JP7532092B2 - Power transmission device and wireless power supply system - Google Patents
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Description
本発明は、送電装置及びワイヤレス給電システムに関する。 The present invention relates to a power transmission device and a wireless power supply system.
ワイヤレス給電システムでは、送電装置の送電コイルから受電装置の受電コイルに非接触で電力が伝送され、受電装置からバッテリ等の給電対象に電力が供給される。従来、受電装置側の状態に応じて、送電装置の出力を制御する技術が開発されている。 In a wireless power supply system, power is transmitted contactlessly from the power transmission coil of a power transmission device to the power receiving coil of a power receiving device, and the power is supplied from the power receiving device to a power supply target such as a battery. Conventionally, technology has been developed to control the output of the power transmission device depending on the state of the power receiving device.
例えば、特許文献1には、バッテリが満充電状態になった場合には、送電装置が通常送電を停止して間欠送電を行い、バッテリが再充電必要状態になった場合には、送電装置が通常送電を再開する技術が記載されている。このとき、受電装置が備える回路によりバッテリの状態が検出され、バッテリの状態に応じたコマンドが受電装置から送電装置に送信され、そのコマンドを受信した送電装置が、バッテリが満充電状態あるいは再充電必要状態であるのかどうかを検知する。 For example, Patent Document 1 describes a technology in which, when the battery is fully charged, the power transmitting device stops normal power transmission and performs intermittent power transmission, and when the battery needs to be recharged, the power transmitting device resumes normal power transmission. At this time, the battery state is detected by a circuit in the power receiving device, and a command according to the battery state is sent from the power receiving device to the power transmitting device, and the power transmitting device that receives the command detects whether the battery is fully charged or needs to be recharged.
また、特許文献2には、送電装置が受電装置の状態を示す情報を受信して、その情報に基づいて送電装置が受電装置に送電する技術が記載されている。このとき、送電装置及び受電装置のそれぞれに設けられた通信回路により、情報の送受信が行われる。 Patent Document 2 also describes a technology in which a power transmission device receives information indicating the state of a power receiving device, and the power transmission device transmits power to the power receiving device based on that information. At this time, information is transmitted and received by communication circuits provided in each of the power transmission device and the power receiving device.
さらに、特許文献3には、給電エリア内に受電装置が侵入したことを検出したときに、所定周波数の交流電力を送電装置の送電用アンテナに供給し、送電用アンテナから受電装置の受電用アンテナに送電する技術が記載されている。特許文献3では、周波数走査により複数の異なる周波数の交流電力が送信用アンテナに供給され、周波数走査の際に送信用アンテナ及び受信用アンテナを含む系の反射特性が検出される。上述の所定周波数は、反射特性が共振状態となる共振周波数である。 Furthermore, Patent Document 3 describes a technology in which, when it is detected that a power receiving device has entered a power supply area, AC power of a predetermined frequency is supplied to the power transmitting antenna of the power transmitting device, and power is transmitted from the power transmitting antenna to the power receiving antenna of the power receiving device. In Patent Document 3, AC power of a plurality of different frequencies is supplied to the transmitting antenna by frequency scanning, and the reflection characteristics of the system including the transmitting antenna and the receiving antenna are detected during frequency scanning. The above-mentioned predetermined frequency is a resonant frequency at which the reflection characteristics are in a resonant state.
従来の技術では、ワイヤレス給電を行う上で必須の回路とは別に追加の回路が必要となり、回路が複雑化していた。例えば、特許文献1に記載の技術では、バッテリの状態を検知するための回路が受電装置に追加で必要となる。また、特許文献2に記載の技術では、送電装置及び受電装置の両装置において通信回路を設ける必要がある。さらに、特許文献3に記載の技術では、周波数走査を行うための回路が送電装置に必要となる。 Conventional technologies require additional circuits in addition to the circuits essential for wireless power supply, making the circuits more complex. For example, the technology described in Patent Document 1 requires an additional circuit for detecting the battery state in the power receiving device. In addition, the technology described in Patent Document 2 requires communication circuits to be provided in both the power transmitting device and the power receiving device. Furthermore, the technology described in Patent Document 3 requires a circuit for frequency scanning in the power transmitting device.
また、受電装置の存否を検出しなくとも送電装置単独で出力を制御できることが好ましい。しかしながら、特許文献1に記載の技術では、受電装置がバッテリの状態を送電装置に通知する必要がある。また、特許文献2に記載の技術では、受電装置の状態を受電装置が送電装置に送信する必要がある。さらに、特許文献3に記載の技術では、給電エリア内に受電装置が存在することを送電装置が検出する必要がある。 It is also preferable that the power transmitting device can control the output by itself without detecting the presence or absence of a power receiving device. However, the technology described in Patent Document 1 requires the power receiving device to notify the power transmitting device of the battery state. Also, the technology described in Patent Document 2 requires the power receiving device to transmit the state of the power receiving device to the power transmitting device. Furthermore, the technology described in Patent Document 3 requires the power transmitting device to detect the presence of a power receiving device within the power supply area.
そこで、本発明は、より簡便な構成で、受電装置の存否を検出しなくとも送電装置単独で、受電装置側の状態に応じた出力の制御を実施することが可能な送電装置及びワイヤレス給電システムを提供することを目的とする The present invention aims to provide a power transmission device and a wireless power supply system that can control the output according to the state of the power receiving device by the power transmission device alone, without detecting the presence or absence of the power receiving device, with a simpler configuration.
本発明の一態様に係る送電装置は、送電コイルに電力を供給する電源と、電源の出力電圧及び出力電流に基づいて、電源に電気的に接続された回路のインピーダンスに関わるパラメータを算出する算出部と、パラメータに基づいて電源の出力を制御する制御部と、を備える。 A power transmission device according to one aspect of the present invention includes a power supply that supplies power to a power transmission coil, a calculation unit that calculates a parameter related to the impedance of a circuit electrically connected to the power supply based on the output voltage and output current of the power supply, and a control unit that controls the output of the power supply based on the parameter.
この態様によれば、送電装置は、出力電圧及び出力電流を用いて出力を制御できるため、受電装置から情報を受信しなくとも、受電装置側の状態に応じた出力の制御を実行することができる。このとき、送電装置は、受電装置の存否を検出する必要がない。また、制御に必要な情報は出力電圧及び出力電流であり、通常の送電装置は、この出力電圧及び出力電流を測定する装置を当然に備えている。このため、送電装置は、追加で装置を備える必要がなく、簡便な構成で受電装置側の状態に応じた出力の制御を実行することが可能になる。 According to this aspect, the power transmitting device can control the output using the output voltage and output current, so it can control the output according to the state of the power receiving device without receiving information from the power receiving device. In this case, the power transmitting device does not need to detect the presence or absence of the power receiving device. In addition, the information required for control is the output voltage and output current, and a normal power transmitting device naturally includes a device for measuring this output voltage and output current. Therefore, the power transmitting device does not need to include an additional device, and can control the output according to the state of the power receiving device with a simple configuration.
