JP7623196B2 - Non-contact power supply system and power transmission device - Google Patents
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Description
本発明は、非接触給電システム及び送電装置に関する。 The present invention relates to a non-contact power supply system and a power transmission device.
従来、非接触給電システムとして、例えば、特許文献1には、電力を送電する送電回路及び無線通信可能な1次側通信装置を有する充電ステーションと、送電回路から送電された電力を受電する受電回路及び1次側通信装置と無線通信可能な2次側通信装置を有する電動車両とを備える非接触電力伝送システムが記載されている。この非接触電力伝送システムは、充電ステーションに停車した電動車両に電力を送電する場合、1次側通信装置と2次側通信装置との間で通信を行って電動車両の受電回路を確認した後に、送電回路から受電回路に電力を送電する。
As a conventional non-contact power supply system, for example,
ところで、上述の特許文献1に記載の非接触電力伝送システムは、充電ステーションの送電回路から電動車両の受電回路に電力を送電する場合、通信により電動車両の受電回路を確認する必要があり、この点でさらなる改善の余地がある。
However, in the non-contact power transmission system described in
そこで、本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、非接触で電力を適正に供給することができる非接触給電システムを提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in consideration of the above, and aims to provide a non-contact power supply system that can properly supply power non-contactly.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る非接触給電システムは、交流電力を供給する交流電源、前記交流電源から供給される前記交流電力を非接触で送電する送電部、前記送電部の電圧を検出する電圧検出部、及び、前記電圧検出部により検出された前記電圧に基づいて前記交流電源を制御する送電側制御部を含んで構成される送電装置と、車両に搭載され前記送電装置から送電される前記交流電力を非接触で受電する受電部を含んで構成される受電装置とを備え、前記送電部は、前記受電部に電力を送電する送電コイル、前記送電コイルに直列に接続される送電コンデンサ、一端が前記送電コンデンサの前記送電コイルとは反対側に接続され他端が前記交流電源に接続される共振コイル、及び、一端が前記送電コンデンサと前記共振コイルとの間に接続され他端が前記送電コイルの前記送電コンデンサとは反対側に接続される共振コンデンサを有し、前記送電側制御部は、前記交流電源を制御し当該交流電源から前記送電部に待機用の交流電力を供給させ、前記待機用の交流電力の供給状態において前記電圧検出部により前記共振コンデンサの電圧の変化を検出した場合、前記送電部と前記受電部とが対向したと判定し、前記交流電源から前記送電部に前記待機用の交流電力よりも大きな供給用の交流電力を供給させることを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems and achieve the object, the contactless power supply system according to the present invention comprises a power transmission device including an AC power source that supplies AC power, a power transmission unit that transmits the AC power supplied from the AC power source in a contactless manner, a voltage detection unit that detects the voltage of the power transmission unit, and a power transmission side control unit that controls the AC power source based on the voltage detected by the voltage detection unit, and a power receiving device that is mounted on a vehicle and includes a power receiving unit that receives the AC power transmitted from the power transmission device in a contactless manner, and the power transmission unit includes a power transmission coil that transmits power to the power receiving unit, a power transmission capacitor that is connected in series with the power transmission coil, and a power transmission capacitor that has one end connected to the power transmission coil. The power transmission side control unit has a resonant coil connected on the opposite side of the power transmission coil and the other end connected to the AC power source, and a resonant capacitor connected between the power transmission capacitor and the resonant coil and the other end connected to the opposite side of the power transmission coil from the power transmission capacitor, and the power transmission side control unit controls the AC power source to supply standby AC power from the AC power source to the power transmission unit, and when the voltage detection unit detects a change in the voltage of the resonant capacitor while the standby AC power is being supplied, it determines that the power transmission unit and the power receiving unit are opposed to each other, and controls the AC power source to supply supply AC power greater than the standby AC power to the power transmission unit.
本発明に係る送電装置は、交流電力を供給する交流電源と、前記交流電源から供給される前記交流電力を送電する送電部と、前記送電部の電圧を検出する電圧検出部と、前記電圧検出部により検出された前記電圧に基づいて前記交流電源を制御する送電側制御部とを備え、前記送電部は、車両に搭載され前記送電部から送電される前記交流電力を非接触で受電する受電部を含んで構成される受電装置の前記受電部に電力を送電する送電コイル、前記送電コイルに直列に接続される送電コンデンサ、一端が前記送電コンデンサの前記送電コイルとは反対側に接続され他端が前記交流電源に接続される共振コイル、及び、一端が前記送電コンデンサと前記共振コイルとの間に接続され他端が前記送電コイルの前記送電コンデンサとは反対側に接続される共振コンデンサを有し、前記送電側制御部は、前記交流電源を制御し当該交流電源から前記送電部に待機用の交流電力を供給させ、前記待機用の交流電力の供給状態において前記電圧検出部により前記共振コンデンサの電圧の変化を検出した場合、前記送電部と前記受電部とが対向したと判定し、前記交流電源から前記送電部に前記待機用の交流電力よりも大きな供給用の交流電力を供給させることを特徴とする。 The power transmission device according to the present invention includes an AC power source that supplies AC power, a power transmission unit that transmits the AC power supplied from the AC power source, a voltage detection unit that detects the voltage of the power transmission unit, and a power transmission side control unit that controls the AC power source based on the voltage detected by the voltage detection unit. The power transmission unit includes a power receiving unit that is mounted on a vehicle and receives the AC power transmitted from the power transmission unit in a non-contact manner. The power transmission unit includes a power transmission coil that transmits power to the power receiving unit of the power receiving device, a power transmission capacitor that is connected in series to the power transmission coil, one end of the power transmission capacitor is connected to the opposite side to the power transmission coil and the other end of the power transmission capacitor is connected to the AC power. The power transmission side control unit controls the AC power source to supply standby AC power from the AC power source to the power transmission unit, and when the voltage detection unit detects a change in the voltage of the resonant capacitor while the standby AC power is being supplied, the power transmission side control unit determines that the power transmission unit and the power receiving unit are opposed to each other and controls the AC power source to supply supply AC power greater than the standby AC power to the power transmission unit.
本発明に係る非接触給電システム及び送電装置は、送電部の共振コンデンサの電圧変化に基づいて送電部と受電部とが対向したことを判定するので、従来のように通信によって相手側と対向したことを判定する必要がなく、この結果、非接触で電力を適正に供給することができる。 The contactless power supply system and power transmission device according to the present invention determine that the power transmission unit and power receiving unit are facing each other based on a voltage change in the resonant capacitor of the power transmission unit, eliminating the need to determine that the power transmission unit and power receiving unit are facing each other by communication as in the past. As a result, power can be supplied appropriately without contact.
本発明を実施するための形態(実施形態)につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。更に、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。 The following describes in detail the form (embodiment) for carrying out the present invention with reference to the drawings. The present invention is not limited to the contents described in the following embodiment. The components described below include those that a person skilled in the art can easily imagine and those that are substantially the same. Furthermore, the configurations described below can be combined as appropriate. Various omissions, substitutions, or modifications of the configuration can be made without departing from the spirit of the present invention.
