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JP2012070463A - Non-contact power supply device - Google Patents

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JP2012070463A
JP2012070463A JP2010210409A JP2010210409A JP2012070463A JP 2012070463 A JP2012070463 A JP 2012070463A JP 2010210409 A JP2010210409 A JP 2010210409A JP 2010210409 A JP2010210409 A JP 2010210409A JP 2012070463 A JP2012070463 A JP 2012070463A
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JP
Japan
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power
power transmission
coil
transmission coil
oscillation frequency
Prior art date
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Pending
Application number
JP2010210409A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshisuke Kai
敏祐 甲斐
Tronnamchai Kleison
トロンナムチャイ クライソン
Yusuke Minagawa
裕介 皆川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
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Abstract

【課題】非接触給電装置における電力の伝送効率を高める。
【解決手段】通電される送電コイルL1を有する送電装置10と、少なくとも磁気的結合によって前記送電装置からの電力を受電する受電コイルL2を有する受電装置50と、前記送電コイルに交流電力を入力する発振手段14と、前記送電コイルと前記受電コイルとの距離を検出する検出手段19と、前記検出手段により検出された距離が大きいほど前記発振手段による前記交流電力の発振周波数を高く設定し、前記距離が小さいほど前記発振周波数を低く設定する制御手段16と、を備える。
【選択図】 図1
Power transmission efficiency is improved in a non-contact power supply device.
AC power is input to a power transmission device having a power transmission coil that is energized, a power reception device having a power reception coil that receives power from the power transmission device by at least magnetic coupling, and AC power to the power transmission coil. The oscillation means 14, the detection means 19 for detecting the distance between the power transmission coil and the power reception coil, and the greater the distance detected by the detection means, the higher the oscillation frequency of the AC power by the oscillation means, And a control means 16 for setting the oscillation frequency lower as the distance is smaller.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、非接触給電装置に関するものである。   The present invention relates to a non-contact power feeding device.

送電側の一次コイルと受電側の二次コイルとを対向させた状態で一次コイルに交流電流を流し、電磁誘導により二次コイルに誘起される交流電流を整流して電池を充電する非接触給電装置が知られている。この種の給電装置では一次コイルと二次コイルとの位置がずれると電力の伝送効率が低下するため、一次コイルに供給される入力電力が最大となる発振周波数を探し、この発振周波数の電力を供給するものが提案されている(特許文献1)。   Non-contact power feeding that charges the battery by rectifying the alternating current induced in the secondary coil by electromagnetic induction by passing alternating current through the primary coil with the primary coil on the power transmission side facing the secondary coil on the power receiving side The device is known. In this type of power supply device, if the primary coil and the secondary coil are misaligned, the power transmission efficiency decreases, so look for an oscillation frequency that maximizes the input power supplied to the primary coil, and use the power at this oscillation frequency. What to supply is proposed (patent document 1).

特開2010−22076号公報JP 2010-22076 A

しかしながら、上記従来技術のように入力電力の最大値を検出し、入力電力が最大となる発振周波数で電力を供給しても、出力電力が最大とならない場合がある。したがって、必ずしも電力の送電効率が高いとはいえない。   However, even when the maximum value of the input power is detected and the power is supplied at the oscillation frequency at which the input power is maximized as in the conventional technique, the output power may not be maximized. Therefore, it cannot be said that the power transmission efficiency is high.

本発明が解決しようとする課題は、非接触給電装置における電力の伝送効率を高めることである。   The problem to be solved by the present invention is to increase the power transmission efficiency in the non-contact power feeding apparatus.

本発明は、送電コイルと受電コイルとの距離を検出し、この距離が大きくなるほど発振周波数を高くし、距離が小さくなるほど発振周波数を低くすることによって、上記課題を解決する。   The present invention solves the above problem by detecting the distance between the power transmission coil and the power reception coil, and increasing the oscillation frequency as the distance increases and decreasing the oscillation frequency as the distance decreases.

本発明によれば、送電コイルと受電コイルとの距離は結合係数に相関し、結合係数は出力電力に相関するので、電力の伝送効率を高めることができる。   According to the present invention, since the distance between the power transmission coil and the power reception coil correlates with the coupling coefficient, and the coupling coefficient correlates with the output power, the power transmission efficiency can be increased.

本発明の一実施の形態を適用した非接触給電システムを示すブロック図である。It is a block diagram which shows the non-contact electric power feeding system to which one embodiment of this invention is applied. 図1の制御部16を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the control part 16 of FIG. 図1の制御部16にて用いられるキャリアの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the carrier used in the control part 16 of FIG. 図1の制御部16におけるSWパルスの生成例を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the example of a production | generation of SW pulse in the control part 16 of FIG. 図1の送電コイルL1及び受電コイルL2が対向した状態を示す平面図及び斜視図である。It is the top view and perspective view which show the state which the power transmission coil L1 and the receiving coil L2 of FIG. 1 opposed. 図1の送電コイルL1及び受電コイルL2が対向した状態を示す平面図及び斜視図であり、X軸方向にずれた場合を示す図である。It is the top view and perspective view which show the state which the power transmission coil L1 and the receiving coil L2 of FIG. 1 opposed, and is a figure which shows the case where it shift | deviates to the X-axis direction. 図5A,5Bに示す受電コイルL2がX軸方向およびZ軸方向にずれた場合の結合係数κの変化の一例を示すグラフである。6 is a graph showing an example of a change in the coupling coefficient κ when the power receiving coil L2 shown in FIGS. 5A and 5B is displaced in the X-axis direction and the Z-axis direction. 図6において、送電コイルL1と受電コイルL2との間の距離Lと結合係数κとの関係を示すグラフである。In FIG. 6, it is a graph which shows the relationship between the distance L between the power transmission coil L1 and the receiving coil L2, and coupling coefficient (kappa). 駆動周波数f1において、縦軸をインバータ出力電圧Vinvとインバータ出力電流Iinvとし、横軸を結合係数κ、および距離Lとしたグラフである。In the driving frequency f1, it is a graph with the vertical axis representing the inverter output voltage V inv and the inverter output current I inv , and the horizontal axis representing the coupling coefficient κ and the distance L. 駆動周波数f2において、縦軸をインバータ出力電圧Vinvとインバータ出力電流Iinvとし、横軸を結合係数κ、および距離Lとしたグラフである。In the driving frequency f2, the vertical axis is an inverter output voltage V inv and the inverter output current I inv , and the horizontal axis is a coupling coefficient κ and a distance L. 結合係数κ=0〜1の給電範囲における給電可能範囲を示す図である。It is a figure which shows the electric power feeding possible range in the electric power feeding range of coupling coefficient (kappa) = 0-1. 図1及び図2の周波数制御部17の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the frequency control part 17 of FIG.1 and FIG.2. 距離Lと周波数値fnの関係を有する制御マップの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the control map which has the relationship between the distance L and the frequency value fn. 結合係数κと周波数値fnの関係を有する制御マップの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the control map which has the relationship between coupling coefficient (kappa) and the frequency value fn. 本発明の他の実施の形態(第2実施形態)に係る周波数制御部17の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the frequency control part 17 which concerns on other embodiment (2nd Embodiment) of this invention. 図14の実施の形態に係る出力電流iinvと周波数値fnの関係を有する制御マップの一例を示す図である。FIG. 15 is a diagram showing an example of a control map having a relationship between an output current i inv and a frequency value fn according to the embodiment of FIG. 14. 本発明のさらに他の実施の形態(第3実施形態)に係る周波数制御部17の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the frequency control part 17 which concerns on further another embodiment (3rd Embodiment) of this invention. 本発明のさらに他の実施の形態(第4実施形態)に係る周波数制御部17の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the frequency control part 17 which concerns on other embodiment (4th Embodiment) of this invention. 図17の実施の形態に係る入力インピーダンスZinと周波数値fnの関係を有する制御マップの一例を示す図である。Is a graph showing an example of a control map having a relationship between the input impedance Z in and the frequency value fn in accordance with the embodiment of Figure 17. 本発明のさらに他の実施の形態(第5実施形態)に係る距離Lと周波数値fnの関係を有する制御マップの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the control map which has the relationship between the distance L and frequency value fn which concerns on further another embodiment (5th Embodiment) of this invention. 図19の実施の形態に係る結合係数κ=0〜1の給電範囲における給電可能範囲を示す図である。It is a figure which shows the electric power feeding possible range in the electric power feeding range of coupling coefficient (kappa) = 0-1 based on embodiment of FIG. 本発明のさらに他の実施の形態(第5実施形態の変形)に係る距離Lと周波数値fnの関係を有する制御マップの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the control map which has the relationship between the distance L and frequency value fn which concerns on further another embodiment (modification of 5th Embodiment) of this invention. インバータの駆動周波数f1を一定とした場合のインバータ電圧Vinv、インバータ電流Iinvの特性図である。It is a characteristic view of inverter voltage V inv and inverter current I inv when the drive frequency f1 of the inverter is constant. バッテリ状態(負荷状態)に応じた距離Lと周波数値fnとの関係を有する制御マップの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the control map which has the relationship between the distance L according to a battery state (load state) and the frequency value fn. 本発明のさらに他の実施の形態(第6実施形態)を適用した非接触給電システムを示すブロック図である。It is a block diagram which shows the non-contact electric power feeding system to which further another embodiment (6th Embodiment) of this invention is applied. 図24の非接触給電システムにおいて、駆動周波数f1とした場合の、縦軸をインバータ出力電圧Vinvとインバータ出力電流Iinvとし、横軸を結合係数κ、および距離Lとしたグラフである。 25 is a graph in which the vertical axis represents the inverter output voltage V inv and the inverter output current I inv and the horizontal axis represents the coupling coefficient κ and the distance L when the drive frequency is f1 in the non-contact power feeding system of FIG. 図24の非接触給電システムにおいて、駆動周波数f2とした場合の、縦軸をインバータ出力電圧Vinvとインバータ出力電流Iinvとし、横軸を結合係数κ、および距離Lとしたグラフである。 25 is a graph in which the vertical axis represents the inverter output voltage V inv and the inverter output current I inv and the horizontal axis represents the coupling coefficient κ and the distance L when the drive frequency is f2 in the non-contact power feeding system of FIG.

