KR20120087835A - 수전 장치, 급전 시스템 및 급전 방법 - Google Patents

수전 장치, 급전 시스템 및 급전 방법

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KR20120087835A
KR20120087835A KR1020120007573A KR20120007573A KR20120087835A KR 20120087835 A KR20120087835 A KR 20120087835A KR 1020120007573 A KR1020120007573 A KR 1020120007573A KR 20120007573 A KR20120007573 A KR 20120007573A KR 20120087835 A KR20120087835 A KR 20120087835A
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가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼
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Abstract

송전 장치에 대해 복수의 수전 장치가 존재하는 경우라도, 자계 공명 방식에 의한 급전을 양호하게 행하는 것이 가능한 수전 장치를 제공한다.
수전 장치는, 공명 코일의 자기 공진 주파수를 변화시키는 가변 수단을 가진다. 이것에 의해, 송전 장치에 대해 복수의 수전 장치가 존재하는 경우라도, 복수의 수전 장치 중 어느 하나 이외의 수전 장치의 각각이 갖는 공명 코일의 자기 공진 주파수를 변화시키는 것이 가능해진다. 따라서, 각 수전 장치에 대해 자계 공명을 이용한 급전을 양호하게 행하는 것이 가능해진다.

Description

수전 장치, 급전 시스템 및 급전 방법{POWER RECEIVING DEVICE, POWER SUPPLY SYSTEM, AND METHOD FOR SUPPLYING POWER}
본 발명은 수전 장치에 관한 것이다. 특히, 자계 공명 방식에 의해 급전이 행해지는 수전 장치에 관한 것이다. 또한, 상기 수전 장치를 구비한 급전 시스템 및 상기 급전 시스템에 있어서의 급전 방법에 관한 것이다.
전력 공급원(이하, 송전 장치라고도 한다)과의 접점이 없는 상태에서, 대상물(이하, 수전 장치라고도 한다)에 대해 급전을 행하는(비접촉 급전, 와이어리스 급전 등이라고도 한다) 방식으로서, 자계 공명 방식이라고 불리는 방식이 주목받고 있다. 자계 공명 방식은, 송전 장치 및 수전 장치의 쌍방에 형성되는 공명 코일을 자계 공명시킴으로써 에너지의 전파로를 형성하는 방식이며, 다른 방식(전자 유도 방식, 전계 유도 방식 등)과 비교하여 급전 가능 거리가 길다. 예를 들어, 비특허문헌 1에서는, 자계 공명 방식에 있어서의 전송 효율이 공명 코일간의 거리가 1m이면 약 90%, 2m이면 약 45%의 값을 나타내는 것이 개시되어 있다.
Andre Kurs, et al., "Wireless Power Transfer via Strongly Coupled Magnetic Resonances" Science, vol.317, pp.83-86, 2007
상기의 자계 공명 방식에 있어서는, 한 쌍의 공명 코일이 공명한 상태에 있어서의 자계 결합을 이용하여 급전을 행하고 있다. 이로 인해, 송전 장치에 대해 수전 장치가 복수 존재하는 경우, 복수의 수전 장치의 각각이 갖는 공명 코일의 자계가 서로 간섭하여 각 수전 장치에 대해 자계 공명을 이용한 급전을 행하는 것이 곤란해진다. 그래서, 본 발명의 일 형태는, 송전 장치에 대해 복수의 수전 장치가 존재하는 경우라도, 자계 공명 방식에 의한 급전을 양호하게 행하는 것이 가능한 수전 장치를 제공하는 것을 목적의 하나로 한다.
상기한 목적은, 수전 장치가 갖는 공명 코일의 자기 공진 특성을 변화시키는 가변 수단을 형성함으로써 달성하는 것이 가능하다.
구체적으로는, 본 발명의 일 형태는, 자계 공명에 의해 고주파 전압이 유기되는 수전용 공명 코일과, 수전용 공명 코일의 자기 공진 주파수를 변화시키는 가변 수단과, 수전용 공명 코일과의 전자 유도에 의해 고주파 전압이 유기되는 부하용 코일과, 일단이 부하용 코일의 일단에 접속되고, 타단이 부하용 코일의 타단에 접속되는 부하와, 부하용 코일에 유기되는 고주파 전압으로부터 신호를 복조하는 수전용 복조 회로와, 수전용 복조 회로에 의해 복조되는 신호에 대해 응답하는 응답 수단과, 수전용 복조 회로에 의해 복조되는 신호에 따라, 가변 수단 및 응답 수단의 동작을 제어하는 수전용 컨트롤러를 갖는 수전 장치이다.
