JP2019187158A - Non-contact power transmission system, power reception device and power transmission device - Google Patents
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Abstract
【課題】送電装置に対する受電装置の高い配置の自由度と、送電装置から受電装置への高い電力伝送効率を実現し得る。【解決手段】非接触電力伝送システム100は、送電面に配置されている複数の送電電極を有する送電装置20と、受電面に配置されていて送電電極と電界結合される複数の受電電極11を有する受電装置10とを備え、複数の送電電極には、互いに逆位相となる複数の第1送電電極21と複数の第2送電電極22とが含まれ、受電面が送電面に重ねて配置されている状態において、送電面に対する受電面の相対的な位置及び向きにかかわらず、1つ以上の受電電極11が第1送電電極21と重なるとともに他の1つ以上の受電電極11が第2送電電極22と重なり、送電電極と重なるいずれの受電電極11も第1送電電極21又は第2送電電極22の一方にのみ重なるという条件を満たしうるように、複数の送電電極と複数の受電電極11とが配置されている。【選択図】図5An object of the present invention is to realize a high degree of freedom of arrangement of a power receiving device with respect to a power transmitting device and high power transmission efficiency from the power transmitting device to the power receiving device. A non-contact power transmission system includes a power transmission device having a plurality of power transmission electrodes disposed on a power transmission surface, and a plurality of power reception electrodes disposed on a power reception surface and electrically coupled to the power transmission electrodes. And a plurality of power transmitting electrodes, the plurality of power transmitting electrodes include a plurality of first power transmitting electrodes 21 and a plurality of second power transmitting electrodes 22 having phases opposite to each other, and the power receiving surface is disposed so as to overlap the power transmitting surface. In this state, one or more power reception electrodes 11 overlap the first power transmission electrode 21 and the other one or more power reception electrodes 11 are connected to the second power transmission electrode irrespective of the relative position and orientation of the power reception surface with respect to the power transmission surface. The plurality of power transmission electrodes and the plurality of power reception electrodes 11 are overlapped so as to satisfy the condition that any power reception electrode 11 overlapping with the electrode 22 and overlapping the power transmission electrode only overlaps with one of the first power transmission electrode 21 and the second power transmission electrode 22. There has been placed. [Selection diagram] FIG.
Description
本発明は、非接触電力伝送システム、受電装置及び送電装置に関する。 The present invention relates to a non-contact power transmission system, a power reception device, and a power transmission device.
電界結合方式の非接触電力伝送システムとしては、特許文献1に記載のものがある。
特許文献1の非接触電力伝送システムは、第1主面に沿って設けられて交流電圧が印加される第1送電電極および第2送電電極を備える送電装置と、第2主面に沿って設けられて第1送電電極および第2送電電極と電界結合される第1受電電極および第2受電電極を備える受電装置とを備えている。第1送電電極および第1受電電極の各々のサイズは第2主面を第1主面に対向させた特定状態において第2主面に直交する方向から眺めて第1受電電極が第1送電電極の外縁内に収まるように調整されている。第1送電電極は切り欠きによって第1方向に並ぶ複数の部分電極に分割され、複数の部分電極の各々は第1方向に直交する第2方向に延びる短冊形状に形成されている。この非接触電力伝送システムは、更に、複数の部分電極のいずれか1つを交流電圧の印加先として選択する選択手段を備えている。第1受電電極の輪郭に割り当てられた2点間の最大距離は上記切り欠きの幅と短冊の幅との和に相当する距離を上回り、上記切り欠きの配置は特定状態において第2受電電極の一部が上記切り欠きと対向するように調整されている。
特許文献1の非接触電力伝送システムによれば、同文献の図7(A)から図9(A)に示すように、送電装置に対して受電装置を高い自由度で配置して、送電装置から受電装置に電力を伝送することができる。
There exists a thing of patent document 1 as a non-contact electric power transmission system of an electric field coupling system.
The non-contact power transmission system of Patent Document 1 is provided along a first main surface and a power transmission device including a first power transmission electrode and a second power transmission electrode to which an AC voltage is applied, and a second main surface. And a power receiving device including a first power receiving electrode and a second power receiving electrode that are electrically coupled to the first power transmitting electrode and the second power transmitting electrode. Each size of the first power transmission electrode and the first power reception electrode is such that the first power reception electrode is the first power transmission electrode when viewed from a direction orthogonal to the second main surface in a specific state where the second main surface is opposed to the first main surface. It is adjusted to fit within the outer edge. The first power transmission electrode is divided into a plurality of partial electrodes arranged in the first direction by notches, and each of the plurality of partial electrodes is formed in a strip shape extending in a second direction orthogonal to the first direction. The non-contact power transmission system further includes selection means for selecting any one of the plurality of partial electrodes as an AC voltage application destination. The maximum distance between two points assigned to the contour of the first power receiving electrode exceeds the distance corresponding to the sum of the width of the notch and the width of the strip, and the arrangement of the notch is in the specific state of the second power receiving electrode. A part is adjusted to face the notch.
According to the non-contact power transmission system of Patent Document 1, as shown in FIGS. 7A to 9A of the same document, the power receiving device is arranged with a high degree of freedom with respect to the power transmitting device. Power can be transmitted to the power receiving apparatus.
しかしながら、特許文献1の非接触電力伝送システムでは、同文献の図7(A)から図9(A)に示すように、第2受電電極(同文献の受電電極E4)が、互いに逆位相となる第1送電電極(同文献の送電電極E1)と第2送電電極(同文献の送電電極E2)との双方と対向するため、電力伝送効率が低下する懸念がある。 However, in the non-contact power transmission system of Patent Document 1, as shown in FIGS. 7A to 9A of the same document, the second power receiving electrode (the power receiving electrode E4 of the same document) has an opposite phase to each other. Since it faces both the first power transmission electrode (the power transmission electrode E1 of the same document) and the second power transmission electrode (the power transmission electrode E2 of the same document), there is a concern that the power transmission efficiency is lowered.
本発明は、送電装置に対する受電装置の高い配置の自由度と、送電装置から受電装置への高い電力伝送効率と、を両立させることが可能な構造の非接触電力伝送システム、受電装置及び送電装置を提供するものである。 The present invention relates to a non-contact power transmission system, a power receiving device, and a power transmitting device having a structure capable of achieving both a high degree of freedom of arrangement of the power receiving device with respect to the power transmitting device and high power transmission efficiency from the power transmitting device to the power receiving device. Is to provide.
本発明によれば、交流電源と、それぞれ前記交流電源と電気的に接続されているとともに送電面に沿って配置されている複数の送電電極と、を有する送電装置と、
前記送電面に重ねて配置される受電面に沿って配置されていて前記送電電極と電界結合される複数の受電電極を有し、前記送電装置から非接触で電力供給を受ける受電装置と、
を備える非接触電力伝送システムであって、
前記複数の送電電極には、互いに逆位相となる複数の第1送電電極と複数の第2送電電極とが含まれ、
前記受電面が前記送電面に重ねて配置されている状態において、前記送電面と前記受電面との相対的な位置及び相対的な向きにかかわらず、(1)前記複数の受電電極のうち1つ以上の受電電極が前記第1送電電極と重なるとともに他の1つ以上の受電電極が前記第2送電電極と重なり、且つ、(2)前記送電電極と重なるいずれの受電電極も前記第1送電電極又は前記第2送電電極の一方にのみ重なる、という条件を満たし得るように、前記複数の送電電極と前記複数の受電電極とが配置されている非接触電力伝送システムが提供される。
According to the present invention, a power transmission device having an AC power source and a plurality of power transmission electrodes that are electrically connected to the AC power source and arranged along a power transmission surface, respectively,
A power receiving device that has a plurality of power receiving electrodes that are arranged along a power receiving surface that is placed over the power transmitting surface and that is electrically coupled to the power transmitting electrode, and that receives power from the power transmitting device in a contactless manner;
A non-contact power transmission system comprising:
The plurality of power transmission electrodes include a plurality of first power transmission electrodes and a plurality of second power transmission electrodes that are in opposite phases to each other,
Regardless of the relative position and relative orientation of the power transmission surface and the power reception surface in a state where the power reception surface is disposed so as to overlap the power transmission surface, (1) one of the plurality of power reception electrodes One or more power receiving electrodes overlap with the first power transmitting electrode, another one or more power receiving electrodes overlap with the second power transmitting electrode, and (2) any power receiving electrode overlapping with the power transmitting electrode is the first power transmitting. Provided is a non-contact power transmission system in which the plurality of power transmission electrodes and the plurality of power reception electrodes are arranged so as to satisfy a condition that only one of the electrode and the second power transmission electrode overlaps.
