JP2010233354A - Power supply device - Google Patents
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Abstract
【課題】 送電側と受電側との間で電磁誘導作用を利用して受電側で得る出力電圧を制御する非接触給電装置にあって、部品点数を少なくして装置の小型化を図ることができる給電装置を提供する。
【解決手段】 給電装置は、給電コイルL1と、この給電コイルとの間での電磁誘導により出力電圧を発生可能な受電コイルL2と、給電コイルL1に高周波電流を通電する電力変換手段3と、受電コイルとで受電側回路15に共振を発生させる共振手段5と、この共振手段5のインピーダンスを可変することで出力電圧を制御するインピーダンス可変手段6と、を備えたことを特徴とする。
【選択図】図2PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the number of parts by reducing the number of parts in a non-contact power feeding device for controlling an output voltage obtained on a power receiving side using an electromagnetic induction action between a power transmitting side and a power receiving side. Provided is a power supply device that can be used.
A power supply device, a feeding coil L 1, and the receiving coil L 2 capable of generating an output voltage by electromagnetic induction between the power feeding coil, the power converting means for applying a high frequency current to the feeding coil L 1 3 and a resonance means 5 for generating resonance in the power reception side circuit 15 with the power reception coil, and an impedance variable means 6 for controlling the output voltage by varying the impedance of the resonance means 5. To do.
[Selection] Figure 2
Description
本発明は、電磁誘導作用を利用して非接触で電力を変換伝送する給電装置に関する。 The present invention relates to a power feeding device that converts and transmits electric power in a non-contact manner using electromagnetic induction.
従来、この電磁誘導作用を利用した給電装置としては、地上側の電源装置がコンバータ、インバータ、可変インダクタ、コンデンサを有し、可変インダクタとコンデンサとの間に誘導線路が接続されて電流が流される一方、搬送台車に受電コイル、コンデンサ、整流ダイオード、安定化電源回路、インバータ、走行モータが搭載され、誘導線路により受電コイルに起電力が誘起されて走行モータを駆動可能にしたものが知られている(たとえば、特許文献1参照)。 Conventionally, as a power supply device using this electromagnetic induction action, a ground-side power supply device has a converter, an inverter, a variable inductor, and a capacitor, and an induction line is connected between the variable inductor and the capacitor so that a current flows. On the other hand, it is known that a power receiving coil, a capacitor, a rectifier diode, a stabilized power circuit, an inverter, and a traveling motor are mounted on a transport cart, and an electromotive force is induced in the receiving coil by an induction line so that the traveling motor can be driven. (For example, see Patent Document 1).
しかしながら、上記従来の装置にあっては、送電側と受電側との間で電力負荷の値を制御する目的で、受電側の電圧を安定させる安定化電源回路(DC−DCコンバータ)が備えられており、この安定化電源回路がリアクトル等の部品を内蔵する構成となっているので、部品点数が増大し装置が大型化するといった問題点がある。 However, the conventional apparatus includes a stabilized power supply circuit (DC-DC converter) that stabilizes the voltage on the power receiving side for the purpose of controlling the value of the power load between the power transmitting side and the power receiving side. In addition, since this stabilized power supply circuit is configured to incorporate components such as a reactor, there is a problem that the number of components increases and the apparatus becomes large.
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、その目的とするところは、送電側と受電側との間で電磁誘導作用を利用して電力を変換伝達することにより受電側で得られる出力電圧を制御する非接触給電装置にあって、その部品点数を少なくして装置の小型化を図ることができる給電装置を提供することにある。 The present invention has been made paying attention to the above problems, and the object thereof is obtained on the power receiving side by converting and transmitting power between the power transmitting side and the power receiving side using electromagnetic induction action. An object of the present invention is to provide a non-contact power feeding device that controls an output voltage, and to provide a power feeding device that can be reduced in size by reducing the number of components.
この目的のため本発明は、電磁誘導作用を利用した非接触給電装置にあって、その受電側に用いる共振手段のインピーダンスを可変に制御することで受電側の出力電圧を制御可能なインピーダンス可変手段を設けたことを特徴とする。 For this purpose, the present invention is a non-contact power feeding apparatus using electromagnetic induction, and an impedance variable means capable of controlling the output voltage on the power receiving side by variably controlling the impedance of the resonance means used on the power receiving side. Is provided.
本発明の給電装置にあっては、受電側の共振手段のインピーダンスを可変として負荷電圧の値を制御するようにしたので、DC−DCコンバータを構成するリアクトルやダイオードなどを必要とする従来技術の安定化給電装置を不要として、その部品点数を削減することができ、装置全体の小型化を図ることができる。 In the power feeding device of the present invention, the impedance of the resonance means on the power receiving side is made variable to control the value of the load voltage, so that the conventional technology requiring a reactor, a diode, etc. constituting a DC-DC converter is used. The stabilized power supply device is not required, the number of components can be reduced, and the overall size of the device can be reduced.
本発明では、受電側の出力電圧を制御するのに必要な部品点数を減らし装置の小型化を図るという目的を、送信側と受電側とで電磁誘導作用を利用して電力を変換伝達する給電装置にあって、受電コイルにインピーダンスを可変に制御可能なインピーダンス可変制御手段を設け、インピーダンスを可変することにより給電装置の出力電圧を制御することで実現した。 In the present invention, for the purpose of reducing the number of parts required for controlling the output voltage on the power receiving side and reducing the size of the apparatus, the power feeding that converts and transmits power using the electromagnetic induction action between the transmitting side and the power receiving side. In the apparatus, the power receiving coil is provided with impedance variable control means capable of variably controlling the impedance, and the output voltage of the power feeding apparatus is controlled by varying the impedance.
以下、本発明の実施の形態を、図面に示す実施例に基づき詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail based on examples shown in the drawings.
図1は本発明の実施例1の給電装置の電力変換部分の主な回路を示す図、図2は実施例1の給電装置の制御部分を示す図、図3は双方向スイッチの構成を示す図、図4〜図6は実施例1の給電装置での各制御を説明する図、図7は図2の制御部を構成する定電流(CC)制御部の構成を示すブロック図、図8は定電圧(CV)制御部の構成を示すブロック図である。 FIG. 1 is a diagram illustrating a main circuit of a power conversion part of a power feeding device according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram illustrating a control portion of the power feeding device according to the first embodiment, and FIG. 3 illustrates a configuration of a bidirectional switch. FIGS. 4 to 6 are diagrams illustrating each control in the power supply apparatus according to the first embodiment, FIG. 7 is a block diagram illustrating the configuration of a constant current (CC) control unit that configures the control unit of FIG. FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a constant voltage (CV) control unit.
