JP7028554B2 - Power transmission device and power transmission output control method - Google Patents
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Description
本発明は、バッテリ駆動する電子機器のバッテリ等へ非接触に電力伝送するワイヤレス給電システムにおける送電装置、及び、送電装置の送電出力制御方法に関する。 The present invention relates to a power transmission device in a wireless power supply system that non-contactly transmits power to a battery or the like of a battery-driven electronic device, and a method for controlling the power transmission output of the power transmission device.
ワイヤレス給電システムの送電装置（ワイヤレス給電装置）から生成される電磁界による人体や他機器への悪影響を回避させるため、ワイヤレス給電システムの設計にあたっては、送電装置とワイヤレス受電が行われる充電対象機器との間で、電力伝送に用いる周波数（基本周波数）や、基本周波数の高調波を含む基本周波数以外の周波数からの不要輻射が、各種ガイドラインやＥＭＣ規格等で規定される放射電磁界強度の限度値以内になることが求められ、規格値に収まるよう送電装置が設計、製造されることになる。 In order to avoid adverse effects on the human body and other devices due to the electromagnetic field generated from the power transmission device (wireless power supply device) of the wireless power supply system, when designing the wireless power supply system, the power transmission device and the device to be charged that receives wireless power are used. Unnecessary radiation from frequencies other than the fundamental frequency including the frequency (basic frequency) used for power transmission and the harmonics of the fundamental frequency is the limit value of the radiated electromagnetic field strength specified by various guidelines and EMC standards. It is required to be within the range, and the power transmission device will be designed and manufactured so that it will be within the standard value.
非特許文献１では、送電装置による電磁波の人体暴露について、電磁波についての取扱いにある程度の知識を有する人を対象とする職業的暴露と、一般大衆を対象とする公衆暴露との２段階の制限値を規定している。 In Non-Patent Document 1, regarding the exposure of electromagnetic waves to the human body by a power transmission device, a two-step limit value of occupational exposure for a person who has some knowledge about handling electromagnetic waves and public exposure for the general public Is stipulated.
特許文献１では、ワイヤレス受電装置（充電対象機器）への電力供給能力を低下させることなく、ＬＦ帯の無線通信信号に対する悪影響を低減することが可能な非接触給電装置が提案されている。
特許文献１の非接触給電装置によれば、給電ユニットと受電ユニットとを備え、ＬＦ帯の無線通信が実行される待機状態と、受電ユニットが充電対象機器に対して電力を供給する能動状態とで、スイッチング電源回路のスイッチング周波数を変更してＬＦ帯の無線通信に及ぼす影響を低減するよう動作する。
Patent Document 1 proposes a non-contact power feeding device capable of reducing an adverse effect on a wireless communication signal in the LF band without reducing the power supply capacity to the wireless power receiving device (device to be charged).
According to the non-contact power supply device of Patent Document 1, a power supply unit and a power receiving unit are provided, and a standby state in which wireless communication in the LF band is executed and an active state in which the power receiving unit supplies power to a device to be charged Therefore, the switching frequency of the switching power supply circuit is changed to reduce the influence on the wireless communication in the LF band.
上述したように、ワイヤレス給電システムにおける送電装置の出力は、規格値に収まるよう設計されるため、送電装置の製造者が送電装置の設置個所、設置条件について特段の制約を設けない限り、その出力は人体や他の機器が近接しても悪影響を与えないような出力に制限されている。 As mentioned above, the output of the power transmission device in the wireless power supply system is designed to be within the standard value, so that the output is not specified unless the manufacturer of the power transmission device imposes special restrictions on the installation location and installation conditions of the power transmission device. Is limited to output that does not adversely affect the proximity of the human body or other devices.
しかしながら、放射電磁界の影響を受ける他の機器が送電装置の周辺で稼働していない場合や、電磁波の暴露を受ける人物が送電装置の周辺に存在しない場合には、それらの存在を前提に設定された出力値では不必要に送電装置の出力を抑制させてしまうことになる。その結果、送電装置よりワイヤレス受電装置を通して充電される充電対象機器の充電時間の短縮、あるいは単位時間あたりに充電可能な充電対象機器数の増加を期待できないという現象が生じていた。 However, if other equipment affected by the radiated electromagnetic field is not operating in the vicinity of the power transmission device, or if there is no person exposed to electromagnetic waves in the vicinity of the power transmission device, it is set on the premise of their existence. With the set output value, the output of the power transmission device will be unnecessarily suppressed. As a result, there has been a phenomenon that the charging time of the charging target device charged from the power transmission device through the wireless power receiving device cannot be shortened or the number of charging target devices that can be charged per unit time cannot be expected to increase.
特許文献１に記載の技術によれば、ワイヤレス給電装置による干渉の回避対象が特定の無線通信システムに限定されてしまうという問題点があった。
また、ワイヤレス給電装置の干渉回避のために、スイッチング周波数切り替えの機構を新たに設ける必要があった。
According to the technique described in Patent Document 1, there is a problem that the object of avoiding interference by the wireless power feeding device is limited to a specific wireless communication system.
In addition, in order to avoid interference from the wireless power supply device, it was necessary to newly provide a switching frequency switching mechanism.
