG. 23 shows a configuration diagram of a wireless power transmission device according to the third embodiment. As a difference from the first embodiment, a current amplitude detector 711, a current phase detector 712, and a received current amplitude controller (second controller) 72 are added on the power receiving side. Moreover, the alternating current power supply is arrange | positioned for every system | strain like the modification of 1st Embodiment shown in FIG. That is, an AC power supply 211 is arranged for the system 1 and an AC power supply 212 is arranged for the system 2.

電流振幅検出部711は、受電コイルユニット1の出力電流の振幅を検出する。電流位相検出部712は、受電コイルユニット2の出力電流の振幅を検出する。受電電流振幅制御部72は、電流位相検出部611、612で検出された振幅が一致または概略一致するように、交流電源振幅調整信号1、2の少なくとも一方を生成する。電流振幅検出部711は、交流電源211、212に接続されており、生成した交流電源振幅調整信号1、2を、交流電源211、212に出力する。これにより、交流電源212の少なくともいずれか一方の振幅を調整する。交流電源211、212は、入力された交流電源振幅調整信号1、2に応じて、交流電流の振幅を調整する。このようにすることで、受電側のコイルから発生する磁界を概略逆位相、かつ概略同一振幅とすることができ、よって受電側のコイルから発生する磁界による放射エミッションを低減できる。   The current amplitude detector 711 detects the amplitude of the output current of the power receiving coil unit 1. The current phase detector 712 detects the amplitude of the output current of the power receiving coil unit 2. The received current amplitude control unit 72 generates at least one of the AC power supply amplitude adjustment signals 1 and 2 so that the amplitudes detected by the current phase detection units 611 and 612 match or approximately match. The current amplitude detection unit 711 is connected to the AC power supplies 211 and 212, and outputs the generated AC power supply amplitude adjustment signals 1 and 2 to the AC power supplies 211 and 212. As a result, the amplitude of at least one of the AC power supply 212 is adjusted. The AC power supplies 211 and 212 adjust the amplitude of the AC current according to the input AC power supply amplitude adjustment signals 1 and 2. By doing in this way, the magnetic field generated from the coil on the power receiving side can be made to have a substantially opposite phase and substantially the same amplitude, and thus radiation emission due to the magnetic field generated from the coil on the power receiving side can be reduced.

すなわち、受電側のコイルも磁界を発生するため、放射エミッションの発生源となり得る。放射エミッションの発生源となる場合には、送電側と同様に、受電側の2つのコイルから発生する磁界を概略逆位相、かつ概略同一振幅とすることで相殺することが望ましい。各送電コイルユニットおよび受電コイルユニットの共振周波数と、送電周波数とが概略一致している場合には、送電側のコイル同士の電流の位相差と、受電側のコイル同士の電流の位相差とは概略同一となるため、送電側のコイル291、292の電流位相差が概略逆位相であれば、受電側のコイル391とコイル392の電流も概略逆位相となることが期待される。よって、各交流電源の位相が概略逆位相となるようにしつつ、受電側のコイルの電流振幅を概略同一とするよう制御することで、受電側のコイルから発生する磁界に応じた放射エミッションを低減できる。以下、受電側のコイル391とコイル392の電流の振幅を、交流電源211、212の電圧振幅の調整により、概略同一となるよう調整できる理由について詳細に説明する。   That is, since the coil on the power receiving side also generates a magnetic field, it can be a source of radiation emission. When it becomes a generation source of radiated emissions, it is desirable to cancel out by setting the magnetic fields generated from the two coils on the power receiving side to have approximately opposite phases and approximately the same amplitude as in the power transmission side. When the resonance frequency of each power transmission coil unit and the power reception coil unit and the power transmission frequency are approximately the same, the phase difference of the current between the coils on the power transmission side and the phase difference of the current between the coils on the power reception side are: Since they are substantially the same, if the current phase difference between the coils 291 and 292 on the power transmission side is approximately opposite in phase, it is expected that the currents in the coils 391 and 392 on the power reception side also have approximately opposite phases. Therefore, radiated emissions corresponding to the magnetic field generated from the coil on the power receiving side is reduced by controlling the current amplitude of the coil on the power receiving side to be substantially the same while making the phase of each AC power supply approximately opposite in phase. it can. Hereinafter, the reason why the current amplitudes of the coil 391 and the coil 392 on the power receiving side can be adjusted to be substantially the same by adjusting the voltage amplitudes of the AC power sources 211 and 212 will be described in detail.

図24に、図6に示した1系統の無線電力伝送装置において交流電源の電圧振幅と、受電側のコイル電流との関係の計算結果のグラフの例を示す。電圧振幅を増加することで、受電側のコイル電流は単調に大きくなり、電圧振幅を減少することで、受電側のコイル電流は単調に小さくなる。このように、1系統の無線電力伝送装置である場合、交流電源の電圧振幅を変更することにより、受電電流を増減させることが可能である。図24のグラフは、各コイルのインダクタンスや、各コイル間の結合係数などに依存するが、各送電コイルユニット及び受電コイルユニットの共振周波数と、送電周波数とが概略一致している場合には、同様の傾向が示される。   FIG. 24 shows an example of a graph of the calculation result of the relationship between the voltage amplitude of the AC power supply and the coil current on the power receiving side in the one-system wireless power transmission device shown in FIG. By increasing the voltage amplitude, the coil current on the power receiving side monotonously increases, and by reducing the voltage amplitude, the coil current on the power receiving side monotonously decreases. Thus, in the case of a single-system wireless power transmission device, the received current can be increased or decreased by changing the voltage amplitude of the AC power supply. The graph of FIG. 24 depends on the inductance of each coil, the coupling coefficient between each coil, etc., but when the resonance frequency of each power transmission coil unit and power reception coil unit and the power transmission frequency are approximately the same, A similar trend is shown.

