KR20120073094A - 급전 장치 및 급전 장치를 구비한 비접촉 급전 시스템 - Google Patents

급전 장치 및 급전 장치를 구비한 비접촉 급전 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전자 공명 결합 방식의 비접촉 급전에서 급전 장치 내부 또는 수전 장치 내부에서의 전자 유도 결합의 결합 계수를 최적 값으로 함으로써, 급전 장치와 수전 장치의 배치(전자 공명 결합에서의 결합 계수)에 상관없이 공진 주파수에 대한 전력의 전송 효율을 높일 수 있는 전자 공명 결합 방식을 사용한 급전 장치 및 급전 장치를 구비한 비접촉 급전 시스템을 제공한다.
급전 장치의 고주파 전원으로부터 출력되는 전력에 대한 반사 성분인 S11 파라미터를 모니터링하여 급전 장치 내의 송전 코일과 제 1 공명 코일의 위치(거리)와 수전 장치 내의 수전 코일과 제 2 공명 코일의 위치(거리) 중 어느 한쪽 또는 양쪽 모두를 변경함으로써 전자 유도 결합에서의 결합 계수를 조정하고 S11 파라미터를 최소로 할 수 있으므로, 급전 장치와 수전 장치의 배치(전자 공명 결합에서의 결합 계수)에 상관없이 전력의 전송 효율의 향상을 도모할 수 있는 급전 장치 또는 비접촉 급전 시스템이다.

Description

급전 장치 및 급전 장치를 구비한 비접촉 급전 시스템{POWER FEEDING DEVICE AND CONTACTLESS POWER FEEDING SYSTEM PROVIDED WITH POWER FEEDING DEVICE}
본 발명은 급전 장치 및 급전 장치를 구비한 비접촉 급전 시스템에 관한 것이다.
근년에 들어 다양한 전자 기기가 보급되고 있고 다양한 제품이 시장에 출하되고 있다. 근년에 들어 휴대 전화 및 디지털 비디오 카메라 등의 휴대형 전자 기기의 보급이 현저하지만, 전력으로 구동되는 전기 자동차나 하이브리드카 등의 전동 차량도 제품으로서 사장에 나오고 있다.
보통 이러한 전자 기기나 전동 차량에는 축전 수단인 배터리가 내장되고, 배터리를 충전하기 위한 급전 방법으로서 가정용 교류 전원과 배터리를 직접적으로 접촉시키는 방법을 사용하는 것이 현상이다.
한편, 비접촉으로 배터리를 충전하는 급전 방법에 대한 연구 개발도 진행되고 있고, 대표적인 방식으로서 전자 결합 방식(전자 유도 방식이라고도 함), 전파 방식(마이크로파 방식이라고도 함), 전자 공명 방식(전자 공명 결합 방식이라고도 함) 등을 들 수 있다.
또한, 상기 전자 공명 방식을 이용한 비접촉의 급전 방법에서는 특허문헌 1 내지 특허문헌 3에 기재된 바와 같이, 전력의 전송 효율(송전 효율)의 향상을 도모하기 위하여 다양한 개발이 진행되고 있다. 전자 공명 방식의 비접촉 급전 방법의 경우에는, 전력을 받는 장치(이하, 수전 장치라고 기재함)와 전력을 공급하는 장치(이하, 급전 장치라고 기재함)의 공진 주파수가 일치되더라도 반드시 최대의 전력 전송 효율이 얻어지는 것이 아니다. 전송 효율을 높이기 위하여 중요한 것은 급전 장치와 수전 장치 사이의 전자 공명 결합에서의 결합 계수이며, 결합 계수의 값이 지나치게 커도 전송 효율이 저하되어 버린다. 그러나, 전자 공명 결합에서의 결합 계수는 급전 장치와 수전 장치의 배치(거리)에 따라 변화된다. 따라서, 급전 장치와 수전 장치의 배치(전자 공명 결합에서의 결합 계수)에 상관없이 최대의 전송 효율이 얻어지도록 제어하는 것이 공명형 비접촉 급전 기술에서 안정적으로 전력을 전송하는 데 중요하다.
일본국 특개2010-193598호 공보 일본국 특개2010-239690호 공보 일본국 특개2010-252468호 공보
그래서 본 발명의 일 형태에서는 전자 공명 결합 방식의 비접촉 급전에서 급전 장치 내부 또는 수전 장치 내부의 전자 유도 결합의 결합 계수를 최적 값으로 함으로써 급전 장치와 수전 장치의 배치(전자 공명 결합에서의 결합 계수)에 상관없이 공진 주파수에 대한 전력의 전송 효율을 높일 수 있는 전자 공명 결합 방식을 사용한 급전 장치 및 급전 장치를 구비한 비접촉 급전 시스템을 제공한다.
본 발명의 일 형태는 급전 장치의 고주파 전원으로부터 출력되는 전력에 대한 반사 성분인 S11 파라미터를 모니터링하여 급전 장치 내의 송전 코일과 제 1 공명 코일의 위치(거리)와 수전 장치 내의 수전 코일과 제 2 공명 코일의 위치(거리)의 어느 한 쪽 또는 양쪽 모두를 변경함으로써 전자 유도 결합에서의 결합 계수를 조정하고 S11 파라미터를 최소 값으로 할 수 있으므로, 급전 장치와 수전 장치의 배치(전자 공명 결합에서의 결합 계수)에 상관없이 전력의 전송 효율의 향상을 도모할 수 있는 급전 장치 또는 비접촉 급전 시스템이다.
본 발명의 일 형태는 고주파 전원에 전기적으로 접속된 송전 코일과, 송전 코일과의 사이에서 전자 유도 결합하는 공명 코일을 포함한 공명 회로와, 고주파 전원으로부터 출력되는 전력에 대한 반사 성분을 검출하는 검출기와, 검출기와 전기적으로 접속된 제어 회로와, 제어 회로와 전기적으로 접속된 이동 수단을 갖고, 반사 성분에 의거하여 제어 회로로부터 송신되는 신호에 의하여 이동 수단이 공명 회로의 위치를 제어하는 것을 특징으로 하는 급전 장치이다.
또한, 상기 구성에서 이동 수단이 송전 코일의 위치를 제어하는 구성으로 하여도 좋다.
본 발명의 일 형태는 전자 공명 결합에 의거하여 전력을 전송하는 급전 장치와 수전 장치이며 급전 장치는 고주파 전원에 전기적으로 접속된 송전 코일과, 송전 코일과의 사이에서 전자 유도 결합하는 공명 코일을 포함한 공명 회로와, 고주파 전원으로부터 출력되는 전력에 대한 반사 성분을 검출하는 검출기와, 검출기와 전기적으로 접속된 제어 회로와, 제어 회로와 전기적으로 접속된 이동 수단을 갖고, 반사 성분에 의거하여 제어 회로로부터 송신되는 신호에 의하여 이동 수단이 공명 회로의 위치를 제어하는 것을 특징으로 하는 비접촉 급전 시스템이다.