또한, 송전용 컨트롤러와, 고주파 전압을 생성하는 고주파 전원과, 송전용 컨트롤러에 있어서 생성되는 신호에 따라서 고주파 전압을 변조하는 변조 회로와, 변조 회로에 의해 변조된 고주파 전압이 인가되는 구동용 코일과, 구동용 코일과의 전자 유도에 의해 고주파 전압이 유기되고, 또한 동일 또는 대략 동일한 자기 공진 주파수를 갖는 공명 코일에 대해 자계 공명에 의해 고주파 전압을 유기하는 송전용 공명 코일과, 구동용 코일에 인가되는 고주파 전압을 복조하는 송전용 복조 회로를 갖는 송전 장치와, 상기의 수전 장치를 가지며, 수전용 공명 코일은, 송전용 공명 코일과의 자계 공명에 의해 고주파 전압이 유기되는 급전 시스템도 본 발명의 일 형태이다.
또한, 송전 장치가 급전 대상이 되는 복수의 수전 장치 중 어느 하나에 대해 자계 공명을 이용한 급전을 행하는 급전 방법이며, 송전 장치가, 급전이 필요한지 여부의 응답을 요구하는 신호인 인벤토리 신호를 송신하는 제 1 스텝과, 복수의 수전 장치 각각이, 인벤토리 신호에 응답하는 제 2 스텝과, 송전 장치가, 급전 대상 이외의 수전 장치에 대해 수전용 공명 코일의 자기 공진 주파수를 변화시키는 것을 요구하는 신호인 무효화 신호를 송신하는 제 3 스텝과, 송전 장치가, 급전 대상에 대해 급전을 행하는 제 4 스텝을 갖는 급전 방법도 본 발명의 일 형태이다.
본 발명의 일 형태의 수전 장치는, 공명 코일의 자기 공진 주파수를 변화시키는 가변 수단을 가진다. 이것에 의해, 송전 장치에 대해 복수의 수전 장치가 존재하는 경우라도, 급전 대상의 수전 장치 이외의 수전 장치가 갖는 공명 코일의 자기 공진 주파수를 변화시키는 것이 가능해진다. 따라서, 각 수전 장치에 대해 자계 공명을 이용한 급전을 양호하게 행하는 것이 가능해진다.
또한, 본 발명의 일 형태의 급전 시스템은, 동일 또는 대략 동일한 자기 공진 주파수를 갖는 공명 코일에 대해, 자계 공명에 의해 고주파 전압을 유기하는 송전용 공명 코일을 갖는 송전 장치와, 상기 송전용 공명 코일과의 자계 공명에 의해 고주파 전압이 유기되는 수전용 공명 코일을 갖는 수전 장치를 가진다. 따라서, 상기 송전용 공명 코일과 상기 수전용 공명 코일을 용이하게 자계 공명 상태로 하는 것이 가능하다. 또한, 본 발명의 일 형태의 급전 시스템에 있어서는, 상기 수전용 공명 코일의 자기 공진 주파수를 변화시킬지 여부를 상기 송전 장치가 선택하는 것이 가능하다. 이것에 의해, 송전 장치에 대해 복수의 수전 장치가 존재하는 경우라도, 송전 장치가 급전 대상이 되는 복수의 수전 장치 중 어느 하나를 선택하는 것이 가능해진다. 즉, 복수의 수전 장치 중 어느 하나에 대한 급전을 양호하게 행하는 것이 가능해진다. 또한, 본 발명의 일 형태의 급전 시스템에 있어서는, 상기 급전을 간편한 구성에 의해 실현하는 것이 가능하다.
또한, 본 발명의 일 형태의 급전 방법은, 급전 대상이 되는 수전 장치 이외의 수전 장치에 대해, 수전용 공명 코일의 자기 공진 주파수를 변화시키는 것을 요구하는 신호인 무효화 신호를 송신한다. 그리고, 급전 대상이 되는 수전 장치에 대한 급전을 행한다. 이것에 의해, 송전 장치에 대해 복수의 수전 장치가 존재하는 경우라도, 급전 대상이 되는 수전 장치에 대해 자계 공명을 이용한 급전을 양호하게 행하는 것이 가능해진다.
도 1은 수전 장치의 구성예를 도시하는 도면.
도 2는 급전 시스템의 구성예를 도시하는 도면.
도 3은 급전 시스템의 동작예를 도시하는 플로우차트.
도 4는 급전 시스템의 용도예를 도시하는 도면.
이하에서는, 본 발명의 실시 형태 및 실시예에 관해서 도면을 사용하여 상세하게 설명한다. 단, 본 발명은 이하의 설명에 한정되지 않고, 본 발명의 취지 및 그 범위에서 일탈하지 않고 그 형태 및 상세를 다양하게 변경할 수 있음은, 당업자라면 용이하게 이해된다. 따라서, 본 발명은 이하에 나타내는 실시 형태 및 실시예의 기재 내용에 한정하여 해석되는 것이 아니다.