〔実施形態〕
図面を参照しながら実施形態に係る非接触給電システム100について説明する。非接触給電システム100は、車両に搭載された受電装置1Bに非接触で電力を供給するものであり、特に、走行中の車両に対して瞬間的に電力を供給するものである。以下、非接触給電システム100について詳細に説明する。ここで、車両は、例えば、EV(Electric Vehicle)、HEV(Hybrid Electric Vehicle)、PHEV(Plug-in Hybrid Electric Vehicle)等の電動車両が含まれる。
[Embodiment]
A contactless
非接触給電システム100は、例えば、図1に示すように、送電装置1Aと、受電装置1Bとを備える。
The non-contact
送電装置1Aは、受電装置1Bに非接触で電力を供給するものであり、直流電源10Aと、交流電源としてのインバータ20Aと、電流検出部30Aと、電圧検出部40Aと、電力算出部50Aと、送電部60Aと、電圧検出部70Aと、対向判定部80Aと、送電側制御部としてのインバータ制御部90Aとを含んで構成される。
The
直流電源10Aは、直流電力を蓄電及び放電可能な蓄電池である。直流電源10Aは、インバータ20Aに接続され、蓄電された直流電力をインバータ20Aに供給する。
The
インバータ20Aは、直流電力を交流電力に変換するものである。インバータ20Aは、スイッチング素子(例えば、FET;Field Effect Transistor)Q1~Q4を含んで構成され、フルブリッジ回路を構成している。インバータ20Aは、スイッチング素子Q1とスイッチング素子Q2とが直列に接続されることで第1直列回路を形成し、スイッチング素子Q3とスイッチング素子Q4とが直列に接続されることで第2直列回路を形成している。第1直列回路と第2直列回路とは、互いに並列に接続されている。インバータ20Aは、スイッチング素子Q1とスイッチング素子Q3との間に直流電源10Aの正極が接続され、スイッチング素子Q2とスイッチング素子Q4との間に直流電源10Aの負極が接続されている。また、インバータ20Aは、スイッチング素子Q1とスイッチング素子Q2との間に後述の送電コイルL1aの一端が接続され、スイッチング素子Q3とスイッチング素子Q4との間に送電コイルL1aの他端が接続されている。そして、インバータ20Aは、インバータ制御部90Aに接続され、当該インバータ制御部90Aの制御信号に基づいてスイッチング素子Q1~Q4をオンオフし、直流電源10Aから供給される直流電力を交流電力に変換し、当該交流電力を送電コイルL1aに供給する。
The
電流検出部30Aは、電流を検出するものである。電流検出部30Aは、直流電源10Aの正極とインバータ20Aとの間に設けられ、直流電源10Aからインバータ20Aに流れる電流を検出する。電流検出部30Aは、電力算出部50Aに接続され、検出した検出電流を電力算出部50Aに出力する。
The
電圧検出部40Aは、電圧を検出するものである。電圧検出部40Aは、直流電源10Aの正極と負極との間に接続され、直流電源10Aの電圧を検出する。電圧検出部40Aは、電力算出部50Aに接続され、検出した検出電圧を電力算出部50Aに出力する。
The
電力算出部50Aは、電力を算出するものである。電力算出部50Aは、電流検出部30A及び電圧検出部40Aに接続され、電流検出部30Aから出力された検出電流と電圧検出部40Aから出力された検出電圧とから電力を算出する。電力算出部50Aは、インバータ制御部90Aに接続され、算出した電力をインバータ制御部90Aに出力する。
The
送電部60Aは、電力を送電するものであり、例えば、インバータ20Aから供給される交流電力を非接触で受電装置1Bに送電する。送電部60Aは、送電コイルL1aと、送電コンデンサC1aと、共振コイルL2aと、共振コンデンサC2aとを含んで構成される。
The
送電コイルL1aは、受電部10Bに電力を送電するものである。送電コイルL1aは、一端が送電コンデンサC1a及び共振コイルL2aを介してインバータ20Aのスイッチング素子Q1とスイッチング素子Q2との間に接続され、他端がインバータ20Aのスイッチング素子Q3とスイッチング素子Q4との間に接続されている。送電コンデンサC1aは、送電コイルL1aと共振コイルL2aとの間に設けられ、送電コイルL1a及び共振コイルL2aに直列に接続されている。共振コイルL2aは、一端が送電コンデンサC1aの送電コイルL1aとは反対側に接続され、他端がインバータ20Aに接続されている。この例では、共振コイルL2aは、他端がインバータ20Aのスイッチング素子Q1とスイッチング素子Q2との間に接続されている。共振コンデンサC2aは、一端が送電コンデンサC1aと共振コイルL2aとの間に接続され、他端が送電コイルL1aの送電コンデンサC1aとは反対側に接続されている。
The power transmission coil L1a transmits power to the power receiving
送電部60Aは、送電コイルL1a及び送電コンデンサC1aから構成される共振送電回路に、共振コイルL2a及び共振コンデンサC2aから構成されるイミタンス変換回路が付加された構成を有している。ここで、送電部60Aは、インバータ20Aにより待機用の交流電力(待機電力)、又は、待機用の交流電力よりも大きな供給用の交流電力(通常電力)が供給される。ここで、待機用の交流電力(待機電力)とは、給電対象の受電装置1Bが存在するまで待機する待機モードの場合に、送電部60Aに供給される電力であり、受電装置1Bとの対向状態を判定する際に支障のない比較的、小さな電力である。供給用の交流電力(通常電力)とは、給電対象の受電装置1Bが存在し、実際に受電装置1Bに電力を供給する通常モード、言い換えれば受電装置1Bの蓄電部70Bを充電する電力を供給する通常モードの場合に、送電部60Aに供給される電力であり、受電装置1Bの要求電力に対応可能な比較的、大きな電力である。送電部60Aは、上述のイミタンス変換回路において、インバータ20Aにより待機電力が供給された状態で受電装置1Bが存在しない場合、送電コイルL1a及びイミタンス変換回路によって二重の共振状態を生じさせることにより、送電コイルL1aを待機電力で通電状態とする。そして、送電部60Aは、この通電状態の送電コイルL1aに受電装置1Bの受電コイルL1bが対向すると、送電コイルL1aから受電コイルL1bに電力(待機電力)の電流が流れる。
The
電圧検出部70Aは、電圧を検出するものである。電圧検出部70Aは、共振コンデンサC2aの両端に接続され、当該共振コンデンサC2aの電圧を検出する。ここで、共振コンデンサC2aは、待機モードにおいて、受電装置1Bの受電コイルL1bが送電コイルL1aに対向してない場合、例えば、図2に示すように待機電力の電圧が印加されている。一方で、共振コンデンサC2aは、待機モードにおいて、受電装置1Bの受電コイルL1bが送電コイルL1aに対向した場合、送電コイルL1aから受電コイルL1bに電力(待機電力)の電流が流れるので、図3に示すように共振コンデンサC2aの電圧がほぼゼロとなる。ここで、送電装置1Aは、受電装置1Bの受電コイルL1bが送電コイルL1aに接近し、送電コイルL1aと受電コイルL1bとが磁気的に結合し始めると、送電コイルL1a及びイミタンス変換回路によって生じた二重の共振状態が維持されなくなり、この結果、図3に示すように、共振コンデンサC2aの電圧が大きく低下する。電圧検出部70Aは、対向判定部80Aに接続され、検出した共振コンデンサC2aの電圧を対向判定部80Aに出力する。
The
対向判定部80Aは、受電装置1Bの対向を判定するものである。対向判定部80Aは、電圧検出部70Aに接続され、当該電圧検出部70Aから共振コンデンサC2aの電圧が出力される。対向判定部80Aは、電圧検出部70Aから出力された共振コンデンサC2aの電圧に基づいて、受電装置1Bの対向を判定する。対向判定部80Aは、例えば、共振コンデンサC2aの電圧と予め定められた基準電圧とを比較し、共振コンデンサC2aの電圧が基準電圧以上の場合(例えば、図2に示す電圧の場合)、受電装置1Bの受電コイルL1bが送電コイルL1aに対向してないと判定し、共振コンデンサC2aの電圧が基準電圧未満の場合(例えば、図3に示す電圧の場合)、受電装置1Bの受電コイルL1bが送電コイルL1aに対向していると判定する。対向判定部80Aは、インバータ制御部90Aに接続され、対向状態を表す判定結果をインバータ制御部90Aに出力する。
The opposing