또한, 상기 구성에서 이동 수단이 송전 코일의 위치를 제어하는 구성으로 하여도 좋다.
본 발명의 일 형태는 전자 공명 결합에 의거하여 전력을 전송하는 급전 장치와 수전 장치이며 급전 장치는 고주파 전원에 전기적으로 접속된 송전 코일과, 송전 코일과의 사이에서 전자 유도 결합하는 제 1 공명 코일을 포함한 제 1 공명 회로와, 고주파 전원으로부터 출력되는 전력에 대한 반사 성분을 검출하는 검출기와, 검출기와 전기적으로 접속된 제 1 제어 회로와, 제 1 제어 회로와 전기적으로 접속된 제 1 송수신 회로를 갖고, 수전 장치는 부하에 전기적으로 접속된 수전 코일과, 수전 코일과의 사이에서 전자 유도 결합하는 제 2 공명 코일을 포함한 제 2 공명 회로와, 제 2 송수신 회로와, 제 2 송수신 회로와 전기적으로 접속된 제 2 제어 회로와, 제 2 제어 회로와 전기적으로 접속된 이동 수단을 갖고, 반사 성분에 의거하여 제 1 제어 회로로부터 송신되는 신호를 제 1 송수신 회로에서 제 2 송수신 회로를 통하여 제 2 제어 회로에 송신하고, 제 2 제어 회로로부터 송신되는 신호에 의하여 이동 수단이 제 2 공명 회로의 위치를 제어하는 것을 특징으로 하는 비접촉 급전 시스템이다.
또한, 상기 구성에서 이동 수단이 송전 코일의 위치를 제어하는 구성으로 하여도 좋다. 또한, 상기 구성에서 제 1 공명 회로와 제 2 공명 회로의 양쪽 모두 또는 송전 코일과 수전 코일의 양쪽 모두의 위치를 제어하는 구성으로 하여도 좋다.
또한, 상기 각 구성에서 반사 성분의 지표로서 S11 파라미터를 사용하는 구성으로 하여도 좋다.
본 발명의 일 형태에 의하여 급전 장치 내부 또는 수전 장치 내부의 전자 유도 결합의 결합 계수를 최적 값으로 할 수 있으므로 급전 장치와 수전 장치의 배치(거리)에 상관없이 공진 주파수에 대한 전력의 전송 효율을 높일 수 있는 전자 공명 결합 방식을 사용한 급전 장치 및 급전 장치를 구비한 비접촉 급전 시스템을 제공할 수 있다.
도 1은 실시형태 1을 설명하기 위한 도면.
도 2는 실시형태 1을 설명하기 위한 흐름도.
도 3은 실시형태 1을 설명하기 위한 도면.
도 4(A) 및 도 4(B)는 실시형태 1을 설명하기 위한 도면.
도 5는 실시형태 1을 설명하기 위한 도면.
도 6은 실시형태 2를 설명하기 위한 도면.
도 7은 실시형태 2를 설명하기 위한 흐름도.
도 8은 실시형태 2를 설명하기 위한 도면.
도 9(A) 및 도 9(B)는 실시형태 2를 설명하기 위한 도면.
도 10(A) 및 도 10(B)는 실시형태 2를 설명하기 위한 도면.
도 11(A) 및 도 11(B)는 실시형태 3을 설명하기 위한 도면.
도 12는 실시예 1을 설명하기 위한 도면.
도 13은 실시예 1에서의 전송 효율의 측정 결과를 도시한 도면.
본 발명의 실시형태에 대하여 도면을 참조하면서 이하에 설명한다. 다만, 본 발명은 많은 다른 형태로 실시할 수 있고, 본 발명의 취지 및 그 범위에서 벗어남이 없이 그 형태 및 상세한 사항을 다양하게 변경할 수 있다는 것은 당업자라면 용이하게 이해할 수 있다. 따라서, 본 발명은 실시형태에 기재된 내용에만 한정하여 해석되는 것이 아니다. 또한, 이하에 설명하는 발명의 구성에서 같은 것을 가리키는 부호는 상이한 도면간에서 공통적으로 사용한다.
(실시형태 1)
본 실시형태에서는 본 발명의 일 형태인 전자 공명 방식을 사용하여 비접촉으로 급전하는 급전 장치 및 전자 공명 방식을 사용한 비접촉 급전 시스템에 대하여 설명한다. 구체적으로는, 급전 장치의 고주파 전원으로부터 출력되는 전력에 대한 반사 성분을 최소로 하기 위하여 반사 성분을 나타내는 S11 파라미터에 의거하여 급전 장치(101)의 제 1 공명 코일(106) 또는 제 1 공명 회로(111)의 위치(d)를 이동시키는 구성이다. 또한, 반사 성분을 나타내는 S11 파라미터를 최소로 하는 것은 전송 효율을 나타내는 S21 파라미터를 최대로 하는 것과 같은 뜻을 갖는 것으로 한다.
도 1은 급전 장치(101) 및 수전 장치(102)의 블록도를 도시한 것이다. 또한, 급전 장치(101)와 수전 장치(102)는 각각의 공명 코일이 공명 결합(전자 공명 결합이라고도 함)함으로써 비접촉으로 전력을 전송할 수 있다.
급전 장치(101)는 고주파 전원(103), 커플러(방향성 결합기라고도 함)(104), 송전 코일(105), 제 1 공명 코일(106), 용량 소자(107), 검출기(108), 제어 회로(109), 이동 수단(110), 제 1 공명 회로(111)를 갖는다. 또한, 용량 소자(107)는 부유 용량이라도 좋다.
수전 장치(102)는 제 2 공명 코일(112), 용량 소자(113), 수전 코일(114), 부하(115)를 갖는다. 또한, 용량 소자(113)는 부유 용량이라도 좋다.
급전 장치(101)에서 송전 코일(105)은 커플러(104)를 통하여 고주파 전원(103)과 전기적으로 접속된다. 또한, 송전 코일(105)은 전선을 감아 형성한 것 등을 사용하면 좋고, 보통 한 바퀴 감은 루프 코일로 형성된다.
고주파 전원(103)은 소정의 고주파 전압(예를 들어, 수MHz 내지 십수MHz 정도)을 출력할 수 있는 전원 회로이다. 본 실시형태에서의 급전 장치(101)의 고주파 전원(103)으로부터 출력되는 교류 신호로 발진되는 주파수(발진 주파수)는 특히 한정되지 않고, 전자 공명 방식으로 전력을 전송할 수 있는 발진 주파수라면 좋다. 급전용 전자기파의 발진 주파수는, 예를 들어, 수kHz의 주파수 대역 내지 수GHz의 주파수 대역에서 이용할 수 있다. 본 실시형태에서의 경우에는, 특히, 수MHz의 주파수 대역이라면 간이한 LC 공진에 의거한 전자 공명 현상이 도모되기 때문에 전력 전송 효율과 설계 용이성의 점에서 바람직하다.