《第1実施形態》
図1は本発明の一実施の形態を適用した非接触給電システム1であり、送電装置10と受電装置50とを備え、給電スタンドなどに設置される送電装置10から、車両などに搭載される受電装置50のバッテリなどの負荷53に非接触で電力を供給し、充電するシステムである。
<< First Embodiment >>
FIG. 1 shows a non-contact power feeding system 1 to which an embodiment of the present invention is applied, which includes a power transmitting device 10 and a power receiving device 50, and is mounted on a vehicle or the like from a power transmitting device 10 installed on a power supply stand or the like. In this system, power is supplied to a load 53 such as a battery of the power receiving device 50 in a contactless manner and charged.

本例の送電装置10は、商用電源(東日本は周波数50Hz,西日本は周波数60Hz)の交流電源部11と、交流電源部11から送電される交流電圧を直流電圧に変換する直流電源部12と、電圧型インバータ部13と、電圧型インバータ部13から出力される高周波電力を受電装置50に非接触で供給する送電コイル(1次コイル)Lと、送電コイルLと並列に設けられて送電装置10の共振回路15を構成する1次コンデンサC1Pと、を備える。 The power transmission device 10 of this example includes an AC power supply unit 11 of a commercial power supply (frequency is 50 Hz in eastern Japan, frequency is 60 Hz in west Japan), a DC power supply unit 12 that converts an AC voltage transmitted from the AC power supply unit 11 into a DC voltage, The voltage type inverter unit 13, the power transmission coil (primary coil) L 1 for supplying the high frequency power output from the voltage type inverter unit 13 to the power receiving device 50 in a contactless manner, and the power transmission coil L 1 are provided in parallel to transmit power. And a primary capacitor C 1P constituting the resonance circuit 15 of the device 10.

直流電源部12は、ダイオードDとダイオードD、ダイオードDとダイオードD、ダイオードDとダイオードDとのそれぞれが三並列に接続され、それぞれの中間接続点に交流電源部11の三相出力端子が接続されている。 The DC power supply unit 12 includes a diode D 1 and a diode D 2 , a diode D 3 and a diode D 4 , a diode D 5 and a diode D 6 , which are connected in parallel, and the AC power supply unit 11 is connected to each intermediate connection point. Three-phase output terminal is connected.

電圧型インバータ部13は、MOSFETなどのスイッチング素子S〜Sと、これらMOSFETのそれぞれに逆並列接続されたダイオードD〜D10と、直流電圧の平滑コンデンサC3とから構成され、直流電源部12から出力される直流電圧を1〜50kHz程度の高周波電力に逆変換する。 The voltage type inverter unit 13 includes switching elements S 1 to S 4 such as MOSFETs, diodes D 7 to D 10 connected in reverse parallel to these MOSFETs, and a DC voltage smoothing capacitor C 3. The DC voltage output from the unit 12 is inversely converted into high frequency power of about 1 to 50 kHz.

そして、スイッチング素子S及びSとの中間接続点と、スイッチング素子S及びSの中間接続点のそれぞれに、送電コイルLと1次コンデンサC1Pとからなる共振回路15が接続されている。交流電源部11、直流電源部12及び電圧型インバータ部13を高周波交流電源部14とも称する。 Then, the intermediate connection point of the switching elements S 1 and S 2, each of the intermediate connection point of the switching elements S 3 and S 4, the resonant circuit 15 is connected comprising a transmitting coil L 1 and the primary capacitor C 1P ing. The AC power supply unit 11, the DC power supply unit 12, and the voltage type inverter unit 13 are also referred to as a high frequency AC power supply unit 14.

受電装置50は、送電装置10の送電コイルLから電磁誘導作用により非接触状態で高周波電力を受電する受電コイル(2次コイル)Lと、受電コイルLに並列および直列に設けられて受電装置50の共振回路52を構成する2次コンデンサC2P,C2Sと、受電コイルLで受電した高周波電力を整流する整流部51と、二次電池のバッテリなどからなる負荷53と、を備える。 The power receiving device 50 is provided in parallel and in series with the power receiving coil (secondary coil) L 2 that receives high-frequency power from the power transmitting coil L 1 of the power transmitting device 10 in a non-contact state by electromagnetic induction, and the power receiving coil L 2. Secondary capacitors C 2P and C 2S that constitute the resonance circuit 52 of the power receiving device 50, a rectifying unit 51 that rectifies high-frequency power received by the power receiving coil L 2 , and a load 53 that includes a battery of a secondary battery, etc. Prepare.

整流部51は、互いに直列に接続されたダイオードD11とダイオードD12、ダイオードD13とダイオードD14が並列に接続され、それぞれの中間接続点に、受電コイルLと2次コンデンサC2P,C2Sとで構成された共振回路52の出力端子が接続されている。そして、整流部51の出力端子は負荷53に接続されている。 Rectifier 51 includes a diode D 11 and a diode D 12 connected in series with each other, the diode D 13 and a diode D 14 are connected in parallel, the respective intermediate connection points, the receiving coil L 2 and the secondary capacitor C 2P, The output terminal of the resonance circuit 52 composed of C2S is connected. The output terminal of the rectifying unit 51 is connected to the load 53.

本例の非接触給電システム1は、上述した送電装置10及び受電装置50以外に、電圧型インバータ部13を制御する制御部16を備える。この制御部16は送電装置10に設けてもよいし、受電装置50に設けてもよいし、或いは独立して設けることもできる。また、図示を省略するが、バッテリなどの負荷53の充電状態を監視し、充電電力の指令値を生成する負荷制御部と、この負荷制御部にて生成した電力指令値を送電装置10に無線通信する、例えばBluetooth(登録商標)などの無線通信部と、ユーザが充電を開始することを送電装置10に通知するための充電開始スイッチとを備える。   The non-contact power feeding system 1 of this example includes a control unit 16 that controls the voltage type inverter unit 13 in addition to the power transmission device 10 and the power receiving device 50 described above. The control unit 16 may be provided in the power transmission device 10, may be provided in the power reception device 50, or may be provided independently. Although not shown, a load control unit that monitors the charge state of the load 53 such as a battery and generates a command value for charging power, and the power command value generated by the load control unit are wirelessly transmitted to the power transmission device 10. A wireless communication unit such as Bluetooth (registered trademark) that communicates and a charging start switch for notifying the power transmission device 10 that the user starts charging are provided.

制御部16は、電圧型インバータ部13の出力電圧の周波数を制御する周波数制御部17と、電圧型インバータ部13の出力電圧のパルス幅を制御し、スイッチングパルスを生成する電圧指令生成部18とを備える。図2に制御部16の詳細な構成を示す。 The control unit 16 includes a frequency control unit 17 that controls the frequency of the output voltage of the voltage type inverter unit 13, a voltage command generation unit 18 that controls the pulse width of the output voltage of the voltage type inverter unit 13 and generates a switching pulse, Is provided. FIG. 2 shows a detailed configuration of the control unit 16.

図2に示すように、周波数制御部17は、周波数指令生成部17Aとキャリア生成部17Bとから構成され、周波数指令生成部17Aは、電圧型インバータ部13が出力する電力の周波数指令値frefを作成し、キャリア生成部17Bは、周波数指令値に基づいてキャリアの振幅Vxを演算し、キャリアを生成する。 As shown in FIG. 2, the frequency control unit 17 includes a frequency command generation unit 17A and a carrier generation unit 17B, and the frequency command generation unit 17A has a frequency command value f ref of power output from the voltage type inverter unit 13. The carrier generation unit 17B calculates the carrier amplitude Vx based on the frequency command value and generates a carrier.

例えば、アナログ制御でキャリアを生成する場合は、図3(a)に示すようにキャリアの傾きをdv/dtとすると、Vx=(dv/dt)・(1/fref)によりキャリアの振幅Vxを求める。これに対して、デジタル制御の場合は、デジタル発振周波数をfc[Hz]として1カウントずつ増加することでキャリアを生成すると、図3(b)に示すように、Vx=fc/frefによりキャリアの振幅Vxを求める。ただし、キャリアの振幅Vxは整数である。 For example, when a carrier is generated by analog control, assuming that the slope of the carrier is dv / dt as shown in FIG. 3A, Vx = (dv / dt) · (1 / f ref ) and the carrier amplitude Vx Ask for. On the other hand, in the case of digital control, if the carrier is generated by increasing the digital oscillation frequency by fc [Hz] by one count, as shown in FIG. 3B, the carrier is expressed by Vx = fc / f ref. Is obtained. However, the carrier amplitude Vx is an integer.

図2に戻り、電圧指令生成部18は、電圧型インバータ部13の出力電圧振幅指令値Vrefを生成する電圧振幅指令生成部18Aと、出力電圧振幅指令値Vrefとキャリアの比較を行ってスイッチングパルスを生成するSWパルス生成部18Bとから構成さている。 Returning to FIG. 2, the voltage command generation unit 18 compares the voltage amplitude command generation unit 18 </ b > A that generates the output voltage amplitude command value V ref of the voltage type inverter unit 13 with the output voltage amplitude command value V ref and the carrier. An SW pulse generator 18B that generates a switching pulse is included.

電圧振幅指令生成部18Aは、外部から与えられる電力指令値Prefから、実験や計算などにより予め求められたマップ等を参照して電圧振幅指令値Vrefを求める。 The voltage amplitude command generation unit 18A obtains a voltage amplitude command value V ref from a power command value P ref given from the outside with reference to a map or the like obtained in advance by experiments or calculations.

SWパルス生成部18Bは、図4に示すように、キャリアと電圧振幅指令VrefおよびVxとの比較から、以下のようにしてパルスを決定する。 As shown in FIG. 4, the SW pulse generation unit 18B determines a pulse as follows from the comparison between the carrier and the voltage amplitude commands V ref and Vx.