本発明は上記実情に鑑みて提案されたもので、ワイヤレス給電システムにおいて、自らのシステム周辺の環境に応じて、ワイヤレス給電による出力増減を制御可能とする送電装置及び送電出力制御方法を提供することを目的とする。 The present invention has been proposed in view of the above circumstances, and provides a power transmission device and a power transmission output control method capable of controlling an output increase / decrease due to wireless power supply according to the environment around the wireless power supply system. With the goal.
上記目的を達成するため本発明は、ワイヤレス給電システムにおいて、自システム周辺の環境（人体検知や他機器の稼働状況）を推定し、推定結果に応じてワイヤレス給電の出力の増減を制御するものである。 In order to achieve the above object, the present invention estimates the environment around the own system (human body detection and operating status of other devices) in the wireless power supply system, and controls the increase / decrease of the output of the wireless power supply according to the estimation result. be.
請求項１の送電装置は、無線を媒体として電力を伝送するワイヤレス給電システムにおける送電装置において、前記ワイヤレス給電システムの周辺状況に応じて送電出力を増大させるための出力制御部と、前記送電装置周辺の当該送電装置が放射する電磁界によりその稼働に悪影響を受ける可能性のある予め登録された稼働機器の稼働状況を電気的な情報により検知する稼働機器検知部と、を備え、前記出力制御部は、前記稼働機器検知部で稼働状況の情報を基に送電出力を制御するに際し、前記予め登録された稼働機器が稼働していない場合に前記送電出力を増加させることを特徴としている。 The power transmission device according to claim 1 is a power transmission device in a wireless power transmission system that transmits electric power using radio as a medium, and includes an output control unit for increasing the power transmission output according to the peripheral conditions of the wireless power supply system and a peripheral area of the power transmission device. The output control unit is provided with an operating equipment detection unit that detects the operating status of a pre-registered operating equipment that may be adversely affected by the electric magnetic field radiated by the power transmission device by electrical information . Is characterized in that when the operating device detection unit controls the power transmission output based on the information on the operating status, the power transmission output is increased when the pre-registered operating device is not operating .
請求項２の送電装置は、請求項１の送電装置において、前記ワイヤレス給電システムの固有のデータ、電力伝送用周波数における人体暴露の許容値や前記送電装置が含まれる設備に関わるエミッション規格値（電力伝送用周波数、及びスプリアス）が含まれる準拠すべき規格値に関するデータ、システム設置環境に関するデータを格納するデータベースを備え、前記出力制御部は、前記各データを参照して送電出力を算出することを特徴としている。
The power transmission device according to
請求項３の送電装置は、請求項１又は請求項２の送電装置において、装置周辺の人を赤外線や超音波で検知する人体検知部を備え、前記出力制御部は、前記人体検知部で検知する検知情報を基に送電出力を制御することを特徴としている。
The power transmission device according to claim 3 includes a human body detection unit that detects a person around the device by infrared rays or ultrasonic waves in the power transmission device according to
請求項４の送電出力制御方法は、ワイヤレス給電システム固有のデータと、システム設置環境に関するデータと、準拠すべき規格値に関するデータが格納されたデータベースを備えた送電装置の出力制御であって、
前記ワイヤレス給電システム固有のデータは、電力伝送用周波数、電力伝送用周波数での送電装置から基準距離における放射電界強度、スプリアス発射の電界強度、送電装置の定格出力値、送電装置の最大出力値を含み、
前記システム設置環境に関するデータは、人体検知対象範囲におけるワイヤレス給電システムからの最長離隔、隔壁で区切られた閉空間の場合の構造、人体が近接しうる当該ワイヤレス給電システムからの距離、隣接する他機器の当該ワイヤレス給電システムからの距離、放射電磁界の伝搬損失指数を含み、
前記準拠すべき規格値に関するデータは、電力伝送用周波数における人体暴露の許容値、前記送電装置が含まれる設備に関わるエミッション規格値（電力伝送用周波数、及びスプリアス）を含み、
前記データを基に前記送電装置の設置環境において、前記送電装置が放射する電磁界によりその稼働に悪影響を受ける可能性のある予め登録された機器（他機器）が不稼働時の送電装置の最大出力を算出する最大出力算出手順と、
前記データを基に前記送電装置の定格出力時の他機器設置位置における電界強度を推定する電界強度推定手順と、
前記データを基に前記他機器の妨害波許容値を満たす最大出力を機器種別ごとに算出する最大出力算出手順と、
前記他機器に対する電気的な情報の検知による稼働検知を行う稼働検知手順と、
前記稼働検知の有無に応じて送電装置の送電出力を設定するに際し、前記予め登録された稼働機器が稼働していない場合に前記送電出力を増加させる出力設定手順と、を含むことを特徴としている。
The power transmission output control method according to claim 4 is output control of a power transmission device including a database in which data specific to a wireless power supply system, data on a system installation environment, and data on standard values to be complied with are stored.