또한, 커플러(104)는 고주파 전원(103)으로부터 출력되는 전력이 송전 코일(105)에서 반사되는 손실 성분(이하, 반사 성분이라고 기재함)을 나타내는 S11 파라미터를 분리하여 추출할 수 있는 회로이다.
제 1 공명 코일(106)은 용량 소자(107)를 구비한다. 제 1 공명 코일(106)은 전선을 감아 형성한 것 등을 사용하면 좋고, 재질이나 단면적, 배선 길이, 코일 직경 등에 의하여 제 1 공명 코일(106)의 임피던스(공진 주파수, Q값)를 제어할 수 있다. 제 1 공명 코일(106)은 Q값을 높게(예를 들어, 100 이상으로) 설정하는 것이 바람직하다. 또한, 용량 소자(107)는 제 1 공명 코일(106)의 기생 용량이라도 좋고, 제 1 공명 코일(106)에서 독립적으로 설치하여도 좋다. 또한, 여기서는, 제 1 공명 코일(106)과 용량 소자(107)를 포함하여 제 1 공명 회로로 한다.
또한, 송전 코일(105)에서 제 1 공명 코일(106)에 전자 유도 결합(유도 결합이라고도 함)에 의하여 비접촉으로 전력을 공급하기 위한 신호가 송신된다.
검출기(108)는 커플러(104)에서 얻어지는 S11 파라미터의 강도를 검출하기 위한 것이다. 구체적으로는, 아날로그 값인 S11 파라미터의 강도를 디지털 값으로 변환하고, 상기 디지털 값인 S11 파라미터의 강도를 제어 회로(109)에 송신하는 회로다. 커플러(104)와 검출기(108) 사이에 증폭기(앰프)나 정류 회로가 설치되어도 좋다.
제어 회로(109)는 검출기(108)로부터 출력되는 S11 파라미터의 강도에 의거하여 제 1 공명 회로(111) 또는 제 1 공명 회로(111)에 포함된 제 1 공명 코일(106)의 위치를 변경시킬 수 있는 이동 수단(110)에 이동에 관한 신호를 송신함으로써 이동 수단(110)에 의한 조작을 제어하는 기능을 갖는다. 또한, 이동 수단(110)은 제어 회로(109)로부터 송신되는 신호에 의거하여 작용하는 것이라면 좋다. 일례로서 전동 모터 등을 들 수 있다.
수전 장치(102)에서 제 2 공명 코일(112)은 용량 소자(113)를 구비한다. 제 2 공명 코일(112)은 전선을 감아 형성한 것 등을 사용하면 좋고, 그 재질이나 단면적, 배선 길이, 코일 직경 등에 의하여 제 2 공명 코일(112)의 임피던스(공진 주파수, Q값)를 제어할 수 있다. 제 2 공명 코일(112)은 Q값이 높게(예를 들어, 100 이상으로) 설정되고, 또 권선수(捲線數), 형상, 크기 등은 급전 장치(101)의 제 1 공명 코일(106)과 동등한 것이 바람직하다. 또한, 용량 소자(113)는 제 2 공명 코일(112)의 기생 용량이라도 좋고, 제 2 공명 코일(112)에서 독립적으로 설치하여도 좋다.
또한, 급전 장치(101)의 수전 코일(114)은 부하(115)와 전기적으로 접속된다. 또한, 수전 코일(114)은 전선을 감아 형성한 것 등을 사용하면 좋고, 보통 한 바퀴 감은 루프 코일로 형성된다.
부하(115)는 비접촉으로 급전됨으로써 작용하는 것이면 좋다. 일례로서, 배터리나 전동 모터 등이 있고, 구체적으로는, 휴대 전화 등 배터리로 동작하는 전자 기기 및 전동 차량을 들 수 있다. 또한, 수전 장치(102)에서 부하(115)와 수전 코일(114) 사이에 수전 코일(114)에 전송된 교류 전압을 부하(115)에서 사용하는 직류 전압으로 변환하기 위한 정류 회로 및 DCDC 컨버터 등의 회로를 갖는 구성이라도 좋다.
급전 장치(101)의 제 1 공명 코일(106)과 수전 장치(102)의 제 2 공명 코일(112) 사이에서는 전자 공명 결합에 의하여 비접촉으로 전력을 공급하기 위한 신호가 송수신된다. 비접촉 급전 중 전자 공명 결합은 1m 이내의 거리라면 전장 또는 자장에 의하여 고효율로 전력을 송전할 수 있고, 같은 비접촉 급전인 전자 유도 결합에 의한 전력보다 큰 전력을 송전할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 형태인 비접촉 급전 시스템의 흐름도를 도시한 것이다. 또한, 도 2의 흐름도를 설명할 때 도 1의 블록도를 참조한다.
도 2에 도시한 단계(201)에서는 고주파 전원(103)을 ON 상태로 한다. 이로써, 원하는 발진 주파수(f0)의 교류 전압이 연속적으로 출력된다.
다음에, 단계(202)에서는 제 1 공명 코일(106) 또는 제 1 공명 회로(111)의 위치(d)의 초기 값(d=0)을 설정한다.
다음에, 단계(203)에서는 검출기(108)로부터 출력되는 송전 코일(105)에서의 반사 성분을 나타내는 S11 파라미터를 수득한다.
다음에, 단계(204)에서는 단계(203)에서 얻어진 S11 파라미터에 의거하여 제어 회로(109)로부터 송신되는 신호에 의하여 이동 수단(110)이 제 1 공명 코일(106) 또는 제 1 공명 회로(111)의 위치(d)를 Δd 이동시킨다(→+Δd).
다음에, 단계(205)에서 검출기(108)로부터 출력되는 송전 코일(105)에서의 반사 성분을 나타내는 S11 파라미터를 다시 수득한다.
다음에, 단계(206)에서 제 1 공명 코일(106) 또는 제 1 공명 회로(111)의 위치(d)의 이동이 최대 값(d→max)이 아니면, 단계(204)로 되돌아가 이동 수단(110)이 제 1 공명 코일(106) 또는 제 1 공명 회로(111)의 위치(d)를 이동시키고 S11 파라미터를 수득하는 단계를 반복한다. 한편, 제 1 공명 코일(106) 또는 제 1 공명 회로(111)의 위치(d)의 이동이 최대 값(d→max)이 되면, 단계(207)로 진행되고, 이동 수단(110)이 제 1 공명 코일(106) 또는 제 1 공명 회로(111)의 위치(d)를 이동시킨 위치 중 S11 파라미터가 최소가 되는 위치에 제 1 공명 코일(106) 또는 제 1 공명 회로(111)의 위치(d)를 이동시켜 종료시킨다.
