KR20130099152A - Power transmitting device, power receiving device, non-contact power transmission system, and method for controlling transmission power in non-contact power transmission system - Google Patents

Power transmitting device, power receiving device, non-contact power transmission system, and method for controlling transmission power in non-contact power transmission system Download PDF

Info

Publication number
KR20130099152A
KR20130099152A KR1020137012038A KR20137012038A KR20130099152A KR 20130099152 A KR20130099152 A KR 20130099152A KR 1020137012038 A KR1020137012038 A KR 1020137012038A KR 20137012038 A KR20137012038 A KR 20137012038A KR 20130099152 A KR20130099152 A KR 20130099152A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
power
circuit
power transmission
modulated signal
frequency band
Prior art date
Application number
KR1020137012038A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
코이치 미시나
마사시 모리
Original Assignee
엔이씨 도낀 가부시끼가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엔이씨 도낀 가부시끼가이샤 filed Critical 엔이씨 도낀 가부시끼가이샤
Publication of KR20130099152A publication Critical patent/KR20130099152A/en

Links

Images

Classifications

    • H04B5/79
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/10Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling
    • H02J50/12Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling of the resonant type
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/80Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power involving the exchange of data, concerning supply or distribution of electric power, between transmitting devices and receiving devices
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0029Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
    • H02J7/00308Overvoltage protection
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H3/00Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators
    • H03H3/007Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks
    • H03H3/0072Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks of microelectro-mechanical resonators or networks
    • H03H3/0076Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks of microelectro-mechanical resonators or networks for obtaining desired frequency or temperature coefficients
    • H03H3/0077Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks of microelectro-mechanical resonators or networks for obtaining desired frequency or temperature coefficients by tuning of resonance frequency
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H7/00Multiple-port networks comprising only passive electrical elements as network components
    • H03H7/38Impedance-matching networks
    • H04B5/26

Abstract

본 발명의 비접촉 전력 전송 시스템(1)은, 송전 장치(4)와 수전 장치(7)를 구비한다. 송전 장치(4)는, 수전 장치(7)에 대하여 반송파에 실어 교류 전력을 송전한다. 수전 장치(7)는, 상기 수전 장치(7)의 부하를 변화시켜 수전 안테나(20)의 공진 주파수를 변화시킴으로써 교류 전력의 수전을 제어한다. 송전 장치(4)는, 수전 장치(7)의 부하의 변화에 따라서 교류 전력의 반송파에 중첩된 변조 신호를 검출하고, 검출한 변조 신호에 근거하여 교류 전력의 송전 제어를 실시한다.The non-contact electric power transmission system 1 of this invention is equipped with the power transmission apparatus 4 and the power receiving apparatus 7. The power transmission device 4 transfers AC power to the power reception device 7 on a carrier wave. The power receiving device 7 controls the power reception of AC power by changing the load of the power receiving device 7 and changing the resonance frequency of the power receiving antenna 20. The power transmission device 4 detects a modulation signal superimposed on a carrier wave of AC power in accordance with a change in the load of the power reception device 7, and performs power transmission control of AC power based on the detected modulation signal.

Figure P1020137012038
Figure P1020137012038

Description

송전 장치, 수전 장치, 비접촉 전력 전송 시스템, 및, 비접촉 전력 전송 시스템에 있어서의 송전 전력의 제어 방법{POWER TRANSMITTING DEVICE, POWER RECEIVING DEVICE, NON-CONTACT POWER TRANSMISSION SYSTEM, AND METHOD FOR CONTROLLING TRANSMISSION POWER IN NON-CONTACT POWER TRANSMISSION SYSTEM}Power transmission apparatus, power receiving apparatus, non-contact power transmission system, and control method of power transmission power in a non-contact power transmission system CONTACT POWER TRANSMISSION SYSTEM}

본 발명은, 송전(送電) 장치로부터 수전(受電) 장치에 대해서 비접촉으로 전력을 전송하는 비접촉 전력 전송 시스템에 관한 것이다. 예를 들면, 수전 장치는 휴대 전자기기이며, 송전 장치는 그 휴대 전자기기에 대한 충전기이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a non-contact power transmission system that transmits power in a non-contact manner from a power transmission device to a power reception device. For example, the power receiving device is a portable electronic device, and the power transmission device is a charger for the portable electronic device.

수전 장치 측의 부하가 상정하고 있던 부하와 비교하여 너무 낮으면, 수전 전압이 지나치게 높아져 버려, 수전 장치 내의 부품이 파괴되어 버릴 가능성이 있다.If the load on the power receiving device side is too low compared to the assumed load, there is a possibility that the power receiving voltage becomes too high and the parts in the power receiving device may be destroyed.

특허 문헌 1은, 이러한 문제를 해결하기 위한 수단으로서, 수전 전압을 송전 장치에 피드백하여 송전 장치 측으로부터의 송전 전력을 제어하는 비접촉 전력 전송 시스템을 개시하고 있다. 이 비접촉 전력 전송 시스템은, 송전 장치로부터 수전 장치로의 전력 전송에 사용되는 코일쌍(coil pairs)(트랜스포머:안테나쌍)과, 수전 장치로부터 송전 장치로의 피드백 신호의 전송에 사용되는 보조 코일쌍(보조 트랜스포머:보조 안테나쌍)을 구비하고 있다.Patent Literature 1 discloses a non-contact power transmission system that controls a transmission power from a power transmission device side by feeding back a power supply voltage to a power transmission device as a means for solving such a problem. This non-contact electric power transmission system includes coil pairs (transformers: antenna pairs) used for power transmission from a power transmitter to a power receiver, and auxiliary coil pairs used for transmission of feedback signals from a power receiver to a power transmitter. (Auxiliary Transformer: Auxiliary Antenna Pair).

특허 문헌 2는, 전압 제어를 행하는 제어 회로를 가지는 수전 장치(2차측 장치)를 개시하고 있다. 특허 문헌 2의 수전 장치는, 수전 전압을 송전 장치에 피드백하지 않고, 대신에, 수전 전압에 따라서 부하를 변화시킴으로써 수전 전압 레벨을 적정치에 가까워지도록 제어하고 있다.Patent document 2 discloses a power receiving device (secondary side device) having a control circuit that performs voltage control. The power receiving device of Patent Document 2 does not feed the power supply voltage back to the power transmission device, but instead controls the power supply voltage level to be close to an appropriate value by changing the load in accordance with the power supply voltage.

일본 특개 2008-263779호 공보Japanese Patent Laid-Open No. 2008-263779 일본 특개 2005-278400호 공보, 실시의 형태 6, 도 8Japanese Patent Laid-Open No. 2005-278400, Embodiment 6, Fig. 8

특허 문헌 1의 비접촉 전력 전송 시스템에서는, 피드백 신호가 수전 장치로부터 송전 장치에 보내지고 나서 송전 장치가 송전 전력의 제어를 행한다. 즉, 수전 장치에 있어서 저(低)부하에 기인한 과(過)전압이 발생하고 나서 제어될 때까지의 동안에 일정시간이 경과해버린다. 이 때문에, 그 사이에 과전압에 의해 수전 장치 내의 부품이 파괴될 우려가 있다.In the non-contact electric power transmission system of patent document 1, after a feedback signal is sent from a power receiving device to a power transmission device, a power transmission device controls power transmission power. That is, in the power receiving device, a certain time elapses from the occurrence of the overvoltage due to the low load until it is controlled. For this reason, there exists a possibility that the component in a power receiving device may be destroyed by the overvoltage in the meantime.

특허 문헌 2의 수전 장치를 포함한 비접촉 전력 전송 시스템에서는, 상술한 특허 문헌 1의 비접촉 전력 전송 시스템이 가지는 문제는 생기지 않는다. 그러나, 송전 장치는 수전 장치에 있어서의 제어를 알지 못하며, 따라서, 비효율적인 전력 전송이 행해지고 있었다고 해도 적정화할 수 없다.In the non-contact power transmission system including the power receiving device of Patent Document 2, the problem of the non-contact power transmission system of Patent Document 1 described above does not occur. However, the power transmission device is not aware of the control in the power reception device, and therefore cannot be optimized even if inefficient power transmission has been performed.

따라서, 본 발명은, 수전 전압의 제어를 타임래그(timelag)없이 행하는 동시에, 수전 전압의 상태를 송전 장치에 전달하여 송전 전력을 적정 레벨로 제어할 수 있는 비접촉 전력 전송 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a non-contact power transmission system capable of controlling the power supply voltage without timelag and transmitting the state of the power supply voltage to the power transmission device so that the power transmission power can be controlled at an appropriate level. do.

본 발명의 하나의 측면은, 수전(受電) 장치에 대해서 교류 전력을 반송파에 실어 송전하는 송전 장치로서, One aspect of the present invention is a power transmission device that transmits AC power by carrying a carrier wave to the power receiving device,

상기 수전 장치는, 상기 수전 장치의 부하를 변화시켜 상기 교류 전력의 상기 반송파에 변조 신호를 중첩 가능한 것이며,The power receiving device is capable of superimposing a modulated signal on the carrier wave of the AC power by varying the load of the power receiving device,

상기 송전 장치는:The power transmission device is:

송전 안테나와;With power transmission antenna;

상기 송전 안테나를 구동하여, 상기 교류 전력을 상기 반송파에 실어 송전하는 드라이버 회로와;A driver circuit for driving the power transmitting antenna to transfer the AC power to the carrier;

상기 드라이버 회로를 제어하는 송전 제어 회로와;A power transmission control circuit for controlling the driver circuit;

상기 드라이버 회로와 상기 송전 안테나의 사이에 설치되며, 상기 드라이버 회로의 출력 임피던스와 상기 송전 안테나의 임피던스를 정합시키는 정합 회로와;A matching circuit provided between the driver circuit and the power transmission antenna, the matching circuit matching an output impedance of the driver circuit and an impedance of the power transmission antenna;

상기 교류 전력의 상기 반송파에 중첩된 상기 변조 신호를 검출하여 상기 송전 제어 회로에 전달하는 검출 회로;A detection circuit that detects the modulated signal superimposed on the carrier of the AC power and transmits the modulated signal to the power transmission control circuit;

를 구비하고 있으며, 상기 송전 제어 회로는, 상기 변조 신호에 근거하여 상기 드라이버 회로의 제어를 행하는, 송전 장치를 제공한다.The power transmission control circuit provides a power transmission device that controls the driver circuit based on the modulated signal.

또, 본 발명의 다른 측면은, 상술한 송전 장치와, 수전 장치를 구비하는 비접촉 전력 전송 시스템으로서,Moreover, another aspect of this invention is a non-contact electric power transmission system provided with the above-mentioned power transmission apparatus and power receiving apparatus,

상기 수전 장치는:The power receiving device is:

수전 안테나와;A power receiving antenna;

상기 수전 안테나에 의해 수전한 상기 교류 전력을 정류하여 직류 전력으로 변환하는 정류회로와;A rectifier circuit for rectifying the AC power received by the power receiving antenna and converting the AC power into DC power;

상기 정류회로의 출력전압을 검출하는 전압 검출 회로와;A voltage detection circuit for detecting an output voltage of the rectifier circuit;

상기 전압 검출 회로의 출력에 따라서 부하를 변화시킴으로써 상기 수전 안테나의 공진 주파수를 변화시켜 상기 교류 전력의 수전을 제어하는 동시에 상기 교류 전력의 상기 반송파에 상기 변조 신호를 중첩시키는 공진 주파수 변경 회로;A resonant frequency changing circuit for varying the resonant frequency of the power receiving antenna by changing a load in accordance with the output of the voltage detection circuit to control the reception of the AC power and to superimpose the modulation signal on the carrier of the AC power;

를 구비하고 있는, 비접촉 전력 전송 시스템을 제공한다.It provides a non-contact power transmission system having a.