The data specific to the wireless power transfer system includes the power transmission frequency, the radiation electric field strength at the reference distance from the power transmission device at the power transmission frequency, the electric field strength of spurious emission, the rated output value of the power transmission device, and the maximum output value of the power transmission device. Including,
The data on the system installation environment includes the longest distance from the wireless power transfer system in the human body detection target range, the structure in the case of a closed space separated by a partition wall, the distance from the wireless power supply system to which the human body can approach, and other adjacent devices. Includes distance from the wireless power transfer system, propagation loss index of radiated electromagnetic field,
The data regarding the standard values to be complied with include the permissible values of human exposure at the power transmission frequency and the emission standard values (power transmission frequency and spurious) related to the equipment including the power transmission device.
Based on the data, in the installation environment of the power transmission device, the pre-registered device (other device) that may be adversely affected by the electromagnetic field radiated by the power transmission device is the maximum of the power transmission device when it is not in operation. Maximum output calculation procedure to calculate output and
Based on the data, the electric field strength estimation procedure for estimating the electric field strength at the position where other equipment is installed at the rated output of the power transmission device, and the procedure for estimating the electric field strength.
The maximum output calculation procedure for calculating the maximum output that satisfies the interference wave permissible value of the other device for each device type based on the data, and the maximum output calculation procedure.
The operation detection procedure for detecting the operation by detecting the electrical information for the other devices, and the operation detection procedure.
When setting the power transmission output of the power transmission device according to the presence or absence of the operation detection, it is characterized by including an output setting procedure for increasing the power transmission output when the pre-registered operating device is not operating. ..
請求項１の送電装置によれば、ワイヤレス給電システムの周辺状況に応じてワイヤレス給電の出力を増大させることが可能となるため、充電対象機器に対する充電時間の短縮、又は、単位時間当たりに充電可能な充電対象機器数を増加させることができる。
また、稼働機器検知部を備えることで、出力制御部により稼働機器の有無に対して効率良く適正な出力値で送電させることができる。
According to the power transmission device of claim 1, since the output of wireless power supply can be increased according to the surrounding conditions of the wireless power supply system, the charging time of the device to be charged can be shortened or the charging can be performed per unit time. It is possible to increase the number of devices to be charged.
Further, by providing the operating device detection unit, the output control unit can efficiently transmit power with an appropriate output value regardless of the presence or absence of the operating device.
請求項２の送電装置によれば、データベースを備えることで、出力制御部によりデータベースに格納したデータを参照して送電出力を算出するので、ワイヤレス給電システムや同システムの設置環境に応じて効率良く適正な出力値で送電させることができる。
According to the power transmission device of
請求項３の送電装置によれば、人体検知部を備えることで、出力制御部により装置周辺の人の存在を検知して送電出力を算出するので、人の存在の有無に対して効率良く適正な出力値で送電させることができる。 According to the power transmission device of claim 3, by providing the human body detection unit, the output control unit detects the presence of a person around the device and calculates the power transmission output, so that it is efficiently appropriate for the presence or absence of a person. It is possible to transmit power with a high output value.
請求項４の送電出力制御方法によれば、データベースに格納された各データを基に送電装置の定格出力時の他機器設置位置における電界強度を推定し、前記各データを基に他機器の妨害波許容値を満たす最大出力を機器種別ごとに算出し、稼働検知の有無に応じて送電装置の出力を設定するので、当該送電装置周囲における他機器の稼働に対して、状況に応じて効率良く適正な出力値で送電させることができる。 According to the power transmission output control method of claim 4 , the electric field strength at the position where the other device is installed at the rated output of the power transmission device is estimated based on each data stored in the database, and the interference of the other device is estimated based on the data. Since the maximum output that satisfies the wave tolerance is calculated for each device type and the output of the power transmission device is set according to the presence or absence of operation detection, it is efficient for the operation of other devices around the power transmission device depending on the situation. It is possible to transmit power with an appropriate output value.
本発明の送電装置の実施形態の一例について、図面を参照しながら説明する。
ワイヤレス給電システムは、図１に示すように、外部電源１に接続された送電装置１０と、充電対象となる機器２に接続された受電装置２０により構成されている。ワイヤレス給電システムは、送電装置１０から出力されワイヤレスに伝送される電力を受電装置２０が受電し、機器２を充電するように動作する。
An example of an embodiment of the power transmission device of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the wireless power supply system includes a
第１の実施形態として、ワイヤレス給電システムにおける送電装置１０が人体検知に連動して出力制御を行う例について、図２～図４を参照して説明する。
送電装置１０は、商用電源が供給される電源入力部１１と、電力を出力する送電部１２と、ワイヤレス出力を行う送電コイル１３と、出力電力を制御する出力制御部１４と、装置周辺における人の存在を検知する人体検知部１５と、装置環境に関連する各種データを格納するデータベース１６と、外部からデータを入力するための外部入力Ｉ／Ｆ部１７と、を備えて構成されている。
As a first embodiment, an example in which the
The
電源入力部１１は、外部電源（ＡＣ１００Ｖ等）から送電装置１０の駆動に必要な電源（ＤＣ１２Ｖ等）に変換し送電部１２へ給電する。
The power input unit 11 converts an external power source (AC100V or the like) into a power source (DC12V or the like) necessary for driving the
送電部１２は、送電コイル１３が電力伝送するために必要な条件となるよう交流電流を生成し送電コイル１３に供給する。送電コイル１３は，供給された電流から磁界を生成することにより受電コイルを通して受電装置２０側へ電力をワイヤレスで伝送する。
The
出力制御部１４は、後述する所望の手順によりワイヤレス給電システムが設置された環境情報（人体検知情報）を基に送電装置１０の出力の増減を算出する。
The
人体検知部１５は、送電装置１０周辺の人の存在を検知し、検知結果を出力制御部１４へ通知する。人体検知部１５は，例えば赤外線や超音波を用いた人感センサを送電装置１０内に内蔵してもよく、あるいは送電装置１０の周辺に設置された人感センサやセキュリティシステムが検知した人検出信号を受信してもよい。
The human
データベース１６は、出力制御部１４が適正な出力を算出するに際して参照される各種データが予め格納されている。
各種データには、例えば図３に示すようなワイヤレス給電システム固有のデータ、システム設置環境に依存するデータ、準拠する規格値等、が含まれる。
The database 16 stores in advance various data referred to when the
The various data include, for example, data specific to the wireless power supply system as shown in FIG. 3, data depending on the system installation environment, compliant standard values, and the like.