또한, 제 1 공명 코일(106) 또는 제 1 공명 회로(111)의 위치(d)의 이동은 도 3에 도시한 바와 같이 행해진다. 즉, 제 1 공명 코일(106)의 위치(d)는 이동 수단(110)에 의하여 위치(d)의 초기 값(d=0)에서 최대 값(d=max)까지 이동시킨다. 또한, 도 3에는 제 1 공명 코일(106)밖에 도시되지 않았지만, 도 4(A)에 도시된 바와 같이 용량 소자를 포함한 제 1 공명 회로(111)의 경우도 마찬가지로 이동시키는 것으로 한다. 또한, 도 4(B)에 도시된 바와 같이, 도 4(A)와 상이한 방향으로 이동시켜도 좋다. 즉, 어느 방향으로 이동시킨 경우에나 S11 파라미터가 최소가 되는 위치를 얻을 수 있으면 좋다.
또한, 본 실시형태에 기재한 구성에서 도 5에 도시한 바와 같이 S11 파라미터에 의거하여 제어 회로(109)로부터 송신되는 신호에 의하여 이동 수단(110)이 송전 코일(105)의 위치를 이동시키는 구성으로 하여도 좋다. 또한, 이 경우에도 이동 수단(110)이 송전 코일(105)을 이동시키는 구성 외는 미리 설명한 제 1 공명 코일(106) 또는 제 1 공명 회로(111)를 이동시키는 구성과 마찬가지이므로 설명은 생략한다.
본 실시형태에 기재한 본 발명의 일 형태는 급전 장치 내부의 송전 코일과 공명 코일의 위치를 변경함으로써 전자 유도 결합에서의 결합 계수를 조정하고 고주파 전원으로부터 출력되는 전력에 대한 반사 성분(S11 파라미터)을 최소로 할 수 있으므로, 급전 장치와 수전 장치의 배치(전자 공명 결합에서의 결합 계수)에 상관없이 전력의 전송 효율을 높일 수 있는 전자 공명 결합 방식을 사용한 급전 장치 및 급전 장치를 구비한 비접촉 급전 시스템을 제공할 수 있다.
또한, 본 실시형태는 다른 실시형태에 기재한 구성과 적절히 조합하여 실시할 수 있다.
(실시형태 2)
본 실시형태에서는 본 발명의 일 형태인 전자 공명 방식을 사용하여 비접촉으로 급전하는 급전 장치 및 전자 공명 방식을 사용한 비접촉 급전 시스템에 대하여 설명한다. 구체적으로는, 급전 장치의 고주파 전원으로부터 출력되는 전력에 대한 반사 성분을 최소로 하기 위하여 반사 성분을 나타내는 S11 파라미터에 의거하여 급전 장치(101)의 제 1 공명 코일(106) 또는 제 1 공명 회로(111)의 위치(d) 및 수전 장치(102)의 제 2 공명 코일(112) 또는 제 2 공명 회로(116)의 위치(d)를 이동시키는 구성이다. 또한, 반사 성분을 나타내는 S11 파라미터를 최소로 하는 것은 전송 효율을 나타내는 S21 파라미터를 최대로 하는 것과 같은 뜻을 갖는 것으로 한다.
도 6은 급전 장치(101) 및 수전 장치(102)의 블록도를 도시한 것이다. 또한, 급전 장치(101)와 수전 장치(102)는 각각의 공명 코일이 공명 결합(전자 공명 결합이라고도 함)함으로써 비접촉으로 전력을 전송할 수 있다.
급전 장치(101)는 고주파 전원(103), 커플러(방향성 결합기라고도 함)(104), 송전 코일(105), 제 1 공명 코일(106), 용량 소자(107), 검출기(108), 제 1 제어 회로(117), 제 1 이동 수단(118), 제 1 공명 회로(111), 제 1 송수신 회로(120)를 갖는다.
수전 장치(102)는 제 2 공명 코일(112), 용량 소자(113), 수전 코일(114), 부하(115), 제 2 공명 회로(116), 제 2 송수신 회로(121), 제 2 제어 회로(122), 제 2 이동 수단(123)을 갖는다.
급전 장치(101)에서 고주파 전원(103), 커플러(104), 송전 코일(105), 제 1 공명 코일(106), 용량 소자(107), 검출기(108)의 구성은 실시형태 1과 마찬가지이므로 설명은 생략한다.
제 1 제어 회로(117)는 검출기(108)로부터 출력되는 S11 파라미터의 강도에 의거하여 제 1 공명 회로(111) 또는 제 1 공명 회로(111)에 포함된 제 1 공명 코일(106)의 위치를 변경시킬 수 있는 제 1 이동 수단(118)에 이동에 관한 신호를 송신함으로써 제 1 이동 수단(118)에 의한 조작을 제어하는 기능을 갖는다. 또한, 제 1 제어 회로(117)는 검출기(108)로부터 출력되는 S11 파라미터의 강도에 의거한 신호를 제 1 송수신 회로(120)에서 제 2 송수신 회로(121)를 통하여 제 2 제어 회로(122)에 송신하는 기능을 갖는다. 여기서, S11 파라미터의 강도에 의거한 신호를 수신한 제 2 제어 회로(122)는 S11 파라미터의 강도에 의거하여 제 2 공명 회로(116) 또는 제 2 공명 회로(116)에 포함된 제 2 공명 코일(112)의 위치를 변경시킬 수 있는 제 2 이동 수단(123)에 이동에 관한 신호를 송신함으로써 제 2 이동 수단(123)에 의한 조작을 제어하는 기능을 갖는다.
도 7은 본 발명의 일 형태인 비접촉 급전 시스템의 흐름도를 도시한 것이다. 또한, 도 7의 흐름도를 설명할 때 도 6의 블록도를 참조한다.
도 7에 도시한 단계(701)에서는 고주파 전원(103)을 ON 상태로 한다. 이로써, 원하는 발진 주파수(f0)의 교류 전압이 연속적으로 출력된다.
다음에, 단계(702)에서는 제 1 공명 코일(106) 또는 제 1 공명 회로(111)의 위치(d1)의 초기 값(d1=0)의 설정, 제 2 공명 코일(112) 또는 제 2 공명 회로(116)의 위치(d2)의 초기 값(d2=0)의 설정을 행한다.
다음에, 단계(703)에서 검출기(108)로부터 출력되는 송전 코일(105)에서의 반사 성분을 나타내는 S11 파라미터를 수득한다. 단계(703)는 도 6에 도시한 블록도에서 제 1 제어 회로(117)가 검출기(108)로부터 출력되는 S11 파라미터의 강도에 의거한 신호를 수신한 상태를 나타낸 것이다.
다음에, 단계(704)에서는 단계(703)에서 얻어진 S11 파라미터에 의거하여 제 1 제어 회로(117)로부터 송신되는 신호에 의하여 제 1 이동 수단(118)이 제 1 공명 코일(106) 또는 제 1 공명 회로(111)의 위치(d1)를 Δd 이동시킨다(→+Δd).