スイッチング素子Sは、キャリア≦Vx/2のときON、キャリア>Vx/2のときOFFとし、スイッチング素子Sは、キャリア≦Vx/2のときOFF、キャリア>Vx/2のときONとし、スイッチング素子Sは、キャリア≧Vrefかつキャリア≦Vref+Vx/2のときON、キャリア<Vref又はキャリア>Vref+Vx/2のときOFFとし、スイッチング素子Sは、キャリア≧Vrefかつキャリア≦Vref+Vx/2のときOFF、キャリア<Vref又はキャリア>Vref+Vx/2のときONとする。 Switching element S 1 is ON when carrier ≦ Vx / 2, OFF when carrier> Vx / 2, and switching element S 2 is OFF when carrier ≦ Vx / 2, and ON when carrier> Vx / 2. The switching element S 3 is ON when carrier ≧ V ref and carrier ≦ V ref + Vx / 2, and is OFF when carrier <V ref or carrier> V ref + Vx / 2, and the switching element S 4 is carrier ≧ V ref and OFF when carrier ≦ V ref + Vx / 2, ON when carrier <V ref or carrier> V ref + Vx / 2.

また、SWパルス生成部18Bは、スイッチング素子SとSとの間、および、スイッチング素子SとSとの間で、正負極間のアーム短絡が発生しないようにデッドタイムを生成する。このようにして、図4のタイムチャートの下に示すように電圧型インバータ部13の出力線間電圧Vinvが矩形波の交流とされ、正電圧(+Vdc)と負電圧(−Vdc)のパルス幅を制御することができる。 Further, SW pulse generator 18B is provided between the switching element S 1 and S 3, and, between the switching element S 2 and S 4, the arm short circuit between the positive and negative electrodes to produce a dead time so as not to generate . In this way, as shown in the lower part of the time chart of FIG. 4, the output line voltage V inv of the voltage type inverter unit 13 is changed to a rectangular wave AC, and a positive voltage (+ V dc ) and a negative voltage (−V dc ). Can control the pulse width.

なお、電圧型インバータ部13の制御は上述した鋸波を用いる以外にも、三角波キャリア比較方式を用いてもよい。また、上述した電圧型インバータ部13の制御方法は一例であって、他の制御方法を用いることもできる。たとえば、電圧や電力などの負荷出力を検出し、電力指令Prefを設定するフィードバック系で制御構成を組んでもよい。車両では、 バッテリの充電状態をコントロールするバッテリコントローラを搭載しているので、その情報を通信でもらい、電力指令Prefとしてもよい。また、電圧型インバータ部13と送電側の共振回路15との間に絶縁トランスを設け、絶縁トランスの一次側に共振回路を構成するコンデンサを接続してもよい。また、高周波交流電源14は、三相交流電源11と、整流器12と、平滑コンデンサCと、電圧型インバータ部13とで構成される一例を示したが、高周波交流電源14はスイッチング電源を含んだものであればよい。 The voltage type inverter unit 13 may be controlled by using a triangular wave carrier comparison method in addition to using the sawtooth wave described above. Moreover, the control method of the voltage type inverter part 13 mentioned above is an example, Comprising: Another control method can also be used. For example, the control configuration may be configured by a feedback system that detects a load output such as voltage and power and sets the power command Pref . Since the vehicle is equipped with a battery controller that controls the state of charge of the battery, the information may be obtained by communication and used as the power command Pref . Further, an insulating transformer may be provided between the voltage-type inverter unit 13 and the power transmission side resonance circuit 15, and a capacitor constituting the resonance circuit may be connected to the primary side of the insulation transformer. The high frequency AC power supply 14 includes a three-phase AC power supply 11, a rectifier 12, a smoothing capacitor C 3, is shown an example constituted by a voltage-type inverter unit 13, a high frequency alternating current power supply 14 includes a switching power supply If it is.

次に、図5および図6を参照して、送電コイルL1と受電コイルL2との結合係数κが変化することを説明する。図5A及び図5Bは、送電コイルL1(送電コイル)及び受電コイルL2(受電コイル)が対向した状態を示す平面図a)と、斜視図b),c)である。図5A及び図5Bにおいて、X軸及びY軸は、送電コイルL1及び受電コイルL2の平面方向を示し、Z軸は高さ方向を示す。なお、本説明のために、送電コイルL1及び受電コイルL2は共に同じ円形形状とされているが、本例は必ずしも円形にする必要はなく、また送電コイルL1と受電コイルL2とを同一の形状にする必要もない。   Next, with reference to FIG. 5 and FIG. 6, it will be described that the coupling coefficient κ between the power transmission coil L1 and the power reception coil L2 changes. 5A and 5B are a plan view a) showing a state where the power transmission coil L1 (power transmission coil) and the power reception coil L2 (power reception coil) face each other, and perspective views b) and c). 5A and 5B, the X axis and the Y axis indicate planar directions of the power transmission coil L1 and the power reception coil L2, and the Z axis indicates the height direction. For the purpose of this description, the power transmission coil L1 and the power reception coil L2 are both formed in the same circular shape, but in this example, it is not always necessary to have a circular shape, and the power transmission coil L1 and the power reception coil L2 have the same shape. There is no need to make it.

いま、送電コイルL1を地上に、受電コイルL2を車載したとした場合に、図5Aに示すように、平面方向であるX軸、Y軸方向において、受電コイルL2が送電コイルL1に合致するように車両が駐車場に駐車されればよいが、運転者の技量により、図5Bに示すように、送電コイルL1と受電コイルL2との相対的な位置が、平面方向において、ずれてしまうことがある。また、車両の高さは、車両の種類や積荷量によって異なるため、送電コイルL1と受電コイルL2との高さ方向Zの距離は車高によっても異なる。   Now, assuming that the power transmission coil L1 is on the ground and the power reception coil L2 is mounted on the vehicle, as shown in FIG. 5A, the power reception coil L2 matches the power transmission coil L1 in the X-axis and Y-axis directions which are planar directions. However, depending on the skill of the driver, as shown in FIG. 5B, the relative positions of the power transmission coil L1 and the power reception coil L2 may be shifted in the plane direction. is there. Further, since the height of the vehicle varies depending on the type of vehicle and the load, the distance in the height direction Z between the power transmission coil L1 and the power reception coil L2 also varies depending on the vehicle height.

図6は、図5A,5Bに示すX軸方向およびZ軸方向の受電コイルL2に対する結合係数κの変化の一例を示す。図6に示すように、送電コイルL1の中心と受電コイルL2の中心とが一致する場合(図6のX軸の値がゼロに相当)は、送電コイルL1と受電コイルL2との間の漏れ磁束は少なく、結合係数κは大きくなる(同図の例ではκ=0.8)。一方、送電コイルL1と受電コイルL2との位置がX軸方向にずれると(あるいはZ軸方向の高さが変わると)、漏れ磁束が多くなり、図6に示すように結合係数κは小さくなる(同図の例ではκ=0.1)。   FIG. 6 shows an example of changes in the coupling coefficient κ for the power receiving coil L2 in the X-axis direction and the Z-axis direction shown in FIGS. 5A and 5B. As shown in FIG. 6, when the center of the power transmission coil L1 coincides with the center of the power reception coil L2 (the value of the X axis in FIG. 6 corresponds to zero), the leakage between the power transmission coil L1 and the power reception coil L2 The magnetic flux is small and the coupling coefficient κ is large (κ = 0.8 in the example in the figure). On the other hand, when the positions of the power transmission coil L1 and the power reception coil L2 are shifted in the X-axis direction (or the height in the Z-axis direction is changed), the leakage magnetic flux increases, and the coupling coefficient κ decreases as shown in FIG. (In the example of the figure, κ = 0.1).

図7は、送電コイルL1と受電コイルL2との間の距離Lと結合係数κとの関係を示すグラフであり、距離Lとは、図5A,5B及び図6に示した受電コイルL2の平面方向X軸と高さ方向Z軸を用いて、L=√(X+Z)と定義する。なお、この場合は、送電コイルL1は固定とし、送電コイルL1に対する受電コイルL2の距離である。 FIG. 7 is a graph showing the relationship between the distance L between the power transmission coil L1 and the power reception coil L2 and the coupling coefficient κ. The distance L is the plane of the power reception coil L2 shown in FIGS. 5A, 5B and 6. Using the direction X-axis and the height direction Z-axis, L = √ (X 2 + Z 2 ) is defined. In this case, the power transmission coil L1 is fixed, and is the distance of the power reception coil L2 with respect to the power transmission coil L1.

ところで、電動歯ブラシやひげ剃りシェーバー等のコードレス化された家電製品、携帯機器の充電に採用されている非接触給電装置や工場のラインで用いられているレールシステムの非接触給電装置は、送電コイルL1と受電コイルL2との距離が相対的に移動しないため、結合係数κが変動することを想定しなくてもよい。そのため、固定化されている結合係数κ(又は距離L)を前提として、特定の結合係数κの下、受電装置50の共振回路52へ効率よく電力が供給されるよう、送電装置10の共振回路15及び受電装置50の共振回路52に含まれるコンデンサ、インダクタを設計すればよい。 By the way, cordless home appliances such as electric toothbrushes and shaving shavers, non-contact power supply devices used for charging portable devices, and non-contact power supply devices for rail systems used in factory lines are power transmission coils. Since the distance between L1 and the power receiving coil L2 does not move relatively, it is not necessary to assume that the coupling coefficient κ varies. Therefore, on the premise of the fixed coupling coefficient κ (or distance L), the resonance circuit of the power transmission device 10 is configured to efficiently supply power to the resonance circuit 52 of the power receiving device 50 under a specific coupling coefficient κ. 15 and a capacitor and an inductor included in the resonance circuit 52 of the power receiving device 50 may be designed.

