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公開番号2024084947
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-06-26
出願番号2022199166
出願日2022-12-14
発明の名称非接触給電システム、受電装置、および送電装置
出願人株式会社デンソー
代理人弁理士法人明成国際特許事務所
主分類H02J 50/12 20160101AFI20240619BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】給電を早期に開始することができる非接触給電システムを提供すること。
【解決手段】送電装置10から受電装置80に非接触で給電する非接触給電システム1であって、受電装置は、2次側共振回路81と、1次側コイルL1に放射する磁束を発生するための磁束生成用コイルL2と、磁束生成用コイルに電力を供給するパルス生成回路82と、パルス生成回路を制御する2次側制御回路85とを有する磁束生成回路86と、パルス生成回路に供給される電圧値と、2次側コイルに流れる電流値と、1次側コイルから発生する磁束の大きさとのうち少なくとも何れか1つを検出する2次側検出回路M2と、を有し、送電装置は、1次側検出回路によって、1次側コイルに鎖交する磁束の増加が検出された場合、待機状態から1次側コイルに送電電流を流す送電状態に移行し、磁束生成回路は、2次側検出回路の検出値を用いて、発生する磁束を調整する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
送電装置（１０，２１０，３１０）から受電装置（８０，２８０，３８０）に非接触で給電する非接触給電システム（１、２０１、３０１）であって、
前記送電装置は、
１次側コイル（Ｌ１）と、１次側コンデンサ（Ｃ１）とを有する１次側共振回路（１２）と、
予め定められた動作周波数の交流電力を前記１次側共振回路に印加する交流電源（１１）と、
前記１次側コイルに鎖交する磁束の大きさ、または、前記１次側コイル近傍の磁束の大きさを検出するための１次側検出回路（１２０）と、を有し、
前記受電装置は、
前記１次側コイルと磁気的に結合するための２次側コイル（Ｌ２）と、２次側コンデンサ（Ｃ２）とを有する２次側共振回路（８１）と、
前記送電装置の待機状態において、前記１次側コイルへ放射する磁束を発生させるための磁束生成用コイル（Ｌ２）と、前記磁束生成用コイルに交流電力を供給するパルス生成回路（８２）と、前記パルス生成回路を制御する２次側制御回路（８５，２８５，３８５）とを有する磁束生成回路（８６，２８６，３８６）と、
前記パルス生成回路に供給される電圧値と、前記２次側コイルまたは前記パルス生成回路に流れる電流値と、前記１次側コイルから発生する磁束の大きさとのうち少なくとも何れか１つを検出する２次側検出回路（Ｍ２，２８１，Ｍ３）と、を有し、
前記送電装置は、前記１次側検出回路によって、前記１次側コイルに鎖交する磁束、または、前記１次側コイル近傍の磁束の増加が検出された場合、前記待機状態から前記１次側コイルに送電電流を流す送電状態に移行し、
前記磁束生成回路は、前記２次側検出回路の検出値を用いて、発生する磁束を調整する、非接触給電システム。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
請求項１に記載の非接触給電システムであって、
前記受電装置は、さらに、
前記パルス生成回路に直流電力を供給するバッテリ（８４）を有し、
前記２次側検出回路は、前記パルス生成回路に供給される電圧値としての前記バッテリの出力電圧値を検出する電圧検出回路である、非接触給電システム。
【請求項３】
請求項２に記載の非接触給電システムであって、
前記パルス生成回路は、インバータとして構成されており、
前記２次側制御回路は、前記パルス生成回路の駆動周波数とデューティ比との少なくとも何れか一方を調整することにより、発生する磁束を調整する、非接触給電システム。
【請求項４】
請求項２または３に記載の非接触給電システムであって、
前記２次側制御回路は、前記検出値が予め定められた範囲外である場合に、前記パルス生成回路による交流電力の供給を停止させる、非接触給電システム。
【請求項５】
請求項３に記載の非接触給電システムであって、