다음에, 단계(705)에서 검출기(108)로부터 출력되는 송전 코일(105)에서의 반사 성분을 나타내는 S11 파라미터를 다시 수득한다. 단계(705)는 도 6에 도시한 블록도에서 제 1 제어 회로(117)가 제 1 공명 코일(106) 또는 제 1 공명 회로(111)의 위치(d1)가 이동됨에 따라 변화되는 S11 파라미터의 강도에 의거하는 신호를 검출기(108)로부터 수신한 상태를 나타낸 것이다.
다음에, 단계(706)에서 제 1 공명 코일(106) 또는 제 1 공명 회로(111)의 위치(d1)의 이동이 최대 값(d1→max)이 아니면 단계(704)로 되돌아가 제 1 이동 수단(118)이 제 1 공명 코일(106) 또는 제 1 공명 회로(111)의 위치(d1)를 이동시키고 S11 파라미터를 수득하는 단계를 반복한다. 한편, 제 1 공명 코일(106) 또는 제 1 공명 회로(111)의 위치(d1)의 이동이 최대 값(d1→max)이 되면 단계(707)로 진행된다. 단계(706)는 도 6에 도시한 블록도에서 제 1 제어 회로(117)가 제 1 이동 수단(118)에 제 1 공명 코일(106) 또는 제 1 공명 회로(111)의 위치(d1)를 이동시키는 신호를 송신하고, 제 1 공명 코일(106) 또는 제 1 공명 회로(111)의 위치(d1)가 이동됨에 따라 변화되는 S11 파라미터의 강도에 의거하는 신호를 검출기(108)로부터 수신한 상태를 나타낸 것이다.
다음에, 단계(707)에서 제 1 공명 코일(106) 또는 제 1 공명 회로(111)의 위치(d1)를 다시 초기 값(d1=0)으로 되돌리고, 제 1 제어 회로(117)로부터 제 2 제어 회로(122)에 송신되는 신호에 의하여 제 2 이동 수단(123)이 제 2 공명 코일(112) 또는 제 2 공명 회로(116)의 위치(d2)를 Δd 이동시킨다(→+Δd). 단계(707)는 도 6에 도시한 블록도에서 제 1 제어 회로(117)로부터의 신호를 제 1 송수신 회로(120)에서 제 2 송수신 회로(121)를 통하여 제 2 제어 회로(122)에 송신하고, 제 2 제어 회로(122)로부터 송신되는 신호에 의하여 제 2 이동 수단(123)이 제 2 공명 코일(112) 또는 제 2 공명 회로(116)의 위치(d2)를 Δd 이동시키는(→+Δd) 상태를 나타낸 것이다.
다음에, 단계(708)에서 검출기(108)로부터 출력되는 송전 코일(105)에서의 반사 성분을 나타내는 S11 파라미터를 다시 수득한다. 단계(708)는 도 6에 도시한 블록도에서 제 2 제어 회로(122)가 제 2 이동 수단(123)에 의하여 제 2 공명 코일(112) 또는 제 2 공명 회로(116)의 위치(d2)가 이동됨에 따라 변화되는 S11 파라미터의 강도에 의거한 신호를 검출기(108)로부터 수신한 상태를 나타낸 것이다.
다음에, 단계(709)에서 제 2 공명 코일(112) 또는 제 2 공명 회로(116)의 위치(d2)의 이동이 최대 값(d2→max)이 아니면, 단계(706)로 되돌아가 제 2 이동 수단(123)이 제 2 공명 코일(112) 또는 제 2 공명 회로(116)의 위치(d2)를 이동시키고 S11 파라미터를 수득하는 단계를 반복한다. 한편, 제 2 공명 코일(112) 또는 제 2 공명 회로(116)의 위치(d2)의 이동이 최대 값(d2→max)이 되면 단계(710)로 진행된다.
단계(710)에서 제 1 이동 수단(118)이 제 1 공명 코일(106) 또는 제 1 공명 회로(111)의 위치(d1)를 이동시키고 또 제 2 이동 수단(123)이 제 2 공명 코일(112) 또는 제 2 공명 회로(116)의 위치(d2)를 이동시킨 조합 중 S11 파라미터가 최소가 되는 위치에 제 1 공명 코일(106) 또는 제 1 공명 회로(111)의 위치(d1) 및 제 2 공명 코일(112) 또는 제 2 공명 회로(116)의 위치(d2)를 다시 이동시켜 종료시킨다.
또한, 제 1 공명 코일(106) 또는 제 1 공명 회로(111)의 위치(d1)의 이동 및 제 2 공명 코일(112) 또는 제 2 공명 회로(116)의 위치(d2)의 이동은 도 8에 도시한 바와 같이 행해진다. 즉, 제 1 공명 코일(106)의 위치(d1)는 제 1 이동 수단(118)에 의하여 위치(d1)의 초기 값(d1=0)에서 최대 값(d1=max)까지 이동된다. 또한, 제 2 공명 코일(112)의 위치(d2)는 제 2 이동 수단(123)에 의하여 위치(d2)의 초기 값(d2=0)에서 최대 값(d2=max)까지 이동된다. 또한, 도 8에서는 제 1 공명 코일(106) 및 제 2 공명 코일(112)밖에 도시되지 않았지만, 용량 소자를 포함한 공명 회로(제 1 공명 회로(111) 및 제 2 공명 회로(116))의 경우도 마찬가지로 이동되는 것으로 한다.
또한, 본 실시형태에 기재한 구성에서 도 9(A)에 도시한 바와 같이, S11 파라미터에 의거하여 제 1 제어 회로(117)로부터 송신되는 신호에 의하여 제 1 이동 수단(118)이 송전 코일(105)의 위치를 이동시키고, 제 2 제어 회로(122)로부터 송신되는 신호에 의하여 제 2 이동 수단(123)이 제 2 공명 코일(112) 또는 제 2 공명 회로(116)의 위치를 이동시키는 구성으로 하여도 좋다. 또한, 도 9(B)에 도시한 바와 같이, S11 파라미터에 의거하여 제 1 제어 회로(117)로부터 송신되는 신호에 의하여 제 1 이동 수단(118)이 제 1 공명 코일(106) 또는 제 1 공명 회로(111)의 위치를 이동시키고, 제 2 제어 회로(122)로부터 송신되는 신호에 의하여 제 2 이동 수단(123)이 수전 코일(114)의 위치를 이동시키는 구성으로 하여도 좋다.
또한, 본 실시형태에서 기재한 구성에서 도 10(A)에 도시한 바와 같이, S11 파라미터에 의거하는 신호를 제 1 제어 회로(117)가 제 1 송수신 회로(120)에서 제 2 송수신 회로(121)를 통하여 제 2 제어 회로(122)에 송신하고, 제 2 제어 회로(122)로부터의 신호에 의거하여 제 2 이동 수단(123)이 제 2 공명 코일(112) 또는 제 2 공명 회로(116)의 위치를 이동시키는 구성으로 하여도 좋다. 또한, 도 10(B)에 도시한 바와 같이, S11 파라미터에 의거하는 신호를 제 1 제어 회로(117)가 제 1 송수신 회로(120)에서 제 2 송수신 회로(121)를 통하여 제 2 제어 회로(122)에 송신하고, 제 2 제어 회로(122)로부터의 신호에 의거하여 제 2 이동 수단(123)이 수전 코일(114)의 위치를 이동시키는 구성으로 하여도 좋다.