実施例1の給電装置は、図1に示すように、地上側に設置される給電側(一次側)回路14と、車両などの移動体に搭載される受電側(二次側)回路15とで構成される。
As shown in FIG. 1, the power supply apparatus according to the first embodiment includes a power supply side (primary side)
まず、給電側回路14の詳細構成から説明する。
First, the detailed configuration of the power
給電側回路14は、商用周波数の電力を供給可能な交流電源部1と、この交流電源部1から給電された交流電圧を直流電圧に変換する直流電源部2と、この直流電源部2から出力される直流電圧を1〜50Hz程度の高周波電力に逆変換する電圧型インバータ3と、この電圧型インバータ3から出力される高周波電力を受電側回路15に電磁誘導作用にて非接触で供給する給電コイル(一次コイル)L1と、この給電コイルL1およびこれに直列に接続した一次コンデンサC2からなる給電側の共振回路4と、を備えている。なお、電圧型インバータ3は、本発明の電力変換手段を構成する。
The power
直流電源部2は、本実施例では、6個の整流ダイオードを用いて3組のブリッジ結線を行ったコンバータで構成し、交流電源部1から給電された交流電圧を直流電圧に整流する。なお、この直流電源部2は上記構成に限られず、周知の他の整流回路を用いてもよいことは言うまでもない。
In this embodiment, the DC
電圧型インバータ3は、直流電源部2に並列に接続した平滑コンデンサC1と、ブリッジ接続した第1〜第4スイッチS1〜S4及びこれら第1〜第4スイッチS1〜S4にそれぞれ並列に接続した4個の逆接続ダイオードと、で構成する。本実施例では、第1〜第4スイッチS1〜S4に絶縁ゲートバイポーラ型トランジスタ(IGBT)を用いる。なお、この電圧型インバータ3も上記構成に限られず、周知の他のインバータを用いてもよいことは言うまでもない。
給電コイルL1と一次コンデンサC2とは直列に接続され、その一端側が第1スイッチS1と第2スイッチS2との間に、またその他端側が第3スイッチS3と第4スイッチS4との間に、それぞれ接続する。なお、給電コイルL1は、コイルに限ることなく導線を用いても良い。 The feeding coil L 1 and the primary capacitor C 2 are connected in series, one end side of the first switch S 1 and the second switch S between 2 and other end side of the third switch S 3 fourth switch S 4 Connect with each other. Incidentally, the feeding coil L 1 may be used a conductive wire not limited to the coil.
次に、受電側回路15の詳細構成につき説明する。
Next, a detailed configuration of the power receiving
受電側回路15は、給電側回路14の給電コイルL1からの高周波電力を電磁誘導作用により非接触状態で受電する受電コイル(二次コイル)L2と、この受電コイルL2及びこれに直列に接続したコンデンサC3からなる受電側の共振回路5と、双方向スイッチS5及びコンデンサC4からなるコンデンサ切替部6と、受電コイルL2で受電した高周波電力を整流する整流部10と、この整流器10の出力電圧を平滑化する平滑コンデンサ20と、負荷としてのバッテリ11と、を備えている。バッテリ11としては、リチウム・イオン電池などを用いる。
The power receiving
なお、上記受電側の共振回路5は本発明の共振手段を、また、コンデンサC3は本発明の第1のコンデンサを、また、コンデンサ切替部6は本発明の第1のコンデンサ切替手段を、また、バッテリ11は本発明の蓄電装置を、それぞれ構成する。
The
受電コイルL2は、少なくとも1つ以上のコイルで構成する。 Receiving coil L 2 is composed of at least one or more coils.
コンデンサ切替部6は、双方向スイッチS5及びコンデンサC4を直列に接続したものであり、コンデンサC3に並列に接続する。したがって、双方向スイッチS5をON、OFF切替することで、コンデンサC3とコンデンサC4との組み合わせでそれぞれ決まる異なった容量を得ることができ、その結果、この選択したコンデンサ容量と受電コイルL2とで決まる受電側共振回路のインピーダンスを変えることが可能となる。なお、コンデンサC3とコンデンサC4とは、本発明の可変コンデンサを構成する。
整流器10は、4個のダイオードをブリッジ結合して全波整流を行う回路であって、2個のダイオードのカソード同士を結合した一端側と他の2個のダイオードのアノード同士を結合した他端側との間に、この間の出力電圧のリップルを平滑化する平滑コンデンサ20とバッテリ11とを並列にした状態で結合する。なお、直列に接続した2個のダイオード間と、直列に接続した他の2個のダイオード間には、インピーダンス可変回路の一端側、受電コイルL2の一端側をそれぞれ接続する。
The
双方向スイッチS5は、図2に示すように構成する。すなわち、図2(a)に示すように、IGBTとこれに並列に接続した逆並列ダイオードの組を逆接続して構成したものや、あるいは図2(b)に示すように、逆阻止IGBT同士を逆接続したものなどで構成する。 Bidirectional switch S 5 is configured as shown in FIG. That is, as shown in FIG. 2 (a), the IGBT is configured by reversely connecting a pair of antiparallel diodes connected in parallel, or as shown in FIG. It is composed of things that are reversely connected.
次に、上記図1に示した給電側回路14と受電側回路15との制御を行う給電装置の制御部分につき説明する。
Next, the control part of the power feeding apparatus that controls the power
図3に示すように、給電装置の制御回路は、給電側回路14の第1〜第4スイッチS1〜S4及び受電側回路15の双方向スイッチS5を、それぞれON/OFF切替制御する電力変換制御部16と、バッテリ11の負荷制御及び電力変換制御部16を制御するバッテリ制御部21と、を有する。なお、電力変換制御部16は本発明の電力変換制御手段を、また、バッテリ制御部21は本発明の充電制御手段を、それぞれ構成する。
As shown in FIG. 3, the control circuit of the power feeding device performs ON / OFF switching control on the first to fourth switches S 1 to S 4 of the power
まず、上記電力変換制御部16の詳細構成につき説明する。
First, the detailed configuration of the power
電力変換制御部16は、給電側回路14の第1〜第4スイッチS1〜S4のON/OFF制御を行ってパルス幅変調(PWM)方式による制御を可能とするとともに、バッテリ制御部21からの定電流/定電圧(CC/CV)指令に基づき、受電側回路15の双方向スイッチS5のON/OFF切替を制御して受電側回路15中のコンデンサ容量を可変とすることで、受電側回路15のインピーダンスを変えるように構成する。
The power
そのため、電力変換制御部16は、デューティ演算部61、パルス生成部62、定電流制御/定電圧制御切替部(CC/VV切替部)63、定電流(CC)制御部64、及び定電圧(CV)制御部65を備えている。
Therefore, the power
デューティ演算部61は、電圧型インバータ3が出力する基準電圧を生成するためのデューティ比を演算して、パルス生成部62に供給する。パルス生成部62は入力されたデューティ比に基づいて電圧型インバータ3の各IGBTのゲートに入力するパルスを生成しこれらに供給する。
The
一方、CC/CV切替部63は、バッテリ制御部21から入力されるCC/CV指令に基づき、CC制御とCV制御とを切り替えるように定電流制御部64と定電圧制御部65とのうちから選択した一方を作動させる。
On the other hand, the CC /
定電流制御部64は、バッテリ11である負荷に対する定電流制御を実施可能であり、また、定電圧制御部65は、負荷に対する定電圧制御を実施可能である。定電流制御部64及び定電圧制御部65のいずれも受電側回路15のスイッチS5を切替可能に構成してある。なお、CC制御とCV制御との内容については、後で説明する。
The constant
一方、バッテリ制御部21は、バッテリ11の充電状態(S.O.C.)を監視してバッテリ11の各セルの過電圧、過充電を制御するセルフ・コントローラを有し、充電電力の指令値としてのCC/CV指令値を生成する。
On the other hand, the
次に、上記のように構成した給電装置の作用につき、説明する。 Next, the operation of the power feeding device configured as described above will be described.