第1の実施形態と同様に、本実施形態に係る無線電力伝送装置は2つの系統が並列に接続されていると考えることができる。すなわち、前述したように、受電側のコイル391は、送電側のコイル291と主として結合しており、他のコイルとの結合は相対的に弱い。また、受電側のコイル392は送電側のコイル292と主として結合しており、他のコイルとの結合は相対的に弱い。このとき、主結合のみを考慮して近似すると、系統1(送電コイルユニット221と受電コイルユニット311、整流器321、DC−DC変換器331を含む経路)と、系統2(送電コイルユニット222と受電コイルユニット312、整流器322、DC−DC変換器332を含む経路)との2つの系統が並列に接続されていると考えることができる。つまり、近似的には、各系統の応答は、図6で示した1系統の構成における応答とほぼ同一となる。   Similar to the first embodiment, it can be considered that the wireless power transmission device according to the present embodiment has two systems connected in parallel. That is, as described above, the coil 391 on the power receiving side is mainly coupled to the coil 291 on the power transmission side, and the coupling with other coils is relatively weak. In addition, the coil 392 on the power receiving side is mainly coupled to the coil 292 on the power transmission side, and the coupling with other coils is relatively weak. At this time, when approximation is performed considering only the main coupling, system 1 (path including power transmission coil unit 221 and power reception coil unit 311, rectifier 321, DC-DC converter 331) and system 2 (power transmission coil unit 222 and power reception) It can be considered that the two systems of the coil unit 312, the rectifier 322, and the path including the DC-DC converter 332) are connected in parallel. That is, approximately, the response of each system is almost the same as the response in the configuration of one system shown in FIG.

このとき、系統1について、交流電源211の振幅を変更することにより、コイル391の電流は、図24と同様の特性で変更される。この際、系統2におけるコイル392の電流は、コイル291とコイル392の間の結合により交流電源211の出力振幅の変更の影響を受けるものの、コイル291とコイル392の結合は、コイル291とコイル391の間の主結合に比べて弱い。このため、交流電源211の出力振幅の変更による電流変化は、コイル391の方がコイル392よりも大きくなる。すなわち、交流電源211の振幅の変更により、コイル391の電流をコイル392の電流に対して相対的に増加、または減少させることができる。同様に、交流電源212の振幅の変更により、コイル392の電流を、コイル391の電流に対して相対的に増加、または減少させることができる。   At this time, by changing the amplitude of the AC power supply 211 for the system 1, the current of the coil 391 is changed with the same characteristics as in FIG. At this time, the current of the coil 392 in the system 2 is affected by the change in the output amplitude of the AC power supply 211 due to the coupling between the coil 291 and the coil 392, but the coupling between the coil 291 and the coil 392 is the same as that of the coil 291 and the coil 391. Weak compared to the main bond between. For this reason, the current change due to the change in the output amplitude of the AC power supply 211 is greater in the coil 391 than in the coil 392. That is, by changing the amplitude of the AC power supply 211, the current of the coil 391 can be increased or decreased relative to the current of the coil 392. Similarly, by changing the amplitude of the AC power supply 212, the current of the coil 392 can be increased or decreased relative to the current of the coil 391.

受電電流振幅制御部72の動作例として、コイル391とコイル392の電流を一致または概略一致させるには、次のように調整すれば良い。コイル391の電流がコイル392の電流よりも大きい場合には、コイル391の電流が減少するよう、交流電源211の出力振幅を減少させる。または、コイル392の電流が増加するよう、交流電源212の出力振幅を増加させる。一方、コイル391の電流がコイル392の電流よりも小さい場合には、コイル391の電流が増加するよう、交流電源211の出力振幅を増加させる。または、コイル392の電流が減少するよう交流振幅212の出力振幅を減少させる。これを繰り返すことにより、コイル391とコイル392の電流を近づけることができる。   As an example of the operation of the received current amplitude control unit 72, the currents of the coil 391 and the coil 392 may be adjusted as follows in order to match or approximately match. When the current of the coil 391 is larger than the current of the coil 392, the output amplitude of the AC power supply 211 is decreased so that the current of the coil 391 is decreased. Alternatively, the output amplitude of the AC power supply 212 is increased so that the current of the coil 392 increases. On the other hand, when the current of the coil 391 is smaller than the current of the coil 392, the output amplitude of the AC power supply 211 is increased so that the current of the coil 391 increases. Alternatively, the output amplitude of the AC amplitude 212 is decreased so that the current of the coil 392 is decreased. By repeating this, the currents of the coil 391 and the coil 392 can be brought close to each other.

交流電源の振幅の調整方法は、第1の実施形態における電圧変換比の各種の動作フローと同様の手法が、第2の実施形態でも適用できる。   As the method for adjusting the amplitude of the AC power supply, the same method as the various operation flows of the voltage conversion ratio in the first embodiment can be applied to the second embodiment.