본 실시형태에 기재한 본 발명의 일 형태는 급전 장치 내부의 송전 코일과 공명 코일의 위치를 변경함으로써 전자 유도 결합에서의 결합 계수를 조정하고 고주파 전원으로부터 출력되는 전력에 대한 반사 성분(S11 파라미터)을 최소로 할 수 있으므로, 급전 장치와 수전 장치의 배치(전자 공명 결합에서의 결합 계수)에 상관없이 전력의 전송 효율을 높일 수 있는 전자 공명 결합 방식을 사용한 급전 장치 및 급전 장치를 구비한 비접촉 급전 시스템을 제공할 수 있다.
또한, 본 실시형태는 다른 실시형태에 기재한 구성과 적절히 조합하여 실시할 수 있다.
(실시형태 3)
본 실시형태에서는 상기 실시형태에서 설명한 비접촉 급전 시스템을 적용할 수 있는 용도에 대하여 설명한다. 또한, 본 발명의 비접촉 급전 시스템을 적용할 수 있는 용도로서는, 예를 들어, 휴대형 전자 기기다. 휴대 전화, 디지털 비디오 카메라, 컴퓨터, 휴대 정보 단말(모바일 컴퓨터, 휴대 전화, 휴대형 게임기, 또는 전자 서적 등)을 들 수 있다. 또한, 기록 매체를 구비한 화상 재생 장치(구체적으로는, Digital Versatile Disc(DVD)) 등을 들 수 있다. 또한, 전기 밥솥, 텔레비전, 냉장고 등의 가전 기기에 적용할 수도 있다. 또한, 전력으로부터 동력을 얻는 전기 자동차 등의 전기 추진 이동체를 들 수 있다. 일례에 대하여 도면을 사용하여 이하에 설명한다.
도 11(A)는 비접촉 급전 시스템을 휴대 전화 및 휴대 정보 단말에 사용한 일례이고, 급전 장치(1101), 수전 장치(1102)를 갖는 휴대 전화(1103), 수전 장치(1104)를 갖는 휴대 전화(1105)로 구성된다. 상기 실시형태에서 설명한 비접촉 급전 시스템은 급전 장치(1101)와 수전 장치(1102) 사이 및 급전 장치(1101)와 수전 장치(1104) 사이에 적용할 수 있다. 따라서, 전력의 전송 효율이 높아진 휴대 전화 및 휴대 정보 단말을 제공할 수 있다.
도 11(B)는 비접촉 급전 시스템을 전동 차량인 전기 자동차에 사용한 일례이고, 급전 장치(1201), 수전 장치(1202)를 갖는 전기 자동차(1203)로 구성된다. 상기 실시형태에서 설명한 비접촉 급전 시스템은 급전 장치(1201)와 수전 장치(1202) 사이에 적용할 수 있다. 따라서, 전력의 전송 효율이 높아진 전기 자동차를 제공할 수 있다.
상술한 바와 같이, 상기 실시형태에서 설명한 비접촉 급전 시스템은 전력으로 구동시키는 물품이라면 어떤 것에나 설치하여 사용할 수 있다.
본 실시형태는 다른 실시형태에 기재한 구성과 적절히 조합하여 실시할 수 있다.
(실시예 1)
본 실시예에서는 급전 장치(101)와 수전 장치(102)로 구성된 비접촉 급전 시스템에서의 전송 효율에 대하여 도 12에 도시한 바와 같이 급전 장치(101) 및 수전 장치(102)를 배치하고 이들에 포함된 코일(송전 코일(105), 제 1 공명 코일(106), 제 2 공명 코일(112), 수전 코일(114))의 위치를 변경시키고, S21 파라미터를 측정하고, 평가하였다. 또한, S21 파라미터는 전송 효율을 나타내는 지표이고 입사파 전력에 대한 전송파 전력의 비((전송파 전력)/(입사파 전력))를 나타낸다.
송전 코일(105) 및 수전 코일(114)로서 직경(Φ)이 150mm인 코일 1턴, 제 1 공명 코일(106) 및 제 2 공명 코일(112)로서 직경(Φ)이 150mm인 코일 5턴을 사용하였다. 또한, 고주파 전원(103)으로부터 출력되는 공진 주파수(f0)는 13.56MHz(150pF 이하의 에어 바리콘 부가)로 하였다. 또한, S21 파라미터의 측정에는 네트워크 애널라이저(E4071B)(Agilent Technologies사 제작)를 사용하였다.
또한, 본 실시예에서는 도 12에 도시한 바와 같이 제 1 공명 코일(106)과 송전 코일(105) 사이의 거리 및 제 2 공명 코일(112)과 수전 코일(114) 사이의 거리의 양쪽 모두를 A(cm)로 하고, 제 1 공명 코일(106)과 제 2 공명 코일(112) 사이의 거리를 B(cm)로 하였다. 그리고, B가 어느 일정한 거리(B=10cm, 17cm, 25cm)이었을 때 A의 변화에 따른 전송 효율에 대하여 측정한 결과를 도 13에 도시하였다.
도 13에 도시한 결과에 의거하면, 제 1 공명 코일(106)과 제 2 공명 코일(112) 사이의 거리(B)가 클수록(떨어질수록) 제 1 공명 코일(106)과 송전 코일(105) 사이의 거리 및 제 2 공명 코일(112)과 수전 코일(114) 사이의 거리(A)를 크게(떨어지게) 함으로써 높은 전송 효율을 얻을 수 있는 것을 알았다.
101: 급전 장치
102: 수전 장치
103: 고주파 전원
104: 커플러(방향성 결합기)
105: 송전 코일
106: 제 1 공명 코일
107: 용량 소자
108: 검출기
109: 제어 회로
110: 이동 수단
111: 제 1 공명 회로
112: 제 2 공명 코일
113: 용량 소자
114: 수전 코일
115: 부하
116: 제 2 공명 회로
117: 제 1 제어 회로
118: 제 1 이동 수단
120: 제 1 송수신 회로
121: 제 2 송수신 회로
122: 제 2 제어 회로
123: 제 2 이동 수단
1101: 급전 장치
1102: 수전 장치
1103: 휴대 전화
1104: 수전 장치
1105: 휴대 전화
1201: 급전 장치
1202: 수전 장치
1203: 전기 자동차

Claims (19)

  1. 고주파 전원과;
    상기 고주파 전원에 전기적으로 접속된 송전 코일과;
    공명 코일을 포함한 공명 회로와;
    검출기와;
    상기 검출기와 전기적으로 접속된 제어 회로와;
    상기 제어 회로와 전기적으로 접속된 이동 수단을 포함하고,
    상기 고주파 전원은 상기 송전 코일을 통하여 전력을 출력하고,
    상기 공명 코일은 상기 송전 코일과 전자 유도 결합하고,
    상기 검출기는 상기 송전 코일에서 반사된 상기 전력의 반사 성분을 검출하고,
    상기 제어 회로는 상기 전력의 상기 반사 성분에 따라 신호를 출력하고,
    상기 이동 수단은 상기 신호에 따라 상기 송전 코일과 상기 공명 회로 사이의 거리를 제어하는, 급전 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 이동 수단은 전동 모터를 포함하는, 급전 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 이동 수단은 상기 신호에 따라 상기 송전 코일의 위치를 제어하는, 급전 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 검출기는 상기 송전 코일의 S11 파라미터를 검출하고,
    상기 제어 회로는 상기 S11 파라미터에 따라 상기 신호를 출력하는, 급전 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 이동 수단은 상기 신호에 따라 상기 공명 회로의 위치를 제어하는, 급전 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 검출기는 상기 송전 코일의 S11 파라미터를 검출하고,
    상기 제어 회로는 상기 S11 파라미터에 따라 상기 신호를 출력하는, 급전 장치.