インバータ制御部90Aは、インバータ20Aを制御するものである。インバータ制御部90Aは、電力算出部50Aから出力された直流電源10Aの電力、及び、対向判定部80Aから出力された判定結果(受電装置1Bの対向を表す判定結果)に基づいて、インバータ20Aのスイッチング素子Q1~Q4をオンオフするデューティ比を変更してインバータ20Aを制御する。インバータ制御部90Aは、例えば、対向判定部80Aから出力された判定結果が受電装置1Bの対向を表すものではない場合、スイッチング素子Q1~Q4をオンするオンデューティを上述の通常モードよりも小さくして待機モードとする。一方で、インバータ制御部90Aは、対向判定部80Aから出力された判定結果が受電装置1Bの対向を表す場合、スイッチング素子Q1~Q4をオンするオンデューティを待機モードよりも大きくして通常モードとし、対向している受電装置1Bに電力を供給する。
The
インバータ制御部90Aは、後述するように受電装置1Bの蓄電部70Bが満充電になった場合、受電装置1Bにおいて後述の受電部10Bで電流の還流が生じ、この場合にイミタンス変換回路の動作として、インバータ20Aへの入力電流が急減するので、この電流変化を検出して通常モードから待機モードに移行する。インバータ制御部90Aは、例えば、インバータ20Aへの入力電流が予め定められた基準電流未満である場合、受電装置1Bの蓄電部70Bが満充電になり受電部10Bで電流が還流されている状態であると判定し、インバータ20Aのデューティ比を最小値に設定して通常モードから待機モードに移行する。一方で、インバータ制御部90Aは、インバータ20Aへの入力電流が予め定められた基準電流以上である場合、例えば受電部10Bで電圧調整用の電流の還流が生じていても、蓄電部70Bの満充電による還流が生じていないと判定し、インバータ20Aのデューティ比を通常モードのデューティ比に維持する。ここで、蓄電部70Bの満充電による還流が生じている際のインバータ20Aへの入力電流Ia(図5参照)は、通常モードで受電装置1Bに電力を供給する際のインバータ20Aへの入力電流Ia(図4参照)よりも小さくなる。上記基準電流は、図4に示す入力電流Iaから図5に示す入力電流Iaへの変化を判定可能な電流である。ここで、インバータ制御部90Aは、受電部10Bで電流を還流させることによって電圧が変換される場合、インバータ20Aへの入力電流Iaが予め定められた基準電流以上であるので、蓄電部70Bの満充電による還流が生じていないと判定し、インバータ20Aのデューティ比を通常モードのデューティ比に維持する。なお、インバータ20Aの出力電流Vaは、通常モードで受電装置1Bに電力を供給している場合(図4参照)と、受電部10Bで満充電による還流時(図5参照)とで同じ電圧である。図4は、実施形態に係る受電装置1Bに電力を供給時のインバータ20Aの入力電流及び出力電圧を示す図である。図5は、実施形態に係る受電装置1Bに電力を供給していない時(受電部10Bの還流時)のインバータ20Aの入力電流及び出力電圧を示す図である。
When the
インバータ制御部90Aは、送電装置1Aと受電装置1Bとの位置ずれを考慮して、受電装置1Bに電力を供給する電力を最適の範囲に設定する。ここで、本実施形態では、最も送電装置1Aの電圧を高くする必要があるのは設計範囲内で結合係数及び受電装置1Bの負荷電圧(蓄電部70Bの電圧)が最小のときであり、最も送電装置1Aの電力が高くなるのは設計範囲内で結合係数及び受電装置1Bの負荷電圧が最大のときである。従って、本実施形態では、結合係数及び受電装置1Bの負荷電圧が最小のときに基づいて送電装置1Aの電圧を設定し、結合係数及び受電装置1Bの負荷電圧が最大のときに基づいて送電装置1Aから供給する電力の上限を定め、それを超えないように送電装置1Aの出力、すなわちインバータ20Aのデューティ比を制御する。
The
次に、受電装置1Bについて説明する。受電装置1Bは、送電装置1Aから非接触で供給された電力を受電するものであり、受電部10Bと、電流検出部20Bと、整流器30Bと、平滑コンデンサ40Bと、電流検出部50Bと、電圧検出部60Bと、蓄電部(負荷部)70Bと、位相検出部80Bと、受電側制御部としての整流器制御部90Bとを備える。
Next, the
受電部10Bは、電力を受電するものであり、例えば、送電部60Aから送電される交流電力を非接触で受電する。受電部10Bは、受電コイルL1bと、受電コンデンサC1bと、共振コイルL2bと、共振コンデンサC2bとを含んで構成される。
The
受電コイルL1bは、受電部10Bで電力を受電するものである。受電コイルL1bは、一端が受電コンデンサC1b及び共振コイルL2bを介して整流器30Bの後述のダイオードD1とダイオードD2との間に接続され、他端が整流器30BのダイオードD3とダイオードD4との間に接続されている。受電コンデンサC1bは、受電コイルL1bと共振コイルL2bとの間に設けられ、受電コイルL1b及び共振コイルL2bに直列に接続されている。共振コイルL2bは、一端が受電コンデンサC1bの受電コイルL1bとは反対側に接続され、他端が整流器30Bに接続されている。この例では、共振コイルL2bは、他端が整流器30BのダイオードD1とダイオードD2との間に接続されている。共振コンデンサC2bは、一端が受電コンデンサC1bと共振コイルL2bとの間に接続され、他端が受電コイルL1bの受電コンデンサC1bとは反対側に接続されている。
The receiving coil L1b receives power from the receiving
受電部10Bは、受電コイルL1b及び受電コンデンサC1bから構成される受電回路に、共振コイルL2b及び共振コンデンサC2bから構成されるイミタンス変換回路が付加された構成を有している。受電部10Bは、受電コイルL1bが送電装置1Aの送電コイルL1aに対向すると、互いに磁気的に結合され、送電コイルL1aから供給される電力を非接触で受電コイルL1bにより受電する。
The
電流検出部20Bは、電流を検出するものである。電流検出部20Bは、受電部10Bと整流器30Bとの間に設けられ、受電部10Bから整流器30Bに流れる電流を検出する。電流検出部20Bは、位相検出部80Bに接続され、検出した検出電流を位相検出部80Bに出力する。
The
整流器30Bは、交流電力を直流電力に整流するものである。整流器30Bは、ダイオードD1~D4と、短絡スイッチSW1と、短絡スイッチSW2と、平滑インダクタ31Bと、平滑インダクタ32Bとを含んで構成され、フルブリッジ回路を構成している。整流器30Bは、ダイオードD1とダイオードD2とが直列に接続されることで第1直列回路を形成し、ダイオードD3とダイオードD4とが直列に接続されることで第2直列回路を形成している。第1直列回路と第2直列回路とは、互いに並列に接続されている。整流器30Bは、ダイオードD1とダイオードD2との間に受電コイルL1bの一端が接続され、ダイオードD3とダイオードD4との間に受電コイルL1bの他端が接続されている。また、整流器30Bは、ダイオードD1とダイオードD3との間に蓄電部70Bの正極が接続され、ダイオードD2とダイオードD4との間に蓄電部70Bの負極が接続されている。整流器30Bは、受電部10Bで受電した交流電力をダイオードD1~D4により直流電力に整流し、当該直流電力を蓄電部70Bに供給する。
The
短絡スイッチSW1は、電流を通電又は遮断するものである。短絡スイッチSW1は、整流器30BのダイオードD2に並列に接続され、当該ダイオードD2を短絡させる。短絡スイッチSW1は、整流器制御部90Bに接続され、当該整流器制御部90Bから出力される制御信号に基づいて短絡スイッチSW1をオンオフする。短絡スイッチSW1は、オンすることでダイオードD2を短絡させ、オフすることでダイオードD2を短絡させない。
The short-circuit switch SW1 passes or cuts off current. The short-circuit switch SW1 is connected in parallel to the diode D2 of the
短絡スイッチSW2は、電流を通電又は遮断するものである。短絡スイッチSW2は、整流器30BのダイオードD4に並列に接続され、当該ダイオードD4を短絡させる。短絡スイッチSW2は、整流器制御部90Bに接続され、当該整流器制御部90Bから出力される制御信号に基づいて短絡スイッチSW2をオンオフする。短絡スイッチSW2は、オンすることでダイオードD4を短絡させ、オフすることでダイオードD4を短絡させない。
The short-circuit switch SW2 passes or cuts off current. The short-circuit switch SW2 is connected in parallel to the diode D4 of the
