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公開番号2025103138
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-09
出願番号2023220279
出願日2023-12-27
発明の名称受電装置
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 20160101AFI20250702BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】制御回路の電源に異常が生じた場合に、電力変換回路の制御回路の電源を代替する技術を提供する。
【解決手段】第1交流電力AC1を受電する受電装置100であって、受電回路110と、第1交流電力の一部である第2交流電力AC2を第1直流電力DC1に変換する電力変換回路120と、第1直流電力を消費する負荷装置130と、第2直流電力DC2を供給する主電源回路140と、第1交流電力の他の一部である第3交流電力AC3を変換して、第3直流電力DC3を供給する副電源回路160と、主電源回路または副電源回路から給電を受ける制御回路と、を備え、副電源回路は、受電回路において、電力変換回路の入力部の短絡による、電流および電圧の変動が小さい第1箇所を介して第3交流電力の供給を受け、制御回路は、主電源回路から給電を受けることができない場合に、副電源回路から給電を受ける、受電装置。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
磁界により非接触に第１交流電力（ＡＣ１）を受電する受電装置（１００，１００ａ～１００ｆ）であって、
前記第１交流電力を受電する受電コイル（１１１ＲＬ）を含む受電回路（１１０,１１０ａ，１１０ｂ）と、
前記第１交流電力の一部である第２交流電力（ＡＣ２）を第１直流電力（ＤＣ１）に変換する電力変換回路（１２０，１２０ｆ）と、
前記第１直流電力を消費する負荷装置（１３０）と、
第２直流電力（ＤＣ２）を供給する主電源回路（１４０）と、
前記第１交流電力の他の一部である第３交流電力（ＡＣ３）を変換して、第３直流電力（ＤＣ３）を供給する副電源回路（１６０，１６０ｄ，１６０ｆ，１６０ｅ，１６０ｅ１，１６０ｅ２）と、
前記受電装置（１００）を制御する制御回路（１５０，１５０ｃ，１５０ｆ）であって、前記主電源回路または前記副電源回路から給電を受ける制御回路と、を備え、
前記受電回路の出力部（１１０ｏ）と前記電力変換回路の入力部（１２０ｉ）は、接続されており、
前記副電源回路は、前記受電回路において、前記電力変換回路の入力部の短絡による、電流および電圧の変動が小さい第１箇所と、前記変動が大きい第２箇所と、のうち前記第１箇所を介して前記第３交流電力の供給を受け、
前記制御回路は、
前記電力変換回路により、前記電力変換回路の入力部を短絡する短絡モードと、前記電力変換回路の入力部を短絡しない給電モードと、を組み合わせた制御を実行し、
前記主電源回路から給電を受けることができない場合に、前記副電源回路から給電を受ける、受電装置。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
請求項１記載の受電装置であって、
前記制御回路は、前記副電源回路から給電を受ける場合に、前記短絡モードを実行する、受電装置。
【請求項３】
請求項２記載の受電装置であって、
前記受電回路は、さらに、前記第１交流電力の周波数に応じた共振周波数を有する共振回路（１１０Ｒ）と、前記第１交流電力の高調波成分を抑制するフィルタ回路（１１０Ｆ，１１０Ｆ１～１１０Ｆ３，１１０Ｆｂ，１１０Ｆｂ１）と、を備え、
前記共振回路は、前記受電コイルを備え、
前記フィルタ回路は、前記受電コイルと前記電力変換回路の入力部に、１以上の第１コイル（１１１ＦL）および１以上の第１コンデンサ（１１１ＦＣ）の少なくとも一方が直列接続されており、
前記第１箇所は、前記１以上の第１コンデンサおよび前記１以上の第１コイルの少なくとも一方である、受電装置。
【請求項４】
請求項３記載の受電装置であって、
前記副電源回路は、さらに、第１副電源コイル（１６１）を備え、
前記１以上の第１コイルのうち前記副電源回路に前記第３交流電力を供給する第１コイルと、前記第１副電源コイルとは、前記副電源回路に前記第３交流電力を供給する第１電源トランス（１８０）を構成する、受電装置。
【請求項５】
請求項４記載の受電装置であって、
前記フィルタ回路は、１つの前記第１コイルである、受電装置。
【請求項６】
請求項４記載の受電装置であって、
前記共振回路の出力部は、定電圧特性を有し、
前記フィルタ回路は、前記共振回路の出力部が前記定電圧特性を有する構成の場合に、イミタンスフィルタである、受電装置。
【請求項７】
請求項４記載の受電装置であって、
前記フィルタ回路は、バンドパスフィルタである、受電装置。
【請求項８】
請求項４記載の受電装置であって、さらに、
前記第１副電源コイルの電圧を取得する第１電圧センサ（１９０）であって、前記第１副電源コイルの電圧を積分する第１電圧センサを備え、
前記制御回路は、さらに、前記第１電圧センサにより電圧を積分した値に応じて、前記第１交流電力の周期における前記短絡モードの期間と前記給電モードの期間の割合を制御する、受電装置。
【請求項９】
請求項１記載の受電装置であって、
前記受電回路は、さらに、前記第１交流電力の周波数に応じた共振周波数を有する共振回路を備え、
前記共振回路は、前記受電コイルと、１以上の共振コンデンサ（１１１ＲＣ）と、を備え、
前記第１箇所は、前記１以上の共振コンデンサおよび前記受電コイルである、受電装置。
【請求項１０】
請求項９記載の受電装置であって、
前記副電源回路は、さらに、第２副電源コイル（１６１ｄ）を備え、
前記受電コイルと前記第２副電源コイルとは、前記副電源回路に前記第３交流電力を供給する第２電源トランス（１８０ｄ）を構成する、受電装置。