上記態様において、受電装置は、送電コイルから非接触により受電する受電コイルを備え、パラメータは、送電コイルと受電コイルとの相互インダクタンスを含んでもよい。 In the above aspect, the power receiving device includes a power receiving coil that receives power from the power transmitting coil in a non-contact manner, and the parameters may include mutual inductance between the power transmitting coil and the power receiving coil.
この態様によれば、相互インダクタンスは、送電コイルと受電コイルとの結合の強さを示している。送電装置は、相互インダクタンスを用いることにより受電装置の状態を推定することができるため、より適切に受電装置の状態に応じた出力の制御を実行することができる。 According to this aspect, the mutual inductance indicates the strength of coupling between the power transmitting coil and the power receiving coil. The power transmitting device can estimate the state of the power receiving device by using the mutual inductance, and can therefore more appropriately control the output according to the state of the power receiving device.
上記態様において、受電装置は、送電コイルから非接触により受電する受電コイルに接続された負荷を備え、パラメータは、負荷の抵抗値を含んでもよい。 In the above aspect, the power receiving device includes a load connected to a power receiving coil that receives power from the power transmitting coil in a non-contact manner, and the parameters may include a resistance value of the load.
この態様によれば、算出される負荷の抵抗値は、例えば、負荷の接続状態などに応じて変化する。このため、送電装置は、負荷の抵抗値を用いることにより、より適切に受電装置側の状態に応じた出力の制御を実行することが可能になる。 According to this aspect, the calculated resistance value of the load changes depending on, for example, the connection state of the load. Therefore, by using the resistance value of the load, the power transmitting device can more appropriately control the output according to the state of the power receiving device.
上記態様において、受電装置は、送電コイルから非接触により受電する受電コイルと、受電コイルに接続された負荷と、を備え、算出部は、測定された出力電圧及び出力電流に基づいてインピーダンスの大きさと位相差とを算出し、算出したインピーダンスの大きさと位相差とに基づいて、前記パラメータに含まれる送電コイルと受電コイルとの相互インダクタンス及び負荷の抵抗値を算出してもよい。 In the above aspect, the power receiving device includes a power receiving coil that receives power from the power transmitting coil in a non-contact manner, and a load connected to the power receiving coil, and the calculation unit may calculate the magnitude and phase difference of the impedance based on the measured output voltage and output current, and calculate the mutual inductance between the power transmitting coil and the power receiving coil and the resistance value of the load, which are included in the parameters, based on the calculated magnitude and phase difference of the impedance.
この態様によれば、送電装置は、より簡便な処理により、インピーダンスに関わるパラメータに含まれる相互インダクタンス及び負荷の抵抗値を算出することができる。 According to this aspect, the power transmission device can calculate the mutual inductance and the load resistance value included in the impedance-related parameters through simpler processing.
上記態様において、制御部は、パラメータと電源の出力の制御内容とを対応付けたテーブルに基づいて、電源の出力を制御してもよい。 In the above aspect, the control unit may control the output of the power supply based on a table that associates parameters with the control contents of the output of the power supply.
この態様によれば、送電装置は、簡便な処理により、電源の出力を制御することができる。 According to this aspect, the power transmission device can control the output of the power source through simple processing.
上記態様において、制御部は、パラメータと所定の閾値とを比較し、比較結果に基づいて電源の出力を制御してもよい。 In the above aspect, the control unit may compare the parameter with a predetermined threshold value and control the output of the power source based on the comparison result.
この態様によれば、送電装置は、簡便な処理により、電源の出力を制御することができる。 According to this aspect, the power transmission device can control the output of the power source through simple processing.
本発明の他の態様に係るワイヤレス給電システムは、受電装置と、受電装置に非接触により送電する送電コイルと、送電コイルに電力を供給する電源と、電源の出力電圧及び出力電流に基づいて、電源に電気的に接続された回路のインピーダンスに関わるパラメータを算出する算出部と、パラメータに基づいて電源の出力を制御する制御部と、を備える。 A wireless power supply system according to another aspect of the present invention includes a power receiving device, a power transmission coil that transmits power to the power receiving device in a non-contact manner, a power source that supplies power to the power transmission coil, a calculation unit that calculates a parameter related to the impedance of a circuit electrically connected to the power source based on the output voltage and output current of the power source, and a control unit that controls the output of the power source based on the parameter.
この態様によれば、送電装置は、出力電圧及び出力電流を用いて出力を制御できるため、受電装置から情報を受信しなくとも、受電装置側の状態に応じた出力の制御を実行することができる。このとき、送電装置は、受電装置の存否を検出する必要がない。また、制御に必要な情報は出力電圧及び出力電流であり、通常の送電装置は、この出力電圧及び出力電流を測定する装置を当然に備えている。このため、送電装置は、追加で装置を備える必要がなく、簡便な構成で受電装置側の状態に応じた出力の制御を実行することが可能になる。 According to this aspect, the power transmitting device can control the output using the output voltage and output current, and can therefore control the output according to the state of the power receiving device without receiving information from the power receiving device. In this case, the power transmitting device does not need to detect the presence or absence of the power receiving device. In addition, the information required for control is the output voltage and output current, and a normal power transmitting device naturally includes a device for measuring this output voltage and output current. Therefore, the power transmitting device does not need to include an additional device, and can control the output according to the state of the power receiving device with a simple configuration.
本発明によれば、より簡便な構成で、受電装置の存否を検出しなくとも送電装置単独で、受電装置側の状態に応じた出力の制御を実施することが可能な送電装置及びワイヤレス給電システムを提供することができる。 The present invention provides a power transmission device and a wireless power supply system that can control output according to the state of the power receiving device by the power transmission device alone, without detecting the presence or absence of a power receiving device, with a simpler configuration.
添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。なお、各図において、同一の符号を付したものは、同一又は同様の構成を有する。 A preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the attached drawings. In each drawing, the same reference numerals are used to denote the same or similar configurations.
図1は、本発明の一実施形態に係るワイヤレス給電システム1の構成の概略図である。本実施形態に係るワイヤレス給電システム1は、送電装置10及び受電装置20を備える。 Figure 1 is a schematic diagram of a wireless power supply system 1 according to one embodiment of the present invention. The wireless power supply system 1 according to this embodiment includes a power transmitting device 10 and a power receiving device 20.
送電装置10は、非接触により受電装置20に交流電力を送電する装置である。受電装置20は、送電装置10から交流電力を受電し、受電装置20に接続された負荷30に電力を供給する装置である。負荷30は、例えば、受電装置20から供給された電力を蓄電することが可能な蓄電装置等である。 The power transmission device 10 is a device that transmits AC power to the power receiving device 20 in a non-contact manner. The power receiving device 20 is a device that receives AC power from the power transmission device 10 and supplies power to a load 30 connected to the power receiving device 20. The load 30 is, for example, a power storage device that can store the power supplied from the power receiving device 20.
