[go: up one dir, main page]

JP2012019648A - 給電装置およびワイヤレス給電システム - Google Patents

給電装置およびワイヤレス給電システム Download PDF

Info

Publication number
JP2012019648A
JP2012019648A JP2010156548A JP2010156548A JP2012019648A JP 2012019648 A JP2012019648 A JP 2012019648A JP 2010156548 A JP2010156548 A JP 2010156548A JP 2010156548 A JP2010156548 A JP 2010156548A JP 2012019648 A JP2012019648 A JP 2012019648A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
storage
power
power supply
power feeding
main body
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2010156548A
Other languages
English (en)
Inventor
Osamu Kosakai
修 小堺
Hiroyuki Mita
宏幸 三田
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.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP2010156548A priority Critical patent/JP2012019648A/ja
Priority to US13/164,969 priority patent/US8860254B2/en
Priority to CN2011101910689A priority patent/CN102340183A/zh
Publication of JP2012019648A publication Critical patent/JP2012019648A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/70Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power involving the reduction of electric, magnetic or electromagnetic leakage fields
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/34Special means for preventing or reducing unwanted electric or magnetic effects, e.g. no-load losses, reactive currents, harmonics, oscillations, leakage fields
    • H01F27/36Electric or magnetic shields or screens
    • H01F27/361Electric or magnetic shields or screens made of combinations of electrically conductive material and ferromagnetic material
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/10Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/10Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling
    • H02J50/12Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling of the resonant type
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/90Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power involving detection or optimisation of position, e.g. alignment
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F38/00Adaptations of transformers or inductances for specific applications or functions
    • H01F38/14Inductive couplings

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

【課題】コイル間の距離を大きく離すことが可能で、かつ近傍の磁界強度を維持したまま遠方の電磁界強度を大きく減衰することのでき、電力伝送特性を維持したまま、各国のあらゆる電磁界強度規制を満足することが可能な給電装置およびワイヤレス給電システムを提供する。
【解決手段】ワイヤレスで電力を給電可能な給電部21と、給電部を収納する収納体22と、を有し、収納体22は、本体221と、本体に内に形成され、給電部を収納する第1の収納部222と、第1の収納部の収納された給電部の電力が給電可能で、本体に対して収納物である受電装置を出し入れ可能に形成された少なくとも一つの第2の収納部223と、を含み、本体は、外周部に、少なくとも磁気シールド部23が形成され、第2の収納部223が本体221に対して収納状態で磁気的な閉空間を形成する。
【選択図】図3