더욱이, 본 발명의 다른 측면은, Moreover, another aspect of the present invention,

수전 장치와 상기 수전 장치에 대해서 반송파에 실어 교류 전력을 송전하는 송전 장치를 구비하는 비접촉 전력 전송 시스템에 있어서의 송전 전력의 제어 방법으로서,A control method of power transmission power in a non-contact power transmission system comprising a power reception device and a power transmission device that transmits AC power on a carrier wave with respect to the power reception device.

상기 수전 장치가 상기 수전 장치의 부하를 변화시켜 상기 수전 장치에 있어서의 수전 전력을 제어하는 제1 처리와, A first process in which the power receiving device changes the load of the power receiving device to control the power receiving power in the power receiving device;

상기 수전 장치의 부하의 변화에 따라서 상기 교류 전력의 상기 반송파에 중첩된 변조 신호를 상기 송전 장치가 검출하여, 검출한 상기 변조 신호에 근거해서 상기 송전 전력의 제어를 행하는 제2 처리;A second process in which the power transmission apparatus detects a modulated signal superimposed on the carrier of the AC power in accordance with a change in load of the power receiving apparatus, and controls the power transmission power based on the detected modulation signal;

를 구비하는, 송전 전력의 제어 방법을 제공한다.Provided is a control method of transmission power.

본 발명의 비접촉 전력 전송 시스템에 의하면, 수전 장치에 대해서 부하를 변화시킴으로써 수전 전압의 제어를 행하게 하는 동시에, 수전 전압의 제어에 수반하여 부하 변조에 의해 교류 전력의 반송파에 중첩된 변조 신호에 근거하여 송전 전력의 제어를 더욱 행할 수 있다. 따라서, 본 발명에 의하면, 타임래그가 없는 수전 전압 제어와 효율적인 전력 전송 제어를 양립할 수 있다.According to the non-contact power transmission system of the present invention, the power receiving device is controlled by varying the load, and at the same time, based on the modulation signal superimposed on the carrier wave of AC power by load modulation in conjunction with the control of the power receiving voltage. The transmission power can be further controlled. Therefore, according to the present invention, it is possible to achieve both power supply voltage control without time lag and efficient power transfer control.

덧붙여, 본 발명에 있어서는, 상술한 부하 변조에 의한 변조 신호를 피드백 신호로 하고 있으며, 피드백 신호 전송 전용의 시스템을 별도로 설치할 필요가 없기 때문에, 본 발명의 비접촉 전력 전송 시스템은, 특허 문헌 1의 비접촉 전력 전송 시스템과 비교하여 간이한 구성으로 할 수 있고, 따라서 염가로 구축할 수 있다.In addition, in this invention, since the modulated signal by load modulation mentioned above is used as a feedback signal, since it is not necessary to provide the system exclusively for feedback signal transmission, the non-contact power transmission system of this invention is the non-contact of patent document 1 Compared with an electric power transmission system, it can be set as a simple structure and therefore can be constructed in low cost.

첨부한 도면을 참조하면서 하기의 최선의 실시의 형태의 설명을 검토함으로써, 본 발명의 목적이 올바르게 이해되며, 또한 그 구성에 대하여 보다 완전하게 이해될 것이다.By examining the following description of the best embodiments while referring to the accompanying drawings, the purpose of the present invention will be correctly understood and the structure thereof will be more fully understood.

도 1은, 본 발명의 제1의 실시의 형태에 의한 비접촉 전력 전송 시스템을 나타내는 블럭도이다.
도 2는, 도 1의 비접촉 전력 전송 시스템에 있어서의 검파 회로를 나타내는 회로도이다.
도 3은, 도 1의 비접촉 전력 전송 시스템에 있어서의 공진 주파수 변경 회로를 나타내는 회로도이다.
도 4는, 도 1의 비접촉 전력 전송 시스템에 있어서의 전압 검출 회로를 나타내는 회로도이다.
도 5는, 도 1의 비접촉 전력 전송 시스템에 있어서의 피드백 신호 파형 등을 모식적으로 나타낸 도면이다. 상단은 반송파에 변조 신호를 중첩시킨 피드백 신호 파형을 모식적으로 나타내고, 하단은 검파(檢波) 회로의 출력 파형을 모식적으로 나타낸다.
도 6은, 본 발명의 제2의 실시의 형태에 의한 비접촉 전력 전송 시스템을 나타내는 블럭도이다.
도 7은, 도 1의 비접촉 전력 전송 시스템에 있어서의 드라이버 회로 및 전류 모니터 회로를 나타내는 회로도이다.
도 8은, 본 발명의 제3의 실시의 형태에 의한 비접촉 전력 전송 시스템을 나타내는 블럭도이다.
도 9는, 도 8의 비접촉 전력 전송 시스템에 있어서의 피드백 신호 파형을 모식적으로 나타낸 도면이다. 상단은 반송파에 변조 신호 및 부가적인 변조 신호를 중첩시킨 파형을 모식적으로 나타내고, 하단의 A는 제1의 대역 통과 필터의 출력 파형(변조 신호)을 모식적으로 나타내며, 하단의 B는 제2의 대역 통과 필터의 출력 파형(부가적인 변조 신호)을 모식적으로 나타낸다.
도 10은, 도 8의 비접촉 전력 전송 시스템의 송전 장치의 변형예를 나타내는 블럭도이다.
1 is a block diagram showing a non-contact power transmission system according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a circuit diagram showing a detection circuit in the non-contact power transmission system of FIG. 1.
FIG. 3 is a circuit diagram illustrating a resonant frequency changing circuit in the non-contact power transmission system of FIG. 1.
4 is a circuit diagram illustrating a voltage detection circuit in the non-contact power transmission system of FIG. 1.
FIG. 5 is a diagram schematically showing a feedback signal waveform and the like in the non-contact power transmission system of FIG. 1. The upper part schematically shows the feedback signal waveform which superimposed a modulation signal on a carrier wave, and the lower part shows the output waveform of a detection circuit typically.
6 is a block diagram showing a non-contact power transmission system according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a circuit diagram illustrating a driver circuit and a current monitor circuit in the non-contact power transfer system of FIG. 1.
8 is a block diagram showing a non-contact power transmission system according to a third embodiment of the present invention.
9 is a diagram schematically illustrating a feedback signal waveform in the non-contact power transmission system of FIG. 8. The upper part schematically shows a waveform in which a modulated signal and an additional modulated signal are superimposed on a carrier wave, and the lower part A schematically shows an output waveform (modulated signal) of a first band pass filter, and the lower part B is a second one. The output waveform (additional modulated signal) of the band pass filter of is schematically shown.
FIG. 10 is a block diagram illustrating a modification of the power transmission device of the non-contact power transmission system of FIG. 8.

본 발명에 대해서는 다양한 변형이나 여러 가지 형태로 실현하는 것이 가능하지만, 그 일례로서 도면에 나타내는 것과 같은 특정 실시의 형태에 대하여, 이하에 상세하게 설명한다. 도면 및 실시의 형태는, 본 발명을 여기에 개시한 특정 형태로 한정하는 것이 아니고, 첨부된 청구범위에 명시되어 있는 범위 내에 있어서 이루어지는 모든 변형예, 균등물, 대체예를 그 대상으로 포함하는 것으로 한다.Although this invention can be implement | achieved with various deformation | transformation and various forms, the specific embodiment as shown to a figure as an example is demonstrated in detail below. The drawings and embodiments are not to be construed as limiting the invention to the specific forms disclosed herein, but are intended to include all modifications, equivalents, and alternatives within the scope specified in the appended claims. do.

(제1의 실시의 형태)(1st embodiment)

도 1에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 제1의 실시의 형태에 의한 비접촉 전력 전송 시스템(1)은, 송전 장치(4)와 수전 장치(7)를 구비하고 있다.As shown in FIG. 1, the non-contact power transmission system 1 according to the first embodiment of the present invention includes a power transmission device 4 and a power reception device 7.

송전 장치(4)는, 전력을 송전하는 송전 안테나(10)와, 송전 안테나(10)를 구동하는 드라이버 회로(12)와, 드라이버 회로(12)를 제어하여 송전 제어를 행하는 송전 제어 회로(11)와, 송전 안테나(10)와 드라이버 회로(12)의 임피던스 정합을 행하는 정합 회로(13)와, 수전 장치(7)가 송신하는 변조 신호(피드백 신호:후술)를 검파하기 위한 검파 회로(14)를 구비하고 있다.The power transmission device 4 includes a power transmission antenna 10 for transmitting electric power, a driver circuit 12 for driving the power transmission antenna 10, and a power transmission control circuit 11 for controlling power transmission by controlling the driver circuit 12. ), A matching circuit 13 for performing impedance matching between the power transmission antenna 10 and the driver circuit 12, and a detection circuit 14 for detecting a modulation signal (feedback signal: described later) transmitted by the power receiving device 7. ).

여기서, 송전 제어 회로(11)는 CPU(도시하지 않음) 등을 포함하고, 송전 전원 회로(도시하지 않음)의 출력 전력을 제어하며, 드라이버 회로(12)를 구동하는 펄스 신호를 생성한다.Here, the power transmission control circuit 11 includes a CPU (not shown) and the like, controls the output power of the power transmission power circuit (not shown), and generates a pulse signal for driving the driver circuit 12.

송전 안테나(10)는, 수전 장치(7)의 수전 안테나(20)와 전자적으로 결합하여 수전 장치(7)에 전력을 송전하는 동시에, 수전 장치(7)로부터 송신되는 변조 신호를 수신한다. 송전 안테나(10)에는, 예를 들면 프린트 기판상에 인쇄한 루프 코일을 이용할 수 있다.The power transmission antenna 10 electronically couples with the power receiving antenna 20 of the power receiving device 7 to transmit power to the power receiving device 7, and receives a modulated signal transmitted from the power receiving device 7. For example, a loop coil printed on a printed board can be used for the power transmission antenna 10.

드라이버 회로(12)는, 주로 도시하지 않는 바이폴러 트랜지스터나 전계 효과 트랜지스터(이하, FET)로 구성되며, 송전 제어 회로(11)에서 생성한 펄스 신호에 따라서, 송전 전력 파형을 생성한다. 환언하면, 드라이버 회로(12)는, 송전 안테나(10)를 구동하여, 교류 전력을 반송파에 실어 수전 장치(7)에 송전한다.The driver circuit 12 mainly consists of a bipolar transistor (not shown) or a field effect transistor (hereinafter referred to as FET), and generates a power transmission power waveform in accordance with the pulse signal generated by the power transmission control circuit 11. In other words, the driver circuit 12 drives the power transmission antenna 10 to load AC power on the carrier wave and to transmit the power to the power receiving device 7.

정합(整合) 회로(13)는, 주로 도시하지 않는 콘덴서로 구성되며, 송전 안테나(10)의 임피던스와 수전 안테나(20)의 임피던스를 정합시킨다.The matching circuit 13 is mainly comprised by the capacitor | condenser which is not shown in figure, and matches the impedance of the power transmission antenna 10 with the impedance of the power receiving antenna 20. FIG.

검파 회로(14)는, 수전 장치(7)가 발신하는 변조 신호를 검출하여, 피드백 신호로서 수신한다. 검출한 변조 신호는, 송전 제어 회로(11)에 전달되어, 송전 제어에 이용된다. 검파 회로(14)에는, 예를 들면 다이오드를 이용한 포락선(包絡線) 검파 회로를 이용할 수 있다.The detection circuit 14 detects a modulated signal transmitted by the power receiving device 7 and receives it as a feedback signal. The detected modulation signal is transmitted to the power transmission control circuit 11 and used for power transmission control. As the detection circuit 14, an envelope detection circuit using a diode can be used, for example.