給電側回路14では、交流電源1から供給された商用交流電力を、直流電源部2にて直流電圧に変換する。平滑コンデンサC1は、直流電源部2からの出力電圧を平滑化する。
In the power
この直流電圧は、上記デューティ演算部61及びパルス生成部62により制御される電圧型インバータ3に供給し、ここで1〜50Hz程度の高周波電力に逆変換する。
This DC voltage is supplied to the
ここで、上記デューティ演算部61及びパルス生成部62による、給電側回路14の電圧型インバータ3を制御する方法につき説明する。
Here, a method of controlling the
なお、本実施例では、電圧型インバータ3は、一定の基準電圧をオープンループで出力するように制御する。
In the present embodiment, the
すなわち、図4(a)に示すように、デューティ演算部61は、電圧型インバータ3の出力電圧が基準値となるような第1デューティ比D1、第2デューティ比D2を演算する。パルス生成部62では、デューティ演算部61で演算したデューティ比D1、D2と図示しないタイマにより一定周期で生成させた三角波のキャリアとを比較して、矩形の制御パルスを生成する。
That is, as shown in FIG. 4A, the
すなわち、図4(a)の中央上段に示すように、パルス生成部62では、キャリアと第2デューティ比D2との比較により、第1スイッチS1用の制御パルス及び第2スイッチS2用の制御パルスを以下のようにそれぞれ生成する。
That is, as shown in the upper middle part of FIG. 4A, the
第1スイッチS1用の制御パルスを得るには、 To obtain a control pulse for the first switch S 1,
キャリア > D2 のとき、 ON When the carrier> D 2, ON
キャリア <or= D2 のとき、 OFF
として幅広のONとなる矩形信号を得る。
OFF when carrier <or = D 2
As a result, a wide rectangular signal is obtained.
第2スイッチS2用の制御パルスを得るには、 To obtain a control pulse for the second switch S 2,
キャリア <or= D2 のとき、 ON ON when carrier <or = D 2
キャリア > D2 のとき、 OFF
として幅広のOFFとなる矩形信号を得る。
When the carrier> D 2, OFF
As a result, a wide rectangular signal is obtained.
一方、図4(a)の中央下段に示すように、パルス生成部62では、上記三角波のキャリアと第1デューティ比D1との比較により、第3スイッチS3用の制御パルス及び第4スイッチS4用の制御パルスを以下のようにそれぞれ生成する。
On the other hand, as shown in the lower part of the center of FIG. 4A, the
第3スイッチS3用の制御パルスを得るには、 To obtain a third control pulse for the switch S 3,
キャリア > D1 のとき、 ON ON when carrier> D 1
キャリア <or= D1 のとき、 OFF
として幅狭のONとなる矩形信号を得る。
OFF when carrier <or = D 1
As a result, a rectangular signal that becomes narrow ON is obtained.
第4スイッチS4用の制御パルスを得るには、 To obtain a control pulse for the fourth switch S 4,
キャリア <or= D1 のとき、 ON ON when carrier <or = D 1
キャリア > D1 のとき、 OFF
として幅狭のOFFとなる矩形信号を得る。
OFF when carrier> D 1
As a result, a rectangular signal that is narrow and OFF is obtained.
なお、パルス生成手段62では、第1スイッチS1及び第3スイッチS3の間、また第2スイッチS2及び第4スイッチS4との間とがアーム短絡しないように、デッド・タイムを生成する。 In the pulse generating means 62, as between the first switch S 1 and the third switch S 3, also has a between the second switch S 2 and the fourth switch S 4 is not arm short, generates a dead time To do.
したがって、図4(a)の最下段に示すように、上記各矩形信号を組み合わせた3つの電圧値の矩形パルスからなる交流電圧が、電圧型インバータ3からの一定の電力出力(電圧型インバータ3の出力線間電圧Vinv)として得られる。 Therefore, as shown in the lowermost stage of FIG. 4A, an AC voltage composed of rectangular pulses of three voltage values obtained by combining the rectangular signals is a constant power output from the voltage type inverter 3 (voltage type inverter 3). Output line voltage V inv ).
なお、上記では3値の電圧での矩形交流電圧を得るようにしたが、これに限る必要はなく、たとえば図4(b)に示すように、2値の電圧を有する矩形パルスによる交流波を得るようにしても良い。この場合、矩形パルスを用いたデューティ比50%の波形で制御するようにして、第1スイッチS1と第4スイッチS4とを矩形パルスの同波形とするとともに、第2スイッチS2と第3スイッチS3とを矩形パルスの反転波形とする。したがって、本ケースの場合、デューティ演算部61を省略することができ、電圧型インバータ3の制御をより簡単な構成でより簡単に制御できる。
In the above description, a rectangular AC voltage with a ternary voltage is obtained. However, the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIG. 4B, an AC wave generated by a rectangular pulse having a binary voltage is used. You may make it get. In this case, so as to control at a duty ratio of 50% of the waveform using the rectangular pulse, with a first switch S 1 and the fourth switch S 4 and the waveform of a rectangular pulse, the second switch S 2 a 3 and a switch S 3 and the inverted waveform of the rectangular pulse. Therefore, in this case, the
このようにして得られた交流電圧は、送信側の共振回路(給電コイルL1と一次コンデンサC2)で決まるインピーダンスに応じた値となって給電コイルL1に供給される。この結果、給電コイルL1に対向する受電側コイルL2に交流の誘導起電力が発生する。この受電側コイルL2から出力される交流電圧は、受電側の共振回路5(受電側コイルL2とコンデンサC3、C4)で決まるインピーダンスに応じた値にされることになり、受電側共振回路の出力電圧V2outを制御することができる。したがって、整流器10に印加され平滑コンデンサ20に蓄えられた電圧を制御して、バッテリ11へ供給する電圧、電流を制御することが可能となる。
The AC voltage obtained in this manner is supplied to the feeding coil L 1 as a value corresponding to the impedance determined by the transmission-side resonance circuit (feeding coil L1 and primary capacitor C 2 ). As a result, the induced electromotive force of the alternating current to the power receiving coil L 2 facing the feeding coil L 1 occurs. The AC voltage outputted from the power receiving side coil L 2 becomes to be a value corresponding to the impedance determined by the
このバッテリ11への充電を最適に行うため、本実施例の給電装置では、コンデンサC3に並列に、かつコンデンサC4に直列に接続した双方向スイッチS5をCC制御部64又はCV制御部65で切り替えながら、受電側回路15の共振回路5でのインピーダンスを可変に制御して行う。
Therefore optimally to charge the
すなわち、この双方向スイッチS5での制御は以下のようにして行う。 That is, the control of this bidirectional switch S 5 is performed as follows.