Description

本発明は、タンスや収納ボックス等の収納体に適用可能な非接触(ワイヤレス)で電力の供給、受信を行う非接触給電方式の給電装置およびワイヤレス給電システムに関するものである。
ワイヤレス(無線)で電力の供給を行う方式として電磁誘導方式が知られている。
また、近年、電磁共鳴現象を利用した磁界共鳴方式と呼ばれる方式を用いたワイヤレス給電、および充電システムが注目されている。
現在、既に広く用いられている電磁誘導方式の非接触給電方式は、給電元と給電先(受電側)とで磁束を共有する必要があり、効率良く電力を送るには給電元と給電先とを極近接して配置する必要があり、結合の軸合わせも重要である。
一方、電磁共鳴現象を用いた非接触給電方式は、電磁共鳴現象という原理から、電磁誘導方式よりも距離を離して電力伝送することができ、かつ、多少軸合わせが悪くても伝送効率があまり落ちないという利点がある。
なお、電磁共鳴現象には磁界共鳴方式の他に電界共鳴方式がある。
この磁界共鳴型を用いたワイヤレス給電システムは、軸合わせが不要で、給電距離を長くすることが可能である。
ところで、ワイヤレス給電システムにおいてコイルが作る磁界は、電力伝送に欠かせない存在であると共に、周囲電子機器への妨害や、人体防護の観点から、周囲電磁界強度の規制が、法律やガイドラインにより、各国で行われている。
ワイヤレス給電において、磁界の外部への影響を抑制することができる技術として非特許文献1,2に開示されている第1の技術、および特許文献1に開示された第2の技術が知られている。
図1(A)および(B)は、磁界の外部への影響を抑制することができる第1の技術を説明するための図である。
第1の技術は、磁性体M1にコイルCL1,CL2を巻きつけて1次側および2次側トランスT1,T2が形成される。
図1(A)の非接触給電型スイッチング電源用のトランスT1,T2は、1次側と2次側の組み合わせの変更が容易である。
第1の技術においては、非接触給電はトランス結合部を空間的に切り離す、という発想が原点となる。トランスを用いた場合、磁束はトランスの磁性体内部を通り、基本的に外部にもれ出ない。
図2は、磁界の外部への影響を抑制することができる第2の技術を説明するための図であって、評価試験装置の概略図である。
図2において、1はループアンテナ、2は駆動電源、3はグランド接点、4は電磁波シールド、5は磁界強度計測器、6は電界強度計測器をそれぞれ示している。
特許文献1に開示される第1の技術はループアンテナ(送信アンテナ)1の近傍に電磁波シールド4を配置することで、近傍の磁界強度を維持したまま、遠方の電界強度を低下させる。
電磁波シールド4はコイルで形成され、一端がオープン、もう一端はグランド接点3でグランドGNDに接地される。
特開平10−163889号公報
トランジスタ技術2004.2 非接触給電型スイッチング電源の試作実験 中川伸 pp.195-205 http://www.d.dendai.ac.jp/lab_site/dlab/2-3d-2/jiki.pdf
ところが、第1の技術の方法では、磁界をほぼ磁性体内部に閉じ込めることが可能であるが、コイル(磁性体)の間隔はおよそ5mm程度以下と考えられ、コイル(磁性体)間を大きく離すことは難しい。また、位置合せも数mm程度以内に厳密に行う必要がある。
第1の技術の方法は、遠方電界強度の減衰量はおよそ10dB程度であることが、特許文献1に開示されている。つまり20dB以上の大きな減衰量を得ることは難しい。
本発明は、コイル間の距離を大きく離すことが可能で、かつ近傍の磁界強度を維持したまま遠方の電磁界強度を大きく減衰することのできる、つまり電力伝送特性を維持したまま、各国のあらゆる電磁界強度規制を満足することが可能な給電装置およびワイヤレス給電システムを提供することにある。
本発明の第1の観点の給電装置は、ワイヤレスで電力を給電可能な給電部と、上記給電部を収納する収納体と、を有し、上記収納体は、本体と、上記本体に内に形成され、上記給電部を収納する第1の収納部と、上記第1の収納部の収納された給電部の電力が給電可能で、上記本体に対して収納物である受電装置を出し入れ可能に形成された少なくとも一つの第2の収納部と、を含み、上記本体は、外周部に、少なくとも磁気シールド部が形成され、上記第2の収納部が上記本体に対して収納状態で磁気的な閉空間を形成する。
本発明の第2の観点のワイヤレス給電システムは、給電装置と、上記給電装置から送電された電力を、磁界共鳴関係をもって受電する受電装置と、を有し、上記給電装置は、ワイヤレスで電力を給電可能な給電部と、上記給電部を収納する収納体と、を有し、上記収納体は、本体と、上記本体内に形成され、上記給電部を収納する第1の収納部と、上記第1の収納部の収納された給電部の電力が給電可能で、上記本体に対して収納物である上記受電装置を出し入れ可能に形成された少なくとも一つの第2の収納部と、を含み、上記本体は、外周部に、少なくとも磁気シールド部が形成され、上記第2の収納部が上記本体に対して収納状態で磁気的な閉空間を形成する。