また、本発明によれば、交流電源と、それぞれ前記交流電源と電気的に接続されているとともに送電面に沿って配置されている複数の送電電極と、を有する送電装置と、
前記送電面に重ねて配置される受電面に沿って配置されていて前記送電電極と電界結合される複数の受電電極を有し、前記送電装置から非接触で電力供給を受ける受電装置と、
を備える非接触電力伝送システムであって、
前記複数の送電電極には、互いに逆位相となる第1送電電極と第2送電電極とが含まれ、
前記複数の送電電極は格子状に配置されており、
前記第1送電電極と前記第2送電電極とが交互に配置されており、
前記複数の送電電極のうち隣り合う送電電極間の間隙が、前記受電電極の外径よりも大きく、
前記複数の受電電極は格子状に配置されており、
前記複数の受電電極のうち隣り合う受電電極間の間隙が、前記送電電極の外径よりも小さい非接触電力伝送システムが提供される。
Further, according to the present invention, a power transmission device having an AC power source and a plurality of power transmission electrodes that are electrically connected to the AC power source and arranged along a power transmission surface, respectively.
A power receiving device that has a plurality of power receiving electrodes that are arranged along a power receiving surface that is placed over the power transmitting surface and that is electrically coupled to the power transmitting electrode, and that receives power from the power transmitting device in a contactless manner;
A non-contact power transmission system comprising:
The plurality of power transmission electrodes include a first power transmission electrode and a second power transmission electrode that are in opposite phases to each other,
The plurality of power transmission electrodes are arranged in a grid pattern,
The first power transmission electrode and the second power transmission electrode are alternately arranged,
The gap between adjacent power transmission electrodes among the plurality of power transmission electrodes is larger than the outer diameter of the power reception electrode,
The plurality of power receiving electrodes are arranged in a grid pattern,
A non-contact power transmission system in which a gap between adjacent power receiving electrodes among the plurality of power receiving electrodes is smaller than an outer diameter of the power transmitting electrode is provided.
また、本発明によれば、本発明の非接触電力伝送システムにおける送電装置が提供される。 Moreover, according to this invention, the power transmission apparatus in the non-contact electric power transmission system of this invention is provided.
また、本発明によれば、本発明の非接触電力伝送システムにおける受電装置が提供される。 Moreover, according to this invention, the power receiving apparatus in the non-contact electric power transmission system of this invention is provided.
本発明によれば、送電装置に対して受電装置を高い自由度で配置して送電装置から受電装置に電力を伝送することと、送電装置から受電装置への高い電力伝送効率と、を両立させ得ることが可能となる。 According to the present invention, the power receiving device is arranged with a high degree of freedom with respect to the power transmitting device and power is transmitted from the power transmitting device to the power receiving device, and the high power transmission efficiency from the power transmitting device to the power receiving device is compatible. Can be obtained.
以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。なお、すべての図面において、同様の構成要素には同一の符号を付し、適宜に説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In all the drawings, the same components are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted as appropriate.
〔第1実施形態〕
先ず、図1から図8を用いて第1実施形態を説明する。
本実施形態に係る非接触電力伝送システム100は、交流電源31(図4)と、それぞれ交流電源31と電気的に接続されているとともに送電面A2(図1(b))に沿って配置されている複数の送電電極(第1送電電極21、第2送電電極22)とを有する送電装置20と、送電面A2に重ねて配置される受電面A1(図1(a))に沿って配置されていて送電電極と電界結合される複数の受電電極11を有し送電装置20から非接触で電力供給を受ける受電装置10と、を備える非接触電力伝送システム100である。
複数の送電電極には、互いに逆位相となる複数の第1送電電極21と複数の第2送電電極22とが含まれている。
受電面A1が送電面A2に重ねて配置されている状態において、送電面A2と受電面A1との相対的な位置及び相対的な向きにかかわらず、(1)複数の受電電極11のうち1つ以上の受電電極11が第1送電電極21と重なるとともに他の1つ以上の受電電極11が第2送電電極22と重なり、且つ、(2)送電電極と重なるいずれの受電電極11も第1送電電極21又は第2送電電極22の一方にのみ重なる、という条件を満たし得るように、複数の送電電極と複数の受電電極11とが配置されている。
[First Embodiment]
First, the first embodiment will be described with reference to FIGS.
The non-contact
The plurality of power transmission electrodes include a plurality of first
Regardless of the relative position and relative orientation of the power transmission surface A2 and the power reception surface A1 in the state where the power reception surface A1 is disposed so as to overlap the power transmission surface A2, (1) one of the plurality of
ここで、図1(a)及び図2に二点鎖線で示される包絡線E1は、受電装置10が有する複数の受電電極11の配置領域を最短距離で包絡する包絡線である。受電面A1は、この包絡線E1に囲まれた内側領域である。
図1(b)及び図5に二点鎖線で示される包絡線E2は、送電装置20が有する複数の送電電極の配置領域を最短距離で包絡する包絡線である。送電面A2は、この包絡線E2に囲まれた内側領域である。
本発明において、「受電面A1が送電面A2に重ねて配置されている状態」とは、受電面A1の少なくとも一部分と送電面A2の少なくとも一部分とが重なっている(対向している)状態を意味する。この状態において、送電面A2と受電面A1との相対的な位置及び相対的な向きにかかわらず、上記(1)及び(2)の条件を満たし得るように、複数の送電電極と複数の受電電極11とが配置されている。
Here, an envelope E1 indicated by a two-dot chain line in FIGS. 1A and 2 is an envelope that envelopes an arrangement region of the plurality of
An envelope E2 indicated by a two-dot chain line in FIG. 1B and FIG. 5 is an envelope that envelopes the arrangement region of the plurality of power transmission electrodes included in the
In the present invention, “the state in which the power receiving surface A1 is disposed so as to overlap the power transmitting surface A2” means a state in which at least a part of the power receiving surface A1 and at least a part of the power transmitting surface A2 overlap (oppose). means. In this state, regardless of the relative positions and relative orientations of the power transmission surface A2 and the power reception surface A1, a plurality of power transmission electrodes and a plurality of power receptions can be satisfied so that the conditions (1) and (2) can be satisfied. An
本実施形態によれば、受電面A1が送電面A2に重ねて配置されている状態において、送電面A2と受電面A1との相対的な位置及び相対的な向きにかかわらず、送電装置20から受電装置10へ良好な伝送効率で電力を伝送し得るようにできる。
つまり、送電装置20に対する受電装置10の高い配置の自由度と、送電装置20から受電装置10への高い電力伝送効率と、を両立させ得ることができる。
According to the present embodiment, in a state where the power receiving surface A1 is disposed so as to overlap the power transmitting surface A2, the
In other words, a high degree of freedom of arrangement of the
図1(a)に示すように、受電装置10は、例えば、筐体13を有し、この筐体13が有する1つの平坦な外面が受電側対向面15となっている。複数の受電電極11は、受電側対向面15に沿って配置されている。したがって、受電面A1は、受電側対向面15に沿って配置されている。複数の受電電極11は、例えば、筐体13内に配置されている。筐体13の形状は特に限定されないが、本実施形態の場合、筐体13は扁平な直方体形状となっており、平面視矩形状に形成されている。
As illustrated in FIG. 1A, the
図1(b)に示すように、送電装置20は、例えば、筐体23を有し、この筐体23が有する1つの平坦な外面が送電側対向面25となっている。複数の送電電極は、送電側対向面25に沿って配置されている。したがって、送電面A2は、送電側対向面25に沿って配置されている。複数の送電電極は、例えば、筐体23内に配置されている。筐体23の形状は特に限定されないが、本実施形態の場合、筐体23は扁平な直方体形状となっており、平面視矩形状に形成されている。
As illustrated in FIG. 1B, the
本発明において、受電面A1と送電面A2とは、どちらの面積が広くてもよいし、受電面A1と送電面A2とは面積が互いに等しくてもよい。
送電面A2の面積が受電面A1の面積よりも広い場合、受電面A1の全面が送電面A2と重ねて配置されている状態において、送電面A2と受電面A1との相対的な位置及び相対的な向きにかかわらず、上記(1)及び(2)の条件を満たすように、複数の送電電極と複数の受電電極11とが配置されていることが好ましい。
また、送電面A2の面積が受電面A1の面積よりも狭い場合、送電面A2の全面が受電面A1と重ねて配置されている状態において、送電面A2と受電面A1との相対的な位置及び相対的な向きにかかわらず、上記(1)及び(2)の条件を満たすように、複数の送電電極と複数の受電電極11とが配置されていることが好ましい。
In the present invention, the power receiving surface A1 and the power transmission surface A2 may have either large area, and the power receiving surface A1 and the power transmission surface A2 may have the same area.