外部入力Ｉ／Ｆ部１７は、データベース１６に格納するデータを入力するためのものである。外部入力Ｉ／Ｆ部１７は、ワイヤレス給電システムの製造者あるいは運用管理者が使用することを想定する。その実装形態は、例えばコマンドラインインタフェースであってよく、又はGUI(Graphical User Interface)、あるいはWeb GUIであってもよい。
The external input I /
前記した送電装置１０のデータベース１６には、予め、ワイヤレス給電システム固有のデータ、システム設置環境に依存するデータ、準拠する規格値のデータがそれぞれ格納されている。
ワイヤレス給電システム固有のデータには、電力伝送用周波数、電力伝送用周波数での送電装置から基準距離における放射電界強度、スプリアス発射（電力伝送用周波数以外の周波数帯で発射される不要な電波）の電界強度、送電装置の定格出力値、送電装置の最大出力値が含まれる（図３（ａ）参照）。
これらのデータは、送電装置の製造時に、装置製造業者が外部入力Ｉ／Ｆ部１７経由で送電装置内のデータベース１６へ入力する。また、データベース１６には、出力増減の算出時の比較基準となる規格値を格納しておく。
In the database 16 of the
Data specific to the wireless power transfer system includes power transmission frequency, radiation electric field strength at the reference distance from the transmission device at the power transmission frequency, and spurious emission (unnecessary radio waves emitted in frequency bands other than the power transmission frequency). The electric field strength, the rated output value of the power transmission device, and the maximum output value of the power transmission device are included (see FIG. 3A).
These data are input to the database 16 in the power transmission device by the device manufacturer via the external input I /
システム設置環境に依存するデータには、人体検知対象範囲におけるワイヤレス給電システムからの最長離隔（人感センサの検知範囲、又はセキュリティシステムの監視対象となる室内におけるシステムから隔壁までの距離など）、隔壁で区切られた閉空間の場合の構造（システムから隔壁までの最長／最少離隔、壁面素材等）、人体が近接しうる当該ワイヤレス給電システムからの距離、隣接する他機器の当該ワイヤレス給電システムからの距離、
放射電磁界の伝搬損失指数、等が含まれる（図３（ｂ）参照）。
これらのデータは、システム運用管理者又は装置製造業者が外部入力Ｉ／Ｆ部１７を介して入力する。
For data that depends on the system installation environment, the longest distance from the wireless power supply system in the human body detection target range (detection range of the human sensor, or the distance from the system in the room to be monitored by the security system to the partition wall, etc.), partition wall, etc. Structure in the case of a closed space separated by (longest / minimum separation from the system to the partition wall, wall material, etc.), distance from the wireless power supply system that the human body can approach, from the wireless power supply system of other adjacent devices distance,
The propagation loss index of the radiated electromagnetic field, etc. are included (see FIG. 3 (b)).
These data are input by the system operation manager or the device manufacturer via the external input I /
準拠する規格値には、電力伝送用周波数における人体暴露の許容値、当該設備に関わるエミッション規格値（電力伝送用周波数、及びスプリアス）が含まれる（図３（ｃ）参照）。
これらのデータは、装置製造業者又はシステム運用管理者が外部入力Ｉ／Ｆ部１７を介して入力する。
The conforming standard values include the allowable value of human exposure at the power transmission frequency and the emission standard value (power transmission frequency and spurious) related to the equipment (see FIG. 3 (c)).
These data are input by the device manufacturer or the system operation manager via the external input I /
上述した例において、送電装置１０が対象とするワイヤレス給電システムの代表的な方式として電磁誘導方式を想定するが、磁界共鳴方式であってもよい。
また、送電コイル／受電コイルを送電アンテナ／受電アンテナに置換することにより電波放射方式のワイヤレス給電システムとしてもよい。
In the above-mentioned example, the electromagnetic induction method is assumed as a typical method of the wireless power feeding system targeted by the
Further, a radio wave radiation type wireless power feeding system may be obtained by replacing the power transmitting coil / power receiving coil with a power transmitting antenna / power receiving antenna.