本発明によれば、コイル間の距離を大きく離すことが可能で、かつ近傍の磁界強度を維持したまま遠方の電磁界強度を大きく減衰することができる。つまり、電力伝送特性を維持したまま、各国のあらゆる電磁界強度規制を満足することができる。
磁界の外部への影響を抑制することができる第1の技術を説明するための図である。 磁界の外部への影響を抑制することができる第2の技術を説明するための図である。 本発明の第1の実施形態に係るワイヤレス給電システムの全体の構成例を示す図である。 本発明の第1の実施形態に係るワイヤレス給電システムの電力の送受信系の構成例を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係るワイヤレス給電システムの送電側コイルおよび受電側コイルの関係を模式的に示す図である。 磁界共鳴方式の原理ついて説明するための図である。 磁界共鳴方式における結合量の周波数特性を示す図である。 磁界共鳴方式における共鳴コイル間距離と結合量との関係を示す図である。 磁界共鳴方式における共鳴周波数と最大結合量が得られる共鳴コイル間距離の関係を示す図である。 本発明の第2の実施形態に係るワイヤレス給電システムの構成例を示すブロック図である。 本発明の第3の実施形態に係るワイヤレス給電システムの構成例を示すブロック図である。 本発明の第4の実施形態に係るワイヤレス給電システムの構成例を示すブロック図である。 本発明の第5の実施形態に係るワイヤレス給電システムの構成例を示すブロック図である。 本発明の第6の実施形態に係るワイヤレス給電システムの構成例を示すブロック図である。 本発明の第7の実施形態に係るワイヤレス給電システムの構成例を示すブロック図である。 ワイヤレス給電システムにおいてヌルが発生する場合の一例を説明するための図である。 衣類に電子機器が組み込まれる例を示す図である。 収納体としての衣類たんすの一例を示す図である。
以下、本発明の実施形態を図面に関連付けて説明する。
なお、説明は以下の順序で行う。
1.ワイヤレス給電システムの第1の実施形態
2.ワイヤレス給電システムの第2の実施形態
3.ワイヤレス給電システムの第3の実施形態
4.ワイヤレス給電システムの第4の実施形態
5.ワイヤレス給電システムの第5の実施形態
6.ワイヤレス給電システムの第6の実施形態
7.ワイヤレス給電システムの第7の実施形態
<1.ワイヤレス給電システムの第1の実施形態>
図3(A)および(B)は、本発明の第1の実施形態に係るワイヤレス給電システムの全体の構成例を示す図である。
図4は、本発明の第1の実施形態に係るワイヤレス給電システムの電力の送受信系の構成例を示すブロック図である。
図5は、本発明の実施形態に係るワイヤレス給電システムの送電側コイルおよび受電側コイルの関係を模式的に示す図である。
本ワイヤレス給電システム10は、給電装置20および受電装置30を有する。
本実施形態の基本要件は、磁気的に閉空間内で実現するワイヤレス給電システム10である。
閉空間を形成するために、収納体22の外壁には磁性材が周回して取り付けられている。これにより磁気シールド構造となっている。この結果、閉空間内部で発生した磁界は閉空間の外へは漏れ出ない。また、後述するように閉空間内部では、通常の磁界共鳴型ワイヤレス給電システムを稼動させることができるので、コイル間を離した電力伝送が可能となる。
給電装置20は、ワイヤレスで電力を給電可能な給電部21と、給電部21を収納する収納体22と、を有する。
以下では、収納体22の構成を説明した後、給電部21および受電装置30の構成および機能について説明する。
収納体22は、箱状の本体221と、本体221に内に形成され、給電部21を収納する第1の収納部222を有する。
収納体22は、第1の収納部222の収納された給電部21の電力が給電可能で、本体221に対して収納物である受電装置30を出し入れ可能に形成された少なくとも一つの第2の収納部223と、を含む。
本第1の実施形態において、第2の収納部223はタンスや収納ボックスの引き出しとして形成される。
本実施形態においては、第1の収納部222は、本体221の底部に引き出しができない状態で給電部21を収納して固定的に形成される。
第1の収納部222は、給電部21が収納されるが、その元の電力を受けるために、たとえばACケーブル40が接続される。
第2の収納部223は、タンス等のように、本体221の底部に形成される第1の収納部222の上層に積層するように形成される。
そして、本体211は、外周部(外壁部)に、磁性シートからなる磁気シールド部23が形成され、第2の収納部223が本体221に対して収納状態で磁気的な閉空間を形成する。