受電側回路15のインピーダンスは、双方向スイッチS5を開いた場合は、コンデンサC3と受電コイルL2とで決まるのに対し、双方向スイッチS5を閉じた場合は、並列配置したコンデンサC3及びコンデンサC4の合成容量(この合成容量はコンデンサC3単独の場合よりも大きくなる)と受電コイルL2とで決まり、変化する(インピーダンスは減少する)。この結果、受電側共振回路15の出力電圧V2outを制御することが可能となる。
The impedance of the power receiving
このようにインピーダンスを可変にすることで出力電圧V2outを制御した場合の特性につき、図5に基づき説明する。図5(a)には、図1における給電コイルL1から負荷側までの等価回路を示してある。なお、この図中、整流器10以降のインピーダンスはすべてまとめてZLとしている。
The characteristics when the output voltage V 2out is controlled by making the impedance variable in this way will be described with reference to FIG. In FIG. 5 (a) is shown an equivalent circuit of the feeding coil L 1 in FIG. 1 to the load side. Note that the Z L this in the figure, the impedance of the
ここで、給電コイルL1と受電コイルL2との間の相互インダクタンスをM、給電コイルL1を流れる電流をI1、受電コイルL2を流れる電流をI2、コンデンサC3及びコンデンサC4を合成したコンデンサのインピーダンスをCs、ωを角周波数、jを虚数とする。この場合、給電コイルL1により受電側に励起される電圧源はjωMI1、また2受電コイルL2により送電側に励起される電圧源はjωMI2となる。 Here, the mutual inductance between the feeding coil L 1 and the receiving coil L 2 is M, the current flowing through the feeding coil L 1 is I 1 , the current flowing through the receiving coil L 2 is I 2 , the capacitor C 3 and the capacitor C 4. Let Cs be the impedance of the capacitor synthesized, ω be the angular frequency, and j be the imaginary number. In this case, the voltage source excited to the power receiving side by the feeding coil L 1 is jωMI 1 , and the voltage source excited to the power transmission side by the two power receiving coils L 2 is jωMI 2 .
ここで、受電側コイルL2は受電側共振回路の出力電圧V2outを下げる方向に作用するが、合成コンデンサの容量は上がってこのインピーダンスCsを下げるので、コンデンサC3及びコンデンサC4を合成すると、上記電圧V2outを上げるように作用することになる。このことから、受電側共振回路のコンデンサの容量、したがってインピーダンスCsを可変に制御することで、整流器10以降のすべてのインピーダンスZLへの入力電圧を制御できることが分かる。
Here, the power receiving side coil L 2 acts in a direction to decrease the output voltage V 2out of the power reception side resonance circuit, the capacitance of combined capacitor is raised by lowering the impedance Cs, when synthesizing a capacitor C 3 and the capacitor C 4 The voltage V 2out is increased. From this, it can be seen that the input voltage to all the impedances Z L after the
図5(b)は、上記関係を説明するベクトル図であって、横軸を実軸、縦軸を虚軸にそれぞれとっている。 FIG. 5B is a vector diagram for explaining the above relationship, in which the horizontal axis represents the real axis and the vertical axis represents the imaginary axis.
ここで、理解を簡単にするために、ZLを抵抗負荷とみなすことにすると、虚軸方向のjωL2を打ち消す方向に1/jωCsが作用することとなるので、出力電圧を上げることが可能になる。すなわち、コンデンサのインピーダンスを可変とすることで、その出力電圧の大きさを制御することができることとなる。 Here, for ease of understanding, when to consider Z L and the resistor load, since 1 / jωCs is to act in a direction to cancel the j.omega.L 2 imaginary axis, it can increase the output voltage become. That is, by making the impedance of the capacitor variable, the magnitude of the output voltage can be controlled.
次に、バッテリ11への充電方法につき、以下に説明する。
Next, a method for charging the
ここで、リチウム・イオン電池などのバッテリ11を充電するにあたっては、図6に示すように、二つの制御モードを切り替えて行う必要がある。
Here, when charging the
すなわち、これらのバッテリを充電するにあたっては、S.O.Cが低くセル電圧が比較的低い状態では、定電流モードで充電を行い、充電が進んでS.O.Cが高くなってセル電圧が目標セル電圧に達した状態の後では、定電圧モードにて充電を行うようにする。 In other words, when charging these batteries, when the SOC is low and the cell voltage is relatively low, charging is performed in the constant current mode, and the charging progresses and the SOC increases and the cell voltage reaches the target cell voltage. After that, charging is performed in the constant voltage mode.
このため、定電流モードと定電圧モードとの切り替えは、バッテリ制御部21がセルの状態を監視してその検出状態に応じてCC/CV指令を生成するように構成する。なお、図6には、充電時間と制御モードとに応じたセル電圧及び充電電流の推移を併せて示してある。
Therefore, the switching between the constant current mode and the constant voltage mode is configured such that the
そこで、上記充電方法を考慮して、双方向スイッチS5の制御を構成する。 Therefore, in consideration of the above charging method, constituting the control of the bidirectional switch S 5.