  7. 제 1 항에 따른 급전 장치를 포함한 비접촉 급전 시스템.
  8. 급전 장치와;
    수전 장치를 포함하고,
    상기 급전 장치는:
    고주파 전원과;
    상기 고주파 전원에 전기적으로 접속된 송전 코일과;
    제 1 공명 코일을 포함한 제 1 공명 회로와;
    검출기와;
    상기 검출기와 전기적으로 접속된 제 1 제어 회로와;
    상기 제 1 제어 회로에 전기적으로 접속된 제 1 송수신 회로를 포함하고,
    상기 수전 장치는:
    부하와;
    상기 부하에 전기적으로 접속된 수전 코일과;
    제 2 공명 코일을 포함하는 제 2 공명 회로와;
    제 2 송수신 회로와;
    상기 제 2 송수신 회로에 전기적으로 접속된 제 2 제어 회로와;
    상기 제 2 제어 회로에 전기적으로 접속된 제 2 이동 수단을 포함하고,
    상기 급전 장치는 상기 수전 장치와 전자 공명 결합하고,
    상기 고주파 전원은 상기 송전 코일을 통하여 전력을 출력하고,
    상기 제 1 공명 코일은 상기 송전 코일과 전자 유도 결합하고,
    상기 검출기는 상기 송전 코일에서 반사된 상기 전력의 반사 성분을 검출하고,
    상기 제 1 제어 회로는 상기 전력의 반사 성분에 따라 상기 제 1 송수신 회로에 신호를 출력하고,
    상기 제 1 송수신 회로는 상기 신호를 송신하고,
    상기 제 2 공명 코일은 상기 수전 코일과 전자 유도 결합하고,
    상기 제 2 송수신 회로는 상기 신호를 수신하고 상기 제 2 제어 회로에 상기 신호를 출력하고,
    상기 제 2 제어 회로는 상기 제 2 이동 수단에 상기 신호를 출력하고,
    상기 제 2 이동 수단은 상기 신호에 따라 상기 수전 코일과 상기 제 2 공명 회로 사이의 거리를 제어하고,
    상기 제 2 이동 수단은 상기 신호에 따라 상기 제 2 공명 회로의 위치를 제어하는, 비접촉 급전 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 2 이동 수단은 전동 모터를 포함하는, 비접촉 급전 시스템.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 급전 장치는 상기 제 1 제어 회로에 전기적으로 접속된 제 1 이동 수단을 포함하고,
    상기 제 1 이동 수단은 상기 제 1 제어 회로로부터 상기 신호를 수신하고 상기 신호에 따라 상기 제 1 공명 회로의 위치를 제어하는, 비접촉 급전 시스템.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 이동 수단은 전동 모터를 포함하는, 비접촉 급전 시스템.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 급전 장치는 상기 제 1 제어 회로에 전기적으로 접속된 제 1 이동 수단을 포함하고,
    상기 제 1 이동 수단은 상기 제 1 제어 회로로부터 상기 신호를 수신하고 상기 신호에 따라 상기 송전 코일의 위치를 제어하는, 비접촉 급전 시스템.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 이동 수단은 전동 모터를 포함하는, 비접촉 급전 시스템.
  14. 급전 장치와;
    수전 장치를 포함하고,
    상기 급전 장치는:
    고주파 전원과;
    상기 고주파 전원에 전기적으로 접속된 송전 코일과;
    제 1 공명 코일을 포함한 제 1 공명 회로와;
    검출기와;
    상기 검출기와 전기적으로 접속된 제 1 제어 회로와;
    상기 제 1 제어 회로에 전기적으로 접속된 제 1 송수신 회로를 포함하고,
    상기 수전 장치는:
    부하와;
    상기 부하에 전기적으로 접속된 수전 코일과;
    제 2 공명 코일을 포함하는 제 2 공명 회로와;
    제 2 송수신 회로와;
    상기 제 2 송수신 회로에 전기적으로 접속된 제 2 제어 회로와;
    상기 제 2 제어 회로에 전기적으로 접속된 제 2 이동 수단을 포함하고,
    상기 급전 장치는 상기 수전 장치와 전자 공명 결합하고,
    상기 고주파 전원은 상기 송전 코일을 통하여 전력을 출력하고,
    상기 제 1 공명 코일은 상기 송전 코일과 전자 유도 결합하고,
    상기 검출기는 상기 송전 코일에서 반사된 상기 전력의 반사 성분을 검출하고,
    상기 제 1 제어 회로는 상기 전력의 반사 성분에 따라 상기 제 1 송수신 회로에 신호를 출력하고,
    상기 제 1 송수신 회로는 상기 신호를 송신하고,
    상기 제 2 공명 코일은 상기 수전 코일과 전자 유도 결합하고,
    상기 제 2 송수신 회로는 상기 신호를 수신하고 상기 제 2 제어 회로에 상기 신호를 출력하고,
    상기 제 2 제어 회로는 상기 제 2 이동 수단에 상기 신호를 출력하고,
    상기 제 2 이동 수단은 상기 신호에 따라 상기 수전 코일과 상기 제 2 공명 회로 사이의 거리를 제어하고,
    상기 제 2 이동 수단은 상기 신호에 따라 상기 수전 코일의 위치를 제어하는, 비접촉 급전 시스템.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 2 이동 수단은 전동 모터를 포함하는, 비접촉 급전 시스템.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 급전 장치는 상기 제 1 제어 회로에 전기적으로 접속된 제 1 이동 수단을 포함하고,
    상기 제 1 이동 수단은 상기 제 1 제어 회로로부터 상기 신호를 수신하고 상기 신호에 따라 상기 제 1 공명 회로의 위치를 제어하는, 비접촉 급전 시스템.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 제 1 이동 수단은 전동 모터를 포함하는, 비접촉 급전 시스템.