しかしながら、上述したとおり送電コイルL1を地上(インフラ側)に設置し、受電コイルL2を車両に搭載して、非接触で車両のバッテリ53を充電するような場合は、車両の停止状態や車高状態によって結合係数κ(距離L)は大きく変化する。そのため、駐車時の位置ズレや車高による結合係数κ(距離L)の変化に対応するために、所望の出力電力を給電する給電範囲を決める必要がある。所望の出力電力(目標電力)とは、バッテリ53に充電する充電電力(例えば、6kW、10kW)をいい、給電範囲とは、結合係数κ(距離L)の変化を許容し、所望の出力電力を給電する範囲をいう。   However, as described above, when the power transmission coil L1 is installed on the ground (infrastructure side), the power reception coil L2 is mounted on the vehicle, and the battery 53 of the vehicle is charged in a non-contact manner, The coupling coefficient κ (distance L) varies greatly depending on the state. Therefore, in order to cope with a change in the coupling coefficient κ (distance L) due to a positional deviation at the time of parking or a vehicle height, it is necessary to determine a power supply range in which desired output power is supplied. The desired output power (target power) refers to the charging power (for example, 6 kW, 10 kW) that charges the battery 53, and the power supply range refers to the desired output power that allows a change in the coupling coefficient κ (distance L). The range where power is supplied.

図8は、縦軸をインバータ出力電圧Vinv(高周波交流電源14の出力電圧)とインバータ出力電流Iinv(高周波交流電源14の出力電流)とし、横軸を結合係数κ、および距離Lとしたグラフである。なお、電圧型インバータ部13の駆動周波数は一定f1とする。 In FIG. 8, the vertical axis represents the inverter output voltage V inv (output voltage of the high-frequency AC power supply 14) and the inverter output current I inv (output current of the high-frequency AC power supply 14), and the horizontal axis represents the coupling coefficient κ and the distance L. It is a graph. The driving frequency of the voltage type inverter unit 13 is constant f1.

ここで、電圧型インバータ部13は、装置の仕様上、許容電圧Vmaxと許容電流Imaxの電源容量を有するため、給電範囲に対して給電可能範囲でしか所望の出力電力を得ることができない。図8の例で説明すると、電圧型インバータ部13の許容電圧Vmaxと許容電流Imaxで制限を受ける範囲で決まる。ただし、給電可能範囲外は、所望の出力電力値を得ることができないのであって、給電できないわけではない。例えば、所望の出力電力値を6kWとすると、Vmax,Imaxにならないように供給電力を下げるため、給電可能範囲外は5kW,3kWと供給可能な電力値が下がることになる。 Here, the voltage type inverter unit 13 has a power supply capacity of an allowable voltage V max and an allowable current I max according to the specifications of the device, and therefore can obtain a desired output power only within a power supply range within the power supply range. . In the example of FIG. 8, it is determined by a range that is limited by the allowable voltage V max and the allowable current I max of the voltage type inverter unit 13. However, outside the power supply range, a desired output power value cannot be obtained, and power supply cannot be performed. For example, if the desired output power value is 6 kW, the supplied power is lowered so as not to reach V max and I max , and therefore the power value that can be supplied is reduced to 5 kW and 3 kW outside the power supply possible range.

確かに、給電範囲内で必要なインバータ電圧の最大値と電流の最大値を許容値とする電源容量を有するインバータで駆動すれば、給電範囲において所望の出力電力を得ることができる。しかし、これはコストアップに繋がってしまう。   Certainly, if the inverter is driven by an inverter having a power source capacity that allows the maximum value of the inverter voltage and the maximum value of the current required in the power supply range, desired output power can be obtained in the power supply range. However, this leads to an increase in cost.

図9は、図8と同様に、縦軸をインバータ出力電圧Vinvとインバータ出力電流Iinvとし、横軸を結合係数κ、および距離Lとしたグラフであるが、電圧型インバータ部13の駆動周波数を図8のf1とは異なるf2とした例である。インバータの電源容量Vmax,Imax、給電範囲は図8と同条件である。 FIG. 9 is a graph in which the vertical axis represents the inverter output voltage V inv and the inverter output current I inv and the horizontal axis represents the coupling coefficient κ and the distance L, as in FIG. In this example, the frequency is f2, which is different from f1 in FIG. The power supply capacities V max and I max of the inverter and the power supply range are the same as in FIG.

この場合も、インバータの駆動周波数をf2にしたため、図9に示す給電可能範囲でしか給電範囲に対して所望の出力電力を得ることができない。電圧型インバータ部13は、許容電圧Vmaxと許容電流Imaxの電源容量を有するため、インバータの許容電圧Vmaxと許容電流Imaxで制限を受ける範囲で決まるからである。 Also in this case, since the drive frequency of the inverter is set to f2, desired output power can be obtained with respect to the power supply range only in the power supply range shown in FIG. Voltage type inverter unit 13, because the tolerance for having a power supply capacity of the voltage V max and permissible current I max, determined by the extent that restricted the permissible voltage V max of the inverter permitted current I max.

そこで、本例の非接触給電システム1では、送電コイルL1と受電コイルL2との結合係数κ、具体的には距離Lに応じて電圧型インバータ部13の駆動周波数f1,f2を設定する。この場合に、結合係数κが小さいほど駆動周波数を高く設定し、結合係数κが大きいほど駆動周波数を低く設定する。具体的には、送電コイルL1と受電コイルL2との距離Lが大きいほど駆動周波数を高く設定し、距離Lが小さいほど駆動周波数を低く設定する。   Therefore, in the non-contact power feeding system 1 of this example, the driving frequencies f1 and f2 of the voltage type inverter unit 13 are set according to the coupling coefficient κ between the power transmitting coil L1 and the power receiving coil L2, specifically the distance L. In this case, the driving frequency is set higher as the coupling coefficient κ is smaller, and the driving frequency is set lower as the coupling coefficient κ is larger. Specifically, the driving frequency is set higher as the distance L between the power transmission coil L1 and the power receiving coil L2 is larger, and the driving frequency is set lower as the distance L is smaller.

図10は結合係数κが0〜1の給電範囲における給電可能範囲、すなわち給電範囲内で所望の出力電力(目標電力)を得ることができる範囲を示した図である。従来例では、インバータの駆動周波数が一定という条件で負荷53の抵抗成分に応じて周波数を可変するため、結合係数κ(距離L)が変化すると、電源容量Vmax,Imaxで制限を受け、同図10に示すように給電可能範囲は小さくなる。 FIG. 10 is a diagram showing a power supply possible range in the power supply range where the coupling coefficient κ is 0 to 1, that is, a range in which a desired output power (target power) can be obtained within the power supply range. In the conventional example, the frequency is varied according to the resistance component of the load 53 under the condition that the inverter drive frequency is constant. Therefore, when the coupling coefficient κ (distance L) changes, the power source capacities V max and I max are limited. As shown in FIG. 10, the power supply possible range becomes smaller.

これに対し、本例では、電圧型インバータ部13の駆動周波数(高周波交流電源14の周波数)を送電コイルL1と受電コイルL2との間の結合係数κ、具体的には距離Lに応じて周波数値f1,f2を設定するため、給電範囲を全て給電可能範囲とすることができる。換言すると、インバータ容量(電源容量)を最小に抑えることができるので装置のコストを低減できる(許容電流Imaxを下げられる)。 On the other hand, in this example, the drive frequency of the voltage-type inverter unit 13 (frequency of the high-frequency AC power supply 14) is determined according to the coupling coefficient κ between the power transmission coil L1 and the power reception coil L2, specifically the distance L. Since the values f1 and f2 are set, the entire power supply range can be set to a power supplyable range. In other words, since the inverter capacity (power capacity) can be minimized thereby reducing the cost of the apparatus (lowered the permissible current I max).

次に図11を参照して駆動周波数の設定方法について説明する。
図11は、図1及び図2の周波数制御部17の構成を示すブロック図である。周波数指令生成部17Aは、送電コイルL1と受電コイルL2との間の距離情報と、バッテリの残電圧や抵抗成分などの負荷情報とを入力値として周波数値fnを決定する周波数テーブル17A1と、周波数テーブル17A1から出力された周波数値fnと周波数値の初期値fとを比較しキャリア生成17Bへ周波数指令frefを出力する比較器17A2とを備える。
Next, a method for setting the drive frequency will be described with reference to FIG.
FIG. 11 is a block diagram showing a configuration of the frequency control unit 17 of FIGS. 1 and 2. The frequency command generation unit 17A includes a frequency table 17A1 that determines a frequency value fn by using distance information between the power transmission coil L1 and the power reception coil L2 and load information such as a remaining battery voltage and a resistance component as input values, and a comparator 17A2 outputs a frequency command f ref to the comparator and carrier generation 17B and an initial value f 0 of the output frequency value fn and frequency values from the table 17A1.

なお、周波数値の初期値fは、図2及び図11におけるキャリアの周波数(図4における各スイッチング素子S〜Sのパルスの基本成分の周波数)であり、インバータの出力電圧Vinvの基本波成分の周波数である。インバータの出力電圧Vinvは矩形波であるため、本例では基本波成分のことをインバータ駆動周波数と呼ぶ。 The initial value f 0 of the frequency value is the frequency of the carrier in FIGS. 2 and 11 (the frequency of the basic component of the pulse of each switching element S 1 to S 4 in FIG. 4), and the output voltage V inv of the inverter This is the frequency of the fundamental wave component. Since the output voltage V inv of the inverter is a rectangular wave, in this example, the fundamental wave component is called an inverter drive frequency.

本例において、周波数値の初期値fは使用頻度が高い状態における駆動周波数値が設定されている。図10で説明すると、所望の出力電力を給電したい給電範囲における結合係数κの大きい状態での周波数値fが設定されている。換言すると、給電範囲内における距離Lが最小の状態における周波数値fが設定されている。 In this example, the initial value f 0 of the frequency values driving frequency value at high frequency of use state is set. With reference to FIG. 10, the frequency value f 2 at a large state of the coupling coefficient κ of the power supply range to be powered the desired output power is set. In other words, the frequency value f 2 is set distance L at the minimum state in the power supply range.