図2に示したように、定電流制御/定電圧制御切替部63は、バッテリ11のS.O.C.を監視しているバッテリ制御部21から入力されたCC/CV指令に基づき、定電流制御又は定電圧制御を行うように定電流制御部64、定電圧制御部65を切り替える。
As shown in FIG. 2, the constant current control / constant voltage
CC/CV指令が定電流制御モードである場合には、定電流制御部64で定電流制御を行う。
When the CC / CV command is in the constant current control mode, the constant
すなわち、定電流制御部64では、図7に示すように、減算器64Aにて負荷の電流値Ibat_rから負荷の電流値Ibatを引き算してその差をとり、電流制御部64Bに入力する。電流制御部64Bでは、この差をゼロにすべくPI制御などによる電流制御を行って電圧指令値Vrefを生成し、パルス生成部63Cに入力する。パルス生成部63Cでは、図9に示すように、三角波のキャリアと電圧指令値Vrefとを比較して2値の矩形パルスを生成して、双方向スイッチS5に供給しこれを切替える。
That is, the constant
このパルス生成部63Cでの上記比較は、以下のように実行する。
The above comparison in the
キャリア <or= Vref のとき、 ON ON when carrier <or = V ref
キャリア > Vref のとき、 OFF
とし、Vrefが大きくなることで双方向スイッチS5のデューティ比が大きくなるので、コンデンサC3とコンデンサC4との合成コンデンサの容量が大きくなることで、出力電圧V2outが大きくなる。
OFF when carrier> V ref
And then, the duty ratio of the bidirectional switch S 5 by V ref is increased becomes larger, that capacitance of combined capacitor of the capacitor C 3 and the capacitor C 4 is large, the output voltage V 2out increases.
一方、CC/CV指令が定電圧制御モードである場合には、定電圧制御部65で定電圧制御を行う。
On the other hand, when the CC / CV command is in the constant voltage control mode, the constant
すなわち、定電圧制御部65では、図8に示すように、減算器65Aに負荷電圧指令値VBat_rから負荷の電圧値VBatを引き算してその差をとり、この差を電圧制御部65Bに入力する。電圧制御部65Bではこの差をゼロにすべくPI制御などの電圧制御を行い、電圧指令値Vrefを生成して、パルス生成部65Cに入力する。パルス生成部65Cでは、図9に示すように、定電流制御部64のパルス生成部64Cの場合と同様に、三角波のキャリアと電圧指令値Vrefとを比較して2値の矩形パルスを生成して、双方向スイッチS5に供給しこれを切替える。
That is, as shown in FIG. 8, the constant
なお、定電流制御モード時にあっては、定電圧制御モードより低いスイッチング周波数にて双方向スイッチS5を駆動するようにしてもよい。なお、このスイッチング周波数は、バッテリ11に求められる品質や効率目標などに応じて設定する。
Incidentally, in the constant current control mode, it may be driven bidirectional switch S 5 at switching frequencies below the constant voltage control mode. The switching frequency is set according to the quality required for the
上記のように構成した実施例1の給電装置を用いて、定電圧制御を行った場合のシミュレーション結果を、図10及び図11に示す。 FIGS. 10 and 11 show simulation results when constant voltage control is performed using the power supply apparatus according to the first embodiment configured as described above.
図10は、横軸に時間を、また縦軸に受電側共振回路の出力電圧V2outをそれぞれとって示したもので、時間T1秒に双方向スイッチS5を定電圧制御モードに切り替えた場合の出力電圧V2outの変化を示している。双方向スイッチS5をONにすることで、受電側共振回路のインピーダンスが下がる結果、出力電圧V2outが上昇することが分かる。 FIG. 10 shows the time on the horizontal axis and the output voltage V 2out of the power receiving resonance circuit on the vertical axis. The bidirectional switch S 5 was switched to the constant voltage control mode at time T 1 sec. The change of the output voltage V2out in the case is shown. By the bidirectional switch S 5 to ON, the result of the impedance of the power reception side resonance circuit decreases, it can be seen that the output voltage V 2out rises.
一方、図11は、横軸に時間を、また縦軸に受電側の負荷電圧VBatの実効値をそれぞれとって示したもので、時間T1秒に双方向スイッチS5を定電圧制御モードに切り替えた場合の負荷電圧VBatの実効値の変化を示している。双方向スイッチS5をONにすることで、受電側の負荷電圧が上昇し、電圧を制御できていることが示されている。 On the other hand, FIG. 11, the horizontal axis represents time, and the effective value of the load voltage V Bat of the power reception side on the vertical axis an illustration taken respectively, the constant voltage control mode bidirectional switches S 5 to the time T 1 seconds The change in the effective value of the load voltage V Bat when switched to is shown. By the bidirectional switch S 5 ON, the load voltage of the power reception side is increased, it has been shown to be able to control the voltage.
以上、説明したように、本発明の実施例1の給電装置にあっては、以下に挙げる効果を得ることができる。 As described above, in the power supply device according to the first embodiment of the present invention, the following effects can be obtained.
(1) 実施例1の給電装置では、受電側の共振回路5のインピーダンスを可変として負荷電圧の値を制御するようにしたので、DC−DCコンバータを構成するリアクトルやダイオードなどを必要とする従来技術の安定化給電装置を不要として部品点数を削減することにより装置の小型化を図ることができ、またリアクトルやDC−DCコンバートを構成する複数のダイオード等のコスト分を削減できる。
(1) In the power supply device according to the first embodiment, the impedance of the
(2) さらに、実施例1の給電装置では、受電側回路のインピーダンスを可変とするため、コンデンサC3とコンデンサC4とからなる可変コンデンサを受電コイルL2に直列に接続して、可変コンデンサの容量を変化させるようにしたので、可変コンデンサの容量を変化させるだけで容易に受電側の共振回路のインピーダンスを可変にでき、装置を簡素化できる。 (2) Further, in the power supply apparatus of the first embodiment, in order to make the impedance of the power receiving side circuit variable, a variable capacitor composed of the capacitor C 3 and the capacitor C 4 is connected in series to the power receiving coil L 2 , and the variable capacitor Thus, the impedance of the resonance circuit on the power receiving side can be easily made variable simply by changing the capacitance of the variable capacitor, and the device can be simplified.
(3) さらに、実施例1の給電装置では、受電コイルL2に直列に接続した第1のコンデンサC3と、双方向スイッチS5とコンデンサC4とを直列接続したコンデンサ切替部と、を備え、このコンデンサ切替部を第1のコンデンサC3に並列に接続して可変コンデンサを構成し、双方向スイッチを切り替えることで可変コンデンサのインピーダンスを可変とするコンデンサ切替部6を設けたので、双方向スイッチS5の切り替えやPMWによるデューティ比制御により、簡単な構成で可変コンデンサを得ることが可能となる。
(3) Further, in the power feeding device of the first embodiment, the first capacitor C 3 connected in series to the power receiving coil L 2 , and the capacitor switching unit in which the bidirectional switch S 5 and the capacitor C 4 are connected in series, provided, constitutes a variable capacitor by connecting this capacitor switching unit in parallel to the first capacitor C 3, is provided with the
(4) さらに、実施例1の給電装置では、双方向スイッチS5を周期的に切り替えてON時間とOFF時間との割合を可変とすることにより、可変コンデンサのインピーダンスを制御するようにしたので、負荷の状態に応じた最適な制御が可能となり、効率を高めることが可能となる。 (4) Further, in the power supply device in Example 1, by varying the ratio of the ON time and the OFF time by switching the bidirectional switches S 5 periodically, since to control the impedance of the variable capacitor The optimum control according to the load state is possible, and the efficiency can be increased.