平滑インダクタ31Bは、電流を平滑するものであり、ダイオードD1とダイオードD2との間に設けられている。平滑インダクタ31Bは、ダイオードD1とダイオードD2との間に流れる電流を平滑する。
The smoothing
平滑インダクタ32Bは、電流を平滑するものであり、ダイオードD3とダイオードD4との間に設けられている。平滑インダクタ31Bは、ダイオードD3とダイオードD4との間に流れる電流を平滑する。
The smoothing
平滑コンデンサ40Bは、電流を平滑するものであり、整流器30Bと蓄電部70Bとの間に設けられ、整流器30B(蓄電部70B)に並列に接続されている。平滑コンデンサ40Bは、整流器30Bで整流された直流電力を平滑し、平滑後の直流電力を蓄電部70Bに供給する。
The smoothing
電流検出部50Bは、電流を検出するものである。電流検出部50Bは、整流器30Bと蓄電部70Bの正極との間に設けられ、整流器30Bから蓄電部70Bに流れる電流を検出する。電流検出部50Bは、整流器制御部90Bに接続され、検出した検出電流を整流器制御部90Bに出力する。
The
電圧検出部60Bは、電圧を検出するものである。電圧検出部60Bは、蓄電部70Bの正極と負極との間に接続され、蓄電部70Bに印加される電圧を検出する。電圧検出部60Bは、整流器制御部90Bに接続され、検出した検出電圧を整流器制御部90Bに出力する。
The
蓄電部70Bは、電力を充放電可能なものであり、例えば、リチウムイオン電池等から構成される。蓄電部70Bは、整流器30Bに接続され、整流器30Bから供給される直流電力を蓄電する。
The
位相検出部80Bは、整流器30Bに入力される入力電流の位相原点を検出するものである。位相検出部80Bは、例えば、図6に示すように、整流器30Bに入力される入力電流Ibがゼロクロスするタイミングから整流器30Bへの入力電流Ibの位相原点を検出する。位相検出部80Bは、整流器制御部90Bに接続され、検出した整流器30Bへの入力電流Ibの位相原点を整流器制御部90Bに出力する。
The
整流器制御部90Bは、整流器30Bを制御するものである。整流器制御部90Bは、電流検出部50Bから出力される検出電流(整流器30Bから蓄電部70Bに流れる電流)と、電圧検出部60Bから出力される検出電圧(整流器30Bによって蓄電部70Bに印加される電圧)と、位相検出部80Bから出力される位相情報(整流器30Bへの入力電流Ibの位相原点)とに基づいて整流器30Bの短絡スイッチSW1、SW2を制御する。整流器制御部90Bは、例えば、電流検出部50Bから出力される検出電流又は電圧検出部60Bから出力される検出電圧が、蓄電部70Bにより要求される要求値以上である場合、短絡スイッチSW1、SW2のオンデューティを相対的に大きくして受電部10Bに還流する電流を相対的に多くして蓄電部70Bに充電する電力を減少させる。一方で、整流器制御部90Bは、電流検出部50Bから出力される検出電流又は電圧検出部60Bから出力される検出電圧が、蓄電部70Bにより要求される要求値未満である場合、短絡スイッチSW1、SW2のオンデューティを相対的に小さくして受電部10Bに還流する電流を相対的に少なくして蓄電部70Bに充電する電力を増加させる。このとき、整流器制御部90Bは、図6に示すように、位相検出部80Bから出力される位相情報に基づいて、整流器30Bに入力される入力電流Ibがゼロクロスするタイミングでオンデューティのパルスを立ち上げる。これにより、整流器制御部90Bは、整流器30Bに入力される入力電流Ibを安定して供給することができる。図6は、実施形態に係る整流器30Bの入力電流Ib及び入力電圧Vbを示す図である。
The
整流器制御部90Bは、電圧検出部60Bから出力される検出電圧が蓄電部70Bの満充電を表す基準電圧以上の場合、受電部10Bで受電した交流電力の全ての電流を当該受電部10Bで還流させ、受電部10Bで受電した交流電力を蓄電部70Bに供給させない。ここで、整流器制御部90Bは、短絡スイッチSW1、SW2をオンすることにより、受電コイルL1bを含む受電部10B内に閉回路を形成し、受電コイルL1bで受電した電力の電流を当該閉回路内に流すことで当該電流を還流させ、受電コイルL1bで受電した電力を蓄電部70に供給しない。一方で、整流器制御部90Bは、電圧検出部60Bから出力される検出電圧が蓄電部70Bの満充電を表す基準電圧未満の場合、受電部10Bで受電した交流電力の電流を当該受電部10Bで還流させる電流量を、蓄電部70Bの状態に応じて調整した上で、受電部10Bで受電した交流電力を蓄電部70Bに供給させる。
When the detected voltage output from the
次に、送電装置1Aの動作例について説明する。図7は、実施形態に係る送電装置1Aの動作例を示すフローチャートである。送電装置1Aのインバータ制御部90Aは、図7に示すように、インバータ20Aのデューティ比を最小値に設定して待機モードに移行する(ステップS1)。インバータ制御部90Aは、例えば、インバータ20Aのオンデューティを5%に設定し、受電装置1Bとの対向状態を判定する際に支障のない小さな電力を送電部60Aに供給する。次に、対向判定部80Aは、共振コンデンサC2aの電圧が対向判定用の基準電圧未満であるか否かを判定する(ステップS2)。ここで、共振コンデンサC2aの電圧は、受電装置1Bの受電コイルL1bが送電コイルL1aに対向している場合、送電コイルL1aから受電コイルL1bに電力(待機電力)の電流が流れるので、図3に示すように共振コンデンサC2aの電圧がほぼゼロとなる。対向判定部80Aは、共振コンデンサC2aの電圧が対向判定用の基準電圧未満である場合(ステップS2;Yes)、受電装置1Bの受電コイルL1bが送電コイルL1aに対向していると判定し、対向状態を表す判定結果をインバータ制御部90Aに出力する。インバータ制御部90Aは、対向判定部80Aから対向状態を表す判定結果が出力された場合、インバータ20Aのスイッチング素子Q1~Q4をオンするオンデューティを待機モードよりも大きくして通常モードに移行し、対向している受電装置1Bに電力を供給する。このとき、インバータ制御部90Aは、インバータ20Aへの入力電力が予め定められた上限閾値未満であるか否かを判定する(ステップS3)。インバータ制御部90Aは、インバータ20Aへの入力電力が予め定められた上限閾値未満である場合(ステップS3;Yes)、インバータ20Aのオンデューティを増加させ、通常モードで供給する電力を増加させる(ステップS4)。一方で、インバータ20Aへの入力電力が予め定められた上限閾値以上である場合(ステップS3;No)、インバータ20Aのオンデューティを減少させ、通常モードで供給する電力を減少させる(ステップS9)。次に、インバータ制御部90Aは、インバータ20Aへの入力電流が予め定められた基準電流未満であるか否かを判定する(ステップS5)。インバータ制御部90Aは、インバータ20Aへの入力電流が予め定められた基準電流未満である場合(ステップS5;Yes)、受電装置1Bの蓄電部70Bが満充電になり受電部10Bで電流が還流されている状態であると判定し、インバータ20Aのデューティ比を最小値に設定して通常モードから待機モードに移行する(ステップS6)。次に、対向判定部80Aは、共振コンデンサC2aの電圧が離脱判定用の基準電圧以上であるか否かを判定する(ステップS7)。ここで、共振コンデンサC2aの電圧は、受電装置1Bの受電コイルL1bが送電コイルL1aに対向せずに離脱している場合、送電コイルL1aから受電コイルL1bに電力(待機電力)の電流が流れないので、共振コンデンサC2aの電圧が上昇する。対向判定部80Aは、共振コンデンサC2aの電圧が離脱判定用の基準電圧以上である場合(ステップS7;Yes)、受電装置1Bの受電コイルL1bが送電コイルL1aに対向せずに離脱していると判定する。次に、インバータ制御部90Aは、送電処理を終了するか否かを判定し(ステップS8)、送電処理を終了しない場合(ステップS8;No)、上述のステップS2に戻って、対向判定部80Aにより対向状態を判定する。
Next, an example of the operation of the
なお、上述のステップ2で、対向判定部80Aは、共振コンデンサC2aの電圧が対向判定用の基準電圧以上である場合(ステップS2;No)、再度、対向判定用の基準電圧との比較を行う。上述のステップS5で、インバータ制御部90Aは、インバータ20Aへの入力電流が予め定められた基準電流以上である場合(ステップS5;No)、ステップS3に戻って、インバータ20Aへの入力電力が予め定められた上限閾値未満であるか否かを判定する。上述のステップS7で、対向判定部80Aは、共振コンデンサC2aの電圧が離脱判定用の基準電圧未満である場合(ステップS7;No)、再度、離脱判定用の基準電圧との比較を行う。