(실시 형태 1)
본 실시 형태에 있어서는, 본 발명의 일 형태에 따르는 수전 장치의 일례에 대하여 도 1을 참조하여 설명한다. 또한, 상기 수전 장치는, 자계 공명을 이용하여 급전이 이루어지는 수전 장치이다.
<수전 장치의 구성예>
도 1은, 본 실시 형태의 수전 장치를 도시한 도면이다. 도 1에 도시하는 수전 장치는, 자계 공명에 의해 고주파 전압이 유기되는 공명 코일(10)과, 공명 코일(10)의 자기 공진 주파수를 변화시키는 가변 수단(11)과, 공명 코일(10)의 전자 유도에 의해 고주파 전압이 유기되는 코일(12)과, 일단이 코일(12)의 일단에 접속되고, 타단이 코일(12)의 타단에 접속되는 부하(13)와, 코일(12)에 여기되는 고주파 전압으로부터 신호를 복조하는 복조 회로(14)와, 복조 회로(14)에 의해 복조되는 신호에 대해 응답하는 응답 수단(15)과, 복조 회로(14)에 의해 복조 되는 신호에 따라, 가변 수단(11) 및 응답 수단(15)의 동작을 제어하는 컨트롤러(16)를 가진다. 또한, 공명 코일(10)에는, 배선간의 부유 용량(17)이 존재하고 있다.
또한, 도 1에 있어서는, 공명 코일(10)과 코일(12)을 별도 형성하는 구성에 대하여 도시하였지만, 이들을 공유의 1개의 코일로 하는 것도 가능하다. 단, 그 경우, 상기 코일의 직렬 저항 및 커패시턴스가 커진다. 이것은, Q값이 작아지는 것을 의미한다. 따라서, 도 1에 도시하는 바와 같이 코일(10) 및 코일(12)을 별도 형성하는 구성으로 하는 것이 바람직하다.
또한, 가변 수단(11)의 구성은, 공명 코일(10)의 자기 공진 주파수를 가역적으로 변화시킬 수 있는 구성이면, 어떤 구성이라도 좋다. 예를 들어, 가변 수단(11)으로서, 공명 코일(10)의 일단 및 타단 사이에 형성되고, 컨트롤러(16)에 의해 스위칭이 제어되는 스위치를 적용하는 것이 가능하다. 또한, 가변 수단(11)으로서, 스위치를 적용하는 경우, 접점이 존재하는지 여부를 제어하는 기계적 스위치(기계적 릴레이, MEMS 스위치 등)를 적용하는 것이 바람직하다. 가변 수단(11)에는, 고주파 전압이 인가될 수 있기 때문이다.
또한, 부하(13)의 내부 구성은, 특정한 구성에 한정되지 않는다. 예를 들어, 부하(13)가 ACDC 컨버터, DCDC 컨버터, 배터리 등을 갖는 구성으로 하는 것이 가능하다. 특히, 부하(13)가, 코일(12)에 유기된 고주파 전압을 기초로 충전이 이루어지는 배터리를 갖는 구성으로 하는 것이 바람직하다. 자계 공명을 이용하는 경우, 중장거리에 있어서도 고효율의 전력 공급을 행하는 것이 가능하기 때문이다. 또한, 부하(13)가, 컨트롤러(16)에 의해 임피던스가 제어되는 조정 회로를 갖는 구성으로 하는 것도 가능하다. 컨트롤러(16)에 의해 부하(13)의 임피던스를 제어함으로써, 외부의 송전 장치와 상기 수전 장치의 거리가 최적 거리보다도 짧은 경우에 있어서의 전력의 전송 효율을 개선하는 것 등이 가능해진다.
또한, 복조 회로(14)의 구성으로서는, 고주파 전압에 중첩되는 신호(예를 들어, 진폭 변조에 의해 고주파 전압에 중첩된 신호)를 판별하여, 디지털 신호로서 출력하는 것이 가능한 회로이면, 어떤 회로를 적용해도 좋다.
또한, 응답 수단(15)의 구성은, 외부의 송전 장치에 대해 응답할 수 있는 구성이면, 어떤 구성으로 해도 좋다. 예를 들어, 응답 수단(15)으로서, 코일(12)의 일단 및 타단 사이에 형성되고, 또한 직렬 접속되는 저항 및 스위치를 적용하는 것이 가능하다. 이 경우, 상기 스위치의 스위칭을 컨트롤러(16)에 의해 제어함으로써, 외부의 송전 장치에 대해 응답하는 것이 가능해진다. 또한, 상기 스위치로서는, 기계적 스위치를 적용하는 것이 바람직하다.
또한, 도 1에 도시하는 수전 장치에 있어서는, 공명 코일(10)에는, 배선간의 부유 용량(17)만이 존재하는 구성에 대하여 나타냈지만, 공명 코일(10)의 일단 및 타단 사이에 커패시터를 형성하는 구성으로 하는 것도 가능하다.