(5) さらに、実施例1の給電装置では、双方向スイッチS5のON時間及びOFF時間の割合とスイッチング周波数とを制御する電力変換制御部16を設け、この電力変換制御部16が負荷電流を一定にする定電流制御を行う定電流制御部64と、負荷電圧を一定に制御する定電圧制御を行う定電圧制御部65と、定電流制御部64と定電圧制御部65との切り替えを行うCC/VV切替部62と、を有し、定電流制御/定電圧制御切替部62により定電流制御部64と定電圧制御部65とを切り替えるとともに、定電流制御/定電圧制御切替部62の切り替えに応じて双方向スイッチS5のスイッチング周波数を切り替えるようにしたので、選択した制御モードに応じてスイッチング周波数を下げて双方向スイッチS5のスイッチング損失を減らすことが可能となり、この結果、効率を向上させることができる。あるいは、選択した制御モードに応じてスイッチング周波数を上げて電圧リップルを減らすことにより、高精度での電圧制御が可能となり、信頼性を向上させることができる
(5) Furthermore, in the power supply device in Example 1, the power
(6) さらに、実施例1の給電装置では、上記スイッチング周波数は、定電流制御時のスイッチング周波数を定電圧制御時のスイッチング周波数よりも低く設定することにより、充電初期の定電流制御モードにおけるスイッチング損失を減らすことができる。 (6) Further, in the power supply apparatus according to the first embodiment, the switching frequency is set to be lower than the switching frequency at the time of constant voltage control by setting the switching frequency at the time of constant current control. Loss can be reduced.
(7) さらに、実施例1の給電装置では、負荷としてのバッテリ11の充電状態(S.O.C.)を制御するバッテリ制御部21を備え、定電流制御/定電圧制御切替部62がバッテリ制御部21からのCC/CV指令に基づいて定電流制御モードと定電圧制御モードのいずれかを選択するようにしたので、個々のセルの充電状態を監視してより最適な充電のための制御モードへ切り替えることが可能となり、この結果、負荷電圧や負荷電流を直接検出して充電制御を行う場合に比べて、信頼性を向上することができる。
(7) Further, the power supply apparatus according to the first embodiment includes the
次に、本発明に係る実施例2の給電装置につき、添付の図面とともに説明する。 Next, a power feeding device according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図12は、実施例2の給電装置の回路を示す図である。なお、実施例2にあって実施例1と同じ部品、同じ部分については図中で同じ番号を付し、それらの説明については省略する。 FIG. 12 is a diagram illustrating a circuit of the power feeding device according to the second embodiment. In the second embodiment, the same parts and the same parts as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals in the drawing, and the description thereof is omitted.
図12に示すように、実施例2の給電装置では、受電側コイルL2に直列に接続したコンデンサC3の後段にコンデンサC6及びこれに直列接続した双方向スイッチS6からなる第2のコンデンサ切替部17を並列に接続する。なお、その他の構成は、実施例1と同じ構成である。
As shown in FIG. 12, in the power feeding device of Example 2, the power receiving side coil L 2 to the capacitor C 3 connected in series subsequent to the second consisting of the bidirectional switch S 6 in series with the capacitor C 6 and this The
実施例2の給電装置にあっては、双方向スイッチS6を閉じた場合には、受電側(二次側)コイルL2とコンデンサC6とによって並列共振回路が形成されることになる。したがって、ダイオードで構成した整流器10からこの前段側をみた場合にこの給電装置は定電流源の特性を示す。
In the power supply device of the second embodiment, when closing the bidirectional switch S 6 will be parallel resonance circuit is formed by the power-receiving-side (secondary side) coil L 2 and capacitor C 6. Therefore, when the former stage side is viewed from the
一方、双方向スイッチS6を開いた場合には、直列共振回路となって定電圧源の特性を示すこととなる。 In contrast, if you open the bidirectional switch S 6 is a indicate the characteristics of the constant voltage source becomes series resonance circuit.
なお、双方向スイッチS6は、図2に示したバッテリ制御部21からのCC/CV指令に基づいて定電流制御モードと定電圧制御モードとの間で選択、切り替えるように構成してある
Note that the bidirectional switch S 6 is selected between the constant current control mode and the constant voltage control mode based on CC / CV command from the
実施例2の給電装置にあっても、実施例1と同様の効果に加え、下記の効果を得ることができる。 Even in the power supply apparatus according to the second embodiment, the following effects can be obtained in addition to the same effects as the first embodiment.
(8) 双方向スイッチS6とコンデンサC6とからなる第2のコンデンサ切替部17を、受電コイルL2と可変コンデンサに並列に設けて切替可能にしたので、第2のコンデンサ切替部17の双方向スイッチS6を閉じれば電流出力型に、また双方向スイッチS6を開けば電力出力型に特性を変えることができる。この結果、たとえば受電側回路15の励磁電圧がバッテリ11の電圧よりも低い場合にあっても電流出力型にすることで、バッテリ11を充電することが可能となり、さまざまの負荷に値応することができ、汎用性が拡大する。また、定電圧出力とすれば、第2のコンデンサ切替部17に流れる電流がゼロとなるので、効率が向上する。このように、この2つのモードを最適に切り替えて制御することにより、汎用性が高く、効率が高い電源を得ることができる。
(8) Since the second
次に、本発明に係る実施例3の給電装置につき、添付の図面とともに説明する。
Next, a power feeding device according to
図13は、実施例3の給電装置の回路を示す図である。なお、実施例3にあっては、実施例1と同じ部品、同じ部分については図中で同じ番号を付し、それらの説明については省略する。 FIG. 13 is a diagram illustrating a circuit of the power feeding apparatus according to the third embodiment. In the third embodiment, the same parts and portions as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals in the drawing, and the description thereof is omitted.
実施例3の給電装置では、送電側回路14の共振回路4を、絶縁トランス19と、一次コンデンサC2と、並列コンデンサC5と、から構成する。一次コンデンサC2は、この一方の端子を電圧型インバータ3の一方の出力端子に接続し、他方の端子を絶縁トランス19の一次コイルに直列に接続する。並列コンデンサC5は、受電コイルL1とともに、絶縁トランス19の二次コイルに並列に接続する。
In the power supply device in Example 3, the
なお、その他の構成は、実施例1と同じと構成である。 Other configurations are the same as those in the first embodiment.
上記のように構成した実施例3の給電装置も、実施例1と同様の効果を得ることが可能となる。 The power supply device according to the third embodiment configured as described above can also achieve the same effects as those of the first embodiment.