本実施形態では、ワイヤレス給電システム1が1つの送電装置10を備えるものとして説明するが、ワイヤレス給電システム1は、複数の送電装置10を備えてもよい。また、本実施形態では、ワイヤレス給電システム1が1つの受電装置20を備えるものとして説明するが、ワイヤレス給電システム1は、複数の受電装置20を備えてもよい。 In this embodiment, the wireless power supply system 1 is described as having one power transmission device 10, but the wireless power supply system 1 may have multiple power transmission devices 10. Also, in this embodiment, the wireless power supply system 1 is described as having one power receiving device 20, but the wireless power supply system 1 may have multiple power receiving devices 20.
本実施形態に係る送電装置10は、主として、電源100、制御装置110及び送電コイル120を備える。電源100は、送電コイル120に高周波の交流電力を供給する電圧源である。また、制御装置110は、電源100の出力を制御する装置である。さらに、送電コイル120は、受電装置20に非接触により交流電力を送電するコイルである。 The power transmission device 10 according to this embodiment mainly comprises a power source 100, a control device 110, and a power transmission coil 120. The power source 100 is a voltage source that supplies high-frequency AC power to the power transmission coil 120. The control device 110 is a device that controls the output of the power source 100. The power transmission coil 120 is a coil that transmits AC power to the power receiving device 20 in a non-contact manner.
本実施形態に係る受電装置20は、主として、受電コイル200、整流回路210及び平滑回路230を備える。また、受電装置20は、配線のインダクタ220を含んでいる。受電コイル200は、送電装置10の送電コイル120から非接触により交流電力を受電する。整流回路210は、受電コイル200が受電した交流電力を整流することができる。また、平滑回路230は、整流回路210の出力電力を平滑することができる。また、受電コイル200には、整流回路210及び平滑回路230を介して、負荷30が接続されており、平滑回路230により平滑された電力は負荷30に供給される。 The power receiving device 20 according to this embodiment mainly includes a power receiving coil 200, a rectifier circuit 210, and a smoothing circuit 230. The power receiving device 20 also includes a wiring inductor 220. The power receiving coil 200 receives AC power contactlessly from the power transmitting coil 120 of the power transmitting device 10. The rectifier circuit 210 can rectify the AC power received by the power receiving coil 200. The smoothing circuit 230 can smooth the output power of the rectifier circuit 210. The power receiving coil 200 is connected to a load 30 via the rectifier circuit 210 and the smoothing circuit 230, and the power smoothed by the smoothing circuit 230 is supplied to the load 30.
図2を参照して、本実施形態に係る送電装置10の構成について、より詳細に説明する。送電装置10は、電源100の出力電圧を測定する電圧計102(測定部)及び電源100の出力電流を測定する電流計104(測定部)をさらに備えている。電圧計102及び電流計104の測定結果は、制御装置110に伝達される。 The configuration of the power transmission device 10 according to this embodiment will be described in more detail with reference to FIG. 2. The power transmission device 10 further includes a voltmeter 102 (measurement unit) that measures the output voltage of the power source 100 and an ammeter 104 (measurement unit) that measures the output current of the power source 100. The measurement results of the voltmeter 102 and the ammeter 104 are transmitted to the control device 110.
制御装置110は、電源100の出力を制御することができる。制御装置110の動作は、処理部111及び記憶部118が協働することにより実行される。 The control device 110 can control the output of the power source 100. The operation of the control device 110 is performed by the processing unit 111 and the memory unit 118 working together.
処理部111は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)及びRAM(Random Access Memory)等を備える。処理部111が備えるROMには、各種の処理を実行するための処理プログラム等が記憶される。また、CPUは、ROMに記憶された処理プログラム又は記憶部118に記憶された各種プログラムを実行し、各種の処理を実行する。なお、処理部111が備えるRAMには、各種プログラムの実行中に一時的に利用されるデータが記憶される。 The processing unit 111 includes a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), and a RAM (Random Access Memory). The ROM included in the processing unit 111 stores processing programs for executing various processes. The CPU executes the processing programs stored in the ROM or the various programs stored in the storage unit 118 to execute various processes. The RAM included in the processing unit 111 stores data that is temporarily used during the execution of the various programs.
記憶部118は、SRAM(Static Random Access Memory)、フラッシュメモリ又はハードディスク等を含む記憶装置を備える。記憶部118には、各種データ及びCPUによって実行される各種コンピュータプログラム及び電源100の出力を制御するための情報(例えば、後述する制御テーブル等)等が記憶される。 The memory unit 118 includes a storage device including a static random access memory (SRAM), a flash memory, a hard disk, or the like. The memory unit 118 stores various data, various computer programs executed by the CPU, and information for controlling the output of the power supply 100 (e.g., a control table, which will be described later), and the like.
処理部111は、電源100の出力の制御に関わる各種の処理を行う。処理部111の動作は、取得部112、算出部114及び制御部116が協働することにより実行される。 The processing unit 111 performs various processes related to controlling the output of the power supply 100. The operation of the processing unit 111 is performed by the acquisition unit 112, the calculation unit 114, and the control unit 116 working together.
取得部112は、測定部から測定結果を取得することができる。本実施形態では、取得部112は、電圧計102から測定された出力電圧を取得し、電流計104から測定された出力電流を取得することができる。取得部112は、取得した出力電圧及び出力電流を算出部114に伝達する。 The acquisition unit 112 can acquire the measurement results from the measurement unit. In this embodiment, the acquisition unit 112 can acquire the output voltage measured from the voltmeter 102 and the output current measured from the ammeter 104. The acquisition unit 112 transmits the acquired output voltage and output current to the calculation unit 114.
算出部114は、電源100の出力電圧及び出力電流に基づいて、電源100に電気的に接続された回路のインピーダンスに関わるパラメータを算出することができる。具体的には、算出部114は、電源100に配線により接続された送電コイル120と、送電コイル120に接続される受電装置20と、負荷30とを含む回路のインピーダンスに関わるパラメータを算出する。なお、電源100に電気的に接続された回路は、電源100に機械的に接続されていなくてもよい。したがって、電源100に電気的に接続された回路には、非接触で給電される受電装置20及び負荷30が含まれる。 The calculation unit 114 can calculate parameters related to the impedance of a circuit electrically connected to the power source 100 based on the output voltage and output current of the power source 100. Specifically, the calculation unit 114 calculates parameters related to the impedance of a circuit including the power transmission coil 120 connected to the power source 100 by wiring, the power receiving device 20 connected to the power transmission coil 120, and the load 30. Note that the circuit electrically connected to the power source 100 does not have to be mechanically connected to the power source 100. Therefore, the circuit electrically connected to the power source 100 includes the power receiving device 20 and the load 30 to which power is supplied in a non-contact manner.
図3を参照しながら、算出部114が算出するパラメータについて説明する。図3は、図1に示す回路の等価回路を示す図である。ワイヤレス給電システム1を含む回路は、一般的に、図3に示すように、送電コイル120と受電コイル200とが結合した等価回路により表され得る。 The parameters calculated by the calculation unit 114 will be described with reference to FIG. 3. FIG. 3 is a diagram showing an equivalent circuit of the circuit shown in FIG. 1. A circuit including the wireless power supply system 1 can generally be represented by an equivalent circuit in which a power transmission coil 120 and a power receiving coil 200 are coupled, as shown in FIG. 3.