<수전 장치의 동작예>
도 1에 도시하는 수전 장치의 동작에 대하여 이하에 설명한다.
우선, 외부의 송전 장치가 갖는 공명 코일과의 자계 공명을 이용하여 공명 코일(10)에 고주파 전압이 유기된다. 그리고, 공명 코일(10)에 유기된 고주파 전압은, 전자 유도를 이용하여 코일(12)에 전파된다. 즉, 코일(12)에는, 공명 코일(10)에 유기된 고주파 전압에 의거한 고주파 전압이 유기된다. 코일(12)에 유기된 고주파 전압에 중첩된 신호는, 복조 회로(14)에 의해 복조된다. 복조 회로(14)에 의해 복조된 신호는, 컨트롤러(16)에 입력된다. 컨트롤러(16)는 상기 신호를 사용하여 가변 수단(11) 및 응답 수단(15)의 동작을 제어한다.
또한, 복조 회로(14)에 의해 복조되는 신호에는, 적어도 인벤토리 신호 및 무효화 신호의 2종류의 신호가 존재한다. 인벤토리 신호란, 외부의 송전 장치가 상기 수전 장치에 대해 급전이 필요한지 여부의 응답을 요구하는 신호이다. 또한, 무효화 신호란, 외부의 송전 장치가 상기 수전 장치에 대해 공명 코일(10)의 자기 공진 주파수를 변화시키도록 요구하는 신호이다. 따라서, 컨트롤러(16)는 인벤토리 신호가 입력되는 경우에는, 응답 수단(15)의 동작을 제어함으로써 외부의 송전 장치에 대해 응답한다. 또한, 컨트롤러(16)는 무효화 신호가 입력되는 경우에는, 가변 수단(11)의 동작을 제어함으로써 공명 코일(10)의 자기 공진 주파수를 변화시킨다.
그리고, 상기 수전 장치가 인벤토리 신호에 대해 급전이 필요하다는 응답을 한 경우(그 후에, 상기 수전 장치가 무효화 신호를 수신한 경우를 제외한다)에는, 외부의 송전 장치로부터 부하(13)에 대한 급전이 행해진다. 또한, 상기 급전은 외부의 송전 장치로부터 공명 코일(10) 및 코일(12)을 통하여 부하(13)에 대해 행해진다. 또한, 상기 수전 장치가 무효화 신호를 수신한 경우에는, 특정 기간에 걸쳐 공명 코일(10)의 자기 공진 주파수를 변화시킨다. 또한, 상기 특정 기간 경과후에는, 공명 코일(10)의 자기 공진 주파수가 복원된다.
이와 같이, 본 실시 형태의 수전 장치에서는, 외부의 송전 장치가 송신하는 무효화 신호에 따라서 공명 코일(10)의 자기 공진 주파수를 변화시키는 것이 가능하다. 이것에 의해, 외부의 송전 장치가 갖는 공명 코일과 상기 수전 장치가 갖는 공명 코일(10)을 자계 공명시키지 않는 것이 가능해진다. 따라서, 외부의 송전 장치에 대해 복수의 수전 장치가 존재하는 경우라도, 특정한 하나의 수전 장치를 선택하여 상기 수전 장치에 대한 자계 공명을 이용한 급전을 양호하게 행하는 것이 가능해진다.
또한, 본 실시 형태의 수전 장치에서는, 신호의 송수신 및 급전의 각각을 행하는 기구를 별도 형성하는 것이 아니라, 양자를 공통의 공명 코일(10) 및 코일(12)을 통하여 행해진다. 따라서, 수전 장치를 소형화하는 것이 가능하다.
또한, 본 실시 형태의 내용 또는 내용의 일부는, 다른 실시 형태의 내용 또는 내용의 일부 또는 실시예의 내용 또는 내용의 일부와 적절히 조합하는 것이 가능하다.
(실시 형태 2)
본 실시 형태에 있어서는, 본 발명의 일 형태에 따르는 급전 시스템의 일례에 대하여 도 2를 참조하여 설명한다. 또한, 상기 급전 시스템은 자계 공명을 이용한 급전을 행하는 급전 시스템이다.
<급전 시스템의 구성예>
도 2는 본 실시 형태의 급전 시스템을 도시한 도면이다. 도 2에 도시하는 급전 시스템은, 복수의 수전 장치(100_1 내지 100_n)(n은, 2 이상의 자연수)와, 송전 장치(200)를 가진다. 여기에서, 복수의 수전 장치(100_1 내지 100_n)의 각각은, 적어도 송전 장치(200)가 구비하는 공명 코일(24)의 자기 공진 주파수와 동일 또는 대략 동일한 자기 공진 주파수를 갖는 공명 코일을 가진다. 본 실시 형태에 있어서는, 복수의 수전 장치(100_1 내지 100_n)로서, 실시 형태 1에 있어서 설명한 수전 장치를 적용하는 것으로 한다. 이로 인해, 본 실시 형태에 있어서는, 수전 장치(100_1 내지 100_n)의 설명은, 실시 형태 1의 설명을 원용하는 것으로 한다. 또한, 본 실시 형태의 급전 시스템에 있어서는, 반드시 복수의 수전 장치(100_1 내지 100_n)의 각각을 동일 구성으로 할 필요는 없다. 즉, 복수의 수전 장치(100_1 내지 100_n)의 각각의 구성 또는 기능 모두가 공통일 필요는 없음을 부기한다.