구체적으로는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 본 실시의 형태에 의한 검파 회로(14)는, 애노드를 송전 안테나(10)에 접속하는 동시에 캐소드를 송수신 제어 회로(11)에 접속한 다이오드(15)와, 다이오드(15)의 애노드와 그라운드와의 사이에 접속된 코일(16)과, 다이오드(15)의 캐소드와 그라운드와의 사이에 접속된 저항(17) 및 콘덴서(18)를 구비하고 있다.Specifically, as shown in FIG. 2, the detection circuit 14 according to the present embodiment connects the anode to the power transmission antenna 10 and simultaneously connects the cathode to the transmission and reception control circuit 11. And a coil 16 connected between the anode of the diode 15 and the ground, and a resistor 17 and a capacitor 18 connected between the cathode of the diode 15 and the ground.

도 1을 다시 참조하면, 수전 장치(7)는, 송전 장치(4)로부터의 교류 전력을 수전하는 수전 안테나(20)와, 수전 안테나(20)의 공진 주파수를 변화시키는 공진 주파수 변경 회로(21)와, 수전 안테나(20)에 의해 수전한 교류 전력을 정류하여 직류 전력으로 변환하는 정류회로(22)와, 정류회로(22)의 출력전압을 검출하는 전압 검출 회로(23)와, 수전 장치(7)로부터 전력이 공급되는 부하(24)를 구비하고 있다.Referring again to FIG. 1, the power receiving device 7 includes a power receiving antenna 20 for receiving AC power from the power transmission device 4 and a resonant frequency changing circuit 21 for changing the resonant frequency of the power receiving antenna 20. ), A rectifier circuit 22 for rectifying and converting AC power received by the power receiving antenna 20 into DC power, a voltage detecting circuit 23 for detecting an output voltage of the rectifying circuit 22, and a power receiving device. The load 24 to which electric power is supplied from (7) is provided.

여기서, 수전 안테나(20)는, 송전 안테나(10)와 전자적으로 결합하여 송전 장치(4)로부터 전력을 수전하는 동시에, 송전 장치(4)로 변조 신호(후술)를 송신한다. 수전 안테나(20)에는, 예를 들면 프린트 기판에 레이아웃한 루프 코일 등을 이용할 수 있다.Here, the power receiving antenna 20 electronically couples with the power transmitting antenna 10 to receive power from the power transmission device 4 and transmits a modulation signal (to be described later) to the power transmission device 4. As the power receiving antenna 20, for example, a loop coil laid out on a printed board can be used.

공진 주파수 변경 회로(21)는, 적어도 콘덴서와 FET와 저항을 각각 복수개 조합하여 구성된다.The resonance frequency changing circuit 21 is configured by combining at least a plurality of capacitors, FETs, and resistors, respectively.

구체적으로는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 본 실시의 형태에 의한 공진 주파수 변경 회로(21)는, 제1의 임피던스(41)와, 제2의 임피던스(42)와, 제3의 임피던스(43)와, FET(44, 45)와, 저항(46)을 구비하고 있다.Specifically, as shown in FIG. 3, the resonance frequency changing circuit 21 according to the present embodiment includes a first impedance 41, a second impedance 42, and a third impedance 43. ), FETs 44 and 45, and a resistor 46.

본 실시의 형태에 있어서, 제1의 임피던스(41), 제2의 임피던스(42) 및 제3의 임피던스(43)는, 모두 콘덴서이며, 제2의 임피던스(42)와 제3의 임피던스(43)는 서로 정전 용량이 동일하다.In the present embodiment, the first impedance 41, the second impedance 42 and the third impedance 43 are all capacitors, and the second impedance 42 and the third impedance 43 ) Have the same capacitance as each other.

제2의 임피던스(42)의 일단은 FET(44)의 드레인에 접속되어 있으며, 제2의 임피던스(42)의 타단은 수전 안테나(20)의 단자(a1)에 접속되어 있다. 마찬가지로, 제3의 임피던스(43)의 일단은 FET(45)의 드레인에 접속되어 있으며, 제3의 임피던스(43)의 타단은 수전 안테나(20)의 단자(a2)에 접속되어 있다.One end of the second impedance 42 is connected to the drain of the FET 44, and the other end of the second impedance 42 is connected to the terminal a1 of the power receiving antenna 20. Similarly, one end of the third impedance 43 is connected to the drain of the FET 45, and the other end of the third impedance 43 is connected to the terminal a2 of the power receiving antenna 20.

FET(44, 45)의 게이트끼리, 소스끼리는 서로 접속되어 있으며, 소스로부터 센터 탭(CT)이 인출되어 있다. 저항(46)은 FET(44, 45)의 게이트-소스 간에 접속되며, 센터 탭(CT)은 그라운드에 접속되어 있다.Gates and sources of the FETs 44 and 45 are connected to each other, and the center tap CT is drawn out from the source. The resistor 46 is connected between the gate and the source of the FETs 44 and 45, and the center tap CT is connected to the ground.

즉, 공진 주파수 변경 회로(21)는, 회로 중심으로서 센터 탭(CT)을 가지며, 센터 탭(CT)에 대해서 대칭이다.That is, the resonant frequency changing circuit 21 has the center tap CT as the circuit center and is symmetrical with respect to the center tap CT.

FET(44, 45)가 온일 때, 공진 주파수 변경 회로(21)는, 제2의 임피던스(42)와 제3의 임피던스(43)와 FET의 온 저항에 기인하는 등가 직렬 저항을 직렬로 접속 한 회로와, 제1의 임피던스(41)를 병렬 접속하여 이루어지는 회로와 등가이다.When the FETs 44 and 45 are on, the resonant frequency changing circuit 21 connects the second series of impedances 42 and the third series of impedances 43 and the equivalent series resistance due to the on resistance of the FET in series. It is equivalent to the circuit formed by connecting a circuit and the 1st impedance 41 in parallel.

한편, FET(44, 45)가 오프일 때, 공진 주파수 변경 회로(21)는, 제2의 임피던스(42) 및 제3의 임피던스(43)와 FET(44, 45)에 기인하는 기생(寄生) 용량을 직렬로 접속한 회로와, 제1의 임피던스(41)를 병렬 접속하여 이루어지는 회로와 등가이다.On the other hand, when the FETs 44 and 45 are off, the resonant frequency changing circuit 21 is parasitic due to the second impedance 42 and the third impedance 43 and the FETs 44 and 45. ) It is equivalent to the circuit which connected the capacitance in series, and the circuit which connects the 1st impedance 41 in parallel.

이와 같이, FET(44, 45)가 온일 때와 오프일 때에 수전 안테나(20)의 단자 (a1, a2) 사이에 접속되는 임피던스가 변화하므로, 공진 주파수도 변화한다.In this way, since the impedances connected between the terminals a1 and a2 of the power receiving antenna 20 change when the FETs 44 and 45 are on and off, the resonance frequency also changes.

본 실시의 형태에 있어서는, FET(44, 45)가 오프일 때 수전 효율이 가장 높아지도록 임피던스를 조정하고, FET(44, 45)가 온일 때에는 수전 전압이 내려가는 구성으로 한다.In this embodiment, the impedance is adjusted so that the power receiving efficiency is the highest when the FETs 44 and 45 are off, and the power receiving voltage is lowered when the FETs 44 and 45 are on.

즉, 부하(24)가 무거울 때에 수전 효율이 최대가 되도록 공진 주파수를 미리 설정하고, 부하(24)가 가벼워져 수전 전압이 상승했을 때에 공진 주파수 변경 회로(21)가 동작하여 공진 주파수를 전환하는 구성으로 한다. 공진 주파수가 전환됨으로써 수전 효율이 떨어져, 수전 전압도 내려간다. That is, when the load 24 is heavy, the resonance frequency is set in advance so as to maximize the power receiving efficiency, and when the load 24 becomes light and the power receiving voltage rises, the resonance frequency changing circuit 21 operates to switch the resonance frequency. It is a constitution. Switching the resonant frequency lowers the power receiving efficiency and lowers the power receiving voltage.

이 공진 주파수 변경 회로(21)는, 단자(b1, b2)에 있어서 정류회로(22)에 접속되어 있다.The resonant frequency changing circuit 21 is connected to the rectifier circuit 22 at the terminals b1 and b2.

정류회로(22)는, 4개의 다이오드를 이용하여 구성된 단층 브릿지 정류회로이다. 즉, 본 실시의 형태에 의한 정류회로(22)는, 전파(全波) 정류회로이며, 특허 문헌 2의 것과 비교하여, 효율이 좋은 것이다. 정류회로(22)는, 정류 출력 단자(Vd)와 그라운드 단자(도시하지 않음)를 더 가지고 있다. 정류 출력 단자(Vd)는, 전압 검출 회로(23)와 부하(24)에 접속되어 있으며, 그라운드 단자는, 상술한 공진 주파수 변경 회로(21)의 센터 탭(CT)에 접속되어 있다.The rectifier circuit 22 is a single-layer bridge rectifier circuit constructed using four diodes. In other words, the rectifier circuit 22 according to the present embodiment is a full-wave rectifier circuit, and has a good efficiency compared with that of Patent Document 2. The rectifier circuit 22 further has a rectification output terminal Vd and a ground terminal (not shown). The rectifier output terminal Vd is connected to the voltage detection circuit 23 and the load 24, and the ground terminal is connected to the center tap CT of the resonance frequency change circuit 21 described above.

전압 검출 회로(23)는 히스테리시스 특성을 가지며, 적어도 복수의 트랜지스터와, 저항, 및 제너다이오드(zener diode)에 의해 구성된다.The voltage detection circuit 23 has hysteresis characteristics and is constituted by at least a plurality of transistors, a resistor, and a zener diode.

구체적으로는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 본 실시의 형태에 의한 전압 검출 회로(23)는, 제너다이오드(ZDs)와, 게이트 구동 회로(60)를 구비하고 있다.Specifically, as shown in FIG. 4, the voltage detection circuit 23 according to the present embodiment includes zener diodes ZDs and a gate driving circuit 60.

도시된 게이트 구동 회로(60)는, 바이폴러 트랜지스터(61, 62)와, 저항 (R1~R5)과, 제너다이오드(ZDc, ZDp)를 구비하고 있다. 게이트 구동 회로(60)는, 구동 전원으로서 정류 후의 직류 전압(즉, 정류회로(22)의 출력전압)을 이용한다. 정류회로(22)의 출력전압이 과도하게 높은 경우, FET(44, 45)가 파괴될 가능성이 있으므로, 제너다이오드(ZDp)의 항복 전압은 공진 주파수 변경 회로(21)에서 사용하는 FET의 게이트-소스 간의 내(耐)전압 이하로 하는 것이 바람직하다.The illustrated gate drive circuit 60 includes bipolar transistors 61 and 62, resistors R1 to R5, and zener diodes ZDc and ZDp. The gate drive circuit 60 uses the DC voltage after rectification (that is, the output voltage of the rectifier circuit 22) as a drive power supply. If the output voltage of the rectifier circuit 22 is excessively high, the FETs 44 and 45 may be destroyed, so the breakdown voltage of the zener diode ZDp is set to the gate of the FET used in the resonance frequency change circuit 21. It is preferable to set it as below withstand voltage between sources.