図3に示す等価回路では、図1の送電コイル120及び受電コイル200が、3つのインダクタンス(第1インダクタ122、第2インダクタ124及び第3インダクタ126)を含む回路に置き換えられている。ここで、送電コイル120のインダクタンスをLS、受電コイル200のインダクタンスをLLとすると、第1インダクタ122、第2インダクタ124及び第3インダクタ126のそれぞれのインダクタンスは、LS-M、LL-M及びMで表される。ここで、Mは、送電コイル120と受電コイル200との相互インダクタンスである。 In the equivalent circuit shown in Fig. 3, the transmitting coil 120 and the receiving coil 200 in Fig. 1 are replaced with a circuit including three inductances (first inductor 122, second inductor 124, and third inductor 126). Here, if the inductance of the transmitting coil 120 is L S and the inductance of the receiving coil 200 is L L , the inductances of the first inductor 122, second inductor 124, and third inductor 126 are expressed as L S -M, L L -M, and M, respectively. Here, M is the mutual inductance between the transmitting coil 120 and the receiving coil 200.
相互インダクタンスMは、次の式で表される。
M=k√(LSLL)・・・(1)
The mutual inductance M is expressed by the following formula.
M=k√(L S L L )...(1)
結合係数kは、0から1の範囲の値であり、送電コイル120と受電コイル200との結合の度合いを示している。送電コイル120及び受電コイル200のそれぞれの寸法と、それぞれの周囲の環境が変化しない場合には、結合係数kは、送電コイル120と受電コイル200と相対的な位置関係により変化する。具体的には、送電コイル120と受電コイル200と距離が小さくなるほど、送電コイル120と受電コイル200との結合が強くなり、結合係数kが1に近づく。一方、送電コイル120と受電コイル200と距離が大きくなるほど、送電コイル120と受電コイル200との結合が弱くなり、結合係数kが0に近づく。 The coupling coefficient k is a value ranging from 0 to 1, and indicates the degree of coupling between the power transmission coil 120 and the power receiving coil 200. When the dimensions of the power transmission coil 120 and the power receiving coil 200 and the surrounding environment of each do not change, the coupling coefficient k changes depending on the relative positional relationship between the power transmission coil 120 and the power receiving coil 200. Specifically, the smaller the distance between the power transmission coil 120 and the power receiving coil 200, the stronger the coupling between the power transmission coil 120 and the power receiving coil 200, and the closer the coupling coefficient k is to 1. On the other hand, the greater the distance between the power transmission coil 120 and the power receiving coil 200, the weaker the coupling between the power transmission coil 120 and the power receiving coil 200, and the closer the coupling coefficient k is to 0.
本実施形態では、算出部114は、電源100の出力電圧及び出力電流に基づいて、電源100に電気的に接続された回路(以下、「負荷側回路22」とも称する。)のインピーダンスに関わるパラメータに含まれる、相互インダクタンスM及び負荷30の抵抗値RLを算出することができる。より具体的には、算出部114は、負荷側回路22のインピーダンスの大きさ及び位相差を算出して、算出したインピーダンスの大きさ及び位相差に基づいて、相互インダクタンスM及び抵抗値RLを算出することができる。算出部114がパラメータを算出する方法の詳細については後述する。算出部114は、算出したパラメータを制御部116に伝達する。 In this embodiment, the calculation unit 114 can calculate the mutual inductance M and the resistance value R L of the load 30 , which are included in the parameters related to the impedance of a circuit (hereinafter also referred to as the "load side circuit 22") electrically connected to the power supply 100, based on the output voltage and output current of the power supply 100. More specifically, the calculation unit 114 can calculate the magnitude and phase difference of the impedance of the load side circuit 22, and calculate the mutual inductance M and the resistance value R L based on the calculated magnitude and phase difference of the impedance. Details of the method in which the calculation unit 114 calculates the parameters will be described later. The calculation unit 114 transmits the calculated parameters to the control unit 116.
制御部116は、算出部114が算出したパラメータに基づいて、電源100の出力を制御することができる。本実施形態では、制御部116は、算出部114が算出した相互インダクタンスM及び抵抗値RLの少なくともいずれかに基づいて、電源100の出力を制御することができる。制御部116による電源100の出力を制御する方法の詳細については後述する。 The control unit 116 can control the output of the power supply 100 based on the parameters calculated by the calculation unit 114. In this embodiment, the control unit 116 can control the output of the power supply 100 based on at least one of the mutual inductance M and the resistance value R L calculated by the calculation unit 114. The method of controlling the output of the power supply 100 by the control unit 116 will be described in detail later.
以下では、算出部114が算出する負荷側回路22のパラメータについて、より詳細に説明する。電源100に電気的に接続されている回路には、例えば、以下の3つの状態が考えられる。
第1状態:送電コイル120と受電コイル200とが電磁的に結合しており、負荷30に電力が供給されている状態
第2状態:送電コイル120と受電コイル200とが電磁的に全く結合していない状態
第3状態:送電コイル120と受電コイル200とが電磁的に結合しているが、負荷30に電力が供給されていない状態
The following provides a more detailed explanation of the parameters of the load side circuit 22 calculated by the calculation unit 114. The circuit electrically connected to the power supply 100 may be in, for example, the following three states.
First state: A state in which the power transmitting coil 120 and the power receiving coil 200 are electromagnetically coupled, and power is being supplied to the load 30. Second state: A state in which the power transmitting coil 120 and the power receiving coil 200 are not electromagnetically coupled at all. Third state: A state in which the power transmitting coil 120 and the power receiving coil 200 are electromagnetically coupled, but no power is being supplied to the load 30.
第1状態は、上述した図1及び図3に示す回路の状態である。第1状態をもとに、第2状態について説明する。第2状態は、送電装置10が存在するが、受電装置20が存在しない状態を考えることができる。第2状態は、図3の回路において、相互インダクタンスMが0である状態とみなすことができる。このとき、第3インダクタ126が短絡状態となるため、電源100から出力された電力は、第1インダクタ122及び第3インダクタ126の経路を通過して電源100に戻る。 The first state is the state of the circuit shown in FIG. 1 and FIG. 3 described above. The second state will be explained based on the first state. The second state can be considered to be a state in which the power transmitting device 10 is present but the power receiving device 20 is not present. The second state can be considered to be a state in which the mutual inductance M is 0 in the circuit of FIG. 3. At this time, the third inductor 126 is short-circuited, so the power output from the power source 100 returns to the power source 100 through the path of the first inductor 122 and the third inductor 126.
次いで、第3状態について説明する。図4は、図3に示す回路から負荷30を除去した回路を示す図である。図4に示す回路の状態が、第3状態の一例である。一般的には、負荷30が除去されている状態では、負荷30が接続さえれていた2つの端子(すなわち、第1端子302及び第2端子304)の間のインピーダンスが無限大であるとみなせる。したがって、図4の状態は、図3においてRLが無限大となっている状態である。 Next, the third state will be described. Fig. 4 is a diagram showing a circuit in which the load 30 has been removed from the circuit shown in Fig. 3. The state of the circuit shown in Fig. 4 is an example of the third state. In general, when the load 30 is removed, the impedance between the two terminals to which the load 30 was connected (i.e., the first terminal 302 and the second terminal 304) can be considered to be infinite. Therefore, the state in Fig. 4 is the state in Fig. 3 where R L is infinite.