ここで、送電電流振幅制御部52の動作(送電コイルユニット1、2の電流振幅調整)と、受電電流振幅制御部72の動作(受電コイルユニット1、2の電流振幅調整)は、同時に(並行して)行ってもよいし、同時に行われないように制御してもよい。後者の場合、送電コイルユニット1、2の電流振幅調整と、受電コイルユニット1、2の電流振幅調整を、時分割として一定時間ごと、または交互に切替えながら行っても良い。このような構成とすることで、送電側および受電側の一方のみの調整が常に選択され、2つの調整の干渉を低減し、安定性を向上することが可能となる。   Here, the operation of the power transmission current amplitude control unit 52 (current amplitude adjustment of the power transmission coil units 1 and 2) and the operation of the power reception current amplitude control unit 72 (current amplitude adjustment of the power reception coil units 1 and 2) are performed simultaneously (in parallel). May be performed), or may be controlled not to be performed simultaneously. In the latter case, the current amplitude adjustment of the power transmission coil units 1 and 2 and the current amplitude adjustment of the power reception coil units 1 and 2 may be performed at time intervals or while switching alternately. With such a configuration, only one adjustment on the power transmission side and the power reception side is always selected, and interference between the two adjustments can be reduced and stability can be improved.

本実施形態は、負荷としてバッテリを用いる場合において特に好適である。以下、このことについて詳しく述べる。   This embodiment is particularly suitable when a battery is used as a load. This will be described in detail below.

図25に、図6に示した1系統の無線電力伝送装置において、負荷としてバッテリを接続した場合の、送電コイルユニットの電流と、交流電源の電圧振幅との関係のグラフG11、および、受電コイルユニットの電流と、交流電源の電圧振幅との関係のグラフG12を示す。図26に、同場合における、送電コイルユニットの電流と、DC−DC変換器の電圧変換比の関係のグラフG21、および受電コイルユニットの電流と、DC−DC変換器の電圧変換比の関係のグラフG22を示す。   FIG. 25 is a graph G11 showing the relationship between the current of the power transmission coil unit and the voltage amplitude of the AC power source when a battery is connected as a load in the one-system wireless power transmission device shown in FIG. The graph G12 of the relationship between the electric current of a unit and the voltage amplitude of AC power supply is shown. FIG. 26 is a graph G21 of the relationship between the current of the power transmission coil unit and the voltage conversion ratio of the DC-DC converter in the same case, and the relationship between the current of the power reception coil unit and the voltage conversion ratio of the DC-DC converter. The graph G22 is shown.

図25のグラフG11、G12を比較して分かるように、送電コイルユニットの電流変化は、受電コイルユニットの電流変化に比べて十分に小さい。また、図26のグラフG21、G22を比較して分かるように、受電コイルユニットの電流変化は、送電コイルユニットの電流変化に比べて十分に小さい。   As can be seen by comparing the graphs G11 and G12 in FIG. 25, the current change in the power transmission coil unit is sufficiently smaller than the current change in the power reception coil unit. Moreover, as can be seen by comparing the graphs G21 and G22 in FIG. 26, the current change in the power receiving coil unit is sufficiently smaller than the current change in the power transmission coil unit.

すなわち、送電電流を制御するためにDC−DC変換器の電圧変換比を変更した場合に受電電流に与える影響は十分小さく、かつ受電電流を制御するために交流電源の電圧振幅を変更した場合に送電電流に与える影響は十分小さい。よって、2つの制御は干渉しにくいと言える。   That is, when the voltage conversion ratio of the DC-DC converter is changed to control the transmission current, the influence on the reception current is sufficiently small, and when the voltage amplitude of the AC power supply is changed to control the reception current. The effect on transmission current is small enough. Therefore, it can be said that the two controls do not easily interfere with each other.

図23に示した構成では、受電コイルユニット1、2の出力である交流電流の振幅を計測したが、代わりに、整流器321、322の出力であるDC電流の振幅を計測してもよい。DC電流の電流振幅検出部を、整流器321の後段に接続した構成例を図27に示す。図15と同様のフルブリッジフルブリッジ接続のダイオード整流器の後段に、DC電流の電流振幅検出部2701が接続されている。なお、フルブリッジ接続の出力側には、平滑用のコンデンサ2702が接続されている。交流電流の振幅の代わりに、DC電流の振幅を用いて、交流電源の電圧振幅を制御することが可能である。以下、この理由について説明する。なお、図23では、整流器321の後段にDC電流の電流振幅検出部を接続する例を示したが、整流器322の場合も同様にして接続すればよい。   In the configuration shown in FIG. 23, the amplitude of the alternating current that is the output of the power receiving coil units 1 and 2 is measured, but instead, the amplitude of the DC current that is the output of the rectifiers 321 and 322 may be measured. A configuration example in which the current amplitude detection unit of the DC current is connected to the subsequent stage of the rectifier 321 is shown in FIG. A current amplitude detector 2701 for DC current is connected to the subsequent stage of a diode rectifier having a full bridge connection similar to that shown in FIG. A smoothing capacitor 2702 is connected to the output side of the full bridge connection. It is possible to control the voltage amplitude of the AC power supply using the amplitude of the DC current instead of the amplitude of the AC current. Hereinafter, this reason will be described. FIG. 23 shows an example in which a DC current amplitude detector is connected to the subsequent stage of the rectifier 321, but the rectifier 322 may be connected in the same manner.