바이폴러 트랜지스터(61)의 베이스와 제너다이오드(ZDs)의 애노드의 중간에는 저항(R1)이 접속되며, 정류 출력 단자(Vd)와 바이폴러 트랜지스터(61)의 콜렉터와의 중간에는 저항(R2)이 접속되어 있다. 또, 정류 출력 단자(Vd)와 바이폴러 트랜지스터(62)의 콜렉터와의 사이에 저항(R3)이 접속되고, 바이폴러 트랜지스터(61)의 베이스와 그라운드 단자(GND)와의 사이에는 저항(R4)이 접속되며, 바이폴러 트랜지스터(61)의 이미터와 그라운드 단자(GND)와의 사이에는 저항(R5)이 접속되어 있다.A resistor R1 is connected in the middle of the base of the bipolar transistor 61 and the anode of the zener diodes ZDs, and a resistor R2 in the middle of the rectifier output terminal Vd and the collector of the bipolar transistor 61. Is connected. In addition, the resistor R3 is connected between the rectifier output terminal Vd and the collector of the bipolar transistor 62, and the resistor R4 is provided between the base of the bipolar transistor 61 and the ground terminal GND. This connection is made, and the resistor R5 is connected between the emitter of the bipolar transistor 61 and the ground terminal GND.

바이폴러 트랜지스터(62)의 베이스는 바이폴러 트랜지스터(61)의 콜렉터에 접속되고, 바이폴러 트랜지스터(62)의 이미터는 바이폴러 트랜지스터(61)의 이미터에 접속되어 있다.The base of the bipolar transistor 62 is connected to the collector of the bipolar transistor 61, and the emitter of the bipolar transistor 62 is connected to the emitter of the bipolar transistor 61.

제너다이오드(ZDp)의 캐소드는 바이폴러 트랜지스터(62)의 콜렉터에 접속되며, 애노드는 그라운드 단자(GND)에 접속되어 있다. 제너다이오드(ZDc)의 캐소드는 바이폴러 트랜지스터(62)의 콜렉터에 접속되며, 애노드는 단자(c1)로서 FET(44, 45)에 접속되어 있다.The cathode of the zener diode ZDp is connected to the collector of the bipolar transistor 62, and the anode is connected to the ground terminal GND. The cathode of the zener diode ZDc is connected to the collector of the bipolar transistor 62, and the anode is connected to the FETs 44 and 45 as the terminal c1.

예를 들면 부하(24)가 가벼워졌기 때문에 정류 후의 직류 전압이 상승하여,제너다이오드(ZDs)의 항복 전압을 초과하는 전압이 인가되면, 제너다이오드(ZDs)가 항복한다. 이때, 바이폴러 트랜지스터(61)의 베이스에 인가되는 전압은, 정류 후의 직류 전압으로부터 제너다이오드(ZDs)에 의한 전압강하분을 저항(R1와 R4)에 의해 분압하여 정해진다.For example, since the load 24 is lightened, the DC voltage after rectification rises, and when a voltage exceeding the breakdown voltage of the zener diodes ZDs is applied, the zener diodes ZDs break down. At this time, the voltage applied to the base of the bipolar transistor 61 is determined by dividing the voltage drop by the zener diodes ZDs by the resistors R1 and R4 from the DC voltage after rectification.

바이폴러 트랜지스터(61)의 베이스에 인가되는 전압이, 그라운드 단자(GND)에 대한 바이폴러 트랜지스터(61)의 이미터 전위(VE)와, 바이폴러 트랜지스터(61)의 스위치에 필요한 바이폴러 트랜지스터(61)의 베이스-이미터간 전압(VBE)과의 합(VE+VBE) 이상이 되면, 베이스에 전류가 흐르기 시작하여 바이폴러 트랜지스터(61)가 온이 된다. 본 실시의 형태에 있어서는, 제너다이오드(ZDs)가 도통(導通)할 때 바이폴러 트랜지스터(61)가 온이 되도록 저항(R1)과 저항(R4)에서 선택한다.The voltage applied to the base of the bipolar transistor 61 is the emitter potential VE of the bipolar transistor 61 with respect to the ground terminal GND, and the bipolar transistor necessary for the switch of the bipolar transistor 61 ( When the sum of the base-emitter voltage VBE of 61) is equal to or greater than VE + VBE, current flows in the base, and the bipolar transistor 61 is turned on. In the present embodiment, the resistor R1 and the resistor R4 are selected so that the bipolar transistor 61 is turned on when the zener diodes ZDs conduct.

바이폴러 트랜지스터(61)와, 바이폴러 트랜지스터(62)의 온/오프는 서로 반전한다. 즉, 바이폴러 트랜지스터(61)가 오프일 때, 바이폴러 트랜지스터(62)는 온이며, 바이폴러 트랜지스터(61)가 온일 때는, 바이폴러 트랜지스터(62)는 오프이다.The on / off of the bipolar transistor 61 and the bipolar transistor 62 are inverted from each other. That is, when the bipolar transistor 61 is off, the bipolar transistor 62 is on, and when the bipolar transistor 61 is on, the bipolar transistor 62 is off.

바이폴러 트랜지스터(61)가 온일 때, 바이폴러 트랜지스터(61)의 이미터 전위(VE)는 저항(R2)과 저항(R5)간의 분압비와 정류 후의 직류 전압으로 정해진다.When the bipolar transistor 61 is on, the emitter potential VE of the bipolar transistor 61 is determined by the voltage division ratio between the resistor R2 and the resistor R5 and the DC voltage after rectification.

한편, 바이폴러 트랜지스터(61)가 오프일 때, 바이폴러 트랜지스터(61)의 이미터 전위(VE)는, 저항(R3)과 저항(R5)의 분압비와 정류 후의 직류 전압으로 정해진다.On the other hand, when the bipolar transistor 61 is off, the emitter potential VE of the bipolar transistor 61 is determined by the divided voltage ratio of the resistor R3 and the resistor R5 and the DC voltage after rectification.

즉, 바이폴러 트랜지스터(61)가 온일 때와 오프일 때에, 바이폴러 트랜지스터(61)의 이미터 전위(VE)를 변화시킬 수 있다.That is, the emitter potential VE of the bipolar transistor 61 can be changed when the bipolar transistor 61 is on and off.

본 실시의 형태에 있어서, 저항(R2)을 저항(R3)보다 크게, 저항(R3)을 저항(R5)보다 크게 설정하고, 저항(R5)을 저항(R2)보다 충분히 작은 값으로 설정하면, 바이폴러 트랜지스터(61)가 온일 때, 이미터 전위(VE)는 보다 그라운드 전위에 가깝게 된다.In the present embodiment, when the resistor R2 is set larger than the resistor R3, the resistor R3 is set larger than the resistor R5, and the resistor R5 is set to a value sufficiently smaller than the resistor R2, When the bipolar transistor 61 is on, the emitter potential VE is closer to the ground potential.

바이폴러 트랜지스터(62)가 온일 때, 도 3에 나타내는 공진 주파수 변경 회로(21)의 FET(44, 45)에는, 정류 후의 직류 전압을 저항(R3)과 저항(R5)에 의해 분압한 전압으로부터 제너다이오드(ZDc)에 의한 전압강하를 뺀 전압이 인가된다. 본 실시의 형태에 있어서, 이 전압은, FET(44, 45)를 온 시키기 위해서 필요한 전압보다 낮게 설정되어 있다. 즉, 바이폴러 트랜지스터(62)가 온일 때, 공진 주파수는 초기치인 상태이다.When the bipolar transistor 62 is on, the FETs 44 and 45 of the resonant frequency changing circuit 21 shown in Fig. 3 are divided from voltages obtained by dividing the DC voltage after rectification by the resistors R3 and R5. The voltage obtained by subtracting the voltage drop caused by the zener diode ZDc is applied. In this embodiment, this voltage is set lower than the voltage required for turning on the FETs 44 and 45. That is, when the bipolar transistor 62 is on, the resonance frequency is in an initial state.

제너다이오드(ZDs)의 항복 전압을 초과한 전압이 인가되어, 바이폴러 트랜지스터(62)가 오프가 되면, FET(44, 45)의 게이트-소스 간에는 제너다이오드(ZDp)의 항복 전압으로부터 제너다이오드(ZDc)에 의한 전압강하를 뺀 전압이 인가된다.When a voltage exceeding the breakdown voltage of the zener diodes ZDs is applied, and the bipolar transistor 62 is turned off, the zener diode ZDp is formed from the breakdown voltage of the zener diode ZDp between the gate and the source of the FETs 44 and 45. The voltage minus the voltage drop by ZDc) is applied.

즉, 제너다이오드(ZDs)의 항복 전압을 초과한 전압이 인가될 때, FET(44, 45)의 게이트-소스 간에 인가되는 전압은 거의 일정하게 있다. 본 실시의 형태에 있어서, 이 전압은, FET(44, 45)를 확실히 온 시킬 수 있는 값으로 설정되어 있다. 즉, FET(44, 45)가 온이 되면, 공진 주파수 변경 회로(21)는 수전 전압을 낮추기 때문에 공진 주파수를 전환한다. That is, when a voltage exceeding the breakdown voltage of the zener diodes ZDs is applied, the voltage applied between the gate and the source of the FETs 44 and 45 is almost constant. In this embodiment, this voltage is set to the value which can reliably turn on the FETs 44 and 45. That is, when the FETs 44 and 45 are turned on, the resonance frequency changing circuit 21 switches the resonance frequency because the receiving voltage is lowered.

여기서, 저항(R2)을 저항(R5)보다 충분히 크게 하면, 바이폴러 트랜지스터(62)가 오프일 때에 저항(R5)의 양단에 생기는 전압이 정류 출력 단자(Vd)의 전압에 비해 충분히 작아지기 때문에, 바이폴러 트랜지스터(61)의 문턱치는, 사실상, 바이폴러 트랜지스터(61)의 스위칭에 필요한 바이폴러 트랜지스터(61)의 베이스-이미터 간 전압(VBE) 정도가 된다.Here, when the resistor R2 is made sufficiently larger than the resistor R5, the voltage generated at both ends of the resistor R5 when the bipolar transistor 62 is off becomes sufficiently small compared with the voltage of the rectified output terminal Vd. The threshold of the bipolar transistor 61 is substantially equal to the base-emitter voltage VBE of the bipolar transistor 61 required for switching the bipolar transistor 61.

이때, 바이폴러 트랜지스터(62)가 오프로 됨으로써 수전 전압이 저하해도, 바이폴러 트랜지스터(61)의 베이스 전압이 베이스-이미터 간 전압(VBE)보다 큰 경우에는 바이폴러 트랜지스터(61)는 온인 상태를 유지하며, 베이스 전압이 베이스-이미터간 전압(VBE)보다 작아지고 나서야 바이폴러 트랜지스터(61)가 오프가 되며, 바이폴러 트랜지스터(62)가 온이 된다.At this time, even when the receiving voltage decreases because the bipolar transistor 62 is turned off, when the base voltage of the bipolar transistor 61 is greater than the base-emitter voltage VBE, the bipolar transistor 61 is in an on state. The bipolar transistor 61 is turned off and the bipolar transistor 62 is turned on only after the base voltage becomes lower than the base-emitter voltage VBE.

이상으로부터, 게이트 구동 회로(60)의 입력, 즉 바이폴러 트랜지스터(61)의 베이스에 인가되는 전압과, 게이트 구동 회로(60)의 출력, 즉 제너다이오드(ZDc)의 애노드 전위와의 사이의 관계에는 히스테리시스가 있는 것을 알 수 있다. 따라서, 공진 주파수 변경 회로(21)는 일시적인 전압강하에 반응하는 것이 아니며, 공진 주파수를 전환함으로써 수전 전압이 충분히 내려간 후에, 공진 주파수를 초기치로 되돌릴 수 있다.As described above, the relationship between the voltage applied to the input of the gate driving circuit 60, that is, the base of the bipolar transistor 61, and the output of the gate driving circuit 60, that is, the anode potential of the zener diode ZDc. It can be seen that there is hysteresis. Therefore, the resonant frequency changing circuit 21 does not react to a temporary voltage drop, and after switching the resonant frequency sufficiently, the resonant frequency can be returned to the initial value.