In addition, in the above-mentioned step 2, if the voltage of the resonant capacitor C2a is equal to or higher than the reference voltage for the opposing judgment (step S2; No), the opposing
次に、受電装置1Bの動作例について説明する。図8は、実施形態に係る受電装置1Bの動作例を示すフローチャートである。受電装置1Bの整流器制御部90Bは、短絡用のデューティ比を最小値に設定する(ステップT1)。整流器制御部90Bは、例えば、整流器30Bの短絡スイッチSW1、SW2のオンデューティを0%に設定し、受電部10Bで電流が還流しない状態とする。次に、整流器制御部90Bは、蓄電部70Bの負荷電圧又は負荷電流が要求値未満であるか否かを判定する(ステップT2)。整流器制御部90Bは、例えば、電流検出部50Bから出力される検出電流又は電圧検出部60Bから出力される検出電圧が、蓄電部70Bにより要求される要求値未満である場合(ステップT2;Yes)、短絡スイッチSW1、SW2のオンデューティを相対的に小さくして受電部10Bに還流する電流を相対的に減少させ、受電電力を増加させる(ステップT3)。一方で、整流器制御部90Bは、電流検出部50Bから出力される検出電流又は電圧検出部60Bから出力される検出電圧が、蓄電部70Bにより要求される要求値以上である場合(ステップT2;No)、短絡スイッチSW1、SW2のオンデューティを相対的に大きくして受電部10Bに還流する電流を相対的に増加させ、受電電力を減少させる(ステップT8)。次に、整流器制御部90Bは、蓄電部70Bの負荷電圧が予め定められた基準電圧以上であるか否かを判定する(ステップT4)。整流器制御部90Bは、例えば、電圧検出部60Bから出力される検出電圧が蓄電部70Bの満充電を表す基準電圧以上の場合(ステップT4;Yes)、短絡用のオンデューティを最大値に設定する(ステップT5)。整流器制御部90Bは、例えば、短絡スイッチSW1、SW2のオンデューティを100%に設定し、受電部10Bで受電した交流電力の全ての電流を当該受電部10Bで還流させ、受電部10Bで受電した交流電力を蓄電部70Bに供給させない。次に、整流器制御部90Bは、整流器30Bへの入力電流が予め定められた離脱の基準電流未満であるか否かを判定する(ステップT6)。整流器制御部90Bは、整流器30Bへの入力電流が予め定められた離脱の基準電流未満である場合(ステップT6;Yes)、送電装置1Aと受電装置1Bとが対向せずに離脱したと判定し、蓄電部70の負荷電圧が予め定められた基準電圧以上であるか否かを判定する(ステップT7)。整流器制御部90Bは、蓄電部70の負荷電圧が予め定められた基準電圧以上である場合(ステップT7;Yes)、蓄電部70が満充電であると判定し、処理を終了する。一方で、整流器制御部90Bは、蓄電部70の負荷電圧が予め定められた基準電圧未満である場合(ステップT7;No)、蓄電部70が満充電でないと判定し、上述のステップT1に戻って、短絡用のデューティ比を最小値(例えば、0%)に設定し、受電部10Bで電流が還流しない状態とする。
Next, an example of the operation of the
なお、上述のステップT4で、整流器制御部90Bは、電圧検出部60Bから出力される検出電圧が蓄電部70Bの満充電を表す基準電圧未満の場合(ステップT4;No)、ステップT2に戻って、蓄電部70Bの負荷電圧又は負荷電流が要求値未満であるか否かを判定する。上述のステップT6で、整流器制御部90Bは、整流器30Bへの入力電流が予め定められた離脱の基準電流以上である場合(ステップT6;No)、送電装置1Aと受電装置1Bとが対向しており離脱していないと判定し、再度、離脱の基準電流との比較を行う。
In the above-mentioned step T4, if the detected voltage output from the
以上のように、実施形態に係る非接触給電システム100は、送電装置1Aと、受電装置1Bとを備える。送電装置1Aは、インバータ20Aと、送電部60Aと、電圧検出部70Aと、インバータ制御部90Aを含んで構成される。インバータ20Aは、交流電力を供給する。送電部60Aは、インバータ20Aから供給される交流電力を非接触で送電する。電圧検出部70Aは、送電部60Aの電圧を検出する。インバータ制御部90Aは、電圧検出部70Aにより検出された電圧に基づいてインバータ20Aを制御する。受電装置1Bは、車両に搭載され、送電装置1Aから送電される交流電力を非接触で受電する受電部10Bを含んで構成される。このように構成された送電装置1A及び受電部10Bにおいて、送電部60Aは、受電部10Bに電力を送電する送電コイルL1a、送電コイルL1aに直列に接続される送電コンデンサC1a、一端が送電コンデンサC1aの送電コイルL1aとは反対側に接続され他端がインバータ20Aに接続される共振コイルL2a、及び、一端が送電コンデンサC1aと共振コイルL2aとの間に接続され他端が送電コイルL1aの送電コンデンサC1aとは反対側に接続される共振コンデンサC2aを有する。インバータ制御部90Aは、インバータ20Aを制御し当該インバータ20Aから送電部60Aに待機用の交流電力を供給させ、待機用の交流電力の供給状態において電圧検出部70Aにより共振コンデンサC2aの電圧の変化を検出した場合、送電部60Aと受電部10Bとが対向したと判定し、インバータ20Aから送電部60Aに待機用の交流電力よりも大きな供給用の交流電力を供給させる。
As described above, the contactless
この構成により、非接触給電システム100は、共振コンデンサC2aの電圧の変化に基づいて、受電部10Bが送電部60Aに対向したことを判定するので、従来のように送電装置1Aと受電装置1Bとの間で通信して送電部60Aと受電部10Bとの対向状態を判定する必要がない。これにより、非接触給電システム100は、相手側との通信により対向状態を判定する場合と比較して、短い時間で対向状態を判定することができる。これにより、非接触給電システム100は、例えば、走行中の車両に対して非接触で電力を供給する際に、電力を伝送する時間を従来よりも長く確保することができ、送電装置1Aから受電装置1Bに対してより多くの電力を供給することができる。この結果、非接触給電システム100は、車両が走行中でも非接触で電力を適正に供給することができる。
With this configuration, the contactless
上記非接触給電システム100において、受電装置1Bは、受電部10Bにより受電された交流電力を整流し、当該整流した直流電力を蓄電部70Bに供給する整流器30B、及び、整流器30Bを制御する整流器制御部90Bを含んで構成される。整流器制御部90Bは、蓄電部70Bの電圧が満充電を表す基準電圧以上の場合、整流器30Bを制御し、受電部10Bで受電した交流電力の電流を当該受電部10Bで還流させ、受電部10Bで受電した交流電力を蓄電部70Bに供給させない。この構成により、非接触給電システム100は、受電部10Bで受電した交流電力の電流を受電部10Bで還流させることにより、蓄電部70Bの充電を終了できる。
In the contactless
上記非接触給電システム100において、受電装置1Bは、受電部10Bにより受電された交流電力を整流し、当該整流した直流電力を蓄電部70Bに供給する整流器30B、及び、整流器30Bを制御する整流器制御部90Bを含んで構成される。整流器制御部90Bは、整流器30Bを制御し、受電部10Bで受電した交流電力の電流を当該受電部10Bで還流させることで、送電部60Aから供給される交流電力の電圧を、蓄電部70Bの電圧に変換し、受電部10Bで受電した電圧変換後の交流電力を蓄電部70Bに供給する。この構成により、非接触給電システム100は、送電装置1Aから送電された電力の電圧を蓄電部70Bの電圧に変換する際に、DC/DCコンバータを不要とすることができる。
In the above-mentioned non-contact
〔変形例〕
次に、実施形態の変形例について説明する。なお、変形例では、実施形態と同等の構成要素には同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。図9は、実施形態の変形例に係る非接触給電システム100Aの構成例を示す回路図である。非接触給電システム100Aは、受電部10Cが、上記実施形態のように共振コイルL2a及び共振コンデンサC2aから構成されるイミタンス変換回路を有していない点で実施形態に係る非接触給電システム100とは相違する。