なお、磁性シート(磁性体)から磁気シールド部23は、第2の収納部223が引き出し可能となるように、本体221との境界部においてはカットされている。
磁気シールド23をカットしても、第2の収納部223の収納状態においては、そのシールド効果は高いシールド性が維持される。
また、収納体22は、第2の収納部223が本体221に対して収納状態にあるか引き出される状態にあるかを検知するスイッチにより形成される検知部224を有する。
検知部224は、図3(B)に示すように、本体221の内部において第2の収納部223の出し入れ方向Xの再奥部(図の左端)に配置される。
そして、給電部21は、検知部224が収納状態にあることを検知したときに給電を行い、引き出される状態を検知したきは給電を停止するように制御する制御部210を含んで構成される。
次に、以上のワイヤレス給電システム10に適用される給電部21および受電装置30について説明する。
給電部21は、制御部210に加えて、送電素子部211、および電力生成部として高周波電力発生回路212を有する。
送電素子部211は、給電素子としての給電コイル2111、および共鳴素子としての共鳴コイル2112を有する。共鳴コイルは共振コイルとも呼ぶが、本実施形態においては共鳴コイルと呼ぶこととする。
給電コイル2111は、交流電流が給電される空心コイルにより形成される。
共鳴コイル2112は、給電コイル2111と電磁誘導により結合する空心コイルにより形成され、受電装置30の共鳴コイル312と自己共振周波数が一致したときに磁界共鳴関係となり電力を効率良く伝送する。
高周波電力発生回路212は、ワイヤレス電力伝送のための高周波電力を発生する。
高周波電力発生回路212は、高効率に高周波電力を発生させることが望ましいため、スイッチングアンプなどが用いられる。
高周波電力発生回路212で発生された高周波電力は、図示しないインピーダンス検出器や整合回路等を通して送電素子部211の給電コイル2111に給電(印加)される。
受電装置30は、受電素子部31、整流回路32、電圧安定化回路33、負荷34を含んで構成されている。
受電素子部31は、給電素子としての給電コイル311、および共鳴素子としての共振(共鳴)コイル312を有する。
給電コイル311は、共鳴コイル312から電磁誘導によって交流電流が給電される。
共鳴コイル312は、給電コイル311と電磁誘導により結合する空心コイルにより形成され、給電装置20の給電部21の共鳴コイル2112と自己共振周波数が一致したときに磁界共鳴関係となり電力を効率良く受信する。
整流回路32は、受電した交流電力を整流して直流(DC)電力として電圧安定化回路33に供給する。
電圧安定化回路33は、整流回路32により供給されるDC電力を、供給先である電子機器の仕様に応じたDC電圧に変換して、その安定化したDC電圧を電子機器である負荷34に供給する。
次に、磁界共鳴方式の原理について説明する。
[磁界共鳴方式の原理]
次に、磁界共鳴方式の原理について、図6〜図9に関連付けて説明する。
図6は、磁界共鳴方式の原理ついて説明するための図である。
なお、ここでは、給電コイルを給電素子、共鳴コイルを共鳴素子として原理説明を行う。
電磁共鳴現象には電界共鳴方式と磁界共鳴方式があるが、図6は、そのうちの磁界共鳴方式のワイヤレス(非接触)給電システムで給電側元と受電側が1対1の基本ブロックを示している。
図3の構成と対応付けると、給電側には交流電源212、給電素子2111、共鳴素子2112を、受電側には共鳴素子312、給電素子311、整流回路32を有している。
給電素子2111、311、共鳴素子2112、312は空心コイルで形成されている。
給電側において、給電素子2111と共鳴素子311とは電磁誘導により強く結合している。同様に、受電側において、給電素子311と共鳴素子312とは電磁誘導により強く結合している。
給電側、受電側双方の共鳴素子2112,312である各々の空心コイルの自己共振(共鳴)周波数が一致したときに磁界共鳴関係になり、結合量が最大、損失が最小となる。
交流電源212からは給電素子2111に交流電流が供給され、さらに電磁誘導によって共鳴素子2122へ電流を誘起させる。
交流電源212で発生させる交流電流の周波数は、共鳴素子2112、共鳴素子312の自己共振周波数と同一に設定される。
共鳴素子2112と共鳴素子312は互いに磁界共鳴の関係に配置され、共鳴周波数において共鳴素子2112から共鳴素子312へとワイヤレス(非接触)で交流電力が供給される。
受電側において、共鳴素子312から電磁誘導によって給電素子311に電流が供給され、整流回路32によって直流電流が作られ出力される。
図7は、磁界共鳴方式における結合量の周波数特性を示す図である。
図7において、横軸が交流電源の周波数fを、縦軸が結合量をそれぞれ示している。