이와 같이, 게이트 구동 회로(60)의 입출력에 히스테리시스를 갖게 함으로써, 제너다이오드(ZDs)의 항복 전압을 초과한 전압이 인가될 때 공진 주파수 조정의 효과가 나오기까지의 동안, FET(44, 45)를 확실히 구동할 수 있다.In this way, the hysteresis is applied to the input / output of the gate driving circuit 60, so that the FETs 44 and 45 are operated until the effect of the resonance frequency adjustment is obtained when a voltage exceeding the breakdown voltage of the zener diodes ZDs is applied. Can be driven certainly.

이상 설명한 바와 같이, 정류회로(22)에서 직류로 변환한 전압이 소정의 문턱치를 초과하면 공진 주파수 변경 회로(21)가 동작하여, 공진 주파수가 전환된다. 공진 주파수가 전환됨으로써 수전 전압이 하강하고, 문턱치를 하회하면 공진 주파수 변경 회로(21)가 동작을 정지하며, 공진 주파수는 원래대로 돌아가, 수전 전압이 상승한다. 이와 같이, 본 실시의 형태에 있어서는, 수전 장치(7) 측에 있어서 정류 후의 직류 전압에 근거하여 수전 전압의 제어를 행하기 때문에, 특허 문헌 1의 경우에 우려되는 것과 같은 타임래그에 기인한 소자 등의 파괴라고 하는 문제가 생기지 않는다.As described above, when the voltage converted into the direct current by the rectifier circuit 22 exceeds a predetermined threshold, the resonant frequency changing circuit 21 operates to switch the resonant frequency. When the resonant frequency is switched, the power receiving voltage drops and falls below the threshold, the resonant frequency changing circuit 21 stops operating, and the resonant frequency returns to its original state and the power receiving voltage increases. As described above, in the present embodiment, since the power reception voltage is controlled on the power receiving device 7 side based on the DC voltage after rectification, the element due to the time lag as concerned in the case of Patent Document 1 The problem of destruction of the back does not occur.

덧붙여, 상기의 공진 주파수의 전환 동작(즉 부하 변경 동작)을 반복함으로써, 전압 검출 회로(23)는 공진 주파수 변경 회로(21)를 펄스적으로 구동한다. 이 펄스 주기는 수전 전압에 의존하며, 수전 전압이 높으면 펄스 주기는 짧아지고, 수전 전압이 낮으면 펄스 주기는 길어진다. 즉, 전압 검출 회로(23)와 공진 주파수 변경 회로(21)에 의해 생성되는 펄스 신호를 수전 전압에 대응한 펄스폭 변조 신호로서 이용할 수 있다. 이 펄스폭 변조 신호는, 공진 주파수 변경 회로(21)의 온 오프에 의한 부하 변조 신호(피드백 신호)로서 반송파에 중첩되어, 송전 장치(4)로 송신된다(도 5(a) 참조). 검파 회로(14)는, 이 변조 신호를 검파하여(도 5(b) 참조) 송전 제어 회로(11)에 전달한다. 이것에 의해, 송전 제어 회로(11)는, 검파 회로(14)로부터 전달된 변조 신호에 근거하여 드라이버 회로(12)를 제어하여, 보다 효율적인, 즉, 더욱 낭비가 적은 전력 전송을 행할 수 있다.In addition, by repeating the above switching operation of the resonant frequency (that is, the load changing operation), the voltage detection circuit 23 pulses the resonant frequency changing circuit 21. This pulse period depends on the power receiving voltage, and when the power receiving voltage is high, the pulse period is short, and when the power receiving voltage is low, the pulse period is long. In other words, the pulse signal generated by the voltage detection circuit 23 and the resonance frequency change circuit 21 can be used as a pulse width modulation signal corresponding to the power receiving voltage. This pulse width modulation signal is superimposed on a carrier wave as a load modulation signal (feedback signal) by the ON / OFF of the resonance frequency change circuit 21, and is transmitted to the power transmission apparatus 4 (refer FIG. 5 (a)). The detection circuit 14 detects this modulated signal (see FIG. 5 (b)) and transfers it to the power transmission control circuit 11. Thereby, the power transmission control circuit 11 controls the driver circuit 12 based on the modulation signal transmitted from the detection circuit 14, and can perform more efficient, ie, less wasteful power transfer.

이와 같이, 본 실시의 형태에 있어서는, 피드백 신호의 전송 전용의 시스템을 필요로 하지 않기 때문에 구성을 간이한 것으로 할 수 있다. 또, 전력 전송용의 주파수와 피드백 신호 전송용의 주파수가 다른 경우에는, 피드백 신호용의 노이즈 대책을 행할 필요가 있지만, 본 실시의 형태에 있어서는 그러한 노이즈 대책을 실시할 필요도 없다. 따라서, 본 실시의 형태에 의하면, 염가의 비접촉 전력 전송 시스템을 얻을 수 있다.Thus, in this embodiment, since a system dedicated to the transmission of the feedback signal is not required, the configuration can be simplified. In addition, when the frequency for power transmission and the frequency for feedback signal transmission are different, it is necessary to take a noise countermeasure for the feedback signal, but it is not necessary to implement such a noise countermeasure in the present embodiment. Therefore, according to this embodiment, an inexpensive non-contact electric power transmission system can be obtained.

(제2의 실시의 형태)(Second embodiment)

도 6에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 제2의 실시의 형태에 의한 비접촉 전력 전송 시스템(2)은, 송전 장치(5)와 수전 장치(8)를 구비하고 있다. 이하, 상술한 제1의 실시의 형태와의 차이점에 대해 설명한다.As shown in FIG. 6, the non-contact power transmission system 2 according to the second embodiment of the present invention includes a power transmission device 5 and a power reception device 8. Hereinafter, the difference from the 1st Embodiment mentioned above is demonstrated.

송전 장치(5)는, 전력을 송전하는 송전 안테나(10)와, 송전 안테나(10)를 구동하는 드라이버 회로(12)와, 드라이버 회로(12)를 제어하여 송전 제어를 행하는 송전 제어 회로(11)와, 송전 안테나(10)와 드라이버 회로(12)의 임피던스 정합을 행하는 정합 회로(13)에 더하여, 드라이버 회로(12)에 입력되는 전류를 감시하는 전류 모니터 회로(80)를 구비하고 있다.The power transmission device 5 includes a power transmission antenna 10 for transmitting electric power, a driver circuit 12 for driving the power transmission antenna 10, and a power transmission control circuit 11 for controlling power transmission by controlling the driver circuit 12. ) And a current monitor circuit 80 for monitoring the current input to the driver circuit 12 in addition to the matching circuit 13 for performing impedance matching between the power transmission antenna 10 and the driver circuit 12.

여기서, 전류 모니터 회로(80)는, 저항이나 커런트 트랜스포머와, 증폭 회로 등에 의해 구성되며, 드라이버 회로(12)에 입력되는 전류에 따른 전압을 출력한다.Here, the current monitor circuit 80 is composed of a resistor, a current transformer, an amplifier circuit, and the like, and outputs a voltage corresponding to the current input to the driver circuit 12.

도 7에 드라이버 회로(12)와 전류 모니터 회로(80)의 구체예를 모식적으로 나타낸다. 드라이버 회로(12)는, 전원 라인(Vp)에 접속되는 저항(81)과, 저항(81)에 접속되는 초크 코일(82)과, 초크 코일(82)에 접속되는 동시에 송전 제어 회로(11)로 제어되는 구동 FET(83)를 구비하고 있다. 전류 모니터 회로(80)는, 저항(81)의 양단에 있어서의 강하 전압으로부터 드라이버 회로(12)에 입력되는 전류의 변화를 변조 신호로서 검출하여 송전 제어 회로(11)에 전달한다.7 shows a specific example of the driver circuit 12 and the current monitor circuit 80 schematically. The driver circuit 12 is connected to a power supply line Vp, a resistor 81, a choke coil 82 connected to a resistor 81, and a choke coil 82, and a power transmission control circuit 11. The drive FET 83 which is controlled by this is provided. The current monitor circuit 80 detects a change in the current input to the driver circuit 12 from the drop voltage at both ends of the resistor 81 as a modulation signal and transmits it to the power transmission control circuit 11.

제1의 실시의 형태와 마찬가지로, 수전 장치(8)에 있어서 부하(24)가 가벼워져 수전 전압이 상승하면, 공진 주파수 변경 회로(21)가 동작하여 공진 주파수를 전환한다. 이때, 공진 주파수 변경 회로(21)의 동작에 연동하여, 송전 장치(5)의 드라이버 회로(12)에 입력되는 전류가 변동한다. 송전 제어 회로(11)는, 이 전류의 변동을 변조 신호(피드백 신호)로서 전류 모니터 회로(80)로부터 받음으로써, 공진 주파수 변경 회로(21)의 동작의 유무를 감시하고, 한편 공진 주파수 변경 회로(21)의 동작에 근거한 송전 제어를 행할 수 있다. 또한, 간이한 구성으로, 송전 전압의 제어를 실현할 수 있다.As in the first embodiment, when the load 24 becomes light in the power receiving device 8 and the power receiving voltage rises, the resonance frequency changing circuit 21 operates to switch the resonance frequency. At this time, in conjunction with the operation of the resonant frequency changing circuit 21, the current input to the driver circuit 12 of the power transmission device 5 fluctuates. The power transmission control circuit 11 receives the fluctuation of this current from the current monitor circuit 80 as a modulation signal (feedback signal), thereby monitoring the presence or absence of the operation of the resonant frequency changing circuit 21, and on the other hand, the resonant frequency changing circuit. Power transmission control based on the operation of (21) can be performed. In addition, with a simple configuration, control of the power transmission voltage can be realized.

(제3의 실시의 형태)(Third embodiment)

도 8에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 제3의 실시의 형태에 의한 비접촉 전력 전송 시스템(3)은, 송전 장치(6)와 수전 장치(9)를 구비하고 있다. 이하, 제1의 실시의 형태와의 차이점에 대해 설명한다.As shown in FIG. 8, the non-contact power transmission system 3 according to the third embodiment of the present invention includes the power transmission device 6 and the power reception device 9. Hereinafter, the difference from 1st Embodiment is demonstrated.

송전 장치(6)는, 전력을 송전하는 송전 안테나(10)와, 송전 안테나(10)를 구동하는 드라이버 회로(12)와, 드라이버 회로(12)를 제어하여 송전 제어를 행하는 송전 제어 회로(11)와, 송전 안테나(10)와 드라이버 회로(12)의 임피던스 정합을 행하는 정합 회로(13)에 더하여, 변조 신호를 검파하기 위한 검파 회로(14)와, 검파 회로(14)의 출력에 접속된 제1의 대역 통과 필터(72a) 및 제2의 대역 통과 필터 (72b)를 구비하고 있다. 검파 회로(14)의 입력은 송전 안테나(10)에 접속한다. 제1의 대역 통과 필터(72a)와 제2의 대역 통과 필터(72b)는, 서로 다른 주파수 특성을 가지고 있다. 제1의 대역 통과 필터(72a)는, 수전 장치(9)가 반송파에 중첩하는 변조 신호의 주파수대역(제1의 주파수대역)에 대응하며, 제2의 대역 통과 필터(72b)는, 부하 변조 회로(74)가 반송파에 중첩하는 부가적인 변조 신호(후술)의 주파수대역(제2의 주파수대역)에 대응하도록 조정된다.The power transmission device 6 includes a power transmission antenna 10 for transmitting electric power, a driver circuit 12 for driving the power transmission antenna 10, and a power transmission control circuit 11 for controlling power transmission by controlling the driver circuit 12. And a matching circuit 13 for impedance matching between the power transmission antenna 10 and the driver circuit 12, the detection circuit 14 for detecting a modulated signal and the output of the detection circuit 14 The first band pass filter 72a and the second band pass filter 72b are provided. The input of the detection circuit 14 is connected to the power transmission antenna 10. The first band pass filter 72a and the second band pass filter 72b have different frequency characteristics. The first band pass filter 72a corresponds to the frequency band (first frequency band) of the modulation signal that the power receiver 9 overlaps with the carrier wave, and the second band pass filter 72b load modulates. The circuit 74 is adjusted to correspond to the frequency band (second frequency band) of the additional modulation signal (to be described later) superimposed on the carrier wave.