When the area of the power transmission surface A2 is larger than the area of the power reception surface A1, the relative positions and relative positions of the power transmission surface A2 and the power reception surface A1 in a state where the entire surface of the power reception surface A1 is disposed so as to overlap the power transmission surface A2. It is preferable that the plurality of power transmission electrodes and the plurality of
In addition, when the area of the power transmission surface A2 is smaller than the area of the power reception surface A1, the relative positions of the power transmission surface A2 and the power reception surface A1 in a state where the entire surface of the power transmission surface A2 is disposed so as to overlap the power reception surface A1. Regardless of the relative orientation, it is preferable that the plurality of power transmission electrodes and the plurality of
本発明において、受電側対向面15と送電側対向面25とは、どちらの面積が広くてもよいし、受電側対向面15と送電側対向面25とは面積が互いに等しくてもよい。
送電側対向面25の面積が受電側対向面15の面積よりも広い場合、受電側対向面15の全面が送電側対向面25と重ねて配置されている状態において、送電面A2と受電面A1との相対的な位置及び相対的な向きにかかわらず、上記(1)及び(2)の条件を満たすように、複数の送電電極と複数の受電電極11とが配置されていることが好ましい。
また、送電側対向面25の面積が受電側対向面15の面積よりも狭い場合、送電側対向面25の全面が受電側対向面15と重ねて配置されている状態において、送電面A2と受電面A1との相対的な位置及び相対的な向きにかかわらず、上記(1)及び(2)の条件を満たすように、複数の送電電極と複数の受電電極11とが配置されていることが好ましい。
In the present invention, the power receiving
When the area of the power transmission
Further, when the area of the power transmission
本発明において、受電面A1と送電側対向面25とは、どちらの面積が広くてもよいし、受電面A1と送電側対向面25とは面積が互いに等しくてもよい。
送電側対向面25の面積が受電面A1の面積よりも広い場合、受電面A1の全面が送電側対向面25と重ねて配置されている状態において、送電面A2と受電面A1との相対的な位置及び相対的な向きにかかわらず、上記(1)及び(2)の条件を満たすように、複数の送電電極と複数の受電電極11とが配置されていることが好ましい。
また、送電側対向面25の面積が受電面A1の面積よりも狭い場合、送電側対向面25の全面が受電面A1と重ねて配置されている状態において、送電面A2と受電面A1との相対的な位置及び相対的な向きにかかわらず、上記(1)及び(2)の条件を満たすように、複数の送電電極と複数の受電電極11とが配置されていることが好ましい。
In the present invention, the power receiving surface A1 and the power transmission
When the area of the power transmission
Further, when the area of the power transmission
本発明において、受電側対向面15と送電面A2とは、どちらの面積が広くてもよいし、受電側対向面15と送電面A2とは面積が互いに等しくてもよい。
送電面A2の面積が受電側対向面15の面積よりも広い場合、受電側対向面15の全面が送電面A2と重ねて配置されている状態において、送電面A2と受電面A1との相対的な位置及び相対的な向きにかかわらず、上記(1)及び(2)の条件を満たすように、複数の送電電極と複数の受電電極11とが配置されていることが好ましい。
また、送電面A2の面積が受電側対向面15の面積よりも狭い場合、送電面A2の全面が受電側対向面15と重ねて配置されている状態において、送電面A2と受電面A1との相対的な位置及び相対的な向きにかかわらず、上記(1)及び(2)の条件を満たすように、複数の送電電極と複数の受電電極11とが配置されていることが好ましい。
In the present invention, the power receiving
When the area of the power transmission surface A2 is larger than the area of the power reception
Further, when the area of the power transmission surface A2 is smaller than the area of the power receiving
これらの条件を満たすような構成を実現するため、受電装置10における受電電極11の数、送電装置20における送電電極の数、受電側対向面15の面積、及び、送電側対向面25の面積を、それぞれ設定することができる。
In order to realize a configuration that satisfies these conditions, the number of
本実施形態の場合、送電面A2の面積が受電面A1の面積よりも広く、少なくとも、受電面A1の全面が送電面A2と重ねて配置されている状態では、送電面A2と受電面A1との相対的な位置及び相対的な向きにかかわらず、上記(1)及び(2)の条件を満たすように、複数の送電電極と複数の受電電極11とが配置されている。更に、受電面A1の一部分が送電面A2からはみ出ていても、上記(1)及び(2)の条件を満たすような配置(送電面A2と受電面A1との相対的な位置及び相対的な向き)も存在する。
In the case of this embodiment, in the state where the area of the power transmission surface A2 is larger than the area of the power reception surface A1, and at least the entire surface of the power reception surface A1 is arranged overlapping the power transmission surface A2, the power transmission surface A2 and the power reception surface A1 Regardless of the relative position and the relative orientation, the plurality of power transmission electrodes and the plurality of
本実施形態の場合、送電側対向面25の面積が受電側対向面15の面積よりも広く、少なくとも、受電側対向面15の全面が送電側対向面25と重ねて配置されている状態では、送電面A2と受電面A1との相対的な位置及び相対的な向きにかかわらず、上記(1)及び(2)の条件を満たすように、複数の送電電極と複数の受電電極11とが配置されている。更に、受電側対向面15の一部分が送電側対向面25からはみ出ていても、上記(1)及び(2)の条件を満たすような配置(送電面A2と受電面A1との相対的な位置及び相対的な向き)も存在する。
In the case of this embodiment, the area of the power transmission
本実施形態の場合、送電側対向面25の面積が受電面A1の面積よりも広く、少なくとも、受電面A1の全面が送電側対向面25と重ねて配置されている状態では、送電面A2と受電面A1との相対的な位置及び相対的な向きにかかわらず、上記(1)及び(2)の条件を満たすように、複数の送電電極と複数の受電電極11とが配置されている。更に、受電面A1の一部分が送電側対向面25からはみ出ていても、上記(1)及び(2)の条件を満たすような配置(送電面A2と受電面A1との相対的な位置及び相対的な向き)も存在する。
In the case of this embodiment, in the state where the area of the power transmission
本実施形態の場合、送電面A2の面積が受電側対向面15の面積よりも広く、少なくとも、受電側対向面15の全面が送電面A2と重ねて配置されている状態では、送電面A2と受電面A1との相対的な位置及び相対的な向きにかかわらず、上記(1)及び(2)の条件を満たすように、複数の送電電極と複数の受電電極11とが配置されている。更に、受電側対向面15の一部分が送電面A2からはみ出ていても、上記(1)及び(2)の条件を満たすような配置(送電面A2と受電面A1との相対的な位置及び相対的な向き)も存在する。
In the case of the present embodiment, the area of the power transmission surface A2 is larger than the area of the power reception
本実施形態の場合、図5等に示すように、受電側対向面15と送電側対向面25とを対向させて(受電側対向面15と送電側対向面25とを互いに突き合わせて)送電装置20に受電装置10を重ねたときに、平面視において筐体13の外形線が筐体23の外形線の内側に収まるように、筐体13及び筐体23の寸法及び形状が設定されている。
In the case of the present embodiment, as shown in FIG. 5 and the like, the power receiving
受電装置10において、複数の受電電極11は、互いに同一平面上に配置されていることが好ましい。受電面A1は、受電側対向面15に対して平行に配置されていることが好ましい。
送電装置20において、複数の送電電極は、互いに同一平面上に配置されていることが好ましい。送電面A2は、送電側対向面25に対して平行に配置されていることが好ましい。
In the
In the
本実施形態の場合、図2に示すように、複数の受電電極11は、格子状に配置されている。より詳細には、複数の受電電極11は、例えば、正方格子状に配置されている。
受電装置10が有する受電電極11の数は特に限定されないが、本実施形態の場合、受電装置10は、例えば、2行4列の合計8つの受電電極11を有する。
これら受電電極11に、便宜的に、図2に示すように、C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8の呼称をそれぞれ与える。
本実施形態の場合、複数の受電電極11の各々は、円形状に形成されている。
また、各受電電極11の寸法は、互いに等しい。
In the case of the present embodiment, as shown in FIG. 2, the plurality of