송전 장치(200)는 컨트롤러(20)와, 고주파 전압을 생성하는 고주파 전원(21)과, 컨트롤러(20)에 있어서 생성되는 신호에 따라서 고주파 전압을 변조하는 변조 회로(22)와, 변조 회로(22)에 의해 변조된 고주파 전압이 인가되는 코일(23)과, 코일(23)과의 전자 유도에 의해 고주파 전압이 여기되는 공명 코일(24)과, 코일(23)에 인가되는 고주파 전압을 복조하는 복조 회로(25)를 가진다. 또한, 공명 코일(24)에는, 배선간의 부유 용량(26)이 존재하고 있다.
또한, 고주파 전원(21)의 구성은, 공명 코일(24)의 자기 공진 주파수와 동등한 주파수를 갖는 고주파 전압을 생성하는 것이 가능하면, 어떤 구성으로 해도 좋다.
또한, 변조 회로(22)의 구성으로서는, 고주파 전압을 반송파로서 신호를 중첩하는(예를 들어, 진폭 변조를 행한다) 것이 가능한 구성이면 어떤 구성을 적용해도 좋다.
또한, 도 2에 있어서는, 코일(23)과 공명 코일(24)을 별도 형성하는 구성에 대하여 도시하였지만, 이들을 공유의 1개의 코일로 하는 것도 가능하다. 단, 그 경우, 상기 코일의 직렬 저항 및 커패시턴스가 커진다. 이것은, Q값이 작아지는 것을 의미한다. 따라서, 도 2에 도시하는 바와 같이 코일(23) 및 공명 코일(24)을 별도 형성하는 구성으로 하는 것이 바람직하다.
또한, 복조 회로(25)의 구성으로서는, 고주파 전압에 중첩하는 신호(예를 들어, 진폭 변조에 의해 고주파 전압에 중첩된 신호)를 판별하고, 디지털 신호로서 출력하는 것이 가능한 회로이면, 어떤 회로를 적용해도 좋다.
<급전 시스템을 사용한 급전 방법>
이하에서는, 본 실시 형태에 나타내는 급전 시스템을 사용한 급전 방법의 일례에 대하여 도 3을 참조하여 설명한다. 또한, 도 3은, 급전 시스템에 있어서의 송전 장치의 동작의 일례를 도시하는 플로우차트이다.
송전 장치가 수전 장치에 대해 급전이 필요한지 여부의 응답을 요구하는 신호인 인벤토리 신호를 송신한다. 또한, 송전 장치에 의한 인벤토리 신호의 송신은, 수전 장치로부터의 응답 신호를 수신할 때까지에 걸쳐, 정상적으로 행하는 것, 정기적으로 행하는 것, 또는 부정기적으로 행하는 것(예를 들어, 이용자의 조작에 따라 행하는 것)이 가능하다. 또한, 복수의 수전 장치의 각각이 송신하는 응답의 혼신을 방지하기 위해서, 상기 급전 시스템에 충돌 방지 기능(안티 콜리젼 기능)을 부여해 두는 것이 바람직하다.
송전 장치에 있어서 응답의 수신이 있는(상기 인벤토리 신호에 대해 응답하는 수전 장치가 있는) 경우, 응답이 복수 있는지 여부(상기 인벤토리 신호에 대해 응답하는 수전 장치가 복수 존재하는지 여부)에 의해 송전 장치의 동작이 상이하다. 한편, 송전 장치에 있어서의 응답의 수신이 없는(상기 인벤토리 신호에 대해 응답하는 수전 장치가 없는) 경우, 급전 동작이 종료된다.
응답이 단일한 경우, 송전 장치는 응답이 급전을 요청하는 신호(급전 요청 신호)인지의 여부를 판별한다. 그리고, 응답이 급전 요청 신호인 경우, 송전 장치는, 급전 요청 신호를 송신한 수전 장치에 대한 급전을 행한다. 한편, 응답이 급전 요청 신호가 아닌 경우, 급전 동작이 종료된다.
응답이 복수인 경우, 송전 장치는 복수의 응답에 급전 요청 응답이 포함되는지 여부를 판별한다. 그리고, 복수의 응답에 급전 요청 응답이 포함되는 경우, 송전 장치는, 급전 요청 응답이 단일한지 여부를 판별한다. 한편, 복수의 응답에 급전 요청 응답이 포함되지 않는 경우, 급전 동작이 종료된다.