[Modifications]
Next, a modified example of the embodiment will be described. In the modified example, the same components as those in the embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. Fig. 9 is a circuit diagram showing a configuration example of a non-contact
受電部10Cは、電力を受電するものであり、例えば、送電部60Aから送電される交流電力を非接触で受電する。受電部10Cは、受電コイルL1bと、受電コンデンサC1bとを含んで構成され、共振コイルL2a及び共振コンデンサC2aから構成されるイミタンス変換回路を含んでいない。
The
受電コイルL1bは、受電部10Cで電力を受電するものである。受電コイルL1bは、一端が受電コンデンサC1bを介して整流器30BのダイオードD1とダイオードD2との間に接続され、他端が整流器30BのダイオードD3とダイオードD4との間に接続されている。受電コンデンサC1bは、受電コイルL1bと整流器30Bとの間に設けられ、受電コイルL1bの一端に直列に接続されている。受電部10Cは、受電コイルL1bが送電装置1Aの送電コイルL1aに対向すると、互いに磁気的に結合され、送電コイルL1aから供給される電力を非接触で受電コイルL1bにより受電する。
The receiving coil L1b receives power from the receiving
次に、実施形態の変形例に係る送電装置1Aの動作例について説明する。図10は、実施形態の変形例に係る送電装置1Aの動作例を示すフローチャートである。送電装置1Aのインバータ制御部90Aは、図10に示すように、インバータ20Aのデューティ比を最小値に設定して待機モードに移行する(ステップS1a)。次に、対向判定部80Aは、共振コンデンサC2aの電圧が対向判定用の基準電圧未満であるか否かを判定する(ステップS2a)。対向判定部80Aは、共振コンデンサC2aの電圧が対向判定用の基準電圧未満である場合(ステップS2a;Yes)、受電装置1Bの受電コイルL1bが送電コイルL1aに対向していると判定し、対向状態を表す判定結果をインバータ制御部90Aに出力する。インバータ制御部90Aは、対向判定部80Aから対向状態を表す判定結果が出力された場合、インバータ20Aのスイッチング素子Q1~Q4をオンするオンデューティを待機モードよりも大きくして通常モードに移行し、対向している受電装置1Bに電力を供給する。このとき、インバータ制御部90Aは、インバータ20Aへの入力電力が予め定められた上限閾値未満であるか否かを判定する(ステップS3a)。インバータ制御部90Aは、インバータ20Aへの入力電力が予め定められた上限閾値未満である場合(ステップS3a;Yes)、インバータ20Aのオンデューティを増加させ、通常モードで供給する電力を増加させる(ステップS4a)。一方で、インバータ20Aへの入力電力が予め定められた上限閾値以上である場合(ステップS3a;No)、インバータ20Aのオンデューティを減少させ、通常モードで供給する電力を減少させる(ステップS9a)。次に、インバータ制御部90Aは、インバータ20Aへの入力電流が予め定められた基準電流以上であるか否かを判定する(ステップS5a)。インバータ制御部90Aは、インバータ20Aへの入力電流が予め定められた基準電流以上である場合(ステップS5a;Yes)、受電装置1Bの蓄電部70Bが満充電になり受電部10Bで電流が還流されている状態であると判定し、インバータ20Aのデューティ比を最小値に設定して通常モードから待機モードに移行する(ステップS6a)。ここで、受電部10Cがイミタンス変換回路ではないので、蓄電部70Bが満充電になり受電部10Bで電流が還流されている場合、インバータ20Aへの入力電流が急増する。次に、対向判定部80Aは、共振コンデンサC2aの電圧が離脱判定用の基準電圧以上であるか否かを判定する(ステップS7a)。対向判定部80Aは、共振コンデンサC2aの電圧が離脱判定用の基準電圧以上である場合(ステップS7a;Yes)、受電装置1Bの受電コイルL1bが送電コイルL1aに対向せずに離脱していると判定する。次に、インバータ制御部90Aは、送電処理を終了するか否かを判定し(ステップS8a)、送電処理を終了しない場合(ステップS8a;No)、上述のステップS2aに戻って、対向判定部80Aにより対向状態を判定する。
Next, an operation example of the
なお、上述のステップ2aで、対向判定部80Aは、共振コンデンサC2aの電圧が対向判定用の基準電圧以上である場合(ステップS2a;No)、再度、対向判定用の基準電圧との比較を行う。上述のステップ5aで、インバータ制御部90Aは、インバータ20Aへの入力電流が予め定められた基準電流未満である場合(ステップS5a;No)、ステップS3aに戻って、インバータ20Aへの入力電力が予め定められた上限閾値未満であるか否かを判定する。上述のステップS7aで、対向判定部80Aは、共振コンデンサC2aの電圧が離脱判定用の基準電圧未満である場合(ステップS7a;No)、再度、離脱判定用の基準電圧との比較を行う。
In addition, in the above-mentioned step 2a, if the voltage of the resonant capacitor C2a is equal to or higher than the reference voltage for the opposing judgment (step S2a; No), the opposing
次に、実施形態の変形例に係る受電装置1Cの動作例について説明する。図11は、実施形態の変形例に係る受電装置1Cの動作例を示すフローチャートである。受電装置1Cの整流器制御部90Bは、短絡用のデューティ比を最大値(例えば100%)に設定する(ステップT1a)。これにより、整流器制御部90Bは、送電装置1Aから送電される待機電力を受電することができる。次に、整流器制御部90Bは、整流器30Bの入力電流が予め定められた基準電流以上であるか否かを判定する(ステップT2a)。整流器制御部90Bは、整流器30Bの入力電流が予め定められた基準電流以上である場合(ステップT2a;Yes)、充電が開始されたと判定し、短絡用のデューティ比を最小値(例えば0%)に設定する(ステップT3a)。次に、整流器制御部90Bは、蓄電部70Bの負荷電圧又は負荷電流が要求値未満であるか否かを判定する(ステップT4a)。整流器制御部90Bは、例えば、電流検出部50Bから出力される検出電流又は電圧検出部60Bから出力される検出電圧が、蓄電部70Bにより要求される要求値未満である場合(ステップT4a;Yes)、短絡スイッチSW1、SW2のオンデューティを相対的に小さくして受電部10Bに還流する電流を相対的に減少させ、受電電力を増加させる(ステップT5a)。一方で、整流器制御部90Bは、電流検出部50Bから出力される検出電流又は電圧検出部60Bから出力される検出電圧が、蓄電部70Bにより要求される要求値以上である場合(ステップT4a;No)、短絡スイッチSW1、SW2のオンデューティを相対的に大きくして受電部10Bに還流する電流を相対的に増加させ、受電電力を減少させる(ステップT11a)。次に、整流器制御部90Bは、蓄電部70Bの負荷電圧が予め定められた基準電圧以上であるか否かを判定する(ステップT6a)。整流器制御部90Bは、例えば、電圧検出部60Bから出力される検出電圧が蓄電部70Bの満充電を表す基準電圧以上の場合(ステップT6a;Yes)、短絡用のオンデューティを最大値(例えば100%)に設定する(ステップT7a)。次に、整流器制御部90Bは、整流器30Bへの入力電流が予め定められた離脱の基準電流未満であるか否かを判定する(ステップT8a)。整流器制御部90Bは、整流器30Bへの入力電流が予め定められた離脱の基準電流未満である場合(ステップT8a;Yes)、送電装置1Aと受電装置1Cとが対向せずに離脱したと判定し、短絡用のデューティ比を最小値(例えば0%)に設定する(ステップT9a)。次に、整流器制御部90Bは、蓄電部70の負荷電圧が予め定められた基準電圧以上であるか否かを判定する(ステップT10a)。整流器制御部90Bは、蓄電部70の負荷電圧が予め定められた基準電圧以上である場合(ステップT10a;Yes)、蓄電部70が満充電であると判定し、処理を終了する。一方で、整流器制御部90Bは、蓄電部70の負荷電圧が予め定められた基準電圧未満である場合(ステップT10a;No)、蓄電部70が満充電でないと判定し、上述のステップT1aに戻って、短絡用のデューティ比を最大値(例えば100%)に設定する(ステップT1a)。