The number of
For convenience, as shown in FIG. 2, the names of C1, C2, C3, C4, C5, C6, C7, and C8 are given to the
In the case of this embodiment, each of the plurality of
Moreover, the dimensions of the
本実施形態の場合、第1送電電極21と第2送電電極22とが交互に配置されている。ここで、第1送電電極21と第2送電電極22とが交互に配置されているとは、第1送電電極21と第2送電電極22とが第1方向(例えば図3における左右方向)において周期的に繰り返し配置されているとともに、第1方向に対して直交する第2方向(例えば図3における上下方向)においても周期的に繰り返し配置されていることを意味する。
本実施形態の場合、図3及び図5に示すように、上記第1方向において隣り合う送電電極が互いに異なる位相になり、且つ、上記第2方向において隣り合う送電電極が互いに異なる位相になるように、複数の送電電極が配置されている。
ただし、本発明において、第1送電電極21と第2送電電極22とが交互に配置されているとは、必ずしも、隣り合う送電電極が互いに異なる位相になることに限定されず、図5等に示される個々の送電電極(第1送電電極21や第2送電電極22)が同位相の複数の電極に細分化されているような構成であってもよい。
In the case of this embodiment, the 1st
In the case of the present embodiment, as shown in FIGS. 3 and 5, adjacent power transmission electrodes in the first direction have different phases, and adjacent power transmission electrodes in the second direction have different phases. In addition, a plurality of power transmission electrodes are arranged.
However, in the present invention, the fact that the first
より詳細には、複数の送電電極は格子状に配置されている。より詳細には、複数の受電電極11は、例えば、正方格子状に配置されている。
複数の送電電極の各々は、正方形状に形成されている。より詳細には、複数の送電電極の各々は角丸の正方形状に形成されている。また、各送電電極は、互いに同じ向きに配置されている。すなわち、各送電電極の対応する辺どうしが互いに平行に配置されている。
また、各送電電極の寸法は、互いに等しい。
なお、図3、図5から図8においては、便宜的に、各第1送電電極21の電位がLow、各第2送電電極22の電位がHighとなった状態を示しているものとし、各第1送電電極21にはLの文字を付しており、各第2送電電極22にはHの文字を付している。
More specifically, the plurality of power transmission electrodes are arranged in a grid pattern. More specifically, the plurality of
Each of the plurality of power transmission electrodes is formed in a square shape. More specifically, each of the plurality of power transmission electrodes is formed in a rounded square shape. Moreover, each power transmission electrode is arrange | positioned in the mutually same direction. That is, the corresponding sides of the power transmission electrodes are arranged in parallel to each other.
Moreover, the dimension of each power transmission electrode is mutually equal.
3 and 5 to 8, for convenience, it is assumed that each first
ここで、複数の送電電極のうち隣り合う送電電極間の間隙D2(図3)が、受電電極11の外径R1(図2)よりも大きい。ここで、本発明において、受電電極11の形状は円形に限らない。ここでいう受電電極11の外径R1は、一の受電電極11の中心を通り当該受電電極11の外周上の2点を繋ぐ線分の長さ(差し渡しの長さ)のうち最大のもの(最大外径)である。
また、複数の受電電極11のうち隣り合う受電電極11間の間隙D1(図2)が、送電電極の外径R2(図3)よりも小さい。ここでいう送電電極の外径R2は、一の送電電極の中心を通り当該送電電極の外周上の2点を繋ぐ線分の長さ(差し渡しの長さ)のうち最小のもの(最小外径)である。なお、送電電極の最大外径R3、すなわち一の送電電極の中心を通り当該送電電極の外周上の2点を繋ぐ線分の長さのうち最大のものは、隣り合う受電電極11間の間隙D1よりも大きい。
Here, a gap D <b> 2 (FIG. 3) between adjacent power transmission electrodes among the plurality of power transmission electrodes is larger than the outer diameter R <b> 1 (FIG. 2) of the
Moreover, the gap | interval D1 (FIG. 2) between the
本実施形態に係る非接触電力伝送システム100は、以下のように定義することもできる。
すなわち、本実施形態に係る非接触電力伝送システム100は、交流電源31と、それぞれ交流電源31と電気的に接続されているとともに送電面A2に沿って配置されている複数の送電電極とを有する送電装置20と、送電面A2に重ねて配置される受電面A1に沿って配置されていて送電電極と電界結合される複数の受電電極11を有し送電装置20から非接触で電力供給を受ける受電装置10と、を備える非接触電力伝送システム100であって、複数の送電電極には、互いに逆位相となる第1送電電極21と第2送電電極22とが含まれ、複数の送電電極は格子状に配置されており、第1送電電極21と第2送電電極22とが交互に配置されており、複数の送電電極のうち隣り合う送電電極間の間隙D2(図3)が受電電極11の外径R1(図2)よりも大きく、複数の受電電極11は格子状に配置されており、複数の受電電極11のうち隣り合う受電電極11間の間隙D1(図2)が、送電電極の外径R2(図3)よりも小さい。
The non-contact
That is, the non-contact
受電電極11及び送電電極の寸法及び配置の具体的な一例としては、例えば、受電電極11の外径R1を9mmとし、隣り合う受電電極11間の間隙D1を6mmとし、送電電極の外径R2を10mmとし、隣り合う送電電極間の間隙D2を10mmとすることが挙げられる。
このため、本実施形態の場合、複数の受電電極11の各々の外径R1が、複数の送電電極の外径R2よりも小さい。そして、複数の受電電極11の各々の外径R1が、複数の送電電極の外径R2の半分以上である。
As a specific example of the dimensions and arrangement of the
For this reason, in the case of this embodiment, the outer diameter R1 of each of the plurality of
図4に示すように、交流電源31は、互いに逆位相となる第1交流出力端子32と第2交流出力端子33とを有する。交流電源31は、単相でも三相でもよい。
第1送電電極21の各々は、個別の第1共振コイル34を介して、第1交流出力端子32と電気的に接続されている。すなわち、送電装置20は、第1送電電極21の各々と対応する第1共振コイル34を備えており、各第1共振コイル34の一端は第1交流出力端子32に対して電気的に接続されており、各第1共振コイル34の他端は対応する第1送電電極21に対して電気的に接続されている。
同様に、第2送電電極22の各々は、個別の第2共振コイル35を介して、第2交流出力端子33と電気的に接続されている。すなわち、送電装置20は、第2送電電極22の各々と対応する第2共振コイル35を備えており、各第2共振コイル35の一端は第2交流出力端子33に対して電気的に接続されており、各第2共振コイル35の他端は対応する第2送電電極22に対して電気的に接続されている。
このため、各第1送電電極21は常に互いに同位相となり、各第2送電電極22は常に互いに同位相となり、第1送電電極21と第2送電電極22とは常に互いに逆位相になる。
ここで、第1送電電極21と、当該第1送電電極21と対応する第1共振コイル34とにより、第1LC共振要素が構成されている。第1LC共振要素は、当該第1LC共振要素に含まれる第1送電電極21と受電電極11とが重なったときに、LC共振回路の一部分を構成する。
同様に、第2送電電極22と、当該第2送電電極22と対応する第2共振コイル35とにより、第2LC共振要素が構成されている。第2LC共振要素は、当該第2LC共振要素に含まれる第2送電電極22と受電電極11とが重なったときに、LC共振回路の一部分を構成する。
As shown in FIG. 4, the
Each of the first
Similarly, each of the second
Therefore, the first
Here, the first LC resonance element is configured by the first
Similarly, a second LC resonance element is configured by the second
各第1LC共振要素の共振周波数は互いに等しく、各第2LC共振要素の共振周波数は互いに等しく、前記第1LC共振要素と前記第2LC共振要素との共振周波数が互いに等しい。
これにより、重なり合った電極間の伝送効率を向上させることができる。
第1LC共振要素の共振周波数とは、当該第1LC共振要素に含まれる第1送電電極21と受電電極11とが重なったときに構成されるLC共振回路の共振周波数であり、第2LC共振要素の共振周波数とは、当該第2LC共振要素に含まれる第2送電電極22と受電電極11とが重なったときに構成されるLC共振回路の共振周波数である。
また、2つのLC共振回路どうしの共振周波数が互いに等しいとは、一方のLC共振回路を構成する送電電極と受電電極11とが所定の重なり面積で重なったときの当該LC共振回路の共振周波数と、他方のLC共振回路を構成する送電電極と受電電極11とが上記所定の重なり面積で重なったときの当該LC共振回路の共振周波数と、が互いに等しいことを意味する。
The resonance frequencies of the first LC resonance elements are equal to each other, the resonance frequencies of the second LC resonance elements are equal to each other, and the resonance frequencies of the first LC resonance element and the second LC resonance element are equal to each other.