上述のように、第1~第3状態では、電源100に電気的に接続されている回路(負荷側回路22,26)が異なっている。電源100が高周波の交流電力を供給するとき、負荷側回路の違いは、交流電力の出力電圧及び出力電流の絶対値及び位相差の違いとなって表れる。換言すれば、送電装置10は、電源100の出力電圧及び出力電流を取得することにより、負荷側回路の状態を推定することができる。 As described above, the circuits (load side circuits 22, 26) electrically connected to the power source 100 are different in the first to third states. When the power source 100 supplies high-frequency AC power, the difference in the load side circuits is manifested as a difference in the absolute value and phase difference of the output voltage and output current of the AC power. In other words, the power transmission device 10 can estimate the state of the load side circuit by acquiring the output voltage and output current of the power source 100.
以下では、出力電圧及び出力電流の関係式を導出し、負荷側回路のインピーダンスに関わるパラメータを算出部114が算出する方法について説明する。ここでは、計算を簡略化するため、受電装置20に整流回路210、インダクタ220及び平滑回路230が存在しないものとして説明する。具体的には、図5に示す回路図を用いて説明する。図5は、ワイヤレス給電システム2の構成を簡略化して示す図である。ワイヤレス給電システム2には負荷32が接続されており、ワイヤレス給電システム2は負荷32に電力を供給しているものとする。 The following describes a method in which the calculation unit 114 derives a relational expression between the output voltage and the output current and calculates parameters related to the impedance of the load side circuit. In this description, in order to simplify the calculation, the rectifier circuit 210, the inductor 220, and the smoothing circuit 230 are not present in the power receiving device 20. Specifically, the description will be made using the circuit diagram shown in FIG. 5. FIG. 5 is a simplified diagram showing the configuration of the wireless power supply system 2. It is assumed that a load 32 is connected to the wireless power supply system 2, and that the wireless power supply system 2 supplies power to the load 32.
なお、受電装置20が整流回路210及び平滑回路230を備えており、交流電力が直流電力に変換される場合にも、送電装置10は、以下で説明する方法により負荷側回路のインピーダンスに関わるパラメータを算出し、電源100の出力を制御することができる。 Even if the power receiving device 20 includes a rectifier circuit 210 and a smoothing circuit 230 and AC power is converted to DC power, the power transmitting device 10 can calculate parameters related to the impedance of the load side circuit using the method described below and control the output of the power source 100.
図6は、図5に示す回路の等価回路を示す図である。ここで、第3インダクタ126のインピーダンスをZ2、第2インダクタ124及び負荷32の直列回路のインピーダンスをZ3とする。この直列回路と第3インダクタ126とは並列に接続されているため、Z2及びZ3の合成インピーダンスZ23は、次式で表される。
Z23=Z2Z3/(Z2+Z3)・・・(2)
Z23は、第3インダクタ126と上述の直列回路との並列回路27のインピーダンスである。
Fig. 6 is a diagram showing an equivalent circuit of the circuit shown in Fig. 5. Here, the impedance of the third inductor 126 is Z2 , and the impedance of the series circuit of the second inductor 124 and the load 32 is Z3 . Since this series circuit and the third inductor 126 are connected in parallel, the combined impedance Z23 of Z2 and Z3 is expressed by the following equation.
Z 23 = Z 2 Z 3 / (Z 2 + Z 3 )...(2)
Z23 is the impedance of the parallel circuit 27 of the third inductor 126 and the above-mentioned series circuit.
また、電源100から見た負荷側回路28は、第1インダクタ122と並列回路27との直列回路である。したがって、負荷側回路28のインピーダンスをZ0とし、第1インダクタ122のインピーダンスをZ1とすると、Z0は次式で表される。
Z0=Z1+Z23・・・(3)
Moreover, the load side circuit 28 seen from the power supply 100 is a series circuit of the first inductor 122 and the parallel circuit 27. Therefore, if the impedance of the load side circuit 28 is Z0 and the impedance of the first inductor 122 is Z1 , Z0 is expressed by the following equation.
Z 0 =Z 1 +Z 23 ...(3)
ここで、電源100が出力する交流電力の角周波数をω、虚数単位をjとすると、Z1は、次式で表される。
Z1=jω(LS-M)・・・(4)
Here, when the angular frequency of the AC power output by the power supply 100 is ω and the imaginary unit is j, Z1 is expressed by the following equation.
Z 1 = jω(L S -M)...(4)
また、上述の式(2)より、Z23は次式で表される。
Z23=[{jω(LL-M)RL}-ω2M(LL-M)]/(RL+jωLL)
・・・(5)
Further, from the above formula (2), Z23 is expressed by the following formula.
Z 23 = [{jω(L L −M)R L }−ω 2 M(L L −M)]/(R L +jωL L )
...(5)
さらに、上述の式(3)、(4)及び(5)より、Z0は、次式で表される。
Z0=jω(LS-M)+[{jω(LL-M)RL}-ω2M(LL-M)]/(RL+jωLL)
=Re{Z0}+Im{Z0}
・・・(6)
ここで、Re{Z0}は、複素平面上で表現されるZ0の実部であり、Im{Z0}は複素平面上で表現されるZ0の虚部である。Z0が複素平面上で虚数成分を有することは、負荷側回路28に印加される電圧(すなわち、出力電圧)と、負荷側回路28に流れる電流(すなわち、出力電流)との間に位相差があることと同義である。
Furthermore, from the above equations (3), (4), and (5), Z 0 is expressed by the following equation.
Z 0 = jω(L S −M) + [{jω(L L −M)R L }−ω 2 M(L L −M)]/(R L +jωL L )
=Re{Z 0 }+Im{Z 0 }
...(6)
Here, Re{Z 0 } is the real part of Z 0 expressed on the complex plane, and Im{Z 0 } is the imaginary part of Z 0 expressed on the complex plane. Z 0 having an imaginary component on the complex plane is synonymous with the existence of a phase difference between the voltage applied to the load side circuit 28 (i.e., the output voltage) and the current flowing through the load side circuit 28 (i.e., the output current).
また、任意のZ0に対して、電源100の複素平面上における出力電圧V(t)及び出力電流I(t)は、次の式を満たす。
V(t)=Z0I(t)・・・(7)
I(t)=(1/Z0)V(t)・・・(8)
Furthermore, for any Z 0 , the output voltage V(t) and output current I(t) of the power supply 100 on the complex plane satisfy the following equations.
V(t)=Z 0 I(t)...(7)
I(t)=(1/Z 0 )V(t)...(8)
ここで、tは、時間を表している。ここで、説明を簡単にするため、V(t)が正弦波の交流電圧であると仮定する。V0をV(t)の最大値とすると、V(t)は次式で表される。
V(t)=V0exp{jωt}・・・(9)
なお、一般的な電源100において、V0及びωは、設定値等となっており、既知の値である。
Here, t represents time. For ease of explanation, assume that V(t) is a sinusoidal AC voltage. If V0 is the maximum value of V(t), then V(t) is expressed by the following equation.