前記２次側制御回路は、非受電状態において、前記パルス生成回路から前記磁束生成用コイルに交流電力を供給させる供給駆動と、前記パルス生成回路に前記磁束生成用コイルへの交流電力の供給を休止させる休止駆動とを周期的に繰り返し、
前記送電装置は、
前記１次側検出回路によって、前記１次側コイルに鎖交する磁束、または前記１次側コイル近傍の磁束の増加が検出された後、前記休止駆動の期間中に前記送電状態に移行するための予め定められた待機時間経過後に、前記送電状態に移行する、非接触給電システム。
【請求項６】
請求項１に記載の非接触給電システムであって、
前記２次側検出回路は、前記１次側コイルで発生する磁束の大きさを検出する磁束検出回路である、非接触給電システム。
【請求項７】
請求項６に記載の非接触給電システムであって、
前記パルス生成回路はインバータとして構成されており、
前記２次側制御回路は、前記パルス生成回路の駆動周波数とデューティ比との少なくとも何れか一方を調整することにより、発生する磁束を調整する、非接触給電システム。
【請求項８】
請求項６または７に記載の非接触給電システムであって、
前記２次側制御回路は、前記検出値が予め定められた範囲外である場合に、前記パルス生成回路による交流電流の供給を停止させる、非接触給電システム。
【請求項９】
請求項７に記載の非接触給電システムであって、
前記２次側制御回路は、
前記パルス生成回路から前記磁束生成用コイルに交流電力を供給させる供給駆動と、前記パルス生成回路に前記磁束生成用コイルへの交流電力の供給を休止させる休止駆動とを周期的に繰り返し、
前記供給駆動を行った後、前記検出値が予め定められた磁束範囲内である場合に、前記休止駆動を予め定められた時間以上継続する、非接触給電システム。
【請求項１０】
請求項６に記載の非接触給電システムであって、
前記２次側制御回路は、
前記検出値を用いて算出される結合係数を用いて、給電効率が最大となるように制御する、非接触給電システム。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、非接触給電装置、受電装置、および送電装置に関する。
続きを表示（約 2,900 文字）【背景技術】
【０００２】
送電側から受電側に電磁誘導により非接触にて給電を行う技術が種々提案されている（例えば、特許文献１）。特許文献１の技術では、双方向無線通信を用いて、受電側である機器から送信される電磁界強度の測定結果を送電側である充電装置が受信することにより、充電装置は最適位置に移動した後、送電を開始する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１０－８８１７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、送電開始前の双方向無線通信でのやり取りに時間を要した場合に、送電開始が遅れるおそれがある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示は、以下の形態として実現することが可能である。
【０００６】
本開示の第１形態によれば、送電装置（１０，２１０，３１０）から受電装置（８０，２８０，３８０）に非接触で給電する非接触給電システム（１、２０１、３０１）が提供される。前記送電装置は、１次側コイル（Ｌ１）と、１次側コンデンサ（Ｃ１）とを有する１次側共振回路（１２）と、予め定められた動作周波数の交流電力を前記１次側共振回路に印加する交流電源（１１）と、前記１次側コイルに鎖交する磁束の大きさ、または、前記１次側コイル近傍の磁束の大きさを検出するための１次側検出回路（１２０）と、を有し、前記受電装置は、前記１次側コイルと磁気的に結合するための２次側コイル（Ｌ２）と、２次側コンデンサ（Ｃ２）とを有する２次側共振回路（８１）と、前記送電装置の待機状態において、前記１次側コイルへ放射する磁束を発生させるための磁束生成用コイル（Ｌ２）と、前記磁束生成用コイルに交流電力を供給するパルス生成回路（８２）と、前記パルス生成回路を制御する２次側制御回路（８５，２８５，３８５）とを有する磁束生成回路（８６，２８６，３８６）と、前記パルス生成回路に供給される電圧値と、前記２次側コイルまたは前記パルス生成回路に流れる電流値と、前記１次側コイルから発生する磁束の大きさとのうち少なくとも何れか１つを検出する２次側検出回路（Ｍ２，２８１，Ｍ３）と、を有し、前記送電装置は、前記１次側検出回路によって、前記１次側コイルに鎖交する磁束、または、前記１次側コイル近傍の磁束の増加が検出された場合、前記待機状態から前記１次側コイルに送電電流を流す送電状態に移行し、前記磁束生成回路は、前記２次側検出回路の検出値を用いて、発生する磁束を調整する。