次に、本発明に係る実施例4の給電装置につき、添付の図面とともに説明する。
Next, a power feeding apparatus according to
図14は、実施例4の給電装置の回路を示す図である。なお、実施例4にあって実施例1と同じ部品、同じ部分については図中で同じ番号を付し、それらの説明については省略する。 FIG. 14 is a diagram illustrating a circuit of the power feeding apparatus according to the fourth embodiment. In the fourth embodiment, the same parts and portions as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals in the drawing, and description thereof is omitted.
実施例4の給電装置では、送電側回路14の共振回路4を、共振用リアクトルL3と、並列コンデンサC5と、で構成する。共振用リアクトルL3は、この一方の端子を電圧型インバータ3の出力端子に接続し、他方の端子を給電コイルL1に接続する。並列コンデンサC5は、給電コイルL1に並列に接続する。なお、その他の構成は、実施例1と同じ構成である。
In the power supply device in Example 4, the
上記のように構成した実施例4の給電装置も、実施例1と同様の効果を得ることが可能となる。 The power supply device according to the fourth embodiment configured as described above can also achieve the same effects as those of the first embodiment.
次に、本発明に係る実施例5の給電装置につき、添付の図面とともに説明する。 Next, the electric power feeder of Example 5 which concerns on this invention is demonstrated with an accompanying drawing.
図15は、実施例5の給電回路であって、実施例1の給電装置の回路のうち実施例1と異なる構成を有する受電側回路15のみを示す図である。なお、実施例5にあっては、実施例1と同じ部品、同じ部分については図中で同じ番号を付し、それらの説明については省略する。
FIG. 15 illustrates a power feeding circuit according to the fifth embodiment, and illustrates only the power receiving
本実施例5の給電装置にあっては、インピーダンス可変手段であるコンデンサ切替部のスイッチをPWM制御する代わりに、単にON、OFFを切り替えるだけの静的な動作を行わせるようにしたものである。また、コンデンサ切替部を複数個並列に設けている。なお、その他の構成は、実施例1と同じ構成である。 In the power supply apparatus according to the fifth embodiment, instead of performing PWM control on the switch of the capacitor switching unit, which is an impedance variable means, a static operation is performed by simply switching on and off. . A plurality of capacitor switching units are provided in parallel. Other configurations are the same as those in the first embodiment.
すなわち、図15に示すように、コンデンサC5とこれに直列に接続した双方向スイッチS5とからなるコンデンサ切替部7、コンデンサC6とこれに直列に接続した双方向スイッチS6とからなるコンデンサ切替部8、・・・、コンデンサCnとこれに直列に接続した双方向スイッチSnとからなるコンデンサ切替部9を、それぞれ、受電側回路15のコンデンサC3に並列にn組接続する。なお、これらのコンデンサ切替部7〜9は、本発明のインピーダンス可変手段を構成する。
That is, as shown in FIG. 15, and a capacitor C 5 This
双方向スイッチS2〜Snは、たとえばサイリスタを逆並列接続したものを用いる。また、複数のコンデンサC2〜Cnの容量は、以下のように設定する。すなわち、コンデンサC3の容量を最も小さい値としてこれを1に正規化した場合に、他のコンデンサC4〜Cnの容量が小さいほうから順に2、4、8、16と等比数列をなすように各容量を設定する。これにより、たとえば容量3を得るには容量1と容量2とを並列に接続し、また容量10を得るには容量2と容量8とを並列に接続するといった具合に、複数のコンデンサを種々組み合わせることによりコンデンサ容量を細かく可変にする。
Bidirectional switch S 2 to S n, for example using those antiparallel connected thyristors. The capacities of the plurality of capacitors C 2 to C n are set as follows. That is, when the capacitance of the capacitor C 3 is normalized to 1 with the smallest value, the other capacitors C 4 to C n form a geometric sequence with 2, 4, 8, 16 in order from the smallest capacitance. Set each capacity as follows. Thus, for example, to obtain the
図16に、図15の上記構成(ただし、n=2とした)を用いた実施例5の給電装置において、シミュレーションにて負荷電力の実効値を得た結果を示す。まず、双方向スイッチS5をONにしてスイッチコンデンサC5を接続することで受電側回路15のインピーダンスが下がって負荷電圧の実効値が上昇する。その後、双方向スイッチS6をONにしてさらにコンデンサC6を接続することでさらにインピーダンスが上昇して負荷電圧の実効値が上昇する。なお、これらの双方向スイッチS5、S6の切替は、実施例1と同様に、定電流制御/定電圧制御切替部からのCC/CV指令に基づき行う。
FIG. 16 shows the result of obtaining the effective value of the load power by simulation in the power supply apparatus of Example 5 using the above configuration of FIG. 15 (where n = 2). First, the effective value of the load voltage impedance of the power receiving
したがって、実施例5の給電装置では、実施例1での上記効果(1)〜(3)の効果に加えて、下記の効果を得ることができる。 Therefore, in addition to the effects (1) to (3) of the first embodiment, the power feeding device of the fifth embodiment can obtain the following effects.
(9) 複数のコンデンサ切替部7〜9を設け、これらを構成する複数のコンデンサCC5〜Cnのうちから選択してコンデンサを組み合わせることで、可変コンデンサ(インピーダンス可変手段)を構成したので、コンデンサ切替部の双方向スイッチをPWM制御する場合に比べて、双方向スイッチでの損失を大幅に減らすことができ、効率が良くなる。また、各コンデンサの容量を、容量が最も近いコンデンサ同士間での容量比を2とすることで、複数のコンデンサを組み合わせて可変にする場合に、負荷の状態に応じた最適に近い値のコンデンサ容量を選択でき、効率が良くなる。
(9) Since a variable capacitor (impedance variable means) is configured by providing a plurality of
以上のように、本発明の給電装置を上記のように構成した各実施例に基づき、説明してきたが、本発明はこれらの実施例に限られることなく、本発明の要旨を逸脱しないかぎり、設計変更や変形例は本発明に含まれる。 As described above, the power feeding device of the present invention has been described based on the respective embodiments configured as described above, but the present invention is not limited to these examples, and unless it departs from the gist of the present invention. Design changes and modifications are included in the present invention.
本発明の給電装置は、電気モータで走行する車両に適用したが、これに限られず、電磁誘導作用を利用する他の非接触給電装置に用いることも可能である。 Although the power feeding device of the present invention is applied to a vehicle that travels with an electric motor, the power feeding device is not limited to this, and can be used for other non-contact power feeding devices that use electromagnetic induction.