Next, an operation example of the
なお、上記ステップT6aで、整流器制御部90Bは、電圧検出部60Bから出力される検出電圧が蓄電部70Bの満充電を表す基準電圧未満の場合(ステップT6a;No)、ステップT4aに戻って、電流検出部50Bから出力される検出電流又は電圧検出部60Bから出力される検出電圧が、蓄電部70Bにより要求される要求値以上であるか否かを判定する。上記ステップT8aで、整流器制御部90Bは、整流器30Bへの入力電流が予め定められた離脱の基準電流以上である場合(ステップT8a;No)、再度、整流器30Bへの入力電流が予め定められた離脱の基準電未満であるかを判定する。
In addition, in the above step T6a, if the detected voltage output from the
なお、実施形態に係る非接触給電システム100では、平滑インダクタ31B、32Bを整流器30Bのダイオードの間に設けたが、これに限定されず、例えば、変形例に係る実施形態に係る非接触給電システム100Aのように、平滑インダクタ33Bを整流器30Bと蓄電部70Bとの間に設けてもよい。
In the contactless
上記説明では、インバータ20Aのデューティ比を制御することで送電装置1Aから供給される電力を制御する例について説明したが、これに限定されず、例えば、インバータ20Aへの入力電圧を可変としたり、インバータ20Aをマルチレベルインバータ化したりするなどして、インバータ20Aの出力電力を低下させることで、待機時の消費電力をさらに低減させてもよい。
In the above explanation, an example of controlling the power supplied from the
整流器30BのダイオードD2、D4を短絡させることで、受電装置1Bによる受電量を調整する例について説明したが、これに限定されず、例えば、整流器30Bの入力部を短絡するスイッチング素子を設けてもよいし、蓄電部70Bの前段に他の電力調整部(例えばDC/DCコンバータ)を設けてもよい。
An example has been described in which the amount of power received by the
整流器30Bは、ダイオードD1、D3をFET等のスイッチング素子とし、電流の通過方向に合わせてオンオフする同期整流としてもよい。
The
100 非接触給電システム
1A 送電装置
1B 受電装置
20A インバータ(交流電源)
60A 送電部
70A 電圧検出部
90A インバータ制御部(送電側制御部)
L1a 送電コイル
C1a 送電コンデンサ
L2a 共振コイル
C2a 共振コンデンサ
10B 受電部
30B 整流器(整流部)
70B 蓄電部(負荷部)
90B 整流器制御部(受電側制御部)
100 Non-contact
60A
L1a Power transmission coil C1a Power transmission capacitor L2a Resonant coil C2a
70B Power storage unit (load unit)
90B Rectifier control unit (power receiving side control unit)
Claims (4)
車両に搭載され前記送電装置から送電される前記交流電力を非接触で受電する受電部を含んで構成される受電装置とを備え、
前記送電部は、前記受電部に電力を送電する送電コイル、前記送電コイルに直列に接続される送電コンデンサ、一端が前記送電コンデンサの前記送電コイルとは反対側に接続され他端が前記交流電源に接続される共振コイル、及び、一端が前記送電コンデンサと前記共振コイルとの間に接続され他端が前記送電コイルの前記送電コンデンサとは反対側に接続される共振コンデンサを有し、
前記送電側制御部は、前記交流電源を制御し当該交流電源から前記送電部に待機用の交流電力を供給させ、前記待機用の交流電力の供給状態において前記電圧検出部により前記共振コンデンサの電圧の変化を検出した場合、前記送電部と前記受電部とが対向したと判定し、前記交流電源から前記送電部に前記待機用の交流電力よりも大きな供給用の交流電力を供給させることを特徴とする非接触給電システム。 a power transmitting device including an AC power source that supplies AC power, a power transmitting unit that wirelessly transmits the AC power supplied from the AC power source, a voltage detection unit that detects a voltage of the power transmitting unit, and a power transmitting side control unit that controls the AC power source based on the voltage detected by the voltage detection unit;
a power receiving device including a power receiving unit mounted on a vehicle and configured to contactlessly receive the AC power transmitted from the power transmitting device;
the power transmitting unit includes a power transmitting coil that transmits power to the power receiving unit, a power transmitting capacitor connected in series to the power transmitting coil, a resonant coil having one end connected to the side of the power transmitting capacitor opposite to the power transmitting coil and the other end connected to the AC power source, and a resonant capacitor having one end connected between the power transmitting capacitor and the resonant coil and the other end connected to the side of the power transmitting coil opposite to the power transmitting capacitor,
the power transmission side control unit controls the AC power source to supply standby AC power from the AC power source to the power transmission unit, and when the voltage detection unit detects a change in voltage of the resonant capacitor while the standby AC power is being supplied, determines that the power transmission unit and the power receiving unit are opposed to each other, and controls the AC power source to supply supply AC power that is greater than the standby AC power to the power transmission unit.