整流器の効率が100%であり、整流器入力電流が正弦波状、かつ整流器出力に抵抗性負荷が接続されている場合には、理想整流器の入力交流電流の基本波成分IACと出力DC電流IDCの間に、次のような関係が成立する。

Figure 2016135893
When the efficiency of the rectifier is 100%, the rectifier input current is sinusoidal, and a resistive load is connected to the rectifier output, the fundamental wave component I AC and the output DC current I DC of the input AC current of the ideal rectifier The following relationship holds between the two.
Figure 2016135893

つまり、DC電流の観測により、交流電流の振幅に関する情報が把握できるため、図27のようにDCの電流振幅検出部によりDC電流を計測し、これを用いて交流電源の電圧振幅を調整することができる。このような構成とすることで、交流電流を計測するよりも、電流の計測が容易となる。   That is, since the information about the amplitude of the alternating current can be grasped by observing the DC current, the DC current is measured by the DC current amplitude detecting unit as shown in FIG. 27, and the voltage amplitude of the alternating current power source is adjusted using this. Can do. By setting it as such a structure, measurement of an electric current becomes easy rather than measuring an alternating current.

第3の実施形態においても、第1の実施形態と同様に、送電側および受電側に無線部を配置し、変換比調整信号1、2をDC−DC変換器321、322に無線通信を介して通知してもよい(図20、図21参照)。また、当該送電側および受電側に配置した無線部を用いて、交流電源振幅調整信号1、2を、交流電源211、212に無線通信を介して通知してもよい。   In the third embodiment, similarly to the first embodiment, wireless units are arranged on the power transmission side and the power reception side, and the conversion ratio adjustment signals 1 and 2 are transmitted to the DC-DC converters 321 and 322 via wireless communication. May be notified (see FIGS. 20 and 21). In addition, the AC power supply amplitude adjustment signals 1 and 2 may be notified to the AC power supplies 211 and 212 via wireless communication using wireless units arranged on the power transmission side and the power reception side.

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。   Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of components disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.

20:送電部
30:受電部
21:交流電源
221:送電コイルユニット1
222:送電コイルユニット2
281、282、803、1211、1613、1713、1813、1913:容量
291、292、391、392、1604、1704、1801、1904、801、802、282a、282b、292a、292b:コイル
311:受電コイルユニット1
321、322:整流器
331、332:DC−DC変換器
312:受電コイルユニット2
34:負荷
381、382、1211:容量
511、711、512、712、2701:電流振幅検出部
52:送電電流振幅制御部
72:受電電流振幅制御部
310:DC電源
1201〜1204、M1〜M4:スイッチング素子
1201a〜1204a、1501〜1504、1601、1602、1701、1702、1802、1804、1901、1902、1912、1922:ダイオード
1611、1711、1811、1911、1612、1712、1812、1912:出力端子
2001、2002:無線部
611:電流位相検出部
612:電流位相検出部
62:電流位相制御部
20: Power transmission unit 30: Power reception unit 21: AC power source 221 1: Power transmission coil unit 1
222: Power transmission coil unit 2
281, 282, 803, 1211, 1613, 1713, 1813, 1913: Capacitance 291, 292, 391, 392, 1604, 1704, 1801, 1904, 801, 802, 282a, 282b, 292a, 292b: Coil 311: Power receiving coil Unit 1
321, 322: Rectifier 331, 332: DC-DC converter 312: Power receiving coil unit 2
34: Loads 381, 382, 1211: Capacities 511, 711, 512, 712, 2701: Current amplitude detection unit 52: Transmission power amplitude control unit 72: Receiving current amplitude control unit 310: DC power supplies 1201-1204, M1-M4: Switching elements 1201a to 1204a, 1501-1504, 1601, 1602, 1701, 1702, 1802, 1804, 1901, 1902, 1912, 1922: Diodes 1611, 1711, 1811, 1911, 1612, 1712, 1812, 1912: Output terminal 2001 2002: Radio unit 611: Current phase detection unit 612: Current phase detection unit 62: Current phase control unit

Claims (20)