以下、ワイヤレス給電システムにおける送電装置１０の動作手順について、図４を参照して説明する。
Hereinafter, the operation procedure of the
ワイヤレス給電システムの設置後に送電装置１０を起動する（ステップ１０１）。
After installing the wireless power supply system, the
出力制御部１４は、初めにワイヤレス給電システムの固有データとして送電装置１０が定格出力で稼働する場合の基準離隔距離における基本波及びスプリアスの放射電界強度をデータベース１６より取得する（ステップ１０２）。
First, the
出力制御部１４は、ワイヤレス給電システム運用管理者より外部入力Ｉ／Ｆ部１７を通してデータベース１６に登録された、システム設置環境に関するデータをデータベース１６より取得する（ステップ１０３）。
The
出力制御部１４は、ステップ１０２及びステップ１０３で取得したデータを用いて、送電装置１０が定格出力時の人体検知対象範囲内最長離隔における電界強度を推定する（ステップ１０４）。
これは、例えば、基準距離における電界強度、送電装置１０から人体検知対象範囲内最長離隔までの距離、及び、放射電磁界の伝搬損失指数を参照することで人体検知対象範囲内最長離隔での電界強度として算出してもよい。
Using the data acquired in
This can be done, for example, by referring to the electric field strength at the reference distance, the distance from the
ステップ１０４での推定結果とデータベース１６に登録された準拠すべき規格値を比較することにより、取り得る定格出力からの出力増分を算出する。この増分を用いて、人体検知対象範囲内で電界強度許容値を満たす送電装置の最大出力（定格出力と増分の和）を算出する（ステップ１０５）。
By comparing the estimation result in
出力制御部１４は、人体検知部１５より人体検知の信号を受信しない間においては（ステップ１０６）、ステップ１０５にて算出された最大出力を基に送電装置１０の出力を設定する。
すなわち、ステップ１０５にて算出された最大出力が、送電装置１０が対応可能な最大出力値以内であれば（ステップ１０８）、ステップ１０５の算出値を送電装置１０の出力値として設定する（ステップ１０９）。
ステップ１０５にて算出された最大出力が、送電装置１０が対応可能な最大出力値を超過する場合には、送電装置１０の最大出力値を出力値として設定する（ステップ１１０）。
While the
That is, if the maximum output calculated in
When the maximum output calculated in
出力制御部１４は、人体検知部１５より人体検知の信号を受信した場合（ステップ１０６）、人が当該ワイヤレス給電システムに近接しうる距離にて電界強度許容値を満たす出力に設定する（ステップ１０７）。
When the
ステップ１０６による人体検知の有無は繰り返して行われ、ステップ１０９で算出後出力に設定されている状態で人体を検知すると、ステップ１０７で電界強度許容値を満たす出力に設定することで出力が減じられる。
逆に、ステップ１０７で設定された出力（電界強度許容値を満たす出力）で動作中において、ステップ１０６による人体検知信号が無い場合、ステップ１０９で算出後出力に設定することで出力が増加される。
なお、上記ステップ１０４、ステップ１０５、ステップ１０７における電界強度の推定、送電装置１０の出力値の算出にあたっては、任意のマージンを考慮し加算させてもよい。
The presence or absence of human body detection in
On the contrary, if there is no human body detection signal in
In estimating the electric field strength in
続いて、第２の実施形態として、ワイヤレス給電システムにおける送電装置１０が他機器の稼働検知に連動して出力制御を行う例について、図５～図７を参照して説明する。
第２の実施形態の送電装置１０の構成は、図５に示すように、図２の送電装置１０と同様の電源入力部１１と、送電部１２と、送電コイル１３と、出力制御部１４と、データベース１６、外部入力Ｉ／Ｆ部１７とを有するとともに、装置周辺における機器の稼働状況を検知する稼働機器検知部１８を備えて構成されている。
図５の送電装置１０において、図２と同一構成を採る部分については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
Subsequently, as a second embodiment, an example in which the
As shown in FIG. 5, the configuration of the
In the
出力制御部１４は、後述する所望の手順によりワイヤレス給電システムが設置された環境情報（周辺機器の稼働状況）を基に送電装置１０の出力の増減を算出する。
The
稼働機器検知部１８は、送電装置１０の周辺における他の機器の稼働状況を検知し、検知結果を出力制御部１４へ通知する。
稼働機器検知部１８は、外部の別システムと連携してもよい。
例えば、分電盤のうちワイヤレス給電システムが設置される部屋や区画に通電される分岐回路上の電流、電圧又は電力を計測し、その時系列の波形データ又は周波数領域に変換後の周波数スペクトルデータを、予め登録した各機器が稼働する際の各機器固有の電流、電圧又は電力の波形データ若しくは周波数スペクトルデータと比較することにより、稼働中の機器を推定するシステムと連携してもよい。
あるいは、ワイヤレス給電システムからの生成電磁界の影響が大きい主要な機器の電源スイッチのオン・オフの情報を有線通信あるいは無線通信により稼働機器検知部１８へ通知する構成であってもよい。
The operating
The operating
For example, the current, voltage, or power on the branch circuit that is energized in the room or section where the wireless power supply system is installed in the distribution board is measured, and the converted frequency spectrum data is converted into the time-series waveform data or frequency domain. , By comparing with the waveform data or frequency spectrum data of the current, voltage or power peculiar to each device when each device registered in advance is operated, it may be linked with the system for estimating the device in operation.