Thereby, the transmission efficiency between the overlapping electrodes can be improved.
The resonance frequency of the first LC resonance element is the resonance frequency of the LC resonance circuit configured when the first
In addition, the resonance frequencies of the two LC resonance circuits are equal to each other, that is, the resonance frequency of the LC resonance circuit when the power transmission electrode and the
また、受電装置10の受電電極11と送電装置20の送電電極との間には、高誘電率の絶縁板(例えば、樹脂板)が介在することが好ましい。例えば、筐体13の受電側対向面15、又は、筐体23の送電側対向面25が平板状の樹脂板により構成されていて、受電側対向面15や送電側対向面25がこの絶縁板を構成していてもよい。
このような構成により、送電電極と受電電極11との間の静電容量を増加させインピーダンスを低下させることができる。
Further, it is preferable that an insulating plate (for example, a resin plate) having a high dielectric constant is interposed between the
With such a configuration, the capacitance between the power transmission electrode and the
図4に示すように、受電装置10は、負荷60とそれぞれ電気的に接続される第1受電出力端子41と第2受電出力端子42とを有する。
受電電極11の各々は、第1伝送線43を介して第1受電出力端子41と電気的に接続されているとともに、第2伝送線44を介して第2受電出力端子42と電気的に接続されている。
第1伝送線43には、第1整流素子として、例えば、第1ダイオード51が挿入されている。これにより、第1伝送線43において、電流が受電電極11から第1受電出力端子41側に一方向に流れるようになっている。すなわち、第1ダイオード51は、アノードが受電電極11側に、カソードが第1受電出力端子41側に、それぞれ配置されている。
第2伝送線44には、第1整流素子と同方向に電流を整流する第2整流素子として、例えば、第2ダイオード52が挿入されている。これにより、第2伝送線44において、電流が第2受電出力端子42から受電電極11側に一方向に流れるようになっている。すなわち、第2ダイオード52は、アノードが第2受電出力端子42側に、カソードが受電電極11側に、それぞれ配置されている。
このように、受電装置10は、第1伝送線43、第2伝送線44、複数の第1ダイオード51及び複数の第2ダイオード52を備えている。
As illustrated in FIG. 4, the
Each of the
For example, a
For example, a
As described above, the
ここで、第1伝送線43は、個々の受電電極11と対応して配置されていて各々の一端が対応する受電電極11に対して電気的に接続されている複数の分枝線43aと、これら複数の分枝線43aの他端に対して一端が電気的に接続されている合流線43bと、により構成されている。合流線43bの他端が、第1受電出力端子41に対して電気的に接続されている。各分枝線43aに、それぞれ第1ダイオード51が挿入されている。
同様に、第2伝送線44は、個々の受電電極11と対応して配置されていて各々の一端が対応する受電電極11に対して電気的に接続されている複数の分枝線44aと、これら複数の分枝線44aの他端に対して一端が電気的に接続されている合流線44bと、により構成されている。合流線44bの他端が、第2受電出力端子42に対して電気的に接続されている。各分枝線44aに、それぞれ第2ダイオード52が挿入されている。
Here, the
Similarly, the
受電装置10は、更に、第1伝送線43及び第2伝送線44を流れる電流のリップルを低減する平滑素子を有する。この平滑素子は、例えば、コンデンサ53、電解コンデンサ54及び電解コンデンサ55の3つのコンデンサを含んで構成されている。
平滑素子は、第1伝送線43における第1ダイオード51(第1整流素子)と第1受電出力端子41との間の部分と、第2伝送線44における第2ダイオード52(第2整流素子)と第2受電出力端子42との間の部分と、に接続されている。
より詳細には、平滑素子は、合流線43bと合流線44bとに接続されている。すなわち、コンデンサ53、電解コンデンサ54及び電解コンデンサ55の各々の一端が合流線43bに接続されており、コンデンサ53、電解コンデンサ54及び電解コンデンサ55の各々の他端が合流線44bに接続されている。
The
The smoothing element includes a portion between the first diode 51 (first rectifying element) and the first power receiving
More specifically, the smoothing element is connected to the
受電装置10は負荷60を含んで構成されていてもよいし、受電装置10の外部の構成であってもよい。後者の場合、負荷60と電気的に接続されるインターフェースが第1受電出力端子41及び第2受電出力端子42を有する。
負荷60は、特に限定されないが、例えば、スマートフォンなどのような、充電可能な二次電池を有する端末装置であることが挙げられる。
The
Although the
非接触電力伝送システム100は、以上のように構成されている。
本実施形態に係る受電装置10は、本実施形態に係る非接触電力伝送システム100の受電装置10である。
また、本実施形態に係る送電装置20は、本実施形態に係る非接触電力伝送システム100の送電装置20である。
非接触電力伝送システム100の受電装置10は、送電装置20と組み合わせた非接触電力伝送システム100として流通する他、受電装置10の単体で流通してもよい。同様に、送電装置20も単体で流通してもよい。
The non-contact
The
Moreover, the
The
図5に示す状態は、平面視における筐体13の4辺と筐体23との4辺とのうち一辺どうしが平行に配置された状態を示す。
この状態において、C2の受電電極11及びC8の受電電極11がそれぞれ対応する第1送電電極21と重なり、C6の受電電極11が第2送電電極22と重なっている。このため、C2の受電電極11、C8の受電電極11及びC6の受電電極11には、電界結合によって交流電圧が励起される。励起される交流電圧は、第1送電電極21及び第2送電電極22に印加された交流電圧の周波数に相当する周波数と電界結合度に依存する高さとを有する。
また、C2の受電電極11及びC8の受電電極11は、いずれも、第2送電電極22とは重なっておらず、C6の受電電極11は第1送電電極21とは重なっていない。
よって、送電装置20から受電装置10へ電力を伝送することができ、送電装置20から受電装置10へ良好な伝送効率で電力を伝送することができる。
The state shown in FIG. 5 shows a state in which one side of the four sides of the
In this state, the C2
Further, neither the C2
Therefore, power can be transmitted from the
図6に示す状態は、図5に示す状態から、受電装置10を送電装置20に対して相対的に図5における右方に移動させた状態である。
この状態では、C1の受電電極11とC2の受電電極11とが共通の第1送電電極21と重なり、C5の受電電極11とC6の受電電極11とが共通の第2送電電極22と重なり、C7の受電電極11とC8の受電電極11とが共通の第1送電電極21と重なっている。このため、これら受電電極11には電界結合によって交流電圧が励起される。
また、C1の受電電極11、C2の受電電極11、C7の受電電極11及びC8の受電電極11は、いずれも、第2送電電極22とは重なっておらず、C5の受電電極11及びC6の受電電極11は、いずれも、第1送電電極21とは重なっていない。
よって、やはり、送電装置20から受電装置10へ電力を伝送することができ、送電装置20から受電装置10へ良好な伝送効率で電力を伝送することができる。