図7は、交流電源の周波数と結合量の関係を示している。
図7から磁気共鳴により周波数選択性を示すことがわかる。
図8は、磁界共鳴方式における共鳴素子間距離と結合量との関係を示す図である。
図8において、横軸が共鳴素子間距離Dを、縦軸が結合量をそれぞれ示している。
図8は、給電側の共鳴素子2112と受電側の共鳴素子312間の距離Dと結合量の関係を示している。
図8から、ある共鳴周波数において、結合量が最大となる距離Dがあることがわかる。
図9は、磁界共鳴方式における共鳴周波数と最大結合量が得られる共鳴素子間距離の関係を示す図である。
図9において、横軸が共鳴周波数fを、縦軸が共鳴素子間距離Dをそれぞれ示している。
図9は、共鳴周波数と最大結合量が得られる給電側の共鳴素子2112と受電側の共鳴素子312間の距離Dの関係を示している。
図9から、共鳴周波数が低いと共鳴素子間隔を広く、共鳴周波数が高いと共鳴素子間隔を狭くすることによって最大結合量が得られることがわかる。
以上のように、本実施形態の基本要件は、磁気的に閉空間内で実現するワイヤレス給電システム10である。
閉空間を形成するために、収納体22の外壁には磁性材が周回して取り付けられている。これにより磁気シールド構造となっている。この結果、閉空間内部で発生した磁界は閉空間の外へは漏れ出ない。また、後述するように閉空間内部では、通常の磁界共鳴型ワイヤレス給電システムを稼動させることができるので、コイル間を離した電力伝送が可能となる。
本第1の実施形態においては、閉空間は引き出し付きの箱型として形成される。
給電側コイルが引き出しの下に据え付けてあり、上段引き出しである第2の収納部223に入れた受電装置30側へ給電を行う。この場合、受電装置30側は、たとえば携帯電子機器などであり、受電コイルは携帯電子機器内部に組み込まれる。
磁性体は箱型の収納体22の本体221の壁面に沿って取り付けられている。
引き出しを引き出すと、磁性体が分断され、電磁界が箱の外部へもれてしまうため、給電を停止するためにスイッチからなる検知部224が配置されている。
これにより、給電中は常に引き出しが閉まり、外部への漏洩電磁界をなくすことができる。
<2.ワイヤレス給電システムの第2の実施形態>
図10は、本発明の第2の実施形態に係るワイヤレス給電システムの構成例を示すブロック図である。
本第2の実施形態に係るワイヤレス給電システム10Aと第1の実施形態に係るワイヤレス給電システム10と異なる点は、引き出しである第2の収納部を第1の収納部222を挟んで上下に1段ずつ配置されていることにある。
この場合、給電部21と第2の収納部223−1,223−2に収納される受電装置30との距離はいずれの第2の収納部223−1,223−2においても略同距離となっている。
<3.ワイヤレス給電システムの第3の実施形態>
図11は、本発明の第3の実施形態に係るワイヤレス給電システムの構成例を示すブロック図である。
本第3の実施形態に係るワイヤレス給電システム10Bと第1の実施形態に係るワイヤレス給電システム10と異なる点は、引き出しである第2の収納部を第1の収納部222の上層に2段配置されていることにある。
すなわち、本第ワイヤレス給電システム10Bは、給電部21側に対し、受電側を2段以上の引き出しで構成する場合で、引き出しによって給電側コイルと受電側コイル間距離が変わるような構成とすることで、引き出しによって受け取る電力を変えることができる。つまり、引き出しである第2の収納部223−1,223−2毎に給電の優先度を付加できる。
受電側が複数ある場合、複数の受電側で同等の電力を受け取ると電力が分散されてしまう。すぐに使いたい電子機器などは優先して充電して欲しいといったニーズもある。このような場合、本実施形態のような方法により、優先度を付加することで利便性を向上できる。
<4.ワイヤレス給電システムの第4の実施形態>
図12は、本発明の第4の実施形態に係るワイヤレス給電システムの構成例を示すブロック図である。
本第4の実施形態に係るワイヤレス給電システム10Cと第1の実施形態に係るワイヤレス給電システム10と異なる点は、次の通りである。
すなわち、ワイヤレス給電システム10Cにおいては、収納体22の外周部に磁性体に加え電界シールド部24が形成され、第2の収納部223が本体に対して収納状態で電磁的な閉空間を形成する。
電界シールド部24は、金属板や金属箔により外観部に形成され、たとえば化粧板としての機能を併せ持つ。
本第4の実施形態において、箱型の本体の外壁は磁性体の外部が金属壁で覆われており、外部へ漏れ出る電磁界をより完全に遮蔽できる。
この構成は、他の実施形態に対しても適用可能である。
<5.ワイヤレス給電システムの第5の実施形態>
図13は、本発明の第5の実施形態に係るワイヤレス給電システムの構成例を示すブロック図である。