第1の送電コイルと前記第1の送電コイルに直列に接続された容量とを含む第1の送電コイルユニットと、第2の送電コイルと前記第2の送電コイルに直列に接続された容量とを含む第2の送電コイルユニットと、を含む送電部と、
第1の受電コイルと前記第1の受電コイルに直列に接続された容量とを含む第1の受電コイルユニットと、第2の受電コイルと前記第2の受電コイルに直列に接続された容量とを含む第2の受電コイルユニットと、前記第1の受電コイルユニットで受電された電力を直流に変換する第1の整流器と、前記第1の整流器で変換された直流電力の電圧をDC−DC変換する第1のDC−DC変換器と、前記第2の受電コイルユニットで受電された電力を直流に変換する第2の整流器と、前記第2の整流器で変換された直流電力の電圧をDC−DC変換する第2のDC−DC変換器と、を含む受電部とを備え、
前記第1の送電コイルと前記第1の受電コイルとの結合係数の絶対値は、前記第1の送電コイルと前記第2の受電コイルとの結合係数の絶対値よりも大きく、
前記第2の送電コイルと前記第2の受電コイルとの結合係数の絶対値は、前記第2の送電コイルと前記第1の受電コイルとの結合係数の絶対値よりも大きい、
無線電力伝送装置を制御する制御装置であって、
前記第1の送電コイルユニットの電流振幅に関する第1の検出値と、前記第2の送電コイルユニットの電流振幅に関する第2の検出値とに基づき、前記第1のDC−DC変換器の電圧変換比と前記第2のDC−DC変換器の電圧変換比の少なくとも一方を制御する第1制御部
を備えた制御装置。
A first power transmission coil unit including a first power transmission coil and a capacity connected in series to the first power transmission coil; a second power transmission coil; and a capacity connected in series to the second power transmission coil. A second power transmission coil unit including: a power transmission unit including:
A first power receiving coil unit including a first power receiving coil and a capacitor connected in series to the first power receiving coil; a second power receiving coil; a capacitor connected in series to the second power receiving coil; Including a second power receiving coil unit, a first rectifier that converts the power received by the first power receiving coil unit into a direct current, and a DC power voltage converted by the first rectifier. A first DC-DC converter for conversion, a second rectifier for converting electric power received by the second power receiving coil unit into direct current, and a voltage of the direct-current power converted by the second rectifier are converted to DC A second DC-DC converter that performs DC conversion;
The absolute value of the coupling coefficient between the first power transmission coil and the first power reception coil is larger than the absolute value of the coupling coefficient between the first power transmission coil and the second power reception coil,
The absolute value of the coupling coefficient between the second power transmission coil and the second power reception coil is larger than the absolute value of the coupling coefficient between the second power transmission coil and the first power reception coil.
A control device for controlling a wireless power transmission device,
Voltage conversion of the first DC-DC converter based on a first detection value relating to the current amplitude of the first power transmission coil unit and a second detection value relating to the current amplitude of the second power transmission coil unit. A control device comprising: a first control unit that controls at least one of the ratio and the voltage conversion ratio of the second DC-DC converter.
前記第1および第2の検出値の差または比に応じて、前記第1のDC−DC変換器の電圧変換比と前記第2のDC−DC変換器の電圧変換比の少なくとも一方を制御する
請求項1に記載の制御装置。
Control at least one of the voltage conversion ratio of the first DC-DC converter and the voltage conversion ratio of the second DC-DC converter according to the difference or ratio between the first and second detection values. The control device according to claim 1.
前記差が小さくなるように、または、前記差が所定の範囲に含まれるように、または、前記比が所定の値に近づくように、または前記比が所定の範囲に含まれるように、前記第1および第2のDC−DC変換器の電圧変換比の少なくとも一方を制御する
請求項2に記載の制御装置。
So that the difference is reduced, or the difference is included in a predetermined range, or the ratio is close to a predetermined value, or the ratio is included in a predetermined range. The control device according to claim 2, wherein at least one of the voltage conversion ratios of the first and second DC-DC converters is controlled.
前記第1の検出値は、交流電源から前記第1送電コイルユニットに入力される交流電流の振幅を表し、
前記第2の検出値は、前記交流電源または別の交流電源から前記第2送電コイルユニットに入力される交流電流の振幅を表す
請求項1ないし3のいずれか一項に記載の制御装置。
The first detection value represents an amplitude of an alternating current input to the first power transmission coil unit from an alternating current power source,
The control device according to any one of claims 1 to 3, wherein the second detection value represents an amplitude of an alternating current input to the second power transmission coil unit from the alternating current power supply or another alternating current power supply.
第1の直流電源により生成される直流電流を第1のインバータにより変換した交流電流が前記第1送電コイルユニットに入力され、第2の直流電源により生成される直流電流を第2のインバータにより変換した交流電流が前記第2送電コイルユニットに入力され
前記第1の検出値は、前記第1のインバータに入力される前記直流電流の振幅を表し、
前記第2の検出値は、前記第2のインバータに入力される前記直流電流の振幅を表す
請求項1ないし3のいずれか一項に記載の制御装置。
An alternating current obtained by converting a direct current generated by the first direct current power source by the first inverter is input to the first power transmission coil unit, and a direct current generated by the second direct current power source is converted by the second inverter. The alternating current is input to the second power transmission coil unit, the first detection value represents the amplitude of the direct current input to the first inverter,
4. The control device according to claim 1, wherein the second detection value represents an amplitude of the direct current input to the second inverter. 5.
前記受電部は、無線通信を行う無線部を含み、
前記第1のDC−DC変換器の電圧変換比と前記第2のDC−DC変換器の電圧変換比の少なくとも一方を制御するための制御信号を、無線で前記受電部に送信する第1無線部
を備えた請求項1ないし5のいずれか一項に記載の制御装置。
The power receiving unit includes a wireless unit that performs wireless communication,