V(t)=V 0 exp {jωt}...(9)
In a typical power supply 100, V 0 and ω are set values or the like and are known values.
式(9)を式(8)に代入すると、出力電圧V(t)と出力電流I(t)との位相差をθとして、次式が得られる。
I(t)=|V0/Z0|exp{j(ωt-θ)}・・・(10)
By substituting equation (9) into equation (8), the following equation is obtained, where θ is the phase difference between the output voltage V(t) and the output current I(t).
I(t)=|V 0 /Z 0 |exp{j(ωt-θ)}...(10)
以上より、算出部114は、測定された出力電圧V(t)及び出力電流I(t)を用いて、Z0の大きさ|Z0|及び位相差θを算出することができる。また、算出部114は、|Z0|及びθに基づいて、複素平面上のZ0を算出することができる。さらに、算出部114は、算出したZ0と上述の式(6)に基づいて、M及びRLを算出することができる。 From the above, the calculation unit 114 can calculate the magnitude |Z 0 | of Z 0 and the phase difference θ using the measured output voltage V(t) and output current I(t). The calculation unit 114 can also calculate Z 0 on the complex plane based on |Z 0 | and θ. Furthermore, the calculation unit 114 can calculate M and R L based on the calculated Z 0 and the above-mentioned equation (6).
このように、本実施形態に係るワイヤレス給電システムでは、送電装置10が電源100の出力電圧及び出力電流を測定して、測定した出力電圧及び出力電流に基づいてM及びRLを算出することが可能である。このため、送電装置10は、受電装置20から受電装置20の状態などを示す信号を受信しなくとも、受電装置20側の状態を推定することが可能になる。 In this way, in the wireless power supply system according to the present embodiment, the power transmitting device 10 measures the output voltage and output current of the power source 100, and is able to calculate M and RL based on the measured output voltage and output current. This allows the power transmitting device 10 to estimate the state of the power receiving device 20 without receiving a signal indicating the state of the power receiving device 20 from the power receiving device 20.
なお、電源100の出力電圧及び出力電流を測定する装置(例えば、電圧計102及び電流計104)は、通常の電源には、電力制御及び機器保護のために当然に実装されている。すなわち、本実施形態によれば、新たに追加コストを支払うことなく、送電装置10単独で、受電装置20への電力の供給が必要か否かを推定することができる。 Note that devices for measuring the output voltage and output current of the power source 100 (e.g., a voltmeter 102 and an ammeter 104) are naturally implemented in normal power sources for power control and equipment protection. In other words, according to this embodiment, the power transmitting device 10 alone can estimate whether or not it is necessary to supply power to the power receiving device 20 without incurring additional costs.
次に、本実施形態に係る制御部116が、算出部114により算出されたパラメータに基づいて電源100の出力を制御する方法を具体的に説明する。本実施形態に係る制御部116は、算出されたパラメータと電源100の出力の制御内容とを対応付けた制御テーブルに基づいて、電源100の出力を制御することができる。 Next, a method in which the control unit 116 according to this embodiment controls the output of the power source 100 based on the parameters calculated by the calculation unit 114 will be specifically described. The control unit 116 according to this embodiment can control the output of the power source 100 based on a control table that associates the calculated parameters with the control content of the output of the power source 100.
図7は、制御テーブル130の一例を示す図である。制御テーブル130では、M及びRLの値が複数のランク(制御No)に分けられており、それぞれの制御Noには制御内容が対応付けられている。例えば、MがM1~M2であり、RLがR1~R2である制御No1には、出力を継続する制御内容が対応付けられている。これは、M及びRLが制御No1の値に合致する場合には、ワイヤレス給電システムがワイヤレス給電を行うのに適切な状態であると推定されるためである。 7 is a diagram showing an example of the control table 130. In the control table 130, the values of M and R L are divided into a plurality of ranks (control No.), and each control No. is associated with a control content. For example, control No. 1, where M is M1 to M2 and R L is R1 to R2, is associated with a control content of continuing output. This is because, when M and R L match the values of control No. 1, it is estimated that the wireless power supply system is in an appropriate state for wireless power supply.
また、MがM3~M4であり、RLがR3~R4である制御No2には、出力を低下させる制御内容が対応付けられている。ここで、出力を低下させることは、出力電圧を低下させることがあってもよいし、出力を間欠出力にすることであってもよい。さらに、MがM5~M6であり、RLがR5~R6である制御No3には、出力を停止させる制御内容が対応付けられている。これは、M及びRLが制御No2又は制御No3の値に合致する場合には、ワイヤレス給電システムがワイヤレス給電を行うのに適切でない状態であると推定されるためである。例えば、Mが極めて0に近い値であったり、RLが極めて高い値であったりするときに、M及びRLの組み合わせが制御No2又は制御No3の値に合致する。 Moreover, control No. 2 in which M is M3 to M4 and R L is R3 to R4 is associated with a control content for reducing the output. Here, reducing the output may be reducing the output voltage or making the output intermittent. Furthermore, control No. 3 in which M is M5 to M6 and R L is R5 to R6 is associated with a control content for stopping the output. This is because, when M and R L match the values of Control No. 2 or Control No. 3, it is estimated that the wireless power supply system is in an inappropriate state for wireless power supply. For example, when M is a value very close to 0 or R L is a very high value, the combination of M and R L matches the value of Control No. 2 or Control No. 3.
なお、制御内容には、M及びRLのいずれかのパラメータのみが対応付けられていてもよい。また、制御内容には、M及びRLのパラメータに加えて、各種の情報が対応付けられていてもよい。さらに、制御内容には、設定される出力電圧の大きさなど、各種の制御内容が含まれていてもよい。 Note that the control content may be associated with only one of the parameters M and R L. Also, the control content may be associated with various information in addition to the parameters M and R L. Furthermore, the control content may include various control contents such as the magnitude of the set output voltage.
制御部116は、制御テーブル130を用いて、電源100の出力を制御することができる。具体的には、制御部116は、制御テーブルを参照して、算出されたM及びRLの組み合わせに対応付けられた制御内容を実現するように、電源100の出力を制御することができる。例えば、Mの値がM1とM2との間の値であり、RLの値がR1とR2との間の値である場合には、制御部116は、電源100に適切な出力電圧を継続して出力させることができる。また、Mの値がM3とM4との間の値であり、RLの値がR3とR4との間の値である場合には、制御部116は、電源100の出力を低下させることができる。 The control unit 116 can control the output of the power supply 100 by using the control table 130. Specifically, the control unit 116 can refer to the control table and control the output of the power supply 100 so as to realize the control content associated with the calculated combination of M and R L. For example, when the value of M is between M1 and M2 and the value of R L is between R1 and R2, the control unit 116 can cause the power supply 100 to continuously output an appropriate output voltage. Also, when the value of M is between M3 and M4 and the value of R L is between R3 and R4, the control unit 116 can reduce the output of the power supply 100.