本第5の実施形態に係るワイヤレス給電システム10Dと第1の実施形態に係るワイヤレス給電システム10と異なる点は、次の通りである。
ワイヤレス給電システム10Dにおいては、給電部21および受電装置30のワイヤレス通信部213および35を設けたことにある。
ワイヤレス給電システム10Dに通信機能(たとえばブルートゥースや無線LANなど)を併設し、給電側本体とパーソナルコンピュータ(PC)50などをネットワーク接続すれば、外部PCから受電側電子機器のデータを閲覧、取り込み、送付などが可能となる。
このように構成することにより、ユーザは充電を実行しながら、電子機器のデータ閲覧などが可能となり、利便性が向上する。
また、ワイヤレスでの通信は傍受のおそれがあるが、本実施形態では無線通信も磁性シートや金属板で遮蔽された閉空間で行われることから、外部への漏れ電波がなく傍受のおそれもない。
<6.ワイヤレス給電システムの第6の実施形態>
図14は、本発明の第6の実施形態に係るワイヤレス給電システムの構成例を示すブロック図である。
本第6の実施形態に係るワイヤレス給電システム10Eと第1の実施形態に係るワイヤレス給電システム10と異なる点は、次の通りである。
本第6の実施形態においては、給電装置20Eの収納体22において、第1の収納部222は、給電部21を収納するヒンジ部HNGとして形成され、第2の収納部223−1〜223−3がヒンジ部により回転するように取り付けられている。
この例では、ヒンジ部HNGは円筒状に形成、第2の収納部223−1〜223−3はこの円筒状部に端部が軸支されて回転可能に形成されている。
本例では、収納体22Eはヒンジ部HNGである第1の収納部222Eと2段以上、本例では3つの第2の収納部223−1〜223−3を有し、ヒンジ部HNGを軸として格納部が扇のように稼動する。これにより、使用者は各第2の収納部223−1〜223−3に物品を格納、取り出しが可能となる。
そして、記のような箱内部で実現する磁界共鳴型ワイヤレス給電システム10Eにおいて、固定されているヒンジ部HNG内部に給電コイルと給電用電気回路が配置される。
<7.ワイヤレス給電システムの第7の実施形態>
図15は、本発明の第7の実施形態に係るワイヤレス給電システムの構成例を示すブロック図である。
図16は、ワイヤレス給電システムにおいてヌルが発生する場合の一例を説明するための図である。
本第7の実施形態に係るワイヤレス給電システム10Fと第6の実施形態に係るワイヤレス給電システム10Eと異なる点は、次の通りである。
実施例2のバリエーション
第6の実施形態の場合、送受コイルの位置関係が図16に示すような場合、電力の伝達が行えない(ヌル)場合がある。
これを解決するために、本第7の実施形態においては、ヒンジ部HNGに給電元コイル2112−1〜2113−3を複数配置し、受電装置側のコイルと直行関係にならない給電コイルを用いて給電することでヌルのエリアを解消する。
また、同時に違う給電コイルから給電すると互いが干渉する場合があるので時分割で給電する。
また、第1の実施形態と同様、棚が閉じられた状態をスイッチである検知部で検知し、給電を開始することで、不要輻射をなくすことが可能となる。
以上説明したように、本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
すなわち、本実施形態によれば、コイル間の距離を大きく離すことが可能で、かつ近傍の磁界強度を維持したまま遠方の電磁界強度を大きく減衰することができるので、以下の利点がある。
各国法規制値、ガイドラインを満たしながら、大電力のワイヤレス電力伝送を行えるため、大電力伝送が要求される超急速充電などにも対応できる。
たとえば、ワイヤレス電力伝送のみならず、ワイヤレスデータ通信も行った場合に通信電波を傍受される危険を回避できる。
また、ウェアラブル電子機器への充電を、煩わしさを伴うことなく行える。
なお、上記各実施形態においては、図17に示すように、2次電池を持つ電子機器60が衣類に埋め込まれるような場合、電子機器の駆動用電源も衣類に組み込まれていることが望ましい。
また、電源の充電のために電子機器や電源を衣類から取り外すのも煩わしい。
したがって、ワイヤレス給電装置が図18に示すような衣類たんす70に備わっていることは有用である。
上記各実施形態においては、送電電力を中継して受電装置30側の送電する中継デバイスを適用することも可能である。
10,10A〜10F・・・ワイヤレス給電システム、20・・・給電装置、21・・・給電素部、211・・・送電素子部、2111・・・給電コイル、2112・・・共鳴コイル、212・・・高周波電力発生回路、22・・・収納体、221・・・本体、222・・・第1の収納部、223・・・第2の収納部、30・・・受電装置、31・・・受電素子部、32・・・整流回路、33・・・電圧安定化回路、34・・・負荷。