복수의 응답에 포함되는 급전 요청 응답이 단일한 경우, 송전 장치는 급전 요청 응답을 송신하는 수전 장치(급전 대상) 이외의 수전 장치에 대해, 공명 코일의 자기 공진 주파수를 변화시키도록 요구하는 신호인 무효화 신호를 송신한다. 한편, 복수의 응답에 포함되는 급전 요청 응답이 복수인 경우, 송전 장치는 급전 요청 응답을 송신하는 복수의 수전 장치 중 어느 하나(급전 대상)를 선택한다. 그리고, 상기 급전 대상 이외의 수전 장치에 대해, 무효화 신호를 송신한다.
이러한 동작을 거침으로써, 송전 장치로부터 단일한 수전 장치에 대한 급전을 양호하게 행하는 것이 가능해진다.
또한, 본 실시 형태에 있어서 상기 급전은, 특정 기간의 경과후에 종료되는 것으로 한다. 그리고, 재차, 송전 장치가 인벤토리 신호를 송신하고, 상기의 동작을 반복하는 것으로 한다. 이러한 동작을 행함으로써, 급전 요청 신호를 송신하는 수전 장치가 복수 존재하는 경우에도, 복수의 수전 장치에 대한 급전을 점차적으로 행하는 것이 가능해진다. 또한, 급전 시간을 제어함으로써, 복수의 수전 장치에 대한 급전을 유사적으로 병행하여 행하는 것이 가능해진다.
또한, 상기의 동작에 있어서는, 복수의 수전 장치의 각각이 급전을 요청하는지 여부의 응답을 송신하는 구성에 대하여 예시하고 있지만, 본 실시 형태의 동작예는 상기 구성에 한정되지 않는다. 예를 들어, 복수의 수전 장치의 각각이 상태(예를 들어, 충전 상태)를 나타내는 신호를 송전 장치에 송신하고, 상기 신호를 기초로 송전 장치가 급전 대상이 되는 수전 장치를 선택하는 구성으로 하는 것 등도 가능하다.
이와 같이, 본 실시 형태의 급전 시스템에서는, 송전 장치가 송신하는 무효화 신호에 따라서 수전 장치가 갖는 공명 코일의 자기 공진 주파수를 변화시키는 것이 가능하다. 따라서, 송전 장치에 대해 복수의 수전 장치가 존재하는 경우라도, 자계 공명을 이용한 급전을 양호하게 행하는 것이 가능해진다.
또한, 본 실시 형태의 급전 시스템에 있어서는, 송전 장치가 갖는 송전용 공명 코일과 수전 장치가 갖는 수전용 공명 코일의 자기 공진 주파수가 동일 또는 대략 동일하다. 따라서, 이들 공명 코일을 용이하게 자계 공명 상태로 하는 것이 가능하다. 즉, 본 실시 형태의 급전 시스템에 있어서는, 자계 공명을 이용한 급전을 간편한 구성에 의해 실현하는 것이 가능해진다.
또한, 본 실시 형태의 내용 또는 내용의 일부는, 다른 실시 형태의 내용 또는 내용의 일부 또는 실시예의 내용 또는 내용의 일부와 적절히 조합하는 것이 가능하다.
(실시예)
본 실시예에서는, 실시 형태 2에서 설명한 급전 시스템을 적용할 수 있는 용도에 대하여 설명한다. 또한, 본 발명의 일 형태에 따르는 급전 시스템을 적용할 수 있는 용도로서는, 휴대형 전자 기기인, 디지털 비디오 카메라, 휴대 정보 단말(모바일 컴퓨터, 휴대 전화, 휴대형 게임기 또는 전자 서적 등), 기록 매체를 구비한 화상 재생 장치(구체적으로는 Digital Versatile Disc(DVD) 재생 장치) 등을 들 수 있다. 또한, 전력을 기초로 동력을 얻는 전기 자동차 등의 전기 추진 이동체를 들 수 있다. 이하, 일례에 대하여 도 4를 참조하여 설명한다.
도 4a는, 휴대 전화 및 휴대 정보 단말을 급전 시스템의 용도로 하는 일례이며, 송전 장치(701), 수전 장치(703A)를 갖는 휴대 전화(702A), 수전 장치(703B)를 갖는 휴대 전화(702B)로 구성되어 있다. 실시 형태 2에서 설명한 급전 시스템은, 송전 장치(701)와 수전 장치(703A) 및 수전 장치(703B) 사이에서 적용할 수 있다.
예를 들어, 송전 장치(701)에는, 실시 형태 2에 나타내는 송전 장치의 구성을 적용할 수 있고, 수전 장치(703A) 및 수전 장치(703B)에는, 실시 형태 1에 나타내는 수전 장치의 구성을 적용할 수 있다.