図8は、本実施形態に係る送電装置10による処理の一例を示すフローチャートである。以下、図8に沿って、送電装置10による処理の流れを説明する。図8に示す処理が開始される時点では、送電装置10が受電装置20に非接触により送電しており、送電装置10の電源100の出力電圧及び出力電流が測定されているものとする。 Figure 8 is a flowchart showing an example of processing by the power transmission device 10 according to this embodiment. Below, the flow of processing by the power transmission device 10 will be described with reference to Figure 8. At the time when the processing shown in Figure 8 is started, it is assumed that the power transmission device 10 is transmitting power to the power receiving device 20 in a non-contact manner, and the output voltage and output current of the power source 100 of the power transmission device 10 are being measured.
まず、取得部112は、測定された電源100の出力電圧及び出力電流を、電圧計102及び電流計104から取得する(ステップS101)。 First, the acquisition unit 112 acquires the measured output voltage and output current of the power supply 100 from the voltmeter 102 and ammeter 104 (step S101).
次いで、算出部114は、ステップS101において取得された出力電圧及び出力電流に基づいて、電源100に電気的に接続された回路のインピーダンスに関わるパラメータを算出する(ステップS103)。具体的には、算出部114は、出力電圧及び出力電流に基づいて、インピーダンスの大きさ及び位相差を算出し、算出したインピーダンスの大きさ及び位相差に基づいて、相互インダクタンスM及び負荷の抵抗値RLを算出する。 Next, the calculation unit 114 calculates parameters related to the impedance of the circuit electrically connected to the power supply 100 based on the output voltage and output current acquired in step S101 (step S103). Specifically, the calculation unit 114 calculates the magnitude and phase difference of the impedance based on the output voltage and output current, and calculates the mutual inductance M and the resistance value RL of the load based on the calculated magnitude and phase difference of the impedance.
次いで、制御部116は、ステップS103において算出されたパラメータに基づいて、電源100の出力を制御する(ステップS105)。具体的には、制御部116は、ステップS103において算出されたM及びRLが合致する制御テーブルの制御内容を実現するように、電源100の出力を制御する。制御部116が電源の出力を制御すると、図8に示す処理は終了する。なお、図8に示す処理が終了したあと、図8に示す処理が繰り返し実施されてもよい。 Next, the control unit 116 controls the output of the power source 100 based on the parameters calculated in step S103 (step S105). Specifically, the control unit 116 controls the output of the power source 100 so as to realize the control content of the control table in which M and R L calculated in step S103 match. When the control unit 116 controls the output of the power source, the process shown in Fig. 8 ends. Note that after the process shown in Fig. 8 ends, the process shown in Fig. 8 may be repeatedly performed.
本実施形態に係る送電装置10は、電源100の出力電圧及び出力電流に基づいて、電源100に接続された回路のインピーダンスに関わるパラメータを算出し、算出したパラメータに基づいて電源100の出力を制御することができる。このため、送電装置10は、受電装置20の存否を検出しなくとも送電装置10単独で、受電装置20の状態に応じた出力の制御を実施することが可能である。 The power transmission device 10 according to this embodiment calculates parameters related to the impedance of the circuit connected to the power source 100 based on the output voltage and output current of the power source 100, and can control the output of the power source 100 based on the calculated parameters. Therefore, the power transmission device 10 can control the output according to the state of the power receiving device 20 by itself, without detecting the presence or absence of the power receiving device 20.
また、一般的な送電装置には、電源100の出力電圧及び出力電流を測定する装置及び電源の出力を制御する装置を当然に備えている。このため、本実施形態に係る送電装置10は、ワイヤレス給電を行うために必要な構成に加えて新たな回路及び装置を備える必要がなくなり、簡便な構成で受電装置20の状態に応じた出力の制御を行うことができる。 In addition, a typical power transmission device naturally includes a device for measuring the output voltage and output current of the power source 100 and a device for controlling the output of the power source. Therefore, the power transmission device 10 according to this embodiment does not need to include new circuits and devices in addition to the configuration required for wireless power supply, and can control the output according to the state of the power receiving device 20 with a simple configuration.
さらに、本実施形態に係る送電装置10は、算出したパラメータに基づいて、受電装置20の状態を推定することが可能である。送電装置10は、その推定結果に基づいて、電源100の出力を制御することができる。このため、送電装置10は、受電装置20に負荷が接続されていない場合及びそもそも受電装置20が存在しない場合には、送電装置10が不要に電力を放射することを抑制できる。 Furthermore, the power transmission device 10 according to this embodiment is capable of estimating the state of the power receiving device 20 based on the calculated parameters. The power transmission device 10 can control the output of the power source 100 based on the estimation result. Therefore, when no load is connected to the power receiving device 20 or when the power receiving device 20 does not exist, the power transmission device 10 can suppress the power transmission device 10 from emitting power unnecessarily.
以上より、本実施形態に係るワイヤレス給電システム1によれば、追加設備のコストをかけなくとも、送電装置10による電力の供給を高効率化することができる。 As described above, the wireless power supply system 1 according to this embodiment can increase the efficiency of power supply by the power transmission device 10 without incurring the cost of additional equipment.
以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。実施形態が備える各要素及びその配置、材料、条件、形状、サイズ等は、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、異なる実施形態で示した構成同士を部分的に置換し又は組み合わせることが可能である。 The above-described embodiments are intended to facilitate understanding of the present invention, and are not intended to limit the present invention. The elements of the embodiments and their arrangements, materials, conditions, shapes, sizes, etc. are not limited to those exemplified, and may be modified as appropriate. In addition, configurations shown in different embodiments may be partially substituted or combined.
上記実施形態では、電源100が電圧源であるものとして説明したが、電源100は、電流源であってもよい。 In the above embodiment, the power supply 100 is described as a voltage source, but the power supply 100 may be a current source.
上記実施形態では、制御部116は、制御テーブル130に基づいて電源100の出力を制御するものとして説明したが、制御部116は、制御テーブル130を用いずに電源100の出力を制御してもよい。例えば、制御部116は、リアルタイムでパラメータ(例えば、M及びRL)を算出し続け、算出したパラメータに応じて電源100の出力を制御してもよい。 In the above embodiment, the control unit 116 has been described as controlling the output of the power source 100 based on the control table 130, but the control unit 116 may control the output of the power source 100 without using the control table 130. For example, the control unit 116 may continue to calculate parameters (e.g., M and R L ) in real time and control the output of the power source 100 in accordance with the calculated parameters.