Claims (14)

  1. ワイヤレスで電力を給電可能な給電部と、
    上記給電部を収納する収納体と、を有し、
    上記収納体は、
    本体と、
    上記本体内に形成され、上記給電部を収納する第1の収納部と、
    上記第1の収納部の収納された給電部の電力が給電可能で、上記本体に対して収納物である受電装置を出し入れ可能に形成された少なくとも一つの第2の収納部と、を含み、
    上記本体は、
    外周部に、少なくとも磁気シールド部が形成され、上記第2の収納部が上記本体に対して収納状態で磁気的な閉空間を形成する
    給電装置。
  2. 上記収納体は、
    上記第2の収納部が上記本体に対して収納状態にあるか引き出される状態にあるかを検知する検知部を含み、
    上記給電部は、
    上記検知部が収納状態にあることを検知したときに給電を行い、引き出される状態を検知したきは給電を停止するように制御する制御部を含む
    請求項1記載の給電装置。
  3. 上記収納体は、
    外周部に、電界シールド部が形成され、上記第2の収納部が上記本体に対して収納状態で電磁的な閉空間を形成する
    請求項1または2記載の給電装置。
  4. 上記収納体は、
    複数の第2の収納部が、上記第1の収納部との距離が同じとなるように積層されている
    請求項1から3のいずれか一に記載の給電装置。
  5. 上記収納体は、
    複数の第2の収納部が、上記第1の収納部との距離が異なるように積層されている
    請求項1から3のいずれか一に記載の給電装置。
  6. 上記収納体は
    上記第1の収納部は、上記給電部を収納するヒンジ部として形成され、
    上記第2の収納部は、上記ヒンジ部により回転するように取り付けられている
    請求項1から3のいずれか一に記載の給電装置。
  7. 上記収納体は、
    複数の第2の収納部を含み、
    上記ヒンジ部には、
    上記各第2の収納部に対応した送電用コイル部がそれぞれ配置され、各送電用コイル部は、選択的に駆動される
    請求項6記載の給電装置。
  8. 給電装置と、
    上記給電装置から送電された電力を、磁界共鳴関係をもって受電する受電装置と、を有し、
    上記給電装置は、
    ワイヤレスで電力を給電可能な給電部と、
    上記給電部を収納する収納体と、を有し、
    上記収納体は、
    本体と、
    上記本体に内に形成され、上記給電部を収納する第1の収納部と、
    上記第1の収納部の収納された給電部の電力が給電可能で、上記本体に対して収納物である上記受電装置を出し入れ可能に形成された少なくとも一つの第2の収納部と、を含み、
    上記本体は、
    外周部に、少なくとも磁気シールド部が形成され、上記第2の収納部が上記本体に対して収納状態で磁気的な閉空間を形成する
    ワイヤレス給電システム。
  9. 上記収納体は、
    上記第2の収納部が上記本体に対して収納状態にあるか引き出される状態にあるかを検知する検知部を含み、
    上記給電部は、
    上記検知部が収納状態にあることを検知したときに給電を行い、引き出される状態を検知したきは給電を停止するように制御する制御部を含む
    請求項8記載の給電装置。
  10. 上記収納体は、
    外周部に、電界シールド部が形成され、上記第2の収納部が上記本体に対して収納状態で電磁的な閉空間を形成する
    請求項8または9記載の給電装置。
  11. 上記収納体は、
    複数の第2の収納部が、上記第1の収納部との距離が同じとなるように積層されている
    請求項9から10のいずれか一に記載の給電装置。
  12. 上記収納体は、
    複数の第2の収納部が、上記第1の収納部との距離が異なるように積層されている
    請求項8から11のいずれか一に記載の給電装置。
  13. 上記収納体は
    上記第1の収納部は、上記給電部を収納するヒンジ部として形成され、
    上記第2の収納部は、上記ヒンジ部により回転するように取り付けられている
    請求項8から11のいずれか一に記載の給電装置。
  14. 上記収納体は、
    複数の第2の収納部を含み、
    上記ヒンジ部には、
    上記各第2の収納部に対応した送電用コイル部がそれぞれ配置され、各送電用コイル部は、選択的に駆動される
    請求項13記載の給電装置。
JP2010156548A 2010-07-09 2010-07-09 給電装置およびワイヤレス給電システム Pending JP2012019648A (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010156548A JP2012019648A (ja) 2010-07-09 2010-07-09 給電装置およびワイヤレス給電システム
US13/164,969 US8860254B2 (en) 2010-07-09 2011-06-21 Power feeding apparatus and wireless power feeding system
CN2011101910689A CN102340183A (zh) 2010-07-09 2011-07-01 馈电设备和无线馈电系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010156548A JP2012019648A (ja) 2010-07-09 2010-07-09 給電装置およびワイヤレス給電システム