본 발명의 일 형태에 따르는 급전 시스템을 적용함으로써, 송전 장치(701)로부터 수전 장치(703A) 및 수전 장치(703B)에 전력을 효율적으로 공급할 수 있다.
도 4b는 전기 추진 이동체인 전기 자동차를 급전 시스템의 용도로 하는 일례이며, 송전 장치(711)와, 수전 장치(713)를 갖는 전기 자동차(712)로 구성되어 있다. 실시 형태 2에서 설명한 급전 시스템은, 송전 장치(711)와 수전 장치(713) 사이에서 적용할 수 있다.
예를 들어, 송전 장치(711)에는, 실시 형태 2에 나타내는 송전 장치의 구성을 적용할 수 있고, 수전 장치(713)에는, 실시 형태 1에 나타내는 수전 장치의 구성을 적용할 수 있다.
본 발명의 일 형태에 따르는 급전 시스템을 적용함으로써, 송전 장치(711)로부터 수전 장치(713)에 전력을 효율적으로 공급할 수 있다.
이상, 실시 형태 2에서 설명한 급전 시스템은, 전력으로 구동시키는 물품이면 어떤 것에라도 형성하여 사용할 수 있다.
또한, 본 실시예의 내용 또는 내용의 일부는, 실시 형태의 내용 또는 내용의 일부와 적절히 조합하는 것이 가능하다.
10 공명 코일 11 가변 수단
12 코일 13 부하
14 복조 회로 15 응답 수단
16 컨트롤러 17 부유 용량
20 컨트롤러 21 고주파 전원
22 변조 회로 23 코일
24 공명 코일 25 복조 회로
26 부유 용량 100_1 내지 100_n 수전 장치
200 송전 장치 701 송전 장치
702A 휴대 전화 702B 휴대 전화
703A 수전 장치 703B 수전 장치
711 송전 장치 712 전기 자동차
713 수전 장치

Claims (25)

  1. 송전용 공명 코일을 포함하는 송전 장치; 및
    수전용 공명 코일을 포함하는 수전 장치를 포함하고,
    상기 송전 장치는 상기 수전 장치로 무효화 신호를 송신하기 위한 수단을 포함하고,
    상기 수전 장치는 상기 수전용 공명 코일의 자기 공진 주파수를 변경하기 위한 수단을 포함하여 상기 수전용 공명 코일이 상기 무효화 신호 수신시 상기 송전용 공명 코일과 공진하는 것을 방지하는, 급전 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 송전 장치는:
    상기 수전 장치로 인벤토리 신호(inventory signal)를 송신하기 위한 수단; 및
    상기 수전 장치로부터 상기 인벤토리 신호에 대한 응답을 수신하기 위한 수단을 포함하는, 급전 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 송전 장치는 상기 응답이 상기 송전 장치에 상기 수전 장치로의 급전을 요청하는 급전 요청 신호인지 결정하기 위한 수단을 포함하는, 급전 시스템.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 수전 장치는:
    상기 인벤토리 신호를 수신하기 위한 수단; 및
    상기 송전 장치로 상기 응답을 송신하기 위한 수단을 포함하는, 급전 시스템.
  5. 송전용 공명 코일을 포함하는 송전 장치; 및
    각각 수전용 공명 코일을 포함하는 복수의 수전 장치들을 포함하고,
    상기 송전 장치는 상기 복수의 수전 장치들로 무효화 신호를 송신하기 위한 수단을 포함하고,
    상기 복수의 수전 장치들 각각은 상기 수전용 공명 코일의 자기 공진 주파수를 변경하기 위한 수단을 포함하여 상기 수전용 공명 코일이 상기 무효화 신호 수신시 상기 송전용 공명 코일과 공진하는 것을 방지하는, 급전 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 송전 장치는 상기 복수의 수전 장치들로 인벤토리 신호를 송신하기 위한 수단을 포함하고,
    상기 복수의 수전 장치들 각각은 상기 인벤토리 신호를 수신하기 위한 수단 및 상기 송전 장치로 상기 인벤토리 신호에 대한 응답을 송신하기 위한 수단을 포함하는, 급전 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 송전 장치는 상기 복수의 수전 장치들로부터 상기 응답들을 수신하기 위한 수단을 포함하는, 급전 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 송전 장치는 상기 응답이 상기 송전 장치에 상기 복수의 수전 장치들로의 급전을 요청하는 급전 요청 신호를 포함하는지 결정하기 위한 수단을 포함하는, 급전 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 송전 장치는 상기 급전 요청 신호를 상기 응답으로서 송신하는, 상기 복수의 수전 장치들 중 하나를 선택하기 위한 수단을 포함하는, 급전 시스템.