（【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、受電装置に関する。
続きを表示（約 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
車両の非接触給電システムに用いられる受電装置において、特許文献１のように、電力変換回路の制御部の電力を、複数の電源により供給させる技術が存在する。特許文献１では、受電側の整流回路と負荷側のバッテリとの間に、電力変換回路としてのＤＣＤＣコンバータが設けられている。ＤＣＤＣコンバータの制御部の電力は、受電開始時、整流回路の出力部であり、ＤＣＤＣコンバータの入力部に接続された電源から供給される。受電開始後の定常状態において、ＤＣＤＣコンバータの制御部の電力は、ＤＣＤＣコンバータの出力部に接続された電源から供給される。
【０００３】
整流回路の出力部の出力電力は、受電する電力の大きさにより、変動する。しかし、ＤＣＤＣコンバータは、起動後、安定した電力を出力する。よって、ＤＣＤＣコンバータの制御部は、受電開始後、受電する電力が変化する場合でも、安定して動作できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１４－１３８４９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
発明者は、車両の非接触給電システムの受電装置において、整流を行う電力変換回路を検討していた。発明者の検討する電力変換回路は、出力電力を調整するスイッチを備える。スイッチの制御部の電力は、非接触給電システムの負荷装置としてのバッテリ以外の補機バッテリから供給される。発明者は、補機バッテリの異常により電圧が低下した場合に、補機バッテリを代替する電力の供給手段として、特許文献１の技術の応用を検討していた。
【０００６】
しかし、発明者の検討する電力変換回路では、出力電力が変動する。すなわち、特許文献１のように、電力変換回路の出力電力から安定した電力の供給を受けることができない。よって、電力変換回路の出力電力が変動する場合であっても、電力変換回路の制御部の電源に異常が生じた場合に、制御部の電源を代替する技術が求められていた。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示は、以下の形態として実現することが可能である。
【０００８】
本開示の第１形態によれば、磁界により非接触に第１交流電力（ＡＣ１）を受電する受電装置（１００，１００ａ～１００ｆ）が提供される。前記受電装置は、前記第１交流電力を受電する受電コイル（１１１ＲＬ）を含む受電回路（１１０,１１０ａ，１１０ｂ）と、前記第１交流電力の一部である第２交流電力（ＡＣ２）を第１直流電力（ＤＣ１）に変換する電力変換回路（１２０，１２０ｆ）と、前記第１直流電力を消費する負荷装置（１３０）と、第２直流電力（ＤＣ２）を供給する主電源回路（１４０）と、前記第１交流電力の他の一部である第３交流電力（ＡＣ３）を変換して、第３直流電力（ＤＣ３）を供給する副電源回路（１６０，１６０ｄ，１６０ｆ，１６０ｅ，１６０ｅ１，１６０ｅ２）と、前記受電装置（１００）を制御する制御回路（１５０，１５０ｃ，１５０ｆ）であって、前記主電源回路または前記副電源回路から給電を受ける制御回路と、を備え、前記受電回路の出力部（１１０ｏ）と前記電力変換回路の入力部（１２０ｉ）は、接続されており、前記副電源回路は、前記受電回路において、前記電力変換回路の入力部の短絡による、電流および電圧の変動が小さい第１箇所と、前記変動が大きい第２箇所と、のうち前記第１箇所を介して前記第３交流電力の供給を受け、前記制御回路は、前記電力変換回路により、前記電力変換回路の入力部を短絡する短絡モードと、前記電力変換回路の入力部を短絡しない給電モードと、を組み合わせた制御を実行し、前記主電源回路から給電を受けることができない場合に、前記副電源回路から給電を受ける。
【０００９】
このような形態において、副電源回路は、第１箇所を介して第３交流電力の供給を受けることにより、制御回路に第３直流電力を供給する。これにより、制御回路は、主電源回路から給電を受けることができない場合でも、制御を継続できる。さらに、第１箇所は、短絡モードが実行された場合でも、電流および電圧の変動が小さいため、第３交流電力を供給できる。なお、第１箇所は、受電に係わる構成やフィルタの構成により生じる。よって、本開示の受電装置は、制御回路が主電源回路から給電を受けることができない場合でも、制御回路を動作させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
第１実施形態の非接触給電システムを示す説明図である。
副電源回路を示す説明図である。
受電装置の給電モードの動作を示す説明図である。
受電装置の短絡モードの動作を示す説明図である。
受電装置の給電モードの動作を示す説明図である。
受電装置の短絡モードの動作を示す説明図である。
第２実施形態の制御回路の処理を示すフローチャートである。
第３実施形態の非接触給電システムを示す説明図である。
第４実施形態の非接触給電システムを示す説明図である。
第５実施形態の非接触給電システムを示す説明図である。
第６実施形態の非接触給電システムを示す説明図である。
第７実施形態の副電源回路を示す説明図である。
第８実施形態の受電装置を示す説明図である。
第９実施形態の車両を示す説明図である。
イミタンスフィルタの変形例を示す説明図である。
バンドパスフィルタの変形例を示す説明図である。
バンドパスフィルタの変形例を示す説明図である。
バンドパスフィルタの変形例を示す説明図である。
副電源回路の変形例を示す説明図である。
副電源回路の変形例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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