Alternatively, the configuration may be such that the on / off information of the power switch of the main device, which is greatly affected by the electromagnetic field generated from the wireless power feeding system, is notified to the operating
データベース１６は、図２の送電装置で説明した図３に記載のデータに加えて、他機器に関するデータを格納する（図６参照）。具体的には、ワイヤレス給電システム周辺に設置される他機器の種別、および機器種別ごとに定義される妨害波の許容値をデータとして追加する。
これらのデータは、システム運用管理者が外部入力Ｉ／Ｆ部１７を介して入力する。または、送電装置１０の装置製造時、装置製造業者が想定しうる複数の機器種別について予め許容値を入力しておき、システム運用管理者が当該ワイヤレス給電システム周辺に実際に設置された機器を選択することで設定されるものでもよい。
The database 16 stores data related to other devices in addition to the data shown in FIG. 3 described for the power transmission device of FIG. 2 (see FIG. 6). Specifically, the types of other devices installed around the wireless power supply system and the permissible values of interference waves defined for each device type are added as data.
These data are input by the system operation manager via the external input I /
以下、ワイヤレス給電システムにおける送電装置１０の動作手順について、図７を参照して説明する。
Hereinafter, the operation procedure of the
ワイヤレス給電システムの設置後に送電装置１０を起動し（ステップ２０１）、出力制御部１４がデータベース１６より必要なデータを参照する（ステップ２０２、ステップ２０３）までの手順は、図４と同様である。
The procedure from the installation of the wireless power supply system to the activation of the power transmission device 10 (step 201) and the reference of the necessary data from the database 16 by the output control unit 14 (
出力制御部１４は、ワイヤレス給電システムが設置される環境において、他機器全てが不稼働の場合の送電装置１０の最大出力を算出する（ステップ２０４）。
算出の制約条件として同設置環境に接近しうる人体への人体暴露許容値を基にする。具体的には、ワイヤレス給電システムおよび他機器が設置され、人のいないスペース（閉空間）であって、ワイヤレス給電システムのみが稼働（他機器は不稼働）中に、人が同スペース内に入ってくる場合、あるいは同スペースの外側に人が接近（例えば、同スペースの外壁に沿った通路を人が通過する等）する場合に、当該箇所において推定される電界強度が人体暴露許容値となる送電装置１０の出力を最大値と定義する。
出力制御部１４は、ステップ２０２、ステップ２０３で取得したデータを用いて、送電装置１０が定格出力時の各々の他機器設置位置における電界強度を推定する（ステップ２０５）。これは、例えば、基準距離における電界強度、送電装置１０から他機器設置位置までの距離、および放射電磁界の伝搬損失指数を参照することで当該位置での電界強度として算出してもよい。
The
As a constraint condition for calculation, it is based on the permissible value of human exposure to the human body that can approach the installation environment. Specifically, a person enters the space while the wireless power transfer system and other devices are installed and the space is empty (closed space) and only the wireless power supply system is operating (other devices are not operating). When a person approaches the outside of the space (for example, a person passes through a passage along the outer wall of the space), the electric field strength estimated at the location is the allowable value for human exposure. The output of the
The
ステップ２０５での推定結果とデータベース１６に登録された準拠すべき妨害波許容値を比較することにより、取り得る定格出力からの出力増分を各機器について算出する。この増分を用いて、妨害許容値を満たす送電装置１０の最大出力（定格出力と増分の和）を機器種別、各設置位置の機器について算出する（ステップ２０６）。
By comparing the estimation result in
出力制御部１４は、稼働機器検知部１８より他機器の稼働を示す信号を受信しない間においては、ステップ２０４にて算出された最大出力を基に送電装置１０の出力を設定する。
すなわち、ステップ２０４にて算出された最大出力が、送電装置１０が対応可能な最大出力値以内であれば（ステップ２０９）、ステップ２０４の算出値を送電装置１０の出力値として設定する(ステップ２１０)。
ステップ２０４にて算出された最大出力が、送電装置１０が対応可能な最大出力値を超過する場合には（ステップ２０８）、送電装置１０の最大出力値を出力値として設定する（ステップ２１１）。
The
That is, if the maximum output calculated in
When the maximum output calculated in
出力制御部１４は、稼働機器検知部１８より他機器の稼働を示す信号を受信した場合（ステップ２０７）、検知された複数の稼働機器種別に対する許容最大出力のうち、最も小さい値を出力に設定する（ステップ２０８）。
When the
ステップ２０７による稼働機器の検知は繰り返して行われ、ステップ２１０で算出後出力に設定されている状態で稼働機器を検知すると、ステップ２０８で許容最大出力のうちの最小値出力に設定することで出力が減じられる。
逆に、ステップ２０８で設定された出力（許容最大出力のうちの最小値出力）で動作中において、ステップ２０７による稼働機器が検知された場合、ステップ２１０で算出後出力に設定することで出力が増加される。
なお、上記ステップ２０４、ステップ２０５、ステップ２０６、ステップ２０８における電界強度の推定、送電装置１０の出力値の算出にあたっては、任意のマージンを考慮し加算させてもよい。