한편, 수전 장치(9)는, 송전 장치(4)로부터의 교류 전력을 수전하는 수전 안테나(20)와, 수전 안테나(20)의 공진 주파수를 변화시키는 공진 주파수 변경 회로(21)와, 수전 안테나(20)에서 수전한 교류 전력을 정류하여 직류 전력으로 변환하는 정류회로(22)와, 정류회로(22)의 출력전압을 검출하는 전압 검출 회로(23)에 더하여, 반송파에 부가적인 변조 신호를 중첩하는 부하 변조 회로(74)를 포함한 2차측의 수전 제어를 행하는 수전 제어 회로(76)와, 수전 전압을 안정화하는 전원 회로(75)를 구비하고 있다.On the other hand, the power receiving device 9 includes a power receiving antenna 20 for receiving AC power from the power transmission device 4, a resonant frequency changing circuit 21 for changing the resonant frequency of the power receiving antenna 20, and a power receiving antenna. In addition to the rectifier circuit 22 for rectifying and converting the AC power received at 20 into DC power, and the voltage detection circuit 23 for detecting the output voltage of the rectifier circuit 22, an additional modulated signal is added to the carrier wave. The power receiving control circuit 76 which performs the power receiving control of the secondary side including the overlapping load modulation circuit 74, and the power supply circuit 75 which stabilizes a power receiving voltage are provided.

수전 제어 회로(76)는, CPU(도시하지 않음) 등을 포함하며, 수전 장치(9)의 제어 및 부하 변조 회로(74)의 구동을 행한다.The power receiving control circuit 76 includes a CPU (not shown) and the like, and controls the power receiving device 9 and drives the load modulation circuit 74.

부하 변조 회로(74)는, 주로 콘덴서(도시하지 않음)와 FET와 저항에 의해 구성되며, 수전 제어 회로(76)의 출력 신호에 따라 반송파에 부가적인 변조 신호를 중첩한다. 이 부하 변조 회로(74)는, 도 3에 나타내는 공진 주파수 변경 회로(21)와 동일한 구성으로 할 수 있다. 덧붙여, 제2의 임피던스(42) 및 제3의 임피던스(43)를 저항 소자로 치환해도 좋다. The load modulation circuit 74 mainly consists of a capacitor | condenser (not shown), FET, and a resistor, and superimposes an additional modulation signal on a carrier according to the output signal of the power reception control circuit 76. As shown in FIG. This load modulation circuit 74 can have the same structure as the resonance frequency change circuit 21 shown in FIG. In addition, you may replace the 2nd impedance 42 and the 3rd impedance 43 with a resistance element.

수전 제어 회로(76)의 출력에 따라서 공진 주파수 변경 회로(21)의 FET(44, 45)를 온/오프함으로써 수전 안테나(20)의 공진 주파수 및 수전 안테나(20)의 임피던스를 변경하면, 상술한 바와 같이, 반송파에 변조 신호가 중첩된다.When the resonance frequency of the power receiving antenna 20 and the impedance of the power receiving antenna 20 are changed by turning on / off the FETs 44 and 45 of the resonance frequency changing circuit 21 according to the output of the power receiving control circuit 76, As described above, a modulated signal is superimposed on a carrier wave.

마찬가지로, 수전 제어 회로(76)의 출력에 따라서 부하 변조 회로(74)를 동작시켜 수전 안테나(20)의 공진 주파수 및 수전 안테나(20)의 임피던스를 변경하면, 반송파에 부가적인 변조 신호가 중첩된다.Similarly, when the load modulation circuit 74 is operated in accordance with the output of the power receiving control circuit 76 to change the resonance frequency of the power receiving antenna 20 and the impedance of the power receiving antenna 20, an additional modulated signal is superimposed on the carrier wave. .

본 실시의 형태에 있어서, 공진 주파수 변경 회로(21)가 반송파에 중첩하는 변조 신호의 주파수대역(제1의 주파수대역)과, 부하 변조 회로(74)에 의해 중첩되는 부가적인 변조 신호의 주파수의 주파수대역(제2의 주파수대역)과는 서로 다르게 설계되어 있다.In the present embodiment, the resonant frequency changing circuit 21 has a frequency band (first frequency band) of the modulated signal superimposed on the carrier wave and the frequency of the additional modulated signal superimposed by the load modulating circuit 74. It is designed differently from the frequency band (second frequency band).

도 9(a)에 나타내는 바와 같이, 송전 장치(6)에는 변조 신호(A)와 부가적인 변조 신호(B)가 반송파에 중첩된 상태로 보내져 온다. 이것을 제1의 대역 통과 필터(72a) 및 제2의 대역 통과 필터(72b)로 각각 처리함으로써, 변조 신호(A) 및 부가적인 변조 신호(B)가 서로 독립한 신호 파형으로서 검출되어, 송전 제어 회로(11)에 전달된다(도 9(b) 참조).As shown in Fig. 9A, the power transmission device 6 is sent with a modulated signal A and an additional modulated signal B superimposed on a carrier wave. By processing this with the first band pass filter 72a and the second band pass filter 72b, respectively, the modulated signal A and the additional modulated signal B are detected as signal waveforms independent of each other, and power transmission control. It is transmitted to the circuit 11 (see FIG. 9 (b)).

이것에 의해, 예를 들면 수전 장치(9)가 수전 전압의 피드백을 변조 신호로서 반송파에 중첩시키는 동시에 그 수전 장치(9)의 ID정보 등을 부가적인 변조 신호로서 동시에 반송파에 중첩시켜 송전 장치(6)에 보내며, 송전 장치(6)가 ID정보 등에 근거하여 어느 수전 장치(9)에 관한 제어를 행하고 있는지 인식한 상태에서, 송전 전력을 제어할 수 있다.As a result, for example, the power receiving device 9 superimposes the feedback of the power receiving voltage on the carrier as a modulation signal, and simultaneously superimposes the ID information of the power receiving device 9 on the carrier as an additional modulation signal and transmits the power transmission device ( 6), the power transmission power can be controlled in a state where the power transmission device 6 recognizes which power reception device 9 is controlling based on the ID information or the like.

또한, 제1의 대역 통과 필터(72a)와 제2의 대역 통과 필터(72b)와 같이 복수의 대역 통과 필터를 설치하는 대신에, 도 10에 나타내는 바와 같이, 주파수 특성을 전환할 수 있는 1개의 대역 통과 필터(72c)를 이용하여 그 대역 통과 필터(72 c)의 주파수 특성을 전환함으로써 변조 신호와 부가적인 변조 신호를 각각 수신해도 좋다.In addition, instead of providing a plurality of band pass filters like the first band pass filter 72a and the second band pass filter 72b, as shown in FIG. 10, one frequency characteristic can be switched. The band pass filter 72c may be used to switch the frequency characteristics of the band pass filter 72c to receive the modulated signal and the additional modulated signal, respectively.

[산업상의 이용 가능성][Industrial Availability]

본 발명은, 예를 들면, 휴대전화기, 전기 면도기, 디지털카메라 등의 휴대 가능한 전자기기에 탑재된 2차 전지를 충전하기 위한 비접촉 전력 전송 시스템에 적용할 수 있다.The present invention can be applied to, for example, a non-contact power transmission system for charging a secondary battery mounted on portable electronic devices such as mobile phones, electric shavers, and digital cameras.

본 발명은 2011년 9월 22일에 일본 특허청에 제출된 일본 특허 출원 제2011-207736호 및 2012년 4월 17일에 일본 특허청에 제출된 일본 특허 출원 제2012-093769호에 근거하고 있으며, 그 내용은 참조함으로써 본 명세서의 일부를 구성한다.The present invention is based on Japanese Patent Application No. 2011-207736, filed with the Japan Patent Office on September 22, 2011, and Japanese Patent Application No. 2012-093769, filed with the Japan Patent Office on April 17, 2012. The contents constitute part of this specification by reference.

본 발명의 최선의 실시의 형태에 대해 설명했지만, 당업자에게는 명백한 바와 같이, 본 발명의 정신을 일탈하지 않는 범위에서 실시의 형태를 변형하는 것이 가능하며, 그러한 실시의 형태는 본 발명의 범위에 속하는 것이다.While the best embodiments of the present invention have been described, it will be apparent to those skilled in the art that modifications may be made to the embodiments without departing from the spirit thereof, and such embodiments fall within the scope of the present invention. will be.

1, 2, 3 비접촉 전력 전송 시스템
4, 5, 6, 6a 송전 장치
7, 8, 9 수전 장치
10 송전 안테나
11 송전 제어 회로
12 드라이버 회로
13 정합 회로
14 검파(檢波) 회로
15 다이오드
16 코일
17 저항
18 콘덴서
20 수전 안테나
21 공진 주파수 변경 회로
22 정류회로
23 전압 검출 회로
24 부하
41 제1의 임피던스
42 제2의 임피던스
43 제3의 임피던스
44, 45 FET
46 저항
60 게이트 구동 회로
61, 62 바이폴러 트랜지스터
72a 제1의 대역 통과 필터
72b 제2의 대역 통과 필터
72c 대역 통과 필터
74 부하 변조 회로
75 전원 회로
76 수전 제어 회로
80 전류 모니터 회로
81 저항
82 초크 코일
83 구동 FET
CT 센터 탭
R1, R2, R3, R4, R5 저항
a1, a2, b1, b2, c1 단자
GND 그라운드 단자
ZDc, ZDp, ZDs 제너다이오드(zener diode)
A 변조 신호
B 부가적인 변조 신호
Vd 정류 출력 단자
Vp 전원 라인
1, 2, 3 non-contact power transmission system
4, 5, 6, 6a power transmission unit
7, 8, 9 faucet
10 power transmission antenna
11 power transmission control circuit
12 driver circuit
13 matching circuit
14 Detection Circuit
15 diodes
16 coils
17 resistance
18 condenser
20 power receiving antenna
21 resonant frequency change circuit
22 rectifier circuit
23 voltage detection circuit
24 load
41 primary impedance
42 second impedance
43 third impedance
44, 45 FET
46 resistance
60 gate driving circuit
61, 62 Bipolar Transistors
72a first band pass filter
72b second band pass filter
72c bandpass filter
74 load modulation circuit
75 power circuit
76 faucet control circuit
80 current monitor circuit
81 resistance
82 choke coils
83 drive FET
CT Center Tab
R1, R2, R3, R4, R5 Resistance
a1, a2, b1, b2, c1 terminals
GND ground terminal
ZDc, ZDp, ZDs Zener Diodes
A modulated signal
B additional modulated signal
Vd rectified output terminal
Vp power line

Claims (15)