A first radio that wirelessly transmits a control signal for controlling at least one of the voltage conversion ratio of the first DC-DC converter and the voltage conversion ratio of the second DC-DC converter to the power receiving unit. The control device according to claim 1, further comprising a unit.
前記送電部は、無線通信を行う無線部を含み、
前記送電部から前記第1および第2の検出値を無線で受信する第2無線部
を備えた請求項1ないし5のいずれか一項に記載の制御装置。
The power transmission unit includes a wireless unit that performs wireless communication,
The control device according to claim 1, further comprising: a second wireless unit that wirelessly receives the first and second detection values from the power transmission unit.
前記無線電力伝送装置は、前記第1の送電コイルユニットに交流電流を供給する第1の交流電源と、前記第2の送電コイルユニットに交流電流を供給する第2の交流電源とを含み、
前記第1の受電コイルユニットの電流振幅に関する第3検出値と、前記第2の受電コイルユニットの電流振幅に関する第4の検出値とに基づき、前記第1の交流電源の出力電圧と前記第2の交流電源の出力電圧との少なくとも一方を制御する第2制御部
を備えた請求項1ないし7のいずれか一項に記載の制御装置。
The wireless power transmission device includes a first AC power source that supplies an AC current to the first power transmission coil unit, and a second AC power source that supplies an AC current to the second power transmission coil unit,
Based on the third detection value related to the current amplitude of the first power receiving coil unit and the fourth detection value related to the current amplitude of the second power receiving coil unit, the output voltage of the first AC power supply and the second The control apparatus as described in any one of Claim 1 thru | or 7 provided with the 2nd control part which controls at least one of the output voltage of AC power supply of.
前記第2制御部は、前記第3および第4の検出値の差または比に応じて、前記第1の交流電源部の出力電圧と前記第2の交流電源部の出力電圧の少なくとも一方を制御する
請求項8に記載の制御装置。
The second control unit controls at least one of an output voltage of the first AC power supply unit and an output voltage of the second AC power supply unit according to a difference or ratio between the third and fourth detection values. The control device according to claim 8.
前記第2制御部は、前記差が小さくなるように、または、前記差が所定の範囲に含まれるように、または、前記比が所定の値に近づくように、または前記比が所定の範囲に含まれるように、前記第1および第2の交流電源の出力電圧の少なくとも一方を制御する
請求項9に記載の制御装置。
The second control unit may be configured such that the difference is reduced, the difference is included in a predetermined range, the ratio approaches a predetermined value, or the ratio is in a predetermined range. The control device according to claim 9, wherein at least one of the output voltages of the first and second AC power supplies is controlled so as to be included.
前記第3の検出値は、前記第1整流器に入力される交流電流の振幅を表し、
前記第4の検出値は、前記第2整流器に入力される交流電流の振幅を表す
請求項8ないし10のいずれか一項に記載の制御装置。
The third detection value represents an amplitude of an alternating current input to the first rectifier,
The control device according to any one of claims 8 to 10, wherein the fourth detection value represents an amplitude of an alternating current input to the second rectifier.
前記第3の検出値は、前記第1整流器から出力される直流電流の振幅を表し、
前記第4の検出値は、前記第2整流器から出力される直流電流の振幅を表す
請求項8ないし10のいずれか一項に記載の制御装置。
The third detection value represents an amplitude of a direct current output from the first rectifier,
The control device according to any one of claims 8 to 10, wherein the fourth detection value represents an amplitude of a direct current output from the second rectifier.
前記送電部は、無線通信を行う無線部を備え、
前記第1の交流電源の出力電圧と前記第2の交流電源の出力電圧との少なくとも一方を制御する制御信号を無線で前記送電部に送信する第3無線部
を備えた請求項8ないし12のいずれか一項に記載の制御装置。
The power transmission unit includes a wireless unit that performs wireless communication,
The third wireless unit that wirelessly transmits a control signal for controlling at least one of an output voltage of the first AC power source and an output voltage of the second AC power source to the power transmission unit. The control device according to any one of the above.
前記受電部は、無線通信を行う無線部を備え、
前記第3および第4の検出値を無線で前記受電部から受信する第4無線部
を備えた請求項8ないし12のいずれか一項に記載の制御装置。
The power receiving unit includes a wireless unit that performs wireless communication,
The control device according to claim 8, further comprising a fourth wireless unit that wirelessly receives the third and fourth detection values from the power receiving unit.
前記第1制御部と前記第2制御部とを同時に動作しないように制御する
請求項8ないし14のいずれか一項に記載の制御装置。
The control device according to any one of claims 8 to 14, wherein the first control unit and the second control unit are controlled so as not to operate simultaneously.
前記送電部は、前記第1の送電コイルユニットに交流電流を供給する第1の交流電源と、前記第2の送電コイルユニットに交流電流を供給する第2の交流電源とを備えており、
前記第1の送電コイルユニットと前記第2の送電コイルユニットに流れる電流の位相が逆位相または略逆位相となるように、前記第1の交流電源と前記第2の交流電源を制御する第3制御部
を備えた請求項1ないし15のいずれか一項に記載の制御装置。
The power transmission unit includes a first AC power source that supplies an AC current to the first power transmission coil unit, and a second AC power source that supplies an AC current to the second power transmission coil unit,
A third control unit that controls the first AC power source and the second AC power source so that phases of currents flowing through the first power transmission coil unit and the second power transmission coil unit are opposite or substantially opposite to each other; The control device according to any one of claims 1 to 15, further comprising a control unit.
第1の受電コイルと前記第1の受電コイルに直列に接続された容量とを含む第1の受電コイルユニットと、第2の受電コイルと前記第2の受電コイルに直列に接続された容量とを含む第2の受電コイルユニットと、前記第1の受電コイルユニットで受電された電力を直流に変換する第1の整流器と、前記第1の整流器で変換された直流電力の電圧をDC−DC変換する第1のDC−DC変換器と、前記第2の受電コイルユニットで受電された電力を直流に変換する第2の整流器と、前記第2の整流器で変換された直流電力の電圧をDC−DC変換する第2のDC−DC変換器と、を備えた受電装置に無線で電力を伝送する送電装置であって、
第1の送電コイルと、前記第1の送電コイルに直列に接続された容量とを含む第1の送電コイルユニットと、
第2の送電コイルと、前記第2の送電コイルに直列に接続された容量とを含む第2の送電コイルユニットと、