図11に戻り、比較器17A2は、周波数テーブル17A1から出力された周波数値fnと初期値fとを比較し、fnが初期値fと異なる場合は、周波数値fnを採用し、周波数指令frefとしてキャリア生成部17Bへ出力する。また、周波数テーブル17A1から出力された周波数値fnが初期値fと同じ場合は、そのまま初期値fを周波数指令frefとしてキャリア生成部17Bへ出力する。 Returning to Figure 11, the comparator 17A2 compares the frequency value fn and the initial value f 0 output from the frequency table 17A1, if fn is different from the initial value f 0 employs a frequency value fn, frequency command and outputs it to the carrier generating unit 17B as f ref. Also, if the same frequency value fn output from the frequency table 17A1 is the initial value f 0 is directly outputs the initial value f 0 to the carrier generator 17B as the frequency instruction fref.

ここで、周波数テーブル17A1へ入力される距離情報の距離Lの検出方法は特に限定されず、例えば、送電コイルL1側あるいは受電コイルL2側に位置検出カメラ19(図1参照)を搭載してコイル間の距離を検出してもよいし、または、レーダや距離センサを用いて検出してもよい。 Here, the detection method of the distance L of the distance information input to the frequency table 17A1 is not particularly limited. For example, the position detection camera 19 (see FIG. 1) is mounted on the power transmission coil L1 side or the power reception coil L2 side to form a coil. The distance between them may be detected, or may be detected using a radar or a distance sensor.

また、図7に示したとおり距離Lと結合係数κとは相関関係であるので、結合係数推定器を設け、結合係数κを求めて距離Lとしてもよい。なお、結合係数推定器は、送電コイルL1と受電コイルL2との結合係数κを推定するものであり、例えば、送電コイルの電圧(又は電流)と受電コイルの電圧(又は電流)を用いて結合係数κを推定してもよいし、送電コイル側の電圧、電流値を用いて結合係数κを推定してもよい。本例では、周波数テーブル17A1に距離L又は結合係数κといった距離情報が入力されれば足り、その具体的手段は特に限定されない。   Since the distance L and the coupling coefficient κ are correlated as shown in FIG. 7, a coupling coefficient estimator may be provided to obtain the coupling coefficient κ and set it as the distance L. The coupling coefficient estimator estimates the coupling coefficient κ between the power transmission coil L1 and the power reception coil L2, and is coupled using, for example, the voltage (or current) of the power transmission coil and the voltage (or current) of the power reception coil. The coefficient κ may be estimated, or the coupling coefficient κ may be estimated using the voltage and current values on the power transmission coil side. In this example, it is sufficient that distance information such as the distance L or the coupling coefficient κ is input to the frequency table 17A1, and the specific means is not particularly limited.

なお、周波数テーブル17A1に入力する距離情報の更新は、給電開始時と給電途中で数回程度行うことが好ましい。一旦給電を開始すると送電コイルL1と受電コイルL2との距離L(結合係数κ)が変化することはそれほど頻繁には起こらないと考えられるからである。ただし、給電中に荷物の出し入れをした場合や車両がパンクした場合は車高(Z方向)が変化するため、距離Lが変化する。そのため、給電途中でも距離情報の更新を数回程度行うことが好ましい。この更新回数は特に限定されず、例えば数分毎に更新する。   The distance information input to the frequency table 17A1 is preferably updated several times at the start of feeding and during feeding. This is because it is considered that the change in the distance L (coupling coefficient κ) between the power transmission coil L1 and the power reception coil L2 does not occur so frequently once power supply is started. However, the distance L changes because the vehicle height (Z direction) changes when a luggage is taken in and out during power supply or when the vehicle punctures. Therefore, it is preferable to update the distance information several times even during power feeding. The number of updates is not particularly limited, and is updated every few minutes, for example.

同様に、周波数テーブル17A1に入力する負荷情報の更新も、給電開始時と給電途中で数回程度行うことが好ましい。給電開始時は、残電圧や抵抗成分からバッテリの残容量が何%であるかを知らなければならないため負荷情報の入力は必須である。ただし、残電圧や抵抗成分といったバッテリ状態は急変するものではなく、バッテリの充電状態SOCによるものであるため、給電途中はリアルタイムに更新しなくても数回程度行えばよい。負荷情報は、たとえばバッテリの状態を管理するバッテリコントローラで設定し、更新情報を設定することができる。   Similarly, it is preferable to update the load information input to the frequency table 17A1 several times at the start of feeding and during feeding. When power supply is started, it is necessary to know how much the remaining capacity of the battery is from the remaining voltage and the resistance component, so it is essential to input the load information. However, since the battery state such as the residual voltage and the resistance component does not change suddenly but depends on the state of charge SOC of the battery, it may be performed several times without being updated in real time during power feeding. The load information can be set by, for example, a battery controller that manages the state of the battery, and update information can be set.

次に、図12及び図13を用いて周波数テーブル17A1における処理について説明する。周波数テーブル17A1は、図12に示すような距離Lと周波数値fnの関係を有する制御マップを備える。すなわち、距離Lが近い場合は相対的に小さい周波数値f2に設定し、距離Lが遠い場合は相対的に大きい周波数値f1に設定する(f1>f2)。この制御マップを有する周波数テーブル17A1を用いて周波数値fnを決定する。 Next, processing in the frequency table 17A1 will be described with reference to FIGS. The frequency table 17A1 includes a control map having a relationship between the distance L and the frequency value fn as shown in FIG. That is, when the distance L is short, the frequency value f2 is set to be relatively small, and when the distance L is long, the frequency value f1 is set to be relatively large (f1> f2). The frequency value fn is determined using the frequency table 17A1 having this control map.

また、上述したように距離Lと結合係数κは相関関係にあるので、図13に示すような結合係数κと周波数値fnの関係を有する制御マップを備えてもよい。この場合に、結合係数が大きい場合は相対的に低い周波数値f2に設定し、結合係数が小さい場合は相対的に高い周波数値f1に設定する。この制御マップを有する周波数テーブル17A1を用いて周波数値fnを決定することもできる。   Further, as described above, since the distance L and the coupling coefficient κ are correlated, a control map having a relationship between the coupling coefficient κ and the frequency value fn as shown in FIG. 13 may be provided. In this case, when the coupling coefficient is large, it is set to a relatively low frequency value f2, and when the coupling coefficient is small, it is set to a relatively high frequency value f1. The frequency value fn can also be determined using the frequency table 17A1 having this control map.

なお、図12及び図13に示す制御マップでは、周波数値f1とf2が重複しないように設定されているが、周波数値fnを重複させてもよい。ただし、距離L又は結合係数κに対して周波数値fnが重複している距離L(結合係数κ)は、周波数値fnがチャタリングしないようにヒステリシス幅などを設け、距離L又は結合係数κに対して一義的に周波数値fnが求まるように対策することが望ましい。   In the control maps shown in FIGS. 12 and 13, the frequency values f1 and f2 are set so as not to overlap, but the frequency values fn may be overlapped. However, the distance L (coupling coefficient κ) where the frequency value fn overlaps the distance L or the coupling coefficient κ is provided with a hysteresis width or the like so that the frequency value fn does not chatter, and the distance L or the coupling coefficient κ It is desirable to take measures so that the frequency value fn can be determined uniquely.

以上の実施の形態によれば、図12又は図13の制御マップを有する周波数テーブルを用いて、電圧型インバータ部13の駆動周波数を設定するので、図10に示すように、電源容量(Vmax,Imax)が制限された条件下でも所望の電力を給電できる範囲を拡大することができ、電力の伝送効率が高くなる。換言すれば、電源容量を低減でき、コストを低減することができる。   According to the above embodiment, since the drive frequency of the voltage type inverter unit 13 is set using the frequency table having the control map of FIG. 12 or FIG. 13, as shown in FIG. The range in which desired power can be supplied even under conditions where Imax) is limited can be expanded, and the power transmission efficiency is increased. In other words, the power supply capacity can be reduced and the cost can be reduced.

《第2実施形態》
図14及び図15は、本発明の第2実施形態を示す要部ブロック図及び制御マップであり、本例は、上述した第1実施形態に比べ、周波数テーブル17A1に入力される情報が異なり、その他の構成は同じである。したがって、相違する構成を主として説明し、共通する構成については第1実施形態に関する記載を援用する。
<< Second Embodiment >>
14 and 15 are main part block diagrams and control maps showing the second embodiment of the present invention. In this example, the information input to the frequency table 17A1 is different from that of the first embodiment described above. Other configurations are the same. Therefore, the different configuration will be mainly described, and the description related to the first embodiment is used for the common configuration.

図14は、図1及び図2の周波数制御部17の構成を示すブロック図である。本例では、第1実施形態の距離情報に代えて電流情報、具体的にはインバータ出力電流iinvが周波数テーブル17A1に入力される。なお、バッテリの残電圧や抵抗成分などの負荷情報は、第1実施形態と同様に周波数テーブル17A1に入力される。 FIG. 14 is a block diagram showing a configuration of the frequency control unit 17 of FIGS. 1 and 2. In this example, instead of the distance information of the first embodiment, current information, specifically, inverter output current i inv is input to the frequency table 17A1. Note that load information such as the remaining voltage and resistance component of the battery is input to the frequency table 17A1 as in the first embodiment.

周波数テーブル17A1に入力される電流情報(インバータ出力電流iinv)とは、一定電圧Vinvを印加したときのインバータの出力電流iinvである。例えば、給電開始時や給電中において、たとえば200Vなどの所定の電圧を印加したときにインバータから出力される電流値を周波数テーブル17A1へ入力する。 The current information (inverter output current i inv ) input to the frequency table 17A1 is the output current i inv of the inverter when the constant voltage V inv is applied. For example, the current value output from the inverter when a predetermined voltage such as 200 V is applied at the start of power supply or during power supply is input to the frequency table 17A1.

次に、図15を参照しながら周波数テーブル17A1における処理について説明する。周波数テーブル17A1は、図15に示すような一定電圧印加時の出力電流(インバータ出力電流iinv)と周波数値fnの関係を有する制御マップを備える。すなわち、出力電流iinvが小さい場合は相対的に高い周波数値f1に設定し、出力電流iinvが大きい場合は相対的に低い周波数値f2に設定する。この制御マップを有する周波数テーブル17A1を用いて周波数値fnを決定する。なお、印加する一定電圧は予め周波数テーブル17A1を備える際に用いた電圧値と同一にする。 Next, processing in the frequency table 17A1 will be described with reference to FIG. The frequency table 17A1 includes a control map having a relationship between an output current (inverter output current i inv ) when a constant voltage is applied and a frequency value fn as shown in FIG. That is, when the output current i inv is small, it is set to a relatively high frequency value f1, and when the output current i inv is large, it is set to a relatively low frequency value f2. The frequency value fn is determined using the frequency table 17A1 having this control map. Note that the constant voltage to be applied is the same as the voltage value used when the frequency table 17A1 is provided in advance.