The state illustrated in FIG. 6 is a state in which the
In this state, the C1
In addition, the C1
Therefore, power can be transmitted from the
図7に示す状態は、図6に示す状態から、受電装置10を送電装置20に対して相対的に図6における下方に移動させた状態である。
この状態では、C1の受電電極11とC2の受電電極11とが共通の第1送電電極21と重なり、C3の受電電極11、C4の受電電極11、C5の受電電極11及びC6の受電電極11が共通の第2送電電極22と重なり、C7の受電電極11とC8の受電電極11とが共通の第1送電電極21に重なっている。このため、これら受電電極11には電界結合によって交流電圧が励起される。
また、C1の受電電極11、C2の受電電極11、C7の受電電極11及びC8の受電電極11は、いずれも、第2送電電極22とは重なっておらず、C3の受電電極11、C4の受電電極11、C5の受電電極11及びC6の受電電極11は、いずれも第1送電電極21とは重なっていない。
よって、やはり、送電装置20から受電装置10へ電力を伝送することができ、送電装置20から受電装置10へ良好な伝送効率で電力を伝送することができる。
The state illustrated in FIG. 7 is a state in which the
In this state, the C1
In addition, the C1
Therefore, power can be transmitted from the
図8に示す状態は、平面視における筐体13の4辺が筐体23の4辺に対して45度傾斜するように受電装置10を配置し、且つ、送電電極に対する受電電極11の重なり面積が最も小さくなるようにした状態を示す。
この状態は、C5の受電電極11とC6の受電電極11とがそれぞれ対応する第1送電電極21と重なり、C7の受電電極11とC8の受電電極11とがそれぞれ対応する第2送電電極22と重なっている。このため、これら受電電極11には電界結合によって交流電圧が励起される。
また、C5の受電電極11とC6の受電電極11は、いずれも、第2送電電極22とは重なっておらず、C7の受電電極11とC8の受電電極11は、いずれも第1送電電極21とは重なっていない。
よって、やはり、送電装置20から受電装置10へ電力を伝送することができ、送電装置20から受電装置10へ良好な伝送効率で電力を伝送することができる。
In the state shown in FIG. 8, the
In this state, the C5
In addition, neither the C5
Therefore, power can be transmitted from the
また、図示は省略するが、受電装置10を送電装置20に対して図5から図8に示す以外の位置に移動させても、受電装置10を送電装置20に対して図5から図8に示す以外の回転角度で配置しても、(A)少なくとも受電面A1の全面が送電面A2と重ねて配置されている限りにおいて、又は、(B)少なくとも受電側対向面15の全面が送電側対向面25と重ねて配置されている限りにおいて、又は、(C)少なくとも受電面A1の全面が送電側対向面25と重ねて配置されている限りにおいて、又は、(D)少なくとも受電側対向面15の全面が送電面A2と重ねて配置されている限りにおいて、常に、1つ以上の受電電極11が第1送電電極21と重なるとともに他の1つ以上の受電電極11が第2送電電極22と重なり、且つ、送電電極と重なるいずれの受電電極11も第1送電電極21又は第2送電電極22の一方にのみ重なる。
つまり、いずれの受電電極11も第1送電電極21と第2送電電極22とを跨ぐことはない。より詳細には、本実施形態の場合、いずれの受電電極11も、複数の送電電極を跨ぐことはない(第1送電電極21どうしを跨ぐことも、第2送電電極22どうしを跨ぐこともない)。
このため、送電装置20から受電装置10へ良好な伝送効率で電力を伝送することが可能である。
Although illustration is omitted, even if the
That is, none of the
For this reason, it is possible to transmit electric power from the
ここで、特許文献1の技術では、電界結合している送電電極を判定し、当該送電電極と対応するスイッチをオンにする制御を、CPUが行う。
これに対し、本実施形態の場合、送電装置20において、各送電電極と対応してコイル(第1共振コイル34又は第2共振コイル35が設けられている。このため、受電電極11が重なった送電電極を有するLC共振回路においてのみ共振条件が成立し、当該LC共振回路のみが高圧になり、その他のLC共振回路の送電電極は共振条件が成立しないので低圧のままとなる。
よって、本実施形態の場合、特許文献1の技術とは異なり、CPUによるスイッチの制御が不要である。
Here, in the technique of Patent Document 1, the CPU performs control to determine a power transmission electrode that is electrically coupled and turn on a switch corresponding to the power transmission electrode.
On the other hand, in the case of the present embodiment, the
Therefore, in the case of this embodiment, unlike the technique of Patent Document 1, it is not necessary to control the switch by the CPU.
〔第2実施形態〕
次に、図9及び図10を用いて第2実施形態を説明する。
本実施形態の場合、受電装置10の構成が、上記の第1実施形態と相違しており、それ以外の構成は、第1実施形態と同様である。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment will be described with reference to FIGS. 9 and 10.
In the case of this embodiment, the configuration of the
本実施形態の場合、受電面が送電面に重ねて配置されている状態において、送電面に対する受電面の位置及び向きにかかわらず、複数の受電電極11のうち、2つ以上の受電電極11が一の第1送電電極21と重なるとともに他の2つ以上の受電電極11が一の第2送電電極22と重なるように、複数の送電電極と複数の受電電極11とが配置されている(図10参照)。
このことを実現するため、図9に示すように、受電装置10において、第1実施形態と比べてより多くの受電電極11が密集して配置されている。
本実施形態の場合、複数の受電電極11の各々の外径が、送電電極の外径の半分未満である。
In the case of the present embodiment, in a state where the power receiving surface is disposed so as to overlap the power transmitting surface, two or more
In order to realize this, as shown in FIG. 9, in the
In the case of this embodiment, the outer diameter of each of the plurality of
以上、図面を参照して各実施形態を説明したが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。また、上記の各実施形態は、本発明の主旨を逸脱しない範囲で、適宜に組み合わせることができる。 As mentioned above, although each embodiment was described with reference to drawings, these are illustrations of the present invention, and various configurations other than the above can also be adopted. Moreover, each said embodiment can be combined suitably in the range which does not deviate from the main point of this invention.