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2012019648A true JP2012019648A (ja) 2012-01-26

Family

ID=45438081

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010156548A Pending JP2012019648A (ja) 2010-07-09 2010-07-09 給電装置およびワイヤレス給電システム

Country Status (3)

Country Link
US (1) US8860254B2 (ja)
JP (1) JP2012019648A (ja)
CN (1) CN102340183A (ja)

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012178964A (ja) * 2011-02-01 2012-09-13 Honda Motor Co Ltd 無接点電力伝送装置
JP2013240263A (ja) * 2012-04-17 2013-11-28 Nitto Denko Corp 磁界空間の形成方法
JP2014054132A (ja) * 2012-09-10 2014-03-20 Nec Casio Mobile Communications Ltd 非接触電力伝送装置
JP2014087147A (ja) * 2012-10-23 2014-05-12 Kunitoshi Kosoba 電力増幅装置
CN104348262A (zh) * 2014-10-24 2015-02-11 天津榕丰科技有限公司 一种用于无线充电和无线供电中的磁芯装置
JP2016226072A (ja) * 2015-05-27 2016-12-28 Tdk株式会社 ワイヤレス給電装置およびワイヤレス電力伝送システム
JP2017046423A (ja) * 2015-08-25 2017-03-02 船井電機株式会社 給電装置
JPWO2016043135A1 (ja) * 2014-09-19 2017-07-06 日本電気株式会社 充電装置、充電システム、及び電子機器
JP2017175773A (ja) * 2016-03-23 2017-09-28 株式会社Lixil 給電システム
JP2018038211A (ja) * 2016-09-01 2018-03-08 株式会社Lixil 連成コイル、給電装置及びワイヤレス給電システム
CN113824202A (zh) * 2021-08-09 2021-12-21 罗伯泰克自动化科技(苏州)有限公司 基于储能元件的无线供电堆垛机、堆垛系统及堆垛方法

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5922662B2 (ja) * 2011-08-22 2016-05-24 積水化学工業株式会社 リーファーコンテナ及びリーファーコンテナへの給電システム
EP2631923B1 (en) 2012-02-23 2014-06-04 TE Connectivity Nederland B.V. Wireless power connector and wireless power connector system
CN104521100B (zh) * 2012-04-10 2017-12-12 松下知识产权经营株式会社 无线电力传输装置、供电装置以及受电装置
CN103532245A (zh) * 2012-07-04 2014-01-22 海尔集团技术研发中心 无线电力传输模块、无线供电发射端设备和电器设备
EP2693622A1 (en) * 2012-08-02 2014-02-05 ABB Technology AG Modular power electronics device
JP6232191B2 (ja) * 2013-03-06 2017-11-15 矢崎総業株式会社 給電部、受電部及び給電システム
CN109687595B (zh) * 2013-05-09 2022-01-14 泰科电子(上海)有限公司 非接触式供电电路
CN104578438A (zh) * 2013-10-18 2015-04-29 宁夏先锋软件有限公司 一种无线供电式的显示器
CN106300574A (zh) * 2015-06-02 2017-01-04 介面光电股份有限公司 无线充电装置及系统
CN106300686A (zh) * 2015-06-02 2017-01-04 介面光电股份有限公司 无线充电装置
US10404092B2 (en) * 2016-01-27 2019-09-03 Kwan Hang Mak System, apparatus and method for facilitating wireless charging of one or more battery-powered devices
US11096429B2 (en) * 2017-06-13 2021-08-24 Analog Devices, Inc. System and method for wireless charging of smart garments
CN107294158A (zh) * 2017-06-16 2017-10-24 上海斐讯数据通信技术有限公司 一种无线充电控制方法及无线充电路由器
KR102531048B1 (ko) * 2018-04-26 2023-05-10 주식회사 아모센스 회전형 연결부용 무선전력 전송 시스템
EP3952002A4 (en) * 2019-03-28 2023-