수전(受電) 장치에 대해서 교류 전력을 반송파에 실어 송전(送電)하는 송전 장치로서,
상기 수전 장치는, 상기 수전 장치의 부하를 변화시켜 상기 교류 전력의 상기 반송파에 변조 신호를 중첩 가능한 것이며,
상기 송전 장치는:
송전 안테나와;
상기 송전 안테나를 구동하여, 상기 교류 전력을 상기 반송파에 실어 송전하는 드라이버 회로와;
상기 드라이버 회로를 제어하는 송전 제어 회로와;
상기 드라이버 회로와 상기 송전 안테나의 사이에 설치되며, 상기 드라이버 회로의 출력 임피던스와 상기 송전 안테나의 임피던스를 정합시키는 정합 회로와;
상기 교류 전력의 상기 반송파에 중첩된 상기 변조 신호를 검출하여 상기 송전 제어 회로에 전달하는 검출 회로;
를 구비하고 있으며, 상기 송전 제어 회로는, 상기 변조 신호에 근거하여 상기 드라이버 회로의 제어를 행하는, 송전 장치.
As a power transmission device that transfers AC power to a carrier wave and transmits power to a power reception device,
The power receiving device is capable of superimposing a modulated signal on the carrier wave of the AC power by varying the load of the power receiving device,
The power transmission device is:
With power transmission antenna;
A driver circuit for driving the power transmitting antenna to transfer the AC power to the carrier;
A power transmission control circuit for controlling the driver circuit;
A matching circuit provided between the driver circuit and the power transmission antenna, the matching circuit matching an output impedance of the driver circuit and an impedance of the power transmission antenna;
A detection circuit that detects the modulated signal superimposed on the carrier of the AC power and transmits the modulated signal to the power transmission control circuit;
And a power transmission control circuit for controlling the driver circuit based on the modulated signal.
제 1항에 있어서,
상기 검출 회로는, 상기 송전 안테나에 접속된 검파(檢波) 회로를 구비하고 있고,
상기 검파 회로는, 상기 변조 신호를 검파하여 검파 결과를 상기 송전 제어 회로에 전달하는, 송전 장치.
The method of claim 1,
The detection circuit includes a detection circuit connected to the power transmission antenna,
The detection circuit detects the modulated signal and transmits a detection result to the power transmission control circuit.
제 1항에 있어서,
상기 검출 회로는, 상기 드라이버 회로에 접속되며, 상기 드라이버 회로에 입력되는 전류를 모니터하는 전류 모니터 회로를 구비하고 있고,
상기 전류 모니터 회로는, 상기 변조 신호를 상기 전류의 변화로서 검출하여, 검출 결과를 상기 송전 제어 회로에 전달하는, 송전 장치.
The method of claim 1,
The detection circuit includes a current monitor circuit connected to the driver circuit and configured to monitor a current input to the driver circuit,
And the current monitor circuit detects the modulated signal as a change in the current, and transmits a detection result to the power transmission control circuit.
제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 기재된 송전 장치와, 수전 장치를 구비하는 비접촉 전력 전송 시스템으로서,
상기 수전 장치는:
수전 안테나와;
상기 수전 안테나에 의해 수전한 상기 교류 전력을 정류하여 직류 전력으로 변환하는 정류회로와;
상기 정류회로의 출력전압을 검출하는 전압 검출 회로와;
상기 전압 검출 회로의 출력에 따라서 부하를 변화시킴으로써 상기 수전 안테나의 공진 주파수를 변화시켜 상기 교류 전력의 수전을 제어하는 동시에 상기 교류 전력의 상기 반송파에 상기 변조 신호를 중첩시키는 공진 주파수 변경 회로;
를 구비하고 있는, 비접촉 전력 전송 시스템.
A non-contact power transmission system comprising the power transmission device according to any one of claims 1 to 3 and a power reception device,
The power receiving device is:
A power receiving antenna;
A rectifier circuit for rectifying the AC power received by the power receiving antenna and converting the AC power into DC power;
A voltage detection circuit for detecting an output voltage of the rectifier circuit;
A resonant frequency changing circuit for varying the resonant frequency of the power receiving antenna by changing a load in accordance with the output of the voltage detection circuit to control the reception of the AC power and to superimpose the modulation signal on the carrier of the AC power;
Non-contact power transmission system having a.
제 4항에 있어서,
상기 수전 장치의 상기 공진 주파수 변경 회로는, 콘덴서 소자와, 상기 전압 검출 회로의 출력에 따라서 상기 콘덴서 소자와 상기 안테나를 접속/절단하는 스위치를 구비하고 있는, 비접촉 전력 전송 시스템.
5. The method of claim 4,
The resonant frequency changing circuit of the power receiving device includes a condenser element and a switch for connecting / cutting the condenser element and the antenna in accordance with an output of the voltage detection circuit.
제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 변조 신호는, 제 1의 주파수대역에 속하는 주파수를 가지고 있으며,
상기 수신 회로는, 상기 변조 신호와 다른 제 2의 주파수대역에 속하는 주파수를 가지는 부가적인 변조 신호를 상기 교류 전력의 상기 반송파에 더욱 중첩 가능한 것이고,
상기 검출 회로는, 상기 송전 안테나에 접속된 검파 회로와, 상기 검파 회로에 접속되어 상기 제 1의 주파수대역을 통과시키는 제 1의 대역 통과 필터와, 상기 검파 회로에 접속되어 상기 제 2의 주파수대역을 통과시키는 제 2의 대역 통과 필터를 구비하고 있으며,
상기 제 1의 대역 통과 필터 및 상기 제 2의 대역 통과 필터는, 각각, 필터 출력을 상기 송전 제어 회로에 전달하고,
상기 송전 제어 회로는, 상기 필터 출력에도 근거한 송전 제어를 행하는 송전 장치.
4. The method according to any one of claims 1 to 3,
The modulated signal has a frequency belonging to the first frequency band,
Wherein the receiving circuit is further capable of superimposing an additional modulated signal having a frequency belonging to a second frequency band different from the modulated signal to the carrier of the AC power,
The detection circuit includes a detection circuit connected to the power transmission antenna, a first band pass filter connected to the detection circuit to pass the first frequency band, and a second frequency band connected to the detection circuit. And a second band pass filter through which
The first band pass filter and the second band pass filter each deliver a filter output to the power transmission control circuit,
The power transmission control circuit is configured to perform power transmission control based on the filter output.
제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 변조 신호는, 제 1의 주파수대역에 속하는 주파수를 가지고 있으며,
상기 수신 회로는, 상기 변조 신호와 다른 제 2의 주파수대역에 속하는 주파수를 가지는 부가적인 변조 신호를 상기 교류 전력의 상기 반송파에 더욱 중첩 가능한 것이고,
상기 검출 회로는, 상기 송전 안테나에 접속된 검파 회로와, 상기 검파 회로에 접속된 상기 제 1의 주파수대역과 상기 제 2의 주파수대역에서 전환가능한 대역 통과 필터를 구비하고 있으며,
상기 대역 통과 필터는, 필터 출력을 상기 송전 제어 회로에 전달하고,
상기 송전 제어 회로는, 상기 필터 출력에도 근거한 송전 제어를 행하는, 송전 장치.
4. The method according to any one of claims 1 to 3,
The modulated signal has a frequency belonging to the first frequency band,
Wherein the receiving circuit is further capable of superimposing an additional modulated signal having a frequency belonging to a second frequency band different from the modulated signal to the carrier of the AC power,
The detection circuit includes a detection circuit connected to the power transmission antenna, a band pass filter switchable between the first frequency band and the second frequency band connected to the detection circuit,
The band pass filter delivers a filter output to the power transmission control circuit,
The power transmission control circuit is configured to perform power transmission control based on the filter output.
제 6항 또는 제 7항에 기재된 송전 장치와, 수전 장치를 구비하는 비접촉 전력 전송 시스템으로서,
상기 수전 장치는:
수전 안테나와;
상기 수전 안테나에 의해 수전한 상기 교류 전력을 정류하여 직류 전력으로 변환하는 정류회로와;
상기 정류회로의 출력전압을 검출하는 전압 검출 회로와;
상기 전압 검출 회로의 출력에 따라서 부하를 변화시킴으로써 상기 수전 안테나의 공진 주파수를 변화시켜 상기 교류 전력의 수전을 제어하는 동시에 상기 교류 전력의 상기 반송파에 대해서 상기 제 1의 주파수대역에 속하는 주파수를 가지는 상기 변조 신호를 중첩시키는 공진 주파수 변경 회로와;
상기 변조 신호와 다른 제 2의 주파수대역에 속하는 주파수를 가지는 부가적인 변조 신호를 상기 교류 전력의 상기 반송파에 중첩시키는 부하 변조 회로와;
상기 부하 변조 회로를 제어하는 부하 변조 제어 회로;
를 구비하고 있는, 비접촉 전력 전송 시스템.
A non-contact power transmission system comprising the power transmission device according to claim 6 or 7, and a power reception device,
The power receiving device is:
A power receiving antenna;
A rectifier circuit for rectifying the AC power received by the power receiving antenna and converting the AC power into DC power;
A voltage detection circuit for detecting an output voltage of the rectifier circuit;
The resonance frequency of the power receiving antenna is varied by changing the load in accordance with the output of the voltage detection circuit to control the reception of the AC power, and the frequency having the frequency belonging to the first frequency band with respect to the carrier of the AC power. A resonant frequency changing circuit for superposing a modulated signal;
A load modulating circuit for superimposing an additional modulated signal having a frequency belonging to a second frequency band different from said modulated signal onto said carrier of said AC power;
A load modulation control circuit for controlling the load modulation circuit;
Non-contact power transmission system having a.
제 8항에 있어서,
상기 수전 장치의 상기 공진 주파수 변경 회로는, 콘덴서 소자와, 상기 전압 검출 회로의 출력에 따라서 상기 콘덴서 소자와 상기 안테나를 접속/절단하는 스위치를 구비하고 있는, 비접촉 전력 전송 시스템.
The method of claim 8,
The resonant frequency changing circuit of the power receiving device includes a condenser element and a switch for connecting / cutting the condenser element and the antenna in accordance with an output of the voltage detection circuit.
제 6항 또는 제 7항에 기재된 송전 장치로부터 상기 교류 전력을 수전하는 수전 장치로서,
수전 안테나와;
상기 수전 안테나에 의해 수전한 상기 교류 전력을 정류하여 직류 전력으로 변환하는 정류회로와;
상기 정류회로의 출력전압을 검출하는 전압 검출 회로와;
상기 전압 검출 회로의 출력에 따라서 부하를 변화시킴으로써 상기 수전 안테나의 공진 주파수를 변화시켜 상기 교류 전력의 수전을 제어하는 동시에 상기 교류 전력의 상기 반송파에 대해서 상기 제 1의 주파수대역에 속하는 주파수를 가지는 상기 변조 신호를 중첩시키는 공진 주파수 변경 회로와;
상기 변조 신호와 다른 제 2의 주파수대역에 속하는 주파수를 가지는 부가적인 변조 신호를 상기 교류 전력의 상기 반송파에 중첩시키는 부하 변조 회로와;
상기 부하 변조 회로를 제어하는 부하 변조 제어 회로;
를 구비하고 있는, 수전 장치.
A power receiving device for receiving the AC power from the power transmission device according to claim 6 or 7,
A power receiving antenna;
A rectifier circuit for rectifying the AC power received by the power receiving antenna and converting the AC power into DC power;
A voltage detection circuit for detecting an output voltage of the rectifier circuit;
The resonance frequency of the power receiving antenna is varied by changing the load in accordance with the output of the voltage detection circuit to control the reception of the AC power, and the frequency having the frequency belonging to the first frequency band with respect to the carrier of the AC power. A resonant frequency changing circuit for superposing a modulated signal;
A load modulating circuit for superimposing an additional modulated signal having a frequency belonging to a second frequency band different from said modulated signal onto said carrier of said AC power;
A load modulation control circuit for controlling the load modulation circuit;
A power receiving device having a.
제 10항에 있어서,
상기 공진 주파수 변경 회로는, 콘덴서 소자와, 상기 전압 검출 회로의 출력에 따라서 상기 콘덴서 소자와 상기 안테나를 접속/절단하는 스위치를 구비하고 있는, 수전 장치.
The method of claim 10,
The resonant frequency changing circuit includes a capacitor element and a switch for connecting / cutting the capacitor element and the antenna in accordance with an output of the voltage detection circuit.
수전 장치와 상기 수전 장치에 대해서 반송파에 실어 교류 전력을 송전하는 송전 장치를 구비하는 비접촉 전력 전송 시스템에 있어서의 송전 전력의 제어 방법으로서,
상기 수전 장치가 상기 수전 장치의 부하를 변화시켜 상기 수전 장치에 있어서의 수전 전력을 제어하는 제 1 처리와,
상기 수전 장치의 부하의 변화에 따라서 상기 교류 전력의 상기 반송파에 중첩된 변조 신호를 상기 송전 장치가 검출하여, 검출한 상기 변조 신호에 근거해서 상기 송전 전력의 제어를 행하는 제 2 처리;
를 구비하는, 송전 전력의 제어 방법.
A control method of power transmission power in a non-contact power transmission system comprising a power reception device and a power transmission device that transmits AC power on a carrier wave with respect to the power reception device.
A first process in which the power receiving device changes the load of the power receiving device to control the power receiving power in the power receiving device;
A second process in which the power transmission apparatus detects a modulated signal superimposed on the carrier of the AC power in accordance with a change in load of the power receiving apparatus, and controls the power transmission power based on the detected modulation signal;
A control method of transmission power.
제 12항에 있어서,
상기 수전 장치는, 수전 안테나와, 상기 수전 안테나에 의해 수전한 상기 교류 전력을 정류해서 직류 전력으로 변환하는 정류회로를 구비하고 있으며,
상기 제 1 처리는, 상기 정류회로의 상기 출력전압이 낮을 때와 높을 때에 다른 펄스 주기를 가지는 펄스폭 변조 신호를 출력하는 처리와, 상기 펄스폭 변조 신호를 받아 상기 부하를 변화시키며, 상기 수전 안테나의 공진 주파수를 변화시키는 처리를 포함하고 있는, 송전 전력의 제어 방법.
13. The method of claim 12,
The power receiving device includes a power receiving antenna and a rectifying circuit for rectifying and converting the AC power received by the power receiving antenna into DC power.
The first processing includes a process of outputting a pulse width modulated signal having a different pulse period when the output voltage of the rectifier circuit is low and high, and receiving the pulse width modulated signal to change the load, and the power receiving antenna A method of controlling transmission power, comprising a process of changing a resonance frequency of the circuit.
제 12항 또는 제 13항에 있어서,
상기 변조 신호는, 제 1 주파수대역에 속하는 것이고,
상기 제 1 처리는, 상기 제 1 주파수대역과 다른 제 2 주파수대역에 속하는 주파수를 가지는 부가적인 변조 신호를 상기 교류 전력의 상기 반송파에 대해서 더욱 중첩시키는 처리를 포함하고 있으며,
상기 제 2 처리는, 상기 제 1 주파수대역과 상기 제 2 주파수대역의 쌍방에 대응가능한 대역 통과 필터를 이용해서 상기 대역 통과 필터의 상기 대응 가능한 주파수대역을 상기 제 1 주파수대역으로 하여 상기 변조 신호를 수신하는 처리와, 상기 대역 통과 필터의 상기 대응 가능한 주파수대역을 상기 제 2 주파수대역으로 하여 상기 부가적인 변조 신호를 수신하는 처리를 포함하고 있고, 상기 변조 신호와 상기 부가적인 변조 신호에 근거하여 상기 송전 전력의 제어를 행하는, 송전 전력의 제어 방법.
The method according to claim 12 or 13,
The modulated signal belongs to the first frequency band,
The first processing further includes a process of further superimposing an additional modulated signal having a frequency belonging to a second frequency band different from the first frequency band to the carrier wave of the AC power,
The second processing uses the band pass filter that is compatible with both the first frequency band and the second frequency band to set the modulated signal using the corresponding frequency band of the band pass filter as the first frequency band. Processing for receiving the additional modulated signal using the corresponding frequency band of the band pass filter as the second frequency band, and based on the modulated signal and the additional modulated signal. A control method of transmission power, which controls transmission power.
제 12항 또는 제 13항에 있어서,
상기 변조 신호는, 제 1 주파수대역에 속하는 것이고,
상기 제 1 처리는, 상기 제 1 주파수대역과 다른 제 2 주파수대역에 속하는 주파수를 가지는 부가적인 변조 신호를 상기 교류 전력의 상기 반송파에 대해서 더욱 중첩시키는 처리를 포함하고 있으며,
상기 제 2 처리는, 상기 제 1 주파수대역에 대응 가능한 제 1 대역 통과 필터를 이용하여 상기 변조 신호를 취득하는 처리와, 상기 제 2 주파수대역에 대응 가능한 제 2 대역 통과 필터를 이용해서 상기 부가적인 변조 신호를 취득하는 처리를 포함하고 있고, 상기 변조 신호와 상기 부가적인 변조 신호에 근거해서 상기 송전 전력의 제어를 행하는 송전 전력의 제어 방법.
The method according to claim 12 or 13,
The modulated signal belongs to the first frequency band,
The first processing further includes a process of further superimposing an additional modulated signal having a frequency belonging to a second frequency band different from the first frequency band to the carrier wave of the AC power,
The second processing is a process of acquiring the modulated signal using a first band pass filter corresponding to the first frequency band, and the additional process using a second band pass filter corresponding to the second frequency band. And a processing for acquiring a modulated signal, wherein the power transmission control is performed based on the modulated signal and the additional modulated signal.
KR1020137012038A 2011-09-22 2012-09-10 Power transmitting device, power receiving device, non-contact power transmission system, and method for controlling transmission power in non-contact power transmission system KR20130099152A (en)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2011-207736 2011-09-22
JP2011207736 2011-09-22
JPJP-P-2012-093769 2012-04-17
JP2012093769 2012-04-17
PCT/JP2012/073069 WO2013042570A1 (en) 2011-09-22 2012-09-10 Power transmitting device, power receiving device, non-contact power transmission system, and method for controlling transmission power in non-contact power transmission system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20130099152A true KR20130099152A (en) 2013-09-05