The detection of the operating device in
On the contrary, when the operating device in
In addition, in estimating the electric field strength in
続いて、第３の実施形態として、ワイヤレス給電システムにおける送電装置１０が人体検知及び他機器の稼働検知の双方に連動して出力制御を行う例について、図８及び図９を参照して説明する。
Subsequently, as a third embodiment, an example in which the
第３の実施形態の送電装置１０の構成は、図８に示すように、電源入力部１１と、送電部１２と、送電コイル１３と、出力制御部１４と、人体検知部１５と、データベース１６、外部入力Ｉ／Ｆ部１７、稼働機器検知部１８を備えて構成されている。
図８の送電装置１０において、図２又は図５と同一構成を採る部分については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
As shown in FIG. 8, the configuration of the
In the
この送電装置１０によれば、人体検知及び他機器の稼働検知の双方に連動することで、人体への許容電界強度、及び他機器にとっての妨害波共用値の双方を考慮し、（１）人体検知、（２）他機器検知、（３）人体と他機器ともに検知、（４）人体と他機器ともに未検知、の各状況に応じて送電装置１０の出力が設定される。
According to this
以下、ワイヤレス給電システムにおける送電装置１０の動作手順について、図９を参照して説明する。
Hereinafter, the operation procedure of the
ワイヤレス給電システムの設置後に送電装置１０を起動し（ステップ３０１）、出力制御部１４がデータベース１６より必要なデータを参照し（ステップ３０２、ステップ３０３）、更に定格出力時の人体検知対象範囲内最長離隔における電界強度を推定し（ステップ３０４）、人体検知対象範囲内で電界強度許容値を満たす送電装置１０の最大出力を算出する（ステップ３０５）までの手順は、図４と同様である。
After installing the wireless power supply system, the
続いて、図７と同様に、ステップ３０２、ステップ３０３で取得したデータを用いて、送電装置１０が、他機器全てが不稼働の場合の送電装置の最大出力を算出し（ステップ３０６）、定格出力時の各々の他機器設置位置における電界強度を推定し（ステップ３０７）、更に、妨害許容値を満たす送電装置の最大出力（定格出力と増分の和）を機器種別、各設置位置の機器について算出する（ステップ３０８）。
Subsequently, as in FIG. 7, using the data acquired in
次に、人体検知部１５より人体検知の信号の受信の有無を判断する（３０９）。
ステップ３０９で人体検知の信号を受信した場合は、人が当該ワイヤレス給電システムに近接しうる距離にて電界強度許容値を満たす出力に設定する（ステップ３１０）。
Next, the human
When the human body detection signal is received in
人体検知の信号の受信の無い場合、装置周辺において他機器の稼働の有無を検知する（ステップ３１１）。
そして、ステップ３１１で他機器の稼働を示す信号を受信した場合、検知された複数の稼働機器種別に対する許容最大出力のうち、最も小さい値を出力に設定する（ステップ３１２）。
When the human body detection signal is not received, the presence or absence of operation of another device is detected around the device (step 311).
Then, when a signal indicating the operation of another device is received in
ステップ３１１で他機器の稼働を示す信号を受信しない場合、ステップ３０５又はステップ３０６にて算出された最大出力を基に送電装置１０の出力を設定する。
すなわち、ステップ３０５で算出された最大出力と、ステップ３０６で算出された最大出力を比較し、小さい方の最大出力が、送電装置１０が対応可能な最大出力値以内であれば（ステップ３１３）、当該算出された小さい方の最大出力の値を送電装置１０の出力値として設定する（ステップ３１４）。
ステップ３０５で算出された最大出力と、ステップ３０６で算出された最大出力を比較し、小さい方の最大出力が、送電装置１０が対応可能な最大出力値を超過する場合には、送電装置１０の最大出力値を出力値として設定する（ステップ３１５）。
When the signal indicating the operation of the other device is not received in
That is, the maximum output calculated in
The maximum output calculated in
上述した各送電装置によれば、装置周辺の人の存在を検知したり、装置周辺で稼働している機器を検知することで、ワイヤレス給電システムの周辺状況に応じてワイヤレス給電の出力を増減させることが可能となるため、充電対象機器に対する充電時間の短縮、又は、単位時間当たりに充電可能な充電対象機器数を増加させることができ、効率良い給電を行うことができる。 According to each of the above-mentioned power transmission devices, the output of wireless power supply is increased or decreased according to the surrounding conditions of the wireless power supply system by detecting the presence of people around the device or detecting the devices operating around the device. Therefore, it is possible to shorten the charging time for the charging target device or increase the number of charging target devices that can be charged per unit time, and it is possible to efficiently supply power.
１…外部電源、 ２…機器、 １０…送電装置、 １１…電源入力部、 １２…送電部、 １３…送電コイル、 １４…出力制御部、 １５…人体検知部、 １６…データベース、 １７…外部入力Ｉ／Ｆ部、 １８…稼働機器検知部、 ２０…受電装置。 1 ... external power supply, 2 ... equipment, 10 ... power transmission device, 11 ... power input unit, 12 ... power transmission unit, 13 ... power transmission coil, 14 ... output control unit, 15 ... human body detection unit, 16 ... database, 17 ... external input I / F unit, 18 ... Operating equipment detection unit, 20 ... Power receiving device.