前記第1の送電コイルユニットの電流振幅に関する第1の検出値と、前記第2の送電コイルユニットの電流振幅に関する第2の検出値とに基づき、前記第1のDC−DC変換器の電圧変換比と前記第2のDC−DC変換器の電圧変換比の少なくとも一方を制御する制御部と
を備え、
前記第1の送電コイルと前記第1の受電コイルとの結合係数の絶対値は、前記第1の送電コイルと前記第1の送電コイルおよび前記第2の受電コイルとの結合係数の絶対値よりも大きく、
前記第2の送電コイルと前記第2の受電コイルとの結合係数の絶対値は、前記第2の送電コイルと前記第1の受電コイルとの結合係数の絶対値よりも大きい
送電装置。
A first power receiving coil unit including a first power receiving coil and a capacitor connected in series to the first power receiving coil; a second power receiving coil; a capacitor connected in series to the second power receiving coil; Including a second power receiving coil unit, a first rectifier that converts the power received by the first power receiving coil unit into a direct current, and a DC power voltage converted by the first rectifier. A first DC-DC converter for conversion, a second rectifier for converting electric power received by the second power receiving coil unit into direct current, and a voltage of the direct-current power converted by the second rectifier are converted to DC A power transmission device that wirelessly transmits power to a power reception device including a second DC-DC converter that performs DC conversion,
A first power transmission coil unit including a first power transmission coil and a capacitor connected in series to the first power transmission coil;
A second power transmission coil unit including a second power transmission coil and a capacity connected in series to the second power transmission coil;
Voltage conversion of the first DC-DC converter based on a first detection value relating to the current amplitude of the first power transmission coil unit and a second detection value relating to the current amplitude of the second power transmission coil unit. A control unit that controls at least one of the ratio and the voltage conversion ratio of the second DC-DC converter,
The absolute value of the coupling coefficient between the first power transmission coil and the first power reception coil is based on the absolute value of the coupling coefficient between the first power transmission coil, the first power transmission coil, and the second power reception coil. Big
The absolute value of the coupling coefficient between the second power transmission coil and the second power receiving coil is greater than the absolute value of the coupling coefficient between the second power transmission coil and the first power receiving coil.
第1の送電コイルと第1の送電コイルに直列に接続された容量とを含む第1の送電コイルユニットと、第2の送電コイルと第2の送電コイルに直列に接続された容量とを含む第2の送電コイルユニットと、を含む送電装置から無線で電力を受電する受電装置であって、
第1の受電コイルと、前記第1の受電コイルに直列に接続された容量とを含む第1の受電コイルユニットと、
第2の受電コイルと、前記第2の受電コイルに直列に接続された容量とを含む第2の受電コイルユニットと、
前記第1の受電コイルユニットで受電された電力を直流に変換する第1の整流器と、
前記第1の整流器で変換された直流電力の電圧をDC−DC変換する第1のDC−DC変換器と、
前記第2の受電コイルユニットで受電された電力を直流に変換する第2の整流器と、
前記第2の整流器で変換された直流電力の電圧をDC−DC変換する第2のDC−DC変換器と、
前記第1の送電コイルユニットの電流振幅に関する第1の検出値と、前記第2の送電コイルユニットの電流振幅に関する第2の検出値とに基づき、前記第1のDC−DC変換器の電圧変換比と前記第2のDC−DC変換器の電圧変換比の少なくとも一方を制御する制御部とを備え
前記第1の送電コイルと前記第1の受電コイルとの結合係数の絶対値は、前記第1の送電コイルと前記第1の送電コイルおよび前記第2の受電コイルとの結合係数の絶対値よりも大きく、
前記第2の送電コイルと前記第2の受電コイルとの結合係数の絶対値は、前記第2の送電コイルと前記第1の受電コイルとの結合係数の絶対値よりも大きい
受電装置。
A first power transmission coil unit including a first power transmission coil and a capacity connected in series to the first power transmission coil; and a second power transmission coil and a capacity connected in series to the second power transmission coil. A power receiving device that wirelessly receives power from a power transmission device including a second power transmission coil unit,
A first power receiving coil unit including a first power receiving coil and a capacitor connected in series to the first power receiving coil;
A second power receiving coil unit including a second power receiving coil and a capacitor connected in series to the second power receiving coil;
A first rectifier for converting electric power received by the first power receiving coil unit into direct current;
A first DC-DC converter for DC-DC converting the voltage of the DC power converted by the first rectifier;
A second rectifier that converts electric power received by the second power receiving coil unit into direct current;
A second DC-DC converter for DC-DC converting the voltage of the DC power converted by the second rectifier;
Voltage conversion of the first DC-DC converter based on a first detection value relating to the current amplitude of the first power transmission coil unit and a second detection value relating to the current amplitude of the second power transmission coil unit. And a control unit that controls at least one of the voltage conversion ratio of the second DC-DC converter, the absolute value of the coupling coefficient between the first power transmission coil and the first power reception coil is the first value. Greater than the absolute value of the coupling coefficient between one power transmission coil, the first power transmission coil, and the second power reception coil;
The absolute value of the coupling coefficient between the second power transmission coil and the second power reception coil is greater than the absolute value of the coupling coefficient between the second power transmission coil and the first power reception coil.
第1の送電コイルと前記第1の送電コイルに直列に接続された容量とを含む第1の送電コイルユニットと、第2の送電コイルと前記第2の送電コイルに直列に接続された容量とを含む第2の送電コイルユニットと、を含む送電部と、