Family

ID=47914342

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020137012038A KR20130099152A (en) 2011-09-22 2012-09-10 Power transmitting device, power receiving device, non-contact power transmission system, and method for controlling transmission power in non-contact power transmission system

Country Status (4)

Country Link
JP (2) JP5276755B1 (en)
KR (1) KR20130099152A (en)
TW (1) TW201325009A (en)
WO (1) WO2013042570A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016114629A1 (en) * 2015-01-16 2016-07-21 주식회사 한림포스텍 Wireless power transmission device

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104838562B (en) 2013-04-23 2017-12-22 松下知识产权经营株式会社 Wireless power transmission device and wireless power supply system
EP3031122A4 (en) 2013-07-19 2017-03-15 Intel Corporation Apparatus, system and method of multiple device wireless power transfer
WO2015009329A1 (en) 2013-07-19 2015-01-22 Intel Corporation Apparatus, system and method of wireless power transfer
GB2521676B (en) 2013-12-31 2016-08-03 Electric Road Ltd System and method for powering an electric vehicle on a road
US10097162B2 (en) * 2014-06-18 2018-10-09 Nxp B.V. Wireless charger receiver-side communication interference elimination
KR101695457B1 (en) 2015-03-20 2017-01-12 주식회사 맵스 Wireless Power receiving unit
SG10201700633QA (en) 2016-02-03 2017-09-28 Gen Electric System and method for protecting a wireless power transfer system
JP7049768B2 (en) * 2016-02-03 2022-04-07 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ Methods and systems for protecting wireless power transfer systems
WO2017213032A1 (en) 2016-06-06 2017-12-14 株式会社村田製作所 Wireless power supply system, wireless power transmission device, and wireless power reception device
CN109314407B (en) 2016-06-06 2021-10-26 株式会社村田制作所 Wireless power supply system, wireless power transmission device, and wireless power receiving device
JP6747078B2 (en) * 2016-06-14 2020-08-26 オムロン株式会社 Non-contact power supply device
CN106410987B (en) * 2016-12-05 2019-03-29 青岛鲁渝能源科技有限公司 Control method when radio energy transmission system and its load switching
CN109462289B (en) * 2018-09-30 2020-10-23 华为技术有限公司 Wireless charging receiving circuit, control method and terminal equipment

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02246743A (en) * 1989-03-16 1990-10-02 Kubota Ltd Supplied power control system
JP3392016B2 (en) * 1996-09-13 2003-03-31 株式会社日立製作所 Power transmission system and power transmission and information communication system
JP2009027781A (en) * 2007-07-17 2009-02-05 Seiko Epson Corp Power reception controller, power receiver, contactless power transmitting system, charge controller, battery device, and electronic equipment
JP5324901B2 (en) * 2008-12-09 2013-10-23 日立コンシューマエレクトロニクス株式会社 Non-contact power transmission system
JP5431033B2 (en) * 2009-06-08 2014-03-05 Necトーキン株式会社 Contactless power transmission and communication system
JP2010288431A (en) * 2009-06-15 2010-12-24 Sanyo Electric Co Ltd Device housing battery and charging pad
JP5304624B2 (en) * 2009-12-10 2013-10-02 トヨタ自動車株式会社 Power supply device, vehicle, and vehicle power supply system

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016114629A1 (en) * 2015-01-16 2016-07-21 주식회사 한림포스텍 Wireless power transmission device
US10541563B2 (en) 2015-01-16 2020-01-21 Ge Hybrid Technologies, Llc Wireless power transmission device
US11031821B2 (en) 2015-01-16 2021-06-08 Ge Hybrid Technologies, Llc Wireless power transmission device
US11349345B2 (en) 2015-01-16 2022-05-31 Ge Hybrid Technologies, Llc Wireless power transmission device
US11770027B2 (en) 2015-01-16 2023-09-26 Ge Hybrid Technologies, Llc Wireless power transmission device

Also Published As

Publication number Publication date
JP2013240265A (en) 2013-11-28
JP6072582B2 (en) 2017-02-01
TW201325009A (en) 2013-06-16
JP5276755B1 (en) 2013-08-28
WO2013042570A1 (en) 2013-03-28
JPWO2013042570A1 (en) 2015-03-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6072582B2 (en) Power transmission device, contactless power transmission system, and method for controlling transmitted power in contactless power transmission system
US9762084B2 (en) Wireless charging system and method for controlling the same
US9935487B2 (en) Power receiving apparatus and power transmission system
US8188619B2 (en) Non resonant inductive power transmission system and method
US11183888B2 (en) System and method for providing inductive power at multiple power levels
JP5563346B2 (en) Power transmission device and waveform monitor circuit used therefor
CN109417310B (en) Power receiving device and power transmission device
US9577465B2 (en) Contactless power transmission device
US11139693B2 (en) Contactless power transmission apparatus
US20120201054A1 (en) Non-contact power transmission apparatus
US9106071B2 (en) Apparatus and methods of bootstrap and over voltage combination clamp for wireless power receiver
JP5324009B2 (en) Power receiving device and non-contact power transmission system using the same
US20160322967A1 (en) Circuit constant variable circuit
CN107408845B (en) Wireless power receiver
US4591964A (en) Method of securely interrupting the electric power supply from a low-frequency or direct voltage source to a load, and appartus for carrying out the method
US9577474B2 (en) Demodulator for wireless power transmitter
JP2013115917A (en) Non-contact power transmission transmission apparatus, non-contact power transmission reception apparatus, non-contact power transmission and communication system
US9484906B2 (en) Apparatus and methods of N-type load switch using bootstrap gate drive for wireless power receiver
US9893537B2 (en) Power transmission device and wireless power transmission system
KR101467211B1 (en) Wireless power transmission device, wireless power transmitter and method
KR20170089350A (en) Wirelessly power tranceiver

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application