ちなみに、出力電流値iinvの検出は、電圧型インバータ部13の出力回路に電流センサを設けることにより検出することができる。その際の電流値は、特に限定されず、ピークホールド(Ipk)や平均値(Iavr)のいずれでもよい。周波数テーブル17A1の制御マップを作成する条件と一致していればよい。 Incidentally, the detection of the output current value i inv can be detected by providing a current sensor in the output circuit of the voltage type inverter unit 13. The current value at that time is not particularly limited, and may be either a peak hold (I pk ) or an average value (I avr ). It suffices if it matches the conditions for creating the control map of the frequency table 17A1.

以上の実施の形態によれば、図15の制御マップを有する周波数テーブルを用いて、電圧型インバータ部13の駆動周波数を設定するので、図10に示すように、電源容量Vmax,Imaxが制限された条件下でも所望の電力を給電できる範囲を拡大することができ、電力の伝送効率が高くなる。換言すれば、電源容量を低減でき、コストを低減することができる。 According to the above embodiment, since the drive frequency of the voltage type inverter unit 13 is set using the frequency table having the control map of FIG. 15, the power source capacities V max and I max are as shown in FIG. The range in which desired power can be supplied even under limited conditions can be expanded, and the power transmission efficiency is increased. In other words, the power supply capacity can be reduced and the cost can be reduced.

《第3実施形態》
図16は、本発明の第3実施形態を示す要部ブロック図であり、上述した第2実施形態に比べ、周波数テーブル17A1に入力される情報が異なり、その他の構成は同じである。したがって、相違する構成を主として説明し、共通する構成については第1及び第2実施形態に関する記載を援用する。
<< Third Embodiment >>
FIG. 16 is a principal block diagram showing the third embodiment of the present invention. Compared with the second embodiment described above, the information input to the frequency table 17A1 is different and the other configurations are the same. Therefore, different configurations are mainly described, and the descriptions regarding the first and second embodiments are used for the common configurations.

図16は、図1及び図2の周波数制御部17の構成を示すブロック図である。本例では、第2実施形態の負荷情報を省略し、電流情報、具体的にはインバータ出力情報iinvのみが周波数テーブル17A1に入力される。 FIG. 16 is a block diagram illustrating a configuration of the frequency control unit 17 of FIGS. 1 and 2. In this example, the load information of the second embodiment is omitted, and only current information, specifically, inverter output information i inv is input to the frequency table 17A1.

ここで、図16に示す電流情報(インバータ出力電流iinv)とは、一定電圧Vinvを印加したときの位相情報θiinvを持ったインバータの出力電流iinvである。この交流電流は、大きさと位相を有するため、この2つの情報と一定電圧Vinvを用いて、バッテリなどの負荷の状態も推定することができる。したがって、あらためて負荷情報を入力する必要はなく、電流情報(|Iinv|,θiinv)を入力し、周波数テーブル17A1によって負荷情報と周波数値fnを設定することができる。 Here, the current information (inverter output current i inv ) shown in FIG. 16 is the output current i inv of the inverter having the phase information θi inv when the constant voltage V inv is applied. Since this alternating current has a magnitude and a phase, it is possible to estimate the state of a load such as a battery using the two pieces of information and the constant voltage V inv . Therefore, it is not necessary to input the load information again, the current information (| I inv |, θi inv ) can be input, and the load information and the frequency value fn can be set by the frequency table 17A1.

《第4実施形態》
図17及び図18は、本発明の第4実施形態を示す要部ブロック図及び制御マップであり、本例は、上述した第2実施形態に比べ、周波数テーブル17A1に入力される情報が異なり、その他の構成は同じである。したがって、相違する構成を主として説明し、共通する構成については第1及び第2実施形態に関する記載を援用する。
<< 4th Embodiment >>
FIGS. 17 and 18 are main part block diagrams and control maps showing the fourth embodiment of the present invention. In this example, information input to the frequency table 17A1 is different from that of the second embodiment described above. Other configurations are the same. Therefore, different configurations are mainly described, and the descriptions regarding the first and second embodiments are used for the common configurations.

図17は、図1及び図2の周波数制御部17の構成を示すブロック図である。本例では、第2実施形態の電流情報に代えて、一定電圧Vinvを印加したときのインバータの出力電流iinvを演算部17A3に入力し、演算部17A3でインバータの出力電流値iinvと印加された一定電圧Vinvとから入力インピーダンスZinを演算し、これを周波数テーブル17A1の入力とする。なお、バッテリの残電圧や抵抗成分などの負荷情報は、第1実施形態と同様に周波数テーブル17A1に入力される。 FIG. 17 is a block diagram showing a configuration of the frequency control unit 17 of FIGS. 1 and 2. In this example, instead of the current information of the second embodiment, the output current i inv of the inverter when the constant voltage V inv is applied is input to the calculation unit 17A3, and the output current value i inv of the inverter is calculated by the calculation unit 17A3. The input impedance Z in is calculated from the applied constant voltage V inv and used as the input of the frequency table 17A1. Note that load information such as the remaining voltage and resistance component of the battery is input to the frequency table 17A1 as in the first embodiment.

次に、図18を参照しながら周波数テーブル17A1における処理について説明する。周波数テーブル17A1は、図18に示すようなインバータ出力側から見た入力インピーダンスの絶対値|Zin|と周波数値fnとの関係を有する制御マップを備える。すなわち、インピーダンス|Zin|が小さい場合は相対的に低い周波数値f2を設定し、インピーダンス|Zin|が大きい場合は相対的に高い周波数値f1を設定する。この制御マップを有する周波数テーブル17A1を用いて周波数値fnを決定する。 Next, processing in the frequency table 17A1 will be described with reference to FIG. The frequency table 17A1 includes a control map having a relationship between the absolute value | Z in | of the input impedance viewed from the inverter output side and the frequency value fn as shown in FIG. That is, when the impedance | Z in | is small, a relatively low frequency value f2 is set, and when the impedance | Z in | is large, a relatively high frequency value f1 is set. The frequency value fn is determined using the frequency table 17A1 having this control map.

ちなみに、入力インピーダンスの絶対値を演算する際に用いる出力電流値iinvの検出は、電圧型インバータ部13の出力回路に電流センサを設けることより検出することができる。その際の電流値は、特に限定されず、ピークホールド(Ipk)や平均値(Iavr)のいずれでもよい。周波数テーブル17A1の制御マップを作成する条件と一致していればよい。 Incidentally, the detection of the output current value i inv used when calculating the absolute value of the input impedance can be detected by providing a current sensor in the output circuit of the voltage type inverter unit 13. The current value at that time is not particularly limited, and may be either a peak hold (I pk ) or an average value (I avr ). It suffices if it matches the conditions for creating the control map of the frequency table 17A1.

なお、図17の周波数テーブル17A1に負荷情報を入力することに代えて、電流情報(インバータ出力電流)として一定電圧Vinvを印加したときの位相情報θiinvを有するインバータ出力電流iinvを入力してもよい。上記第3実施形態にて説明したとおり、入力インピーダンスZinの演算もインピーダンスの大きさ|Zin|と位相θZinを演算部17A3から出力すれば、周波数テーブル17A1にて負荷情報および周波数fnが設定できる。 In addition, instead of inputting the load information to the frequency table 17A1 in FIG. 17, an inverter output current i inv having phase information θ iinv when a constant voltage V inv is applied as current information (inverter output current) is input. May be. As described in the third embodiment, when the calculation of the input impedance Z in is performed by outputting the impedance magnitude | Z in | and the phase θ Zin from the calculation unit 17A3, the load information and the frequency fn are obtained in the frequency table 17A1. Can be set.

《第5実施形態》
上述した各実施の形態では、電圧型インバータ部13の駆動周波数fnを結合係数κ、距離L、インバータ出力電流値iinv又はインピーダンスZinに応じて相対的に高い周波数f1と相対的に低い周波数f2のいずれかに設定したが、3つ以上の周波数f1,f2,f3,…fnに設定してもよい。
<< 5th Embodiment >>
In each of the embodiments described above, the drive frequency fn of the voltage-type inverter unit 13 is set to a relatively high frequency f1 and a relatively low frequency f2 according to the coupling coefficient κ, the distance L, the inverter output current value iinv, or the impedance Zin. Although set to any one, it may be set to three or more frequencies f1, f2, f3,... Fn.

図19は、図12に示す第1実施形態の周波数テーブル17A1が距離Lに応じた周波数値fnを4つ設定値として備える場合を示すグラフである。なお、周波数値の設定方法は周波数値fnが2つの場合と同じである。本例では、電圧型インバータ部13の駆動周波数値を4種類用いて、負荷状態以外に距離Lに応じて設定することで、図20に示すように第1〜第4実施形態よりも給電範囲をさらに拡大することができる。つまり、電源容量Vmax,Imaxが制限された条件下でも所望の電力を給電できる範囲を拡大することができる。したがって、電源容量を低減でき、コストを低減することができる。 FIG. 19 is a graph illustrating a case where the frequency table 17A1 of the first embodiment illustrated in FIG. 12 includes four frequency values fn corresponding to the distance L as set values. Note that the frequency value setting method is the same as in the case of two frequency values fn. In this example, by using four types of drive frequency values of the voltage type inverter unit 13 and setting according to the distance L in addition to the load state, as shown in FIG. 20, the power supply range is more than that of the first to fourth embodiments. Can be further expanded. That is, the range in which desired power can be supplied even under conditions where the power supply capacities V max and I max are limited can be expanded. Therefore, the power source capacity can be reduced and the cost can be reduced.