【０００７】
この形態によれば、送電装置は、磁束生成回路による１次側コイルに鎖交する磁束、または、１次側コイル近傍の磁束の増加を１次側検出回路で検出することにより、待機状態から送電状態に移行する。よって、非接触給電システムは、早期に非接触給電を開始することができる。また、磁束生成回路は、２次側検出回路の検出値を用いて、発生する磁束を調整することにより、磁束生成用コイルが発生する磁束の大きさを適切に制御することができる。
【０００８】
本開示の第２形態によれば、送電装置（１０，２１０，３１０）から非接触で給電される受電装置（８０，２８０，３８０）が提供される。前記送電装置は、１次側コイル（Ｌ１）と、１次側コンデンサ（Ｃ１）とを有する１次側共振回路（１２）と、予め定められた動作周波数の交流電力を前記１次側共振回路に印加する交流電源（１１）と、前記１次側コイルに鎖交する磁束の大きさ、または、前記１次側コイル近傍の磁束の大きさを検出するための１次側検出回路（１２０）と、を有し、前記受電装置は、前記１次側コイルと磁気的に結合するための２次側コイル（Ｌ２）と、２次側コンデンサ（Ｃ２）とを有する２次側共振回路（８１）と、前記送電装置の待機状態において、前記１次側コイルへ放射する磁束を発生させるための磁束生成用コイル（Ｌ２）と、前記磁束生成用コイルに交流電力を供給するパルス生成回路（８２）と、前記パルス生成回路を制御する２次側制御回路（８５，２８５，３８５）とを有する磁束生成回路（８６，２８６，３８６）と、前記パルス生成回路に供給される電圧値と、前記２次側コイルまたは前記パルス生成回路に流れる電流値と、前記１次側コイルから発生する磁束の大きさとのうち少なくとも何れか１つを検出する２次側検出回路（Ｍ２，２８１，Ｍ３）と、を有し、前記送電装置は、前記１次側検出回路によって、前記１次側コイルに鎖交する磁束、または、前記１次側コイル近傍の磁束の増加が検出された場合、前記待機状態から前記１次側コイルに送電電流を流す送電状態に移行し、前記磁束生成回路は、前記２次側検出回路の検出値を用いて、発生する磁束を調整する。
【０００９】
この形態によれば、送電装置は、磁束生成回路による１次側コイルに鎖交する磁束、または、１次側コイル近傍の磁束の増加を１次側検出回路で検出することにより、待機状態から送電状態に移行する。よって、非接触給電システムは、早期に非接触給電を開始することができる。また、磁束生成回路は、２次側検出回路の検出値を用いて、発生する磁束を調整することにより、磁束生成用コイルが発生する磁束の大きさを適切に制御することができる。
【００１０】
本開示の第３形態によれば、受電装置（８０，２８０，３８０）に非接触で給電する送電装置（１０，２１０，３１０）が提供される。前記送電装置は、１次側コイル（Ｌ１）と、１次側コンデンサ（Ｃ１）とを有する１次側共振回路（１２）と、予め定められた動作周波数の交流電力を前記１次側共振回路に印加する交流電源（１１）と、前記１次側コイルに鎖交する磁束の大きさ、または、前記１次側コイル近傍の磁束の大きさを検出するための１次側検出回路（１２０）と、を有し、前記受電装置は、前記１次側コイルと磁気的に結合するための２次側コイル（Ｌ２）と、２次側コンデンサ（Ｃ２）とを有する２次側共振回路（８１）と、前記送電装置の待機状態において、前記１次側コイルへ放射する磁束を発生させるための磁束生成用コイル（Ｌ２）と、前記磁束生成用コイルに交流電力を供給するパルス生成回路（８２）と、前記パルス生成回路を制御する２次側制御回路（８５，２８５，３８５）とを有する磁束生成回路（８６，２８６，３８６）と、前記パルス生成回路に供給される電圧値と、前記２次側コイルまたは前記パルス生成回路に流れる電流値と、前記１次側コイルから発生する磁束の大きさとのうち少なくとも何れか１つを検出する２次側検出回路（Ｍ２，２８１，Ｍ３）と、を有し、前記磁束生成回路は、前記２次側検出回路の検出値を用いて、発生する磁束を調整し、前記送電装置は、前記１次側検出回路によって、前記１次側コイルに鎖交する磁束、または、前記１次側コイル近傍の磁束の増加が検出された場合、前記待機状態から前記１次側コイルに送電電流を流す送電状態に移行する。
（【００１１】以降は省略されています）

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