また、制御部116は、算出されたパラメータと所定の閾値とを比較して、比較結果に基づいて電源100の出力を制御してもよい。閾値は、予め設定されており記憶部118に記憶されていてよい。制御部116は、算出されたパラメータが閾値以下(あるいは閾値以上)である場合には、電源100の出力を低下又は停止させてもよい。例えば、制御部116は、Mが閾値以下である場合には、電源100の出力を低下又は停止させてもよい。また、制御部116は、RLが閾値以上である場合には、電源100の出力を低下又は停止させてもよい。これにより、送電装置10は、受電装置20と通信したり、受電装置20から電力の制御に関する信号を受信したりしなくとも、受電装置20の状態に応じて、不要な電力の供給を抑制して電力の損失を低減することができる。 The control unit 116 may also compare the calculated parameter with a predetermined threshold value and control the output of the power source 100 based on the comparison result. The threshold value may be set in advance and stored in the storage unit 118. The control unit 116 may reduce or stop the output of the power source 100 when the calculated parameter is equal to or less than the threshold value (or equal to or more than the threshold value). For example, the control unit 116 may reduce or stop the output of the power source 100 when M is equal to or less than the threshold value. The control unit 116 may also reduce or stop the output of the power source 100 when R L is equal to or more than the threshold value. This allows the power transmission device 10 to suppress unnecessary power supply and reduce power loss according to the state of the power receiving device 20, without communicating with the power receiving device 20 or receiving a signal related to power control from the power receiving device 20.
また、上記実施形態では、制御部116は、インピーダンスに関わるパラメータに含まれるM及びRLに基づいて、電源100の出力を制御するものとして説明した。制御部116が電源100の出力を制御するために用いるパラメータは、M及びRLに限定されるものではなく、インピーダンスに関わる各種のパラメータであり得る。例えば、制御部116は、インピーダンスの大きさあるいは位相をパラメータして、そのパラメータに基づいて電源100の出力を制御してもよい。 In the above embodiment, the control unit 116 has been described as controlling the output of the power source 100 based on M and R L included in the parameters related to impedance. The parameters used by the control unit 116 to control the output of the power source 100 are not limited to M and R L , and may be various parameters related to impedance. For example, the control unit 116 may set the magnitude or phase of the impedance as a parameter and control the output of the power source 100 based on the parameter.
1,2…ワイヤレス給電システム、10…送電装置、100…電源、102…電圧計、104…電流計、110…制御装置、111…処理部、112…取得部、114…算出部、116…制御部、118…記憶部、120…送電コイル、122…第1インダクタ、124…第2インダクタ、126…第3インダクタ、130…制御テーブル、20…受電装置、22,28…負荷側回路、200…受電コイル、210…整流回路、230…平滑回路、30,32…負荷 1, 2...wireless power supply system, 10...power transmission device, 100...power source, 102...voltmeter, 104...ammeter, 110...control device, 111...processing unit, 112...acquisition unit, 114...calculation unit, 116...control unit, 118...storage unit, 120...power transmission coil, 122...first inductor, 124...second inductor, 126...third inductor, 130...control table, 20...power receiving device, 22, 28...load side circuit, 200...power receiving coil, 210...rectifier circuit, 230...smoothing circuit, 30, 32...load
Claims (6)
前記送電コイルに電力を供給する電源と、
前記電源の出力電圧及び出力電流に基づいて、前記電源に電気的に接続された回路のインピーダンスに関わるパラメータを算出する算出部と、
前記パラメータに基づいて前記電源の出力を制御する制御部と、
を備え、
前記受電装置は、前記送電コイルから非接触により受電する受電コイルと、前記受電コイルに接続された負荷と、を備え、
前記算出部は、測定された前記出力電圧及び前記出力電流に基づいて前記インピーダンスの大きさと位相差とを算出し、算出した前記インピーダンスの大きさと位相差とに基づいて、前記パラメータに含まれる前記送電コイルと前記受電コイルとの相互インダクタンス及び前記負荷の抵抗値を算出し、
前記制御部は、前記相互インダクタンス及び前記負荷の抵抗値に基づいて、前記電源の出力を継続するか、低下するか、停止するかを制御する、送電装置。 a power transmitting coil for transmitting power to a power receiving device in a non-contact manner;
a power source that supplies power to the power transmitting coil;
a calculation unit that calculates a parameter related to the impedance of a circuit electrically connected to the power supply based on an output voltage and an output current of the power supply;
A control unit that controls an output of the power source based on the parameters;
Equipped with
The power receiving device includes a power receiving coil that receives power from the power transmitting coil in a non-contact manner, and a load connected to the power receiving coil,
the calculation unit calculates a magnitude and a phase difference of the impedance based on the measured output voltage and the measured output current, and calculates a mutual inductance between the transmitting coil and the receiving coil and a resistance value of the load, which are included in the parameters, based on the calculated magnitude and phase difference of the impedance;
The control unit controls whether to continue, reduce, or stop the output of the power source based on the mutual inductance and a resistance value of the load .
前記パラメータは、前記送電コイルと前記受電コイルとの相互インダクタンスを含む、
請求項1に記載の送電装置。 the power receiving device includes a power receiving coil that receives power from the power transmitting coil in a non-contact manner,
The parameters include a mutual inductance between the transmitting coil and the receiving coil.
The power transmitting device according to claim 1 .
前記パラメータは、前記負荷の抵抗値を含む、
請求項1又は2に記載の送電装置。 the power receiving device includes a load connected to a power receiving coil that receives power from the power transmitting coil in a non-contact manner;
The parameters include a resistance value of the load.
The power transmitting device according to claim 1 or 2.
請求項1から3のいずれか一項に記載の送電装置。 The control unit controls the output of the power source based on a table in which the parameters are associated with control contents of the output of the power source.
The power transmitting device according to claim 1 .
請求項1から3のいずれか一項に記載の送電装置。 The control unit compares the parameter with a predetermined threshold value and controls an output of the power source based on a comparison result.
The power transmitting device according to claim 1 .
前記受電装置に非接触により送電する送電コイルと、
前記送電コイルに電力を供給する電源と、
前記電源の出力電圧及び出力電流に基づいて、前記電源に電気的に接続された回路のインピーダンスに関わるパラメータを算出する算出部と、
前記パラメータに基づいて前記電源の出力を制御する制御部と、
を備え、
前記受電装置は、前記送電コイルから非接触により受電する受電コイルと、前記受電コイルに接続された負荷と、を備え、
前記算出部は、測定された前記出力電圧及び前記出力電流に基づいて前記インピーダンスの大きさと位相差とを算出し、算出した前記インピーダンスの大きさと位相差とに基づいて、前記パラメータに含まれる前記送電コイルと前記受電コイルとの相互インダクタンス及び前記負荷の抵抗値を算出し、
前記制御部は、前記相互インダクタンス及び前記負荷の抵抗値に基づいて、前記電源の出力を継続するか、低下するか、停止するかを制御する、ワイヤレス給電システム。 A power receiving device;
A power transmitting coil that transmits power to the power receiving device in a non-contact manner;
a power source that supplies power to the power transmitting coil;
a calculation unit that calculates a parameter related to the impedance of a circuit electrically connected to the power supply based on an output voltage and an output current of the power supply;
A control unit that controls an output of the power source based on the parameters;
Equipped with
The power receiving device includes a power receiving coil that receives power from the power transmitting coil in a non-contact manner, and a load connected to the power receiving coil,
the calculation unit calculates a magnitude and a phase difference of the impedance based on the measured output voltage and the measured output current, and calculates a mutual inductance between the transmitting coil and the receiving coil and a resistance value of the load, which are included in the parameters, based on the calculated magnitude and phase difference of the impedance;
The control unit controls whether to continue, reduce, or stop the output of the power source based on the mutual inductance and the resistance value of the load .
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