前記受電側制御部は、前記蓄電部の電圧が満充電を表す基準電圧以上の場合、前記整流部を制御し、前記受電部で受電した前記交流電力の電流を当該受電部で還流させ、前記受電部で受電した前記交流電力を前記蓄電部に供給させない請求項1に記載の非接触給電システム。 The power receiving device includes a rectification unit that rectifies AC power received by the power receiving unit and supplies the rectified DC power to a power storage unit, and a power receiving side control unit that controls the rectification unit,
2. The contactless power supply system according to claim 1, wherein, when a voltage of the power storage unit is equal to or higher than a reference voltage representing a full charge, the power receiving side control unit controls the rectification unit to return a current of the AC power received by the power receiving unit to the power receiving unit and not supply the AC power received by the power receiving unit to the power storage unit.
前記受電側制御部は、前記整流部を制御し、前記受電部で受電した前記交流電力の電流を当該受電部で還流させることで、前記送電部から供給される前記交流電力の電圧を負荷部の電圧に変換し、電圧変換後の前記交流電力を前記負荷部に供給する請求項1又は2に記載の非接触給電システム。 The power receiving device includes a rectification unit that rectifies AC power received by the power receiving unit and supplies the rectified DC power to a power storage unit, and a power receiving side control unit that controls the rectification unit,
3. The contactless power supply system according to claim 1, wherein the power receiving side control unit controls the rectification unit and returns the current of the AC power received by the power receiving unit to the power receiving unit, thereby converting a voltage of the AC power supplied from the power transmitting unit to a voltage of a load unit, and supplies the AC power after voltage conversion to the load unit.
前記交流電源から供給される前記交流電力を送電する送電部と、
前記送電部の電圧を検出する電圧検出部と、
前記電圧検出部により検出された前記電圧に基づいて前記交流電源を制御する送電側制御部とを備え、
前記送電部は、車両に搭載され前記送電部から送電される前記交流電力を非接触で受電する受電部を含んで構成される受電装置の前記受電部に電力を送電する送電コイル、前記送電コイルに直列に接続される送電コンデンサ、一端が前記送電コンデンサの前記送電コイルとは反対側に接続され他端が前記交流電源に接続される共振コイル、及び、一端が前記送電コンデンサと前記共振コイルとの間に接続され他端が前記送電コイルの前記送電コンデンサとは反対側に接続される共振コンデンサを有し、
前記送電側制御部は、前記交流電源を制御し当該交流電源から前記送電部に待機用の交流電力を供給させ、前記待機用の交流電力の供給状態において前記電圧検出部により前記共振コンデンサの電圧の変化を検出した場合、前記送電部と前記受電部とが対向したと判定し、前記交流電源から前記送電部に前記待機用の交流電力よりも大きな供給用の交流電力を供給させることを特徴とする送電装置。 an AC power source for supplying AC power;
a power transmitting unit that transmits the AC power supplied from the AC power source;
A voltage detection unit that detects a voltage of the power transmission unit;
a power transmission side control unit that controls the AC power supply based on the voltage detected by the voltage detection unit,
the power transmission unit includes a power transmission coil that transmits power to the power receiving unit of a power receiving device that is mounted on a vehicle and includes a power receiving unit that receives the AC power transmitted from the power transmission unit in a wireless manner, a power transmission capacitor that is connected in series to the power transmission coil, a resonance coil having one end connected to the opposite side of the power transmission capacitor to the power transmission coil and the other end connected to the AC power source, and a resonance capacitor having one end connected between the power transmission capacitor and the resonance coil and the other end connected to the opposite side of the power transmission coil to the power transmission capacitor,
the power transmission side control unit controls the AC power source to supply standby AC power from the AC power source to the power transmission unit, and when the voltage detection unit detects a change in voltage of the resonant capacitor while the standby AC power is being supplied, determines that the power transmission unit and the power receiving unit are opposed to each other, and controls the AC power source to supply supply AC power that is greater than the standby AC power to the power transmission unit.
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