L1 給電コイル
L2 受電コイル
C1〜C6 コンデンサ
S5、S6 双方向スイッチ(インピーダンス可変手段)
1 交流電源
2 直流電源部
3 電圧型インバータ(電力変換手段)
4 送電側の共振回路
5 受電側の共振回路(共振手段)
6 コンデンサ切替部(インピーダンス可変手段、第1のコンデンサ切替手段)
7〜9 コンデンサ切替部(インピーダンス可変手段)
10 整流部
11 バッテリ(蓄電装置)
14 給電側回路
15 受電側回路
16 電力変換制御装置(電力変換制御手段)
17 第2のコンデンサ切替部
21 バッテリ制御部(充電制御手段)
61 デューティ演算部
62 パルス生成部
63 定電流制御/定電圧制御切替部
64 定電流制御部
65 定電圧制御部
L 1 feeding coil L 2 receiving coil C 1 -C 6 capacitor S 5, S 6 bidirectional switch (impedance varying means)
DESCRIPTION OF
4 Resonance circuit on the
6 Capacitor switching unit (impedance varying means, first capacitor switching means)
7-9 Capacitor switching part (impedance variable means)
10
14 power
17 Second
61
Claims (9)
少なくとも1つ以上のコイルからなり、前記給電コイルとの間での電磁誘導作用により出力電圧を発生可能な受電コイルと、
前記給電コイルに高周波電流を通電する電力変換手段と、
該受電コイルと協同して、負荷を接続した受電側回路に共振を発生させる共振手段と、
該共振手段のインピーダンスを可変することで前記出力電圧を制御するインピーダンス可変手段と、
を備えたことを特徴とする給電装置。 A feeding coil made of a coil or a conductive wire;
A power receiving coil comprising at least one coil, and capable of generating an output voltage by electromagnetic induction with the power feeding coil;
Power conversion means for supplying a high-frequency current to the power supply coil;
Resonance means for generating resonance in a power receiving side circuit connected to a load in cooperation with the power receiving coil;
Impedance varying means for controlling the output voltage by varying the impedance of the resonance means;
A power supply apparatus comprising:
前記インピーダンス可変手段は、前記受電コイルに直列に接続され、容量を可変する可変コンデンサであることを特徴とする給電装置。 In the electric power feeder of Claim 1,
The power supply device, wherein the impedance varying means is a variable capacitor connected in series to the power receiving coil and having a variable capacity.
前記インピーダンス可変手段は、前記受電コイルに直列に接続した第1のコンデンサと、
双方向スイッチとコンデンサとを直列接続した第1のコンデンサ切替手段と、
を備え、
該第1のコンデンサ切替手段を前記第1のコンデンサに並列に接続して前記可変コンデンサを構成し、前記双方向スイッチを切り替えるようにしたことを特徴とする給電装置。 In the electric power feeder of Claim 2,
The impedance varying means includes a first capacitor connected in series to the power receiving coil,
First capacitor switching means in which a bidirectional switch and a capacitor are connected in series;
With
A power feeding apparatus, wherein the first capacitor switching means is connected in parallel to the first capacitor to constitute the variable capacitor, and the bidirectional switch is switched.
前記双方向スイッチを周期的に切り替えてON時間とOFF時間との割合を可変にすることにより、前記可変コンデンサのインピーダンスを制御するようにしたことを特徴とする給電装置。 In the electric power feeder of Claim 2,
A power feeding apparatus characterized in that the impedance of the variable capacitor is controlled by periodically switching the bidirectional switch to vary the ratio between the ON time and the OFF time.
前記双方向スイッチのON時間及びOFF時間の割合とスイッチング周波数とを制御する電力変換制御手段を備え、
該電力変換制御手段が、
負荷電流を一定にする定電流制御を行う定電流制御手段と、
負荷電圧を一定に制御する定電圧制御を行う定電圧制御手段と、
前記定電流制御手段と前記定電圧制御手段との切り替えを行う定電流制御/定電圧制御切手段と、
を有し、
該定電流制御/定電圧制御切替手段により前記定電流制御手段と前記定電圧制御手段とを切り替えるとともに、前記定電流制御/定電圧制御切替手段の切り替えに応じて前記双方向スイッチのスイッチング周波数を切り替えるようにしたことを特徴とする給電装置。 In the electric power feeder of Claim 4,
Comprising power conversion control means for controlling the ratio of the ON time and OFF time of the bidirectional switch and the switching frequency;
The power conversion control means
Constant current control means for performing constant current control to make the load current constant;
Constant voltage control means for performing constant voltage control for controlling the load voltage constant;
Constant current control / constant voltage control off means for switching between the constant current control means and the constant voltage control means;
Have
The constant current control / constant voltage control switching means switches between the constant current control means and the constant voltage control means, and the switching frequency of the bidirectional switch is changed according to the switching of the constant current control / constant voltage control switching means. A power feeding device characterized by being switched.
前記スイッチング周波数は、定電流制御時のスイッチング周波数を定電圧制御時のスイッチング周波数よりも低く設定したことを特徴とする給電装置。 In the electric power feeder of Claim 5,
The power supply apparatus according to claim 1, wherein the switching frequency is set such that the switching frequency during constant current control is lower than the switching frequency during constant voltage control.
双方向スイッチとコンデンサとを直列接続した第2のコンデンサ切替手段を備え、
該第2のコンデンサ切替手段を前記受電コイル及び前記可変コンデンサに対して並列に接続し、
第2のコンデンサ切替手段の双方向スイッチを切り替えることで給電装置の出力特性を電流出力特性と電力出力特性との間で切り替え可能としたことを特徴とする給電装置。 The power feeding device according to any one of claims 3 to 6,
A second capacitor switching means in which a bidirectional switch and a capacitor are connected in series;
Connecting the second capacitor switching means in parallel to the power receiving coil and the variable capacitor;
A power supply apparatus characterized in that the output characteristic of the power supply apparatus can be switched between a current output characteristic and a power output characteristic by switching a bidirectional switch of the second capacitor switching means.
双方向スイッチとコンデンサとを直列接続した複数のコンデンサ切替手段を備え、
前記複数のコンデンサの組み合わせを可変とすることで前記可変コンデンサを構成するとともに、
前記各コンデンサの容量を、容量が最も近いコンデンサ同士の間での容量比が2となるように設定したことを特徴とする給電装置。 In the electric power feeder of Claim 3,
A plurality of capacitor switching means in which a bidirectional switch and a capacitor are connected in series are provided,
While configuring the variable capacitor by making the combination of the plurality of capacitors variable,
The power supply apparatus according to claim 1, wherein the capacitance of each capacitor is set so that a capacitance ratio between capacitors having the closest capacitance is two.
前記負荷は、バッテリであり、
該バッテリの充電状態を制御するバッテリ制御手段を備え、
前記定電流制御/定電圧制御切替手段が前記バッテリ制御手段からの指令に基づいて定電流制御モードと定電圧制御モードとのうちのいずれかを選択するようにしたことを特徴とする給電装置。 The power feeding device according to any one of claims 5 to 8,
The load is a battery;
Battery control means for controlling the state of charge of the battery;
The power supply apparatus according to claim 1, wherein the constant current control / constant voltage control switching means selects one of a constant current control mode and a constant voltage control mode based on a command from the battery control means.
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