なお、周波数設定値の個数は限定されず、給電範囲内がカバーできる個数であればよい。また、図19に示す例では離散的な4つの駆動周波数f1〜f4を設定したが、図21に示すように連続的な駆動周波数fnを設定してもよい。   The number of frequency setting values is not limited as long as the power supply range can be covered. Further, in the example shown in FIG. 19, four discrete drive frequencies f1 to f4 are set, but a continuous drive frequency fn may be set as shown in FIG.

ここで、周波数テーブル17A1に入力されるバッテリの残電圧や抵抗成分などの負荷情報に関して説明する。 図22はインバータの駆動周波数f1を一定とした場合のインバータ電圧Vinv、インバータ電流Iinvの特性図である。図22(A)は縦軸をインバータ電圧Vinv、横軸を結合係数κ(距離L)とし、図22(B)は縦軸をインバータ電流Iinv、横軸を結合係数κ(距離L)とした特性を示す。 Here, the load information such as the remaining battery voltage and the resistance component input to the frequency table 17A1 will be described. FIG. 22 is a characteristic diagram of the inverter voltage V inv and the inverter current I inv when the drive frequency f1 of the inverter is constant. 22A, the vertical axis represents the inverter voltage V inv , the horizontal axis represents the coupling coefficient κ (distance L), and in FIG. 22B, the vertical axis represents the inverter current I inv , and the horizontal axis represents the coupling coefficient κ (distance L). The characteristics are shown.

図22(A)において、図8の特性VinvAから負荷の状態(バッテリの充電量)が変化した状態をVinvBとして示す。また図22(B)において、図8の特性IinvAから負荷の状態(バッテリの充電量)が変化した状態をIinvBとして示す。 In FIG. 22A, a state in which the state of the load (the amount of charge of the battery) has changed from the characteristic V inv A in FIG. 8 is shown as V inv B. In FIG. 22B, a state in which the load state (battery charge amount) has changed from the characteristic I inv A in FIG. 8 is shown as I inv B.

図22に示すように、バッテリ状態が変化するとインバータ電圧Vinv、インバータ電流Iinvは変化するので、これにともない給電可能範囲も変化する。そのため、図23に示すように、バッテリ状態に応じた周波数テーブルも備えておく必要がある。例えば、バッテリ状態Aとバッテリ状態Bなどである。 As shown in FIG. 22, when the battery state changes, the inverter voltage V inv and the inverter current I inv change, and accordingly, the power supply possible range also changes. Therefore, as shown in FIG. 23, it is necessary to provide a frequency table corresponding to the battery state. For example, battery state A and battery state B.

《第6実施形態》
本発明に係る共振回路15,52の構成は特に限定されず種々に変更することができる。図24は本例に係る非接触給電装置を示すブロック図であり、図1に示す例との違いは、受電装置50の共振回路52の構成である。すなわち、本例の受電装置50の共振回路52は、受電コイルL2と、当該受電コイルL2に並列に接続されたコンデンサC2Pとで構成されている。
<< 6th Embodiment >>
The configuration of the resonance circuits 15 and 52 according to the present invention is not particularly limited and can be variously changed. FIG. 24 is a block diagram showing the non-contact power feeding device according to this example, and the difference from the example shown in FIG. 1 is the configuration of the resonance circuit 52 of the power receiving device 50. That is, the resonance circuit 52 of the power receiving device 50 of the present example includes the power receiving coil L2 and the capacitor C2P connected in parallel to the power receiving coil L2.

図25は図8、図26は図9にそれぞれ対応する特性図であり、共振回路15,52(送電コイルL1の前に並列コンデンサC1p、受電コイルL2の後に並列コンデンサC2p)が違うため、インバータ電流Iinv及びインバータ電圧Vinvの特性が異なることになる。第1〜第5実施形態に係る共振回路15,52に比べて、周波数を一定f1にした場合に給電可能範囲が狭くなる。 FIG. 25 is a characteristic diagram corresponding to FIG. 8 and FIG. 26 is a characteristic diagram corresponding to FIG. 9, respectively, because the resonance circuits 15 and 52 (the parallel capacitor C 1p before the power transmission coil L1 and the parallel capacitor C 2p after the power reception coil L2) are different. Therefore, the characteristics of the inverter current I inv and the inverter voltage V inv are different. Compared with the resonance circuits 15 and 52 according to the first to fifth embodiments, the power supply range is narrowed when the frequency is set to a constant f1.

しかしながら、図24の共振回路15,52を用いた場合でも、本例のように送電コイルL1と受電コイルL2との間の距離L、結合係数κ、インバータ出力電流iinv、送電装置10から見たインピーダンスZinに応じて電圧型インバータ部13の駆動周波数を設定することで、図10や図20に示すように、電源容量Vmax,Imaxが制限された条件下でも所望の電力を給電できる範囲を拡大することができる。したがって、電源容量を低減でき、コストを低減することができる。 However, even when the resonance circuits 15 and 52 of FIG. 24 are used, the distance L between the power transmission coil L1 and the power reception coil L2, the coupling coefficient κ, the inverter output current i inv , and the power transmission device 10 as in this example. By setting the drive frequency of the voltage type inverter unit 13 according to the impedance Z in , desired power can be supplied even under conditions where the power source capacities V max and I max are limited as shown in FIGS. The possible range can be expanded. Therefore, the power source capacity can be reduced and the cost can be reduced.

上記高周波交流電源部14は本発明に係る発振手段に相当し、上記制御部16は本発明に係る制御手段に相当し、上記位置検出カメラ19は本発明に係る検出手段に相当する。   The high-frequency AC power supply unit 14 corresponds to the oscillation unit according to the present invention, the control unit 16 corresponds to the control unit according to the present invention, and the position detection camera 19 corresponds to the detection unit according to the present invention.

1…非接触給電システム
10…送電装置
11…交流電源部
12…直流電源部
13…電圧型インバータ部
〜D10…ダイオード
1P,C3…コンデンサ
〜S…MOSFET
…送電コイル
14…高周波交流電源部
15…共振回路
16…制御部
17…周波数制御部
17A…周波数指令生成部
17B…キャリア生成部
18…電圧指令生成部
18A…電圧振幅指令生成部
18B…SWパルス生成部
19…位置検出カメラ
50…受電装置
…受電コイル
11〜D14…ダイオード
2S,C2P…コンデンサ
51…整流部
52…共振回路
53…負荷
1 ... non-contact power supply system 10 ... power transmission apparatus 11 ... AC power supply unit 12 ... DC power supply 13 ... voltage type inverter unit D 1 to D 10 ... diodes C 1P, C 3 ... capacitors S 1 to S 4 ... MOSFET
L 1 ... power transmission coil 14 ... high-frequency AC power supply unit 15 ... resonance circuit 16 ... control unit 17 ... frequency control unit 17A ... frequency command generation unit 17B ... carrier generation unit 18 ... voltage command generation unit 18A ... voltage amplitude command generation unit 18B ... SW pulse generator 19 ... position detection camera 50 ... power receiving device L 2 ... power receiving coils D 11 to D 14 ... diode C 2S , C 2P ... capacitor 51 ... rectifier 52 ... resonance circuit 53 ... load

Claims (14)