本実施形態は以下の技術思想を包含する。
(1)交流電源と、それぞれ前記交流電源と電気的に接続されているとともに送電面に沿って配置されている複数の送電電極と、を有する送電装置と、
前記送電面に重ねて配置される受電面に沿って配置されていて前記送電電極と電界結合される複数の受電電極を有し、前記送電装置から非接触で電力供給を受ける受電装置と、
を備える非接触電力伝送システムであって、
前記複数の送電電極には、互いに逆位相となる複数の第1送電電極と複数の第2送電電極とが含まれ、
前記受電面が前記送電面に重ねて配置されている状態において、前記送電面と前記受電面との相対的な位置及び相対的な向きにかかわらず、(1)前記複数の受電電極のうち1つ以上の受電電極が前記第1送電電極と重なるとともに他の1つ以上の受電電極が前記第2送電電極と重なり、且つ、(2)前記送電電極と重なるいずれの受電電極も前記第1送電電極又は前記第2送電電極の一方にのみ重なる、という条件を満たし得るように、前記複数の送電電極と前記複数の受電電極とが配置されている非接触電力伝送システム。
(2)前記第1送電電極と前記第2送電電極とが交互に配置されている(1)に記載の非接触電力伝送システム。
(3)前記複数の送電電極は格子状に配置されている(1)又は(2)に記載の非接触電力伝送システム。
(4)前記複数の送電電極のうち隣り合う送電電極間の間隙が、前記受電電極の外径よりも大きい(1)から(3)のいずれか一項に記載の非接触電力伝送システム。
(5)前記複数の受電電極は格子状に配置されている(1)から(4)のいずれか一項に記載の非接触電力伝送システム。
(6)前記複数の受電電極のうち隣り合う受電電極間の間隙が、前記送電電極の外径よりも小さい(1)から(5)のいずれか一項に記載の非接触電力伝送システム。
(7)交流電源と、それぞれ前記交流電源と電気的に接続されているとともに送電面に沿って配置されている複数の送電電極と、を有する送電装置と、
前記送電面に重ねて配置される受電面に沿って配置されていて前記送電電極と電界結合される複数の受電電極を有し、前記送電装置から非接触で電力供給を受ける受電装置と、
を備える非接触電力伝送システムであって、
前記複数の送電電極には、互いに逆位相となる第1送電電極と第2送電電極とが含まれ、
前記複数の送電電極は格子状に配置されており、
前記第1送電電極と前記第2送電電極とが交互に配置されており、
前記複数の送電電極のうち隣り合う送電電極間の間隙が、前記受電電極の外径よりも大きく、
前記複数の受電電極は格子状に配置されており、
前記複数の受電電極のうち隣り合う受電電極間の間隙が、前記送電電極の外径よりも小さい非接触電力伝送システム。
(8)前記複数の送電電極の各々は正方形状に形成されている(1)から(7)のいずれか一項に記載の非接触電力伝送システム。
(9)前記複数の受電電極の各々は円形状に形成されている(1)から(8)のいずれか一項に記載の非接触電力伝送システム。
(10)前記複数の受電電極の各々の外径が、前記複数の送電電極の外径の半分以上である(1)から(9)のいずれか一項に記載の非接触電力伝送システム。
(11)前記交流電源は、互いに逆位相となる第1交流出力端子と第2交流出力端子とを有し、
前記第1送電電極の各々は、個別の第1共振コイルを介して、前記第1交流出力端子と電気的に接続されており、
前記第1送電電極と、当該第1送電電極と対応する前記第1共振コイルとにより、第1LC共振要素が構成されており、
前記第2送電電極の各々は、個別の第2共振コイルを介して、前記第2交流出力端子と電気的に接続されており、
前記第2送電電極と、当該第2送電電極と対応する前記第2共振コイルとにより、第2LC共振要素が構成されている(1)から(10)のいずれか一項に記載の非接触電力伝送システム。
(12)前記第1LC共振要素の各々の共振周波数が互いに等しく、前記第2LC共振要素の各々の共振周波数が互いに等しく、前記第1LC共振要素と前記第2LC共振要素との共振周波数が互いに等しい(11)に記載の非接触電力伝送システム。
(13)前記受電装置は、負荷とそれぞれ電気的に接続される第1受電出力端子と第2受電出力端子とを有し、
前記受電電極の各々は、第1伝送線を介して前記第1受電出力端子と電気的に接続されているとともに、第2伝送線を介して前記第2受電出力端子と電気的に接続されており、
前記第1伝送線には、第1整流素子が挿入されており、
前記第2伝送線には、前記第1整流素子と同方向に電流を整流する第2整流素子が挿入されている(1)から(12)のいずれか一項に記載の非接触電力伝送システム。
(14)(1)から(13)のいずれか一項に記載の非接触電力伝送システムの前記送電装置。
(15)(1)から(13)のいずれか一項に記載の非接触電力伝送システムの前記受電装置。
This embodiment includes the following technical ideas.
(1) A power transmission device having an AC power source and a plurality of power transmission electrodes that are electrically connected to the AC power source and arranged along the power transmission surface,
A power receiving device that has a plurality of power receiving electrodes that are arranged along a power receiving surface that is placed over the power transmitting surface and that is electrically coupled to the power transmitting electrode, and that receives power from the power transmitting device in a contactless manner;
A non-contact power transmission system comprising:
The plurality of power transmission electrodes include a plurality of first power transmission electrodes and a plurality of second power transmission electrodes that are in opposite phases to each other,
Regardless of the relative position and relative orientation of the power transmission surface and the power reception surface in a state where the power reception surface is disposed so as to overlap the power transmission surface, (1) one of the plurality of power reception electrodes One or more power receiving electrodes overlap with the first power transmitting electrode, another one or more power receiving electrodes overlap with the second power transmitting electrode, and (2) any power receiving electrode overlapping with the power transmitting electrode is the first power transmitting. A non-contact power transmission system in which the plurality of power transmission electrodes and the plurality of power reception electrodes are arranged so as to satisfy a condition that only one of the electrode and the second power transmission electrode overlaps.
(2) The non-contact power transmission system according to (1), wherein the first power transmission electrode and the second power transmission electrode are alternately arranged.
(3) The non-contact power transmission system according to (1) or (2), wherein the plurality of power transmission electrodes are arranged in a grid pattern.
(4) The non-contact power transmission system according to any one of (1) to (3), wherein a gap between adjacent power transmission electrodes among the plurality of power transmission electrodes is larger than an outer diameter of the power reception electrode.
(5) The non-contact power transmission system according to any one of (1) to (4), wherein the plurality of power receiving electrodes are arranged in a lattice shape.
(6) The non-contact power transmission system according to any one of (1) to (5), wherein a gap between adjacent power receiving electrodes among the plurality of power receiving electrodes is smaller than an outer diameter of the power transmitting electrode.
(7) A power transmission device having an AC power source and a plurality of power transmission electrodes that are electrically connected to the AC power source and arranged along a power transmission surface, respectively.
A power receiving device that has a plurality of power receiving electrodes that are arranged along a power receiving surface that is placed over the power transmitting surface and that is electrically coupled to the power transmitting electrode, and that receives power from the power transmitting device in a contactless manner;
A non-contact power transmission system comprising:
The plurality of power transmission electrodes include a first power transmission electrode and a second power transmission electrode that are in opposite phases to each other,
The plurality of power transmission electrodes are arranged in a grid pattern,
The first power transmission electrode and the second power transmission electrode are alternately arranged,
The gap between adjacent power transmission electrodes among the plurality of power transmission electrodes is larger than the outer diameter of the power reception electrode,
The plurality of power receiving electrodes are arranged in a grid pattern,
A non-contact power transmission system in which a gap between adjacent power receiving electrodes among the plurality of power receiving electrodes is smaller than an outer diameter of the power transmitting electrode.
(8) The non-contact power transmission system according to any one of (1) to (7), wherein each of the plurality of power transmission electrodes is formed in a square shape.
(9) The non-contact power transmission system according to any one of (1) to (8), wherein each of the plurality of power receiving electrodes is formed in a circular shape.
(10) The non-contact power transmission system according to any one of (1) to (9), wherein an outer diameter of each of the plurality of power receiving electrodes is not less than half of an outer diameter of the plurality of power transmitting electrodes.
(11) The AC power source has a first AC output terminal and a second AC output terminal that are in opposite phases to each other,
Each of the first power transmission electrodes is electrically connected to the first AC output terminal via an individual first resonance coil,
A first LC resonant element is configured by the first power transmission electrode and the first resonance coil corresponding to the first power transmission electrode,
Each of the second power transmission electrodes is electrically connected to the second AC output terminal via an individual second resonance coil,
The non-contact power according to any one of (1) to (10), wherein a second LC resonance element is configured by the second power transmission electrode and the second resonance coil corresponding to the second power transmission electrode. Transmission system.