  10. 송전용 공명 코일을 포함하는 송전 장치; 및
    수전용 공명 코일을 포함하는 수전 장치를 포함하고,
    상기 송전 장치는 상기 수전 장치로 무효화 신호를 송신할 수 있고,
    상기 수전 장치는 상기 수전용 공명 코일의 자기 공진 주파수를 변경할 수 있어서 상기 수전용 공명 코일이 상기 무효화 신호 수신시 상기 송전용 공명 코일과 공진하는 것을 방지하는, 급전 시스템.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 송전 장치는 상기 수전 장치로 인벤토리 신호를 송신할 수 있고 상기 수전 장치로부터 상기 인벤토리 신호에 대한 응답을 수신할 수 있는, 급전 시스템.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 송전 장치는 상기 응답이 상기 송전 장치에 상기 수전 장치로의 급전을 요청하는 급전 요청 신호인지 결정할 수 있는, 급전 시스템.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 수전 장치는 상기 송전 장치로부터 상기 인벤토리 신호 및 상기 무효화 신호를 수신할 수 있고 상기 응답을 상기 송전 장치로 송신할 수 있는, 급전 시스템.
  14. 송전용 공명 코일을 포함하는 송전 장치; 및
    각각 수전용 공명 코일을 포함하는 복수의 수전 장치들을 포함하고,
    상기 송전 장치는 상기 복수의 수전 장치들로 무효화 신호를 송신할 수 있고,
    상기 복수의 수전 장치들 각각은 상기 수전용 공명 코일의 자기 공진 주파수를 변경할 수 있어서 상기 수전용 공명 코일이 상기 무효화 신호 수신시 상기 송전용 공명 코일과 공진하는 것을 방지하는, 급전 시스템.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 송전 장치는 상기 복수의 수전 장치들로 인벤토리 신호를 송신할 수 있고,
    상기 복수의 수전 장치들 각각은 상기 인벤토리 신호를 수신할 수 있고 상기 인벤토리 신호에 대한 응답을 송신할 수 있는, 급전 시스템.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 송전 장치는 상기 복수의 수전 장치들로부터 상기 응답을 수신할 수 있는, 급전 시스템.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 송전 장치는 상기 응답이 상기 송전 장치에 상기 복수의 수전 장치들로의 급전을 요청하는 급전 요청 신호를 포함하는지 결정할 수 있는, 급전 시스템.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 송전 장치는 상기 급전 요청 신호를 상기 응답으로서 송신하는, 상기 복수의 수전 장치들 중 하나를 선택할 수 있는, 급전 시스템.
  19. 송전 장치로부터 수전 장치로 급전하기 위한 방법으로서,
    상기 송전 장치로부터 상기 수전 장치로 무효화 신호를 송신하는 단계; 및
    상기 수전 장치가 상기 무효화 신호를 수신할 때 상기 수전 장치의 수전용 공명 코일이 상기 송전 장치의 송전용 공명 코일과 공진하는 것을 방지하기 위해 상기 수전용 공명 코일의 자기 공진 주파수를 변경하는 단계를 포함하는, 급전 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 송전 장치로부터 상기 수전 장치로 인벤토리 신호를 송신하는 단계; 및
    상기 수전 장치로부터 상기 송전 장치로 상기 인벤토리 신호에 대한 응답을 송신하는 단계를 더 포함하는, 급전 방법.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 응답이 상기 송전 장치에 상기 수전 장치로의 급전을 요청하는 급전 요청 신호인지 결정하는 단계를 더 포함하는, 급전 방법.
  22. 송전 장치로부터 복수의 수전 장치들로 급전하기 위한 방법으로서,
    상기 송전 장치로부터 상기 복수의 수전 장치들 중 적어도 하나로 무효화 신호를 송신하는 단계; 및
    상기 복수의 수전 장치들 중 하나가 상기 무효화 신호를 수신할 때 상기 복수의 수전 장치들 중 하나의 수전용 공명 코일이 상기 송전 장치의 송전용 공명 코일과 공진하는 것을 방지하기 위해 상기 수전용 공명 코일의 자기 공진 주파수를 변경하는 단계를 포함하는, 급전 방법.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 송전 장치로부터 상기 복수의 수전 장치들로 인벤토리 신호를 송신하는 단계; 및
    상기 복수의 수전 장치들 중 하나로부터 상기 송전 장치로 상기 인벤토리 신호에 대한 응답을 송신하는 단계를 더 포함하는, 급전 방법.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 송전 장치에 의해 상기 복수의 수전 장치들로부터의 상기 응답들을 수신하는 단계; 및
    상기 응답이 상기 송전 장치에 상기 복수의 수전 장치들로의 급전을 요청하는 급전 요청 신호를 포함하는지 결정하는 단계를 더 포함하는, 급전 방법.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 급전 요청 신호를 송신하는, 상기 복수의 수전 장치들 중 하나를 선택하는 단계를 더 포함하는, 급전 방법.
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