通電される送電コイルを有する送電装置と、
少なくとも磁気的結合によって前記送電装置からの電力を受電する受電コイルを有する受電装置と、
前記送電コイルに交流電力を入力する発振手段と、
前記送電コイルと前記受電コイルとの距離を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された距離が大きいほど前記発振手段による前記交流電力の発振周波数を高く設定し、前記距離が小さいほど前記発振周波数を低く設定する制御手段と、を備えることを特徴とする非接触給電装置。
A power transmission device having a power transmission coil to be energized;
A power receiving device having a power receiving coil for receiving power from the power transmitting device by at least magnetic coupling;
Oscillating means for inputting AC power to the power transmission coil;
Detection means for detecting a distance between the power transmission coil and the power reception coil;
Control means for setting the oscillation frequency of the AC power by the oscillation means higher as the distance detected by the detection means is larger, and setting the oscillation frequency lower as the distance is smaller. Contact power supply device.
受電装置に対して、少なくとも磁気的結合によって電力を送電する送電装置を備える非接触給電装置であって、
前記送電装置は、
通電される送電コイルと、
前記送電コイルに交流電力を入力する発振手段と、
前記送電コイルと前記受電装置の受電コイルとの距離を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された距離が大きいほど前記発振手段による前記交流電力の発振周波数を高く設定し、前記距離が小さいほど前記発振周波数を低く設定する制御手段と、を備えることを特徴とする非接触給電装置。
A non-contact power feeding device including a power transmission device that transmits electric power at least by magnetic coupling to a power receiving device,
The power transmission device is:
A power transmission coil to be energized;
Oscillating means for inputting AC power to the power transmission coil;
Detection means for detecting a distance between the power transmission coil and a power reception coil of the power reception device;
Control means for setting the oscillation frequency of the AC power by the oscillation means higher as the distance detected by the detection means is larger, and setting the oscillation frequency lower as the distance is smaller. Contact power supply device.
少なくとも磁気的結合によって送電装置からの電力を受電する受電装置を備える非接触給電装置であって、
前記受電装置は、
前記送電装置からの電力を受電する受電コイルと、
前記受電コイルと前記送電装置の送電コイルとの距離を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された距離が大きいほど前記送電コイルに入力する交流電力の発振周波数を高く設定し、前記距離が小さいほど前記発振周波数を低く設定する制御手段と、を備えることを特徴とする非接触給電装置。
A non-contact power feeding device including a power receiving device that receives power from a power transmitting device by at least magnetic coupling,
The power receiving device is:
A power receiving coil for receiving power from the power transmitting device;
Detecting means for detecting a distance between the power receiving coil and the power transmitting coil of the power transmitting device;
Control means for setting the oscillation frequency of AC power input to the power transmission coil to be higher as the distance detected by the detection means is larger, and setting the oscillation frequency to be lower as the distance is smaller. Non-contact power feeding device.
通電される送電コイルを有する送電装置と、
少なくとも磁気的結合によって前記送電装置からの電力を受電する受電コイルを有する受電装置と、
前記送電コイルに交流電力を入力する発振手段と、
前記送電コイルと前記受電コイルとの結合係数を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された結合係数が小さいほど前記発振手段による前記交流電力の発振周波数を高く設定し、前記結合係数が大きいほど前記発振周波数を低く設定する制御手段と、を備えることを特徴とする非接触給電装置。
A power transmission device having a power transmission coil to be energized;
A power receiving device having a power receiving coil for receiving power from the power transmitting device by at least magnetic coupling;
Oscillating means for inputting AC power to the power transmission coil;
Detection means for detecting a coupling coefficient between the power transmission coil and the power reception coil;
Control means for setting the oscillation frequency of the AC power by the oscillation means to be higher as the coupling coefficient detected by the detection means is smaller, and setting the oscillation frequency to be lower as the coupling coefficient is larger. A non-contact power feeding device.
受電装置に対して、少なくとも磁気的結合によって電力を送電する送電装置を備える非接触給電装置であって、
前記送電装置は、
通電される送電コイルと、
前記送電コイルに交流電力を入力する発振手段と、
前記送電コイルと前記受電装置の受電コイルとの結合係数を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された結合係数が小さいほど前記発振手段による前記交流電力の発振周波数を高く設定し、前記結合係数が大きいほど前記発振周波数を低く設定する制御手段と、を備えることを特徴とする非接触給電装置。
A non-contact power feeding device including a power transmission device that transmits electric power at least by magnetic coupling to a power receiving device,
The power transmission device is:
A power transmission coil to be energized;
Oscillating means for inputting AC power to the power transmission coil;
Detection means for detecting a coupling coefficient between the power transmission coil and the power reception coil of the power reception device;
Control means for setting the oscillation frequency of the AC power by the oscillation means to be higher as the coupling coefficient detected by the detection means is smaller, and setting the oscillation frequency to be lower as the coupling coefficient is larger. A non-contact power feeding device.
少なくとも磁気的結合によって送電装置からの電力を受電する受電装置を備える非接触給電装置であって、
前記受電装置は、
前記送電装置からの電力を受電する受電コイルと、
前記受電コイルと前記送電装置の送電コイルとの結合係数を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された結合係数が小さいほど前記送電コイルに入力する交流電力の発振周波数を高く設定し、前記結合係数が大きいほど前記発振周波数を低く設定する制御手段と、を備えることを特徴とする非接触給電装置。
A non-contact power feeding device including a power receiving device that receives power from a power transmitting device by at least magnetic coupling,
The power receiving device is:
A power receiving coil for receiving power from the power transmitting device;
Detecting means for detecting a coupling coefficient between the power receiving coil and the power transmitting coil of the power transmitting device;
Control means for setting the oscillation frequency of the AC power input to the power transmission coil to be higher as the coupling coefficient detected by the detection means is smaller, and setting the oscillation frequency to be lower as the coupling coefficient is larger. A non-contact power feeding device.
通電される送電コイルを有する送電装置と、
少なくとも磁気的結合によって前記送電装置からの電力を受電する受電コイルを有する受電装置と、
前記送電コイルに交流電力を入力する発振手段と、
所定電圧の交流電力が入力された場合の前記送電コイルの電流を検出する電流検出手段と、
前記電流検出手段により検出された電流値が大きいほど前記発振手段による前記交流電力の発振周波数を高く設定し、前記電流値が小さいほど前記発振周波数を低く設定する制御手段と、を備えることを特徴とする非接触給電装置。
A power transmission device having a power transmission coil to be energized;
A power receiving device having a power receiving coil for receiving power from the power transmitting device by at least magnetic coupling;
Oscillating means for inputting AC power to the power transmission coil;
Current detection means for detecting a current of the power transmission coil when AC power of a predetermined voltage is input;
Control means for setting the oscillation frequency of the AC power by the oscillation means to be higher as the current value detected by the current detection means is larger, and setting the oscillation frequency to be lower as the current value is smaller. A non-contact power feeding device.
受電装置に対して、少なくとも磁気的結合によって電力を送電する送電装置を備える非接触給電装置であって、
前記送電装置は、
通電される送電コイルと、
前記送電コイルに交流電力を入力する発振手段と、
所定電圧の交流電力が入力された場合の前記送電コイルの電流を検出する電流検出手段と、
前記電流検出手段により検出された電流値が大きいほど前記発振手段による前記交流電力の発振周波数を高く設定し、前記電流値が小さいほど前記発振周波数を低く設定する制御手段と、を備えることを特徴とする非接触給電装置。
A non-contact power feeding device including a power transmission device that transmits electric power at least by magnetic coupling to a power receiving device,
The power transmission device is:
A power transmission coil to be energized;
Oscillating means for inputting AC power to the power transmission coil;
Current detection means for detecting a current of the power transmission coil when AC power of a predetermined voltage is input;
Control means for setting the oscillation frequency of the AC power by the oscillation means to be higher as the current value detected by the current detection means is larger, and setting the oscillation frequency to be lower as the current value is smaller. A non-contact power feeding device.
少なくとも磁気的結合によって送電コイルを有する送電装置からの電力を受電する受電装置を備える非接触給電装置であって、
前記受電装置は、
前記送電装置からの電力を受電する受電コイルと、
所定電圧の交流電力が入力された場合の前記送電コイルの電流を検出する電流検出手段と、
前記電流検出手段により検出された電流値が大きいほど前記送電コイルに入力する交流電力の発振周波数を高く設定し、前記電流値が小さいほど前記発振周波数を低く設定する制御手段と、を備えることを特徴とする非接触給電装置。
A non-contact power feeding device including a power receiving device that receives power from a power transmitting device having a power transmission coil by at least magnetic coupling,
The power receiving device is:
A power receiving coil for receiving power from the power transmitting device;
Current detection means for detecting a current of the power transmission coil when AC power of a predetermined voltage is input;
Control means for setting the oscillation frequency of AC power input to the power transmission coil to be higher as the current value detected by the current detection means is larger, and setting the oscillation frequency to be lower as the current value is smaller. A non-contact power feeding device.
通電される送電コイルを有する送電装置と、
少なくとも磁気的結合によって前記送電装置からの電力を受電する受電コイルを有する受電装置と、
前記送電コイルに交流電力を入力する発振手段と、
前記送電装置側から見たインピーダンスを検出するインピーダンス検出手段と、
前記インピーダンス検出手段により検出されたインピーダンス値が大きいほど前記発振手段による前記交流電力の発振周波数を高く設定し、前記インピーダンス値が小さいほど前記発振周波数を低く設定する制御手段と、を備えることを特徴とする非接触給電装置。
A power transmission device having a power transmission coil to be energized;
A power receiving device having a power receiving coil for receiving power from the power transmitting device by at least magnetic coupling;
Oscillating means for inputting AC power to the power transmission coil;
Impedance detection means for detecting impedance viewed from the power transmission device side;
Control means for setting the oscillation frequency of the AC power by the oscillation means higher as the impedance value detected by the impedance detection means is larger, and setting the oscillation frequency lower as the impedance value is smaller. A non-contact power feeding device.
受電装置に対して、少なくとも磁気的結合によって電力を送電する送電装置を備える非接触給電装置であって、
前記送電装置は、
通電される送電コイルと、
前記送電コイルに交流電力を入力する発振手段と、
前記送電装置側から見たインピーダンスを検出するインピーダンス検出手段と、
前記インピーダンス検出手段により検出されたインピーダンス値が大きいほど前記発振手段による前記交流電力の発振周波数を高く設定し、前記インピーダンス値が小さいほど前記発振周波数を低く設定する制御手段と、を備えることを特徴とする非接触給電装置。
A non-contact power feeding device including a power transmission device that transmits electric power at least by magnetic coupling to a power receiving device,
The power transmission device is:
A power transmission coil to be energized;
Oscillating means for inputting AC power to the power transmission coil;
Impedance detection means for detecting impedance viewed from the power transmission device side;
Control means for setting the oscillation frequency of the AC power by the oscillation means higher as the impedance value detected by the impedance detection means is larger, and setting the oscillation frequency lower as the impedance value is smaller. A non-contact power feeding device.
少なくとも磁気的結合によって送電コイルを有する送電装置からの電力を受電する受電装置を備える非接触給電装置であって、
前記受電装置は、
前記送電装置からの電力を受電する受電コイルと、
前記送電装置側から見たインピーダンスを検出するインピーダンス検出手段と、
前記インピーダンス検出手段により検出されたインピーダンス値が大きいほど前記送電コイルに入力する交流電力の発振周波数を高く設定し、前記インピーダンス値が小さいほど前記発振周波数を低く設定する制御手段と、を備えることを特徴とする非接触給電装置。
A non-contact power feeding device including a power receiving device that receives power from a power transmitting device having a power transmission coil by at least magnetic coupling,
The power receiving device is:
A power receiving coil for receiving power from the power transmitting device;
Impedance detection means for detecting impedance viewed from the power transmission device side;
Control means for setting the oscillation frequency of AC power input to the power transmission coil to be higher as the impedance value detected by the impedance detection means is larger, and setting the oscillation frequency to be lower as the impedance value is smaller. A non-contact power feeding device.
請求項1〜12のいずれか一項に記載の非接触給電装置において、
前記制御手段は、前記交流電力の発振周波数を離散的又は連続的に設定することを特徴とする非接触給電装置。
In the non-contact electric power feeder as described in any one of Claims 1-12,
The non-contact power feeding apparatus, wherein the control means sets the oscillation frequency of the AC power discretely or continuously.
請求項1〜13のいずれか一項に記載の非接触給電装置において、
前記送電装置は、前記送電コイルに並列に接続されたコンデンサを備え、
前記受電装置は、前記受電コイルに並列に接続されたコンデンサと前記受電装置に並列に接続されたコンデンサとを備えることを特徴とする非接触給電装置。
In the non-contact electric power feeder as described in any one of Claims 1-13,
The power transmission device includes a capacitor connected in parallel to the power transmission coil,
The power receiving device includes a capacitor connected in parallel to the power receiving coil and a capacitor connected in parallel to the power receiving device.
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