  18. 제 14 항에 있어서,
    상기 급전 장치는 상기 제 1 제어 회로에 전기적으로 접속된 제 1 이동 수단을 포함하고,
    상기 제 1 이동 수단은 상기 제 1 제어 회로로부터 상기 신호를 수신하고 상기 신호에 따라 상기 송전 코일의 위치를 제어하는, 비접촉 급전 시스템.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 제 1 이동 수단은 전동 모터를 포함하는, 비접촉 급전 시스템.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101360550B1 (ko) * 2011-12-19 2014-02-24 엘지이노텍 주식회사 무선전력 송신장치, 무선전력 수신장치, 무선전력 전송 시스템 및 무선전력 전송 방법

Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5258521B2 (ja) * 2008-11-14 2013-08-07 トヨタ自動車株式会社 給電システム
KR101842180B1 (ko) * 2010-12-24 2018-03-26 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 급전 장치 및 급전 장치를 구비한 비접촉 급전 시스템
US9099885B2 (en) 2011-06-17 2015-08-04 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Wireless power feeding system
US9502920B2 (en) 2011-11-16 2016-11-22 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Power receiving device, power transmission device, and power feeding system
US9847675B2 (en) * 2011-12-16 2017-12-19 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Power receiving device and power feeding system
JP5749208B2 (ja) * 2012-03-26 2015-07-15 株式会社東芝 送電装置、受電装置、制御装置および無線電力伝送システム
US9466418B2 (en) * 2012-06-12 2016-10-11 Gerogia Tech Research Corporation Multi-band and broadband wireless power transfer through embedded geometric configurations
EP2874482B1 (en) * 2012-07-12 2018-06-27 Fuji Machine Mfg. Co., Ltd. Contactless electrical power supply device
KR101991341B1 (ko) * 2013-01-04 2019-06-20 삼성전자 주식회사 무선 전력 수신 장치 및 무선 전력 전송 시스템
JP2014168359A (ja) * 2013-02-28 2014-09-11 Nitto Denko Corp 無線電力伝送装置、無線電力伝送装置の供給電力制御方法、及び、無線電力伝送装置の製造方法
JP2014209813A (ja) * 2013-04-16 2014-11-06 日東電工株式会社 無線電力伝送装置、無線電力伝送装置の発熱制御方法、及び、無線電力伝送装置の製造方法
CN105144538A (zh) * 2013-05-14 2015-12-09 株式会社Ihi 非接触电力传输装置以及移动车辆
JP6144176B2 (ja) 2013-10-15 2017-06-07 日東電工株式会社 磁界空間を形成可能な無線電力伝送装置及びその形成方法
CN104300694A (zh) * 2014-05-28 2015-01-21 郭和友 无线充供电的两轮电动车
CN104092314B (zh) * 2014-06-11 2016-01-06 华南理工大学 电磁谐振式无线能量传输系统工作参数的调整方法
JP6567329B2 (ja) * 2014-06-20 2019-08-28 日本特殊陶業株式会社 共振器
CN104269941B (zh) * 2014-07-15 2016-07-13 湖南人文科技学院 无线充电系统及其调节方法
KR102183127B1 (ko) * 2014-12-09 2020-11-25 엘지이노텍 주식회사 무선 전력 송신 장치
KR101847256B1 (ko) * 2016-01-11 2018-05-28 한국전자통신연구원 무선전력 수신장치, 그를 포함하는 무선전력 전송 시스템 및 수신단의 유효부하저항 변환비율을 자동으로 제어하는 방법
WO2018034196A1 (ja) * 2016-08-15 2018-02-22 菊地　秀雄 無線電力伝送システム
JP2018143062A (ja) * 2017-02-28 2018-09-13 オムロンオートモーティブエレクトロニクス株式会社 送電装置
JP2018153024A (ja) * 2017-03-14 2018-09-27 オムロンオートモーティブエレクトロニクス株式会社 送電装置
JP6909027B2 (ja) * 2017-03-23 2021-07-28 東芝テック株式会社 非接触電力伝送装置および送電装置
CN114144959A (zh) * 2019-07-25 2022-03-04 株式会社电装 非接触供电装置
JP7496126B2 (ja) 2020-09-18 2024-06-06 国立大学法人北海道大学 放射線量測定システム
CN112583134B (zh) * 2020-12-01 2022-05-27 浙江大学 一种可切换无线电能传输线圈与补偿电容的可变电路拓扑
CN113595263B (zh) * 2021-09-29 2022-04-29 成都斯普奥汀科技有限公司 用于延长收发天线横向耦合距离的磁共振无线充电系统

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2087575A1 (en) 2006-10-26 2009-08-12 Philips Intellectual Property & Standards GmbH Inductive power system and method of operation
JP5308127B2 (ja) 2008-11-17 2013-10-09 株式会社豊田中央研究所 給電システム
US20110241440A1 (en) * 2008-12-09 2011-10-06 Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki Non-contact power transmission apparatus and power transmission method using a non-contact power transmission apparatus
JP5135204B2 (ja) 2008-12-26 2013-02-06 株式会社日立製作所 非接触電力伝送システム、および該非接触電力伝送システムにおける負荷装置
JP5262785B2 (ja) * 2009-02-09 2013-08-14 株式会社豊田自動織機 非接触電力伝送装置
JP2010193598A (ja) 2009-02-17 2010-09-02 Nippon Soken Inc 非接触給電設備および非接触給電システム
JP5621203B2 (ja) 2009-03-30 2014-11-12 富士通株式会社 無線電力供給システム、無線電力供給方法
JP4865001B2 (ja) 2009-04-13 2012-02-01 株式会社日本自動車部品総合研究所 非接触給電設備、非接触受電装置および非接触給電システム
JP2010252468A (ja) 2009-04-14 2010-11-04 Sony Corp 送電装置および方法、受電装置および方法、並びに、電力伝送システム
JP5362453B2 (ja) 2009-06-16 2013-12-11 三洋電機株式会社 充電台
JP5526795B2 (ja) * 2010-01-15 2014-06-18 ソニー株式会社 ワイヤレス給電システム
JP2011160505A (ja) * 2010-01-29 2011-08-18 Sony Corp ワイヤレス充電装置およびワイヤレス充電システム
JP2011167036A (ja) 2010-02-15 2011-08-25 Toyota Industries Corp 車両用給電装置および受電装置
JP2011223739A (ja) * 2010-04-09 2011-11-04 Sony Corp 給電装置、受電装置、およびワイヤレス給電システム
KR101842180B1 (ko) * 2010-12-24 2018-03-26 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 급전 장치 및 급전 장치를 구비한 비접촉 급전 시스템

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101360550B1 (ko) * 2011-12-19 2014-02-24 엘지이노텍 주식회사 무선전력 송신장치, 무선전력 수신장치, 무선전력 전송 시스템 및 무선전력 전송 방법

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JP5798474B2 (ja) 2015-10-21
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US9876395B2 (en) 2018-01-23
US10374463B2 (en) 2019-08-06

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