(12) The resonance frequencies of the first LC resonance elements are equal to each other, the resonance frequencies of the second LC resonance elements are equal to each other, and the resonance frequencies of the first LC resonance element and the second LC resonance element are equal to each other ( The non-contact power transmission system according to 11).
(13) The power receiving device includes a first power receiving output terminal and a second power receiving output terminal that are electrically connected to the load, respectively.
Each of the power receiving electrodes is electrically connected to the first power receiving output terminal via a first transmission line and electrically connected to the second power receiving output terminal via a second transmission line. And
A first rectifier element is inserted in the first transmission line;
The non-contact power transmission system according to any one of (1) to (12), wherein a second rectifying element that rectifies a current in the same direction as the first rectifying element is inserted in the second transmission line. .
(14) The power transmission device of the non-contact power transmission system according to any one of (1) to (13).
(15) The power receiving device of the non-contact power transmission system according to any one of (1) to (13).
10 受電装置
11、C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8 受電電極
13 筐体
15 受電側対向面
20 送電装置
21 第1送電電極
22 第2送電電極
23 筐体
25 送電側対向面
31 交流電源
32 第1交流出力端子
33 第2交流出力端子
34 第1共振コイル
35 第2共振コイル
41 第1受電出力端子
42 第2受電出力端子
43 第1伝送線
43a 分枝線
43b 合流線
44 第2伝送線
44a 分枝線
44b 合流線
51 第1ダイオード(第1整流素子)
52 第2ダイオード(第2整流素子)
53 コンデンサ(平滑素子)
54 電解コンデンサ(平滑素子)
55 電解コンデンサ(平滑素子)
60 負荷
100 非接触電力伝送システム
E1 包絡線
E2 包絡線
A1 受電面
A2 送電面
DESCRIPTION OF
52 Second diode (second rectifier)
53 Capacitor (smoothing element)
54 Electrolytic capacitors (smoothing elements)
55 Electrolytic capacitor (smoothing element)
60
Claims (15)
前記送電面に重ねて配置される受電面に沿って配置されていて前記送電電極と電界結合される複数の受電電極を有し、前記送電装置から非接触で電力供給を受ける受電装置と、
を備える非接触電力伝送システムであって、
前記複数の送電電極には、互いに逆位相となる複数の第1送電電極と複数の第2送電電極とが含まれ、
前記受電面が前記送電面に重ねて配置されている状態において、前記送電面と前記受電面との相対的な位置及び相対的な向きにかかわらず、(1)前記複数の受電電極のうち1つ以上の受電電極が前記第1送電電極と重なるとともに他の1つ以上の受電電極が前記第2送電電極と重なり、且つ、(2)前記送電電極と重なるいずれの受電電極も前記第1送電電極又は前記第2送電電極の一方にのみ重なる、という条件を満たし得るように、前記複数の送電電極と前記複数の受電電極とが配置されている非接触電力伝送システム。 A power transmission device comprising: an AC power source; and a plurality of power transmission electrodes that are electrically connected to the AC power source and disposed along a power transmission surface, respectively.
A power receiving device that has a plurality of power receiving electrodes that are arranged along a power receiving surface that is placed over the power transmitting surface and that is electrically coupled to the power transmitting electrode, and that receives power from the power transmitting device in a contactless manner;
A non-contact power transmission system comprising:
The plurality of power transmission electrodes include a plurality of first power transmission electrodes and a plurality of second power transmission electrodes that are in opposite phases to each other,
Regardless of the relative position and relative orientation of the power transmission surface and the power reception surface in a state where the power reception surface is disposed so as to overlap the power transmission surface, (1) one of the plurality of power reception electrodes One or more power receiving electrodes overlap with the first power transmitting electrode, another one or more power receiving electrodes overlap with the second power transmitting electrode, and (2) any power receiving electrode overlapping with the power transmitting electrode is the first power transmitting. A non-contact power transmission system in which the plurality of power transmission electrodes and the plurality of power reception electrodes are arranged so as to satisfy a condition that only one of the electrode and the second power transmission electrode overlaps.
前記送電面に重ねて配置される受電面に沿って配置されていて前記送電電極と電界結合される複数の受電電極を有し、前記送電装置から非接触で電力供給を受ける受電装置と、
を備える非接触電力伝送システムであって、
前記複数の送電電極には、互いに逆位相となる第1送電電極と第2送電電極とが含まれ、
前記複数の送電電極は格子状に配置されており、
前記第1送電電極と前記第2送電電極とが交互に配置されており、
前記複数の送電電極のうち隣り合う送電電極間の間隙が、前記受電電極の外径よりも大きく、
前記複数の受電電極は格子状に配置されており、
前記複数の受電電極のうち隣り合う受電電極間の間隙が、前記送電電極の外径よりも小さい非接触電力伝送システム。 A power transmission device comprising: an AC power source; and a plurality of power transmission electrodes that are electrically connected to the AC power source and disposed along a power transmission surface, respectively.
A power receiving device that has a plurality of power receiving electrodes that are arranged along a power receiving surface that is placed over the power transmitting surface and that is electrically coupled to the power transmitting electrode, and that receives power from the power transmitting device in a contactless manner;
A non-contact power transmission system comprising:
The plurality of power transmission electrodes include a first power transmission electrode and a second power transmission electrode that are in opposite phases to each other,
The plurality of power transmission electrodes are arranged in a grid pattern,
The first power transmission electrode and the second power transmission electrode are alternately arranged,
The gap between adjacent power transmission electrodes among the plurality of power transmission electrodes is larger than the outer diameter of the power reception electrode,
The plurality of power receiving electrodes are arranged in a grid pattern,
A non-contact power transmission system in which a gap between adjacent power receiving electrodes among the plurality of power receiving electrodes is smaller than an outer diameter of the power transmitting electrode.
前記第1送電電極の各々は、個別の第1共振コイルを介して、前記第1交流出力端子と電気的に接続されており、
前記第1送電電極と、当該第1送電電極と対応する前記第1共振コイルとにより、第1LC共振要素が構成されており、
前記第2送電電極の各々は、個別の第2共振コイルを介して、前記第2交流出力端子と電気的に接続されており、
前記第2送電電極と、当該第2送電電極と対応する前記第2共振コイルとにより、第2LC共振要素が構成されている請求項1から10のいずれか一項に記載の非接触電力伝送システム。 The AC power source has a first AC output terminal and a second AC output terminal that are in opposite phases to each other,
Each of the first power transmission electrodes is electrically connected to the first AC output terminal via an individual first resonance coil,
A first LC resonant element is configured by the first power transmission electrode and the first resonance coil corresponding to the first power transmission electrode,
Each of the second power transmission electrodes is electrically connected to the second AC output terminal via an individual second resonance coil,
The contactless power transmission system according to any one of claims 1 to 10, wherein a second LC resonance element is configured by the second power transmission electrode and the second resonance coil corresponding to the second power transmission electrode. .
前記受電電極の各々は、第1伝送線を介して前記第1受電出力端子と電気的に接続されているとともに、第2伝送線を介して前記第2受電出力端子と電気的に接続されており、
前記第1伝送線には、第1整流素子が挿入されており、
前記第2伝送線には、前記第1整流素子と同方向に電流を整流する第2整流素子が挿入されている請求項1から12のいずれか一項に記載の非接触電力伝送システム。 The power receiving device includes a first power receiving output terminal and a second power receiving output terminal that are electrically connected to a load, respectively.
Each of the power receiving electrodes is electrically connected to the first power receiving output terminal via a first transmission line and electrically connected to the second power receiving output terminal via a second transmission line. And
A first rectifier element is inserted in the first transmission line;
The non-contact power transmission system according to any one of claims 1 to 12, wherein a second rectifying element that rectifies a current in the same direction as the first rectifying element is inserted in the second transmission line.
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