第1の受電コイルと前記第1の受電コイルに直列に接続された容量とを含む第1の受電コイルユニットと、第2の受電コイルと前記第2の受電コイルに直列に接続された容量とを含む第2の受電コイルユニットと、前記第1の受電コイルユニットで受電された電力を直流に変換する第1の整流器と、前記第1の整流器で変換された直流電力の電圧をDC−DC変換する第1のDC−DC変換器と、前記第2の受電コイルユニットで受電された電力を直流に変換する第2の整流器と、前記第2の整流器で変換された直流電力の電圧をDC−DC変換する第2のDC−DC変換器と、を含む受電部と、
前記第1の送電コイルユニットの電流振幅に関する第1の検出値と、前記第2の送電コイルユニットの電流振幅に関する第2の検出値とに基づき、前記第1のDC−DC変換器の電圧変換比と前記第2のDC−DC変換器の電圧変換比の少なくとも一方を制御する制御部とを備え、
前記第1の送電コイルと前記第1の受電コイルとの結合係数の絶対値は、前記第1の送電コイルと前記第2の受電コイルとの結合係数の絶対値よりも大きく、
前記第2の送電コイルと前記第2の受電コイルとの結合係数の絶対値は、前記第2の送電コイルと前記第1の受電コイルとの結合係数の絶対値よりも大きい、
無線電力伝送装置。
A first power transmission coil unit including a first power transmission coil and a capacity connected in series to the first power transmission coil; a second power transmission coil; and a capacity connected in series to the second power transmission coil. A second power transmission coil unit including: a power transmission unit including:
A first power receiving coil unit including a first power receiving coil and a capacitor connected in series to the first power receiving coil; a second power receiving coil; a capacitor connected in series to the second power receiving coil; Including a second power receiving coil unit, a first rectifier that converts the power received by the first power receiving coil unit into a direct current, and a DC power voltage converted by the first rectifier. A first DC-DC converter for conversion, a second rectifier for converting electric power received by the second power receiving coil unit into direct current, and a voltage of the direct-current power converted by the second rectifier are converted to DC A power receiving unit including a second DC-DC converter that performs DC conversion;
Voltage conversion of the first DC-DC converter based on a first detection value relating to the current amplitude of the first power transmission coil unit and a second detection value relating to the current amplitude of the second power transmission coil unit. A controller for controlling at least one of the ratio and the voltage conversion ratio of the second DC-DC converter,
The absolute value of the coupling coefficient between the first power transmission coil and the first power reception coil is larger than the absolute value of the coupling coefficient between the first power transmission coil and the second power reception coil,
The absolute value of the coupling coefficient between the second power transmission coil and the second power reception coil is larger than the absolute value of the coupling coefficient between the second power transmission coil and the first power reception coil.
Wireless power transmission device.
第1の送電コイルと前記第1の送電コイルに直列に接続された容量とを含む第1の送電コイルユニットと、第2の送電コイルと前記第2の送電コイルに直列に接続された容量とを含む第2の送電コイルユニットと、を含む送電部と、
第1の受電コイルと前記第1の受電コイルに直列に接続された容量とを含む第1の受電コイルユニットと、第2の受電コイルと前記第2の受電コイルに直列に接続された容量とを含む第2の受電コイルユニットと、前記第1の受電コイルユニットで受電された電力を直流に変換する第1の整流器と、前記第1の整流器で変換された直流電力の電圧をDC−DC変換する第1のDC−DC変換器と、前記第2の受電コイルユニットで受電された電力を直流に変換する第2の整流器と、前記第2の整流器で変換された直流電力の電圧をDC−DC変換する第2のDC−DC変換器と、を含む受電部とを備え、
前記第1の送電コイルと前記第1の受電コイルとの結合係数の絶対値は、前記第1の送電コイルと前記第2の受電コイルとの結合係数の絶対値よりも大きく、
前記第2の送電コイルと前記第2の受電コイルとの結合係数の絶対値は、前記第2の送電コイルと前記第1の受電コイルとの結合係数の絶対値よりも大きい、
無線電力伝送装置を制御する制御方法であって、
前記第1の送電コイルユニットの電流振幅に関する第1の検出値と、前記第2の送電コイルユニットの電流振幅に関する第2の検出値とに基づき、前記第1のDC−DC変換器の電圧変換比と前記第2のDC−DC変換器の電圧変換比の少なくとも一方を制御する
制御方法。
A first power transmission coil unit including a first power transmission coil and a capacity connected in series to the first power transmission coil; a second power transmission coil; and a capacity connected in series to the second power transmission coil. A second power transmission coil unit including: a power transmission unit including:
A first power receiving coil unit including a first power receiving coil and a capacitor connected in series to the first power receiving coil; a second power receiving coil; a capacitor connected in series to the second power receiving coil; Including a second power receiving coil unit, a first rectifier that converts the power received by the first power receiving coil unit into a direct current, and a DC power voltage converted by the first rectifier. A first DC-DC converter for conversion, a second rectifier for converting electric power received by the second power receiving coil unit into direct current, and a voltage of the direct-current power converted by the second rectifier are converted to DC A second DC-DC converter that performs DC conversion;
The absolute value of the coupling coefficient between the first power transmission coil and the first power reception coil is larger than the absolute value of the coupling coefficient between the first power transmission coil and the second power reception coil,
The absolute value of the coupling coefficient between the second power transmission coil and the second power reception coil is larger than the absolute value of the coupling coefficient between the second power transmission coil and the first power reception coil.
A control method for controlling a wireless power transmission device, comprising:
Voltage conversion of the first DC-DC converter based on a first detection value relating to the current amplitude of the first power transmission coil unit and a second detection value relating to the current amplitude of the second power transmission coil unit. A control method for controlling at least one of a ratio and a voltage conversion ratio of the second DC-DC converter.
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