Claims (4)
前記ワイヤレス給電システムの周辺状況に応じて送電出力を増大させるための出力制御部と、
前記送電装置周辺の当該送電装置が放射する電磁界によりその稼働に悪影響を受ける可能性のある予め登録された稼働機器の稼働状況を電気的な情報により検知する稼働機器検知部と、を備え、
前記出力制御部は、前記稼働機器検知部で稼働状況の情報を基に送電出力を制御するに際し、前記予め登録された稼働機器が稼働していない場合に前記送電出力を増加させる
ことを特徴とする送電装置。 In a power transmission device in a wireless power supply system that transmits power using wireless as a medium
An output control unit for increasing the power transmission output according to the surrounding conditions of the wireless power supply system,
It is equipped with an operating equipment detector that detects the operating status of pre-registered operating equipment that may be adversely affected by the electromagnetic field radiated by the power transmission equipment around the power transmission equipment using electrical information.
The output control unit is characterized in that when the operating device detection unit controls the power transmission output based on the information on the operating status, the power transmission output is increased when the pre-registered operating device is not operating. Power transmission device.
前記出力制御部は、前記各データを参照して送電出力を算出する
請求項１に記載の送電装置。 Regarding the specific data of the wireless power supply system, the allowable value of human exposure at the power transmission frequency, and the standard value to be complied with including the emission standard value (power transmission frequency and spurious) related to the equipment including the power transmission device. Equipped with a database to store data and data related to the system installation environment
The power transmission device according to claim 1, wherein the output control unit calculates a power transmission output with reference to each of the data.
前記出力制御部は、前記人体検知部で検知する検知情報を基に送電出力を制御する
請求項１又は請求項２に記載の送電装置。 Equipped with a human body detector that detects people around the device with infrared rays or ultrasonic waves
The power transmission device according to claim 1 or 2, wherein the output control unit controls the power transmission output based on the detection information detected by the human body detection unit.
前記ワイヤレス給電システム固有のデータは、電力伝送用周波数、電力伝送用周波数での送電装置から基準距離における放射電界強度、スプリアス発射の電界強度、送電装置の定格出力値、送電装置の最大出力値を含み、
前記システム設置環境に関するデータは、人体検知対象範囲におけるワイヤレス給電システムからの最長離隔、隔壁で区切られた閉空間の場合の構造、人体が近接しうる当該ワイヤレス給電システムからの距離、隣接する他機器の当該ワイヤレス給電システムからの距離、放射電磁界の伝搬損失指数を含み、
前記準拠すべき規格値に関するデータは、電力伝送用周波数における人体暴露の許容値、前記送電装置が含まれる設備に関わるエミッション規格値（電力伝送用周波数、及びスプリアス）を含み、
前記データを基に前記送電装置の設置環境において、前記送電装置が放射する電磁界によりその稼働に悪影響を受ける可能性のある予め登録された機器（他機器）が不稼働時の送電装置の最大出力を算出する最大出力算出手順と、
前記データを基に前記送電装置の定格出力時の他機器設置位置における電界強度を推定する電界強度推定手順と、
前記データを基に前記他機器の妨害波許容値を満たす最大出力を機器種別ごとに算出する最大出力算出手順と、
前記他機器に対する電気的な情報の検知による稼働検知を行う稼働検知手順と、
前記稼働検知の有無に応じて送電装置の送電出力を設定するに際し、前記予め登録された稼働機器が稼働していない場合に前記送電出力を増加させる出力設定手順と、
を含むことを特徴とする送電出力制御方法。 It is an output control of a power transmission device equipped with a database that stores data specific to the wireless power supply system, data on the system installation environment, and data on standard values to be complied with.
The data specific to the wireless power transfer system includes the power transmission frequency, the radiation electric field strength at the reference distance from the power transmission device at the power transmission frequency, the electric field strength of spurious emission, the rated output value of the power transmission device, and the maximum output value of the power transmission device. Including,
The data on the system installation environment includes the longest distance from the wireless power transfer system in the human body detection target range, the structure in the case of a closed space separated by a partition wall, the distance from the wireless power supply system to which the human body can approach, and other adjacent devices. Includes distance from the wireless power transfer system, propagation loss index of radiated electromagnetic field,
The data regarding the standard values to be complied with include the permissible values of human exposure at the power transmission frequency and the emission standard values (power transmission frequency and spurious) related to the equipment including the power transmission device.
Based on the data, in the installation environment of the power transmission device, the pre-registered device (other device) that may be adversely affected by the electromagnetic field radiated by the power transmission device is the maximum of the power transmission device when it is not in operation. Maximum output calculation procedure to calculate output and
Based on the data, the electric field strength estimation procedure for estimating the electric field strength at the position where other equipment is installed at the rated output of the power transmission device, and the procedure for estimating the electric field strength.
The maximum output calculation procedure for calculating the maximum output that satisfies the interference wave permissible value of the other device for each device type based on the data, and the maximum output calculation procedure.
The operation detection procedure for detecting the operation by detecting the electrical information for the other devices, and the operation detection procedure.
When setting the power transmission output of the power transmission device according to the presence or absence of the operation detection, the output setting procedure for increasing the power transmission output when the pre-registered operating device is not operating, and the output setting procedure.
A power transmission output control method characterized by including.
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