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公開番号2024127490
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-20
出願番号2023036677
出願日2023-03-09
発明の名称非接触給電装置
出願人オムロン株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類H02J 50/60 20160101AFI20240912BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】送電側の装置から受電側の装置への電力伝送に影響される異物を精度良く検出することが可能な非接触給電装置を提供する。
【解決手段】非接触給電装置の受電装置3は、受信コイル21を含み、非接触給電装置の送電装置2の送信コイル14から電力を受電する共振回路20と、共振回路20から出力される電力を整流する整流回路23と、受信コイル21と電磁結合可能に配置される共振抑制コイル27と、共振抑制コイル27の短絡または開放を切り替え可能なスイッチ回路28と、共振抑制コイル27の短絡と開放とが繰り返されるようにスイッチ回路28を制御するスイッチ制御回路29とを有する。送電装置2の制御回路19は、受電装置3の共振抑制コイル27が短絡されている期間における電流検出回路18により検出されたインバータ13の第1のスイッチング素子13-2に流れる電流の平均値に基づいて異物の有無を判定する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
送電装置と、前記送電装置から非接触で電力伝送される受電装置とを有する非接触給電装置であって、
前記送電装置は、
前記受電装置へ電力を供給する送信コイルと、
フルブリッジ状あるいはハーフブリッジ状に接続された複数のスイッチング素子を有するインバータを含み、交流電力を前記送信コイルへ供給する電力供給回路と、
前記複数のスイッチング素子のうちの第１のスイッチング素子に流れる電流を検出する電流検出回路と、
検出された前記電流に基づいて前記送電装置から前記受電装置への電力伝送に影響される異物の有無を判定する制御回路と、を有し、
前記受電装置は、
受信コイルと、前記受信コイルと接続される共振コンデンサとを有し、前記送電装置の前記送信コイルを流れる電流に対して共振することで前記送信コイルから電力を受電する共振回路と、
前記共振回路を介して受電した電力を整流する整流回路と、
前記受信コイルと電磁結合可能に配置される共振抑制コイルと、
前記共振抑制コイルと接続され、前記共振抑制コイルの短絡または開放を切り替え可能なスイッチ回路と、
前記整流回路から出力される電力に応じて、前記共振抑制コイルの短絡と開放とが繰り返されるように前記スイッチ回路を制御するスイッチ制御回路と、を有し、
前記送電装置の前記制御回路は、前記受電装置の前記共振抑制コイルが短絡されている期間における前記第１のスイッチング素子に流れる電流の平均値に基づいて前記異物の有無を判定する、非接触給電装置。
続きを表示（約 300 文字）【請求項２】
前記送電装置の前記制御回路は、前記受電装置の前記共振抑制コイルの短絡と開放の繰返し周期の所定回数に相当する期間にわたって前記電流の平均値が所定の検出閾値よりも大きい場合、前記異物が存在すると判定する、請求項１に記載の非接触給電装置。
【請求項３】
前記受電装置は、前記整流回路から出力される電力に基づいて前記繰返し周期を有する周期信号を生成する周期信号生成回路をさらに有し、
前記スイッチ制御回路は、前記周期信号に基づいて前記繰返し周期で前記共振抑制コイルの短絡と開放とが繰り返されるように前記スイッチ回路を制御する、請求項２に記載の非接触給電装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、異物を検出することが可能な非接触給電装置に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
従来より、金属の接点などを介さずに、空間を通じて電力を伝送する、いわゆる非接触給電（ワイヤレス給電とも呼ばれる）技術が研究されている。このような非接触給電技術の一つとして、電磁誘導により給電する方式が知られている。電磁誘導により給電する方式では、一次側（送電側あるいは給電側）のコイル（以下、送信コイルと呼ぶ）と二次側（受電側）のコイル（以下、受信コイルと呼ぶ）とが電磁結合することにより、送信コイルから受信コイルへ電力が伝送される。
【０００３】
このような非接触給電技術を利用した電力伝送システムにおいて、送信コイルと受信コイルの間に、金属などの異物が入り込んでしまうことがある。このような場合、電力伝送中にその異物が誘導加熱されて発火し、あるいは、異物の発熱に起因して装置が故障することがある。そこで、そのような異物を検出する技術が提案されている（特許文献１及び非特許文献１を参照）。
【０００４】
特許文献１に開示された非接触給電装置では、インバータから送電コイルに出力される電圧及び電流の位相を監視し、その位相の変化に基づいて、給電中に混入した金属異物を検出する。
【０００５】
また、非特許文献１に開示された給電損失比較法は、伝送損失電力を定時でサンプリングし比較することで、給電中の異物を検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
国際公開第２０１５／０３７２９１号
【非特許文献】
【０００７】
駒崎他、「電気自動車用非接触給電装置のギャップ中の異物検知法」、電気学会産業応用部門大会講演論文集、No.4-10、p.115-120、2012年
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
送信コイルと受信コイルの間に混入した異物による危険性は高いため、そのような異物の検出精度をより向上することが求められる。
【０００９】
そこで、本発明は、送電側の装置から受電側の装置への電力伝送に影響される異物を精度良く検出することが可能な非接触給電装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一つの形態として、送電装置と、送電装置から非接触で電力伝送される受電装置とを有する非接触給電装置が提供される。この非接触給電装置において、送電装置は、受電装置へ電力を供給する送信コイルと、フルブリッジ状あるいはハーフブリッジ状に接続された複数のスイッチング素子を有するインバータを含み、交流電力を送信コイルへ供給する電力供給回路と、インバータの複数のスイッチング素子のうちの第１のスイッチング素子に流れる電流を検出する電流検出回路と、検出された電流に基づいて送電装置から受電装置への電力伝送に影響される異物の有無を判定する制御回路とを有する。また、受電装置は、受信コイルと、受信コイルと接続される共振コンデンサとを有し、送電装置の送信コイルを流れる電流に対して共振することで送信コイルから電力を受電する共振回路と、共振回路を介して受電した電力を整流する整流回路と、受信コイルと電磁結合可能に配置される共振抑制コイルと、共振抑制コイルと接続され、共振抑制コイルの短絡または開放を切り替え可能なスイッチ回路と、整流回路から出力される電力に応じて、共振抑制コイルの短絡と開放とが繰り返されるようにスイッチ回路を制御するスイッチ制御回路とを有する。そして送電装置の制御回路は、受電装置の共振抑制コイルが短絡されている期間における第１のスイッチング素子に流れる電流の平均値に基づいて異物の有無を判定する。
係る構成を有することにより、この非接触給電装置は、送電側の装置から受電側の装置への電力伝送に影響される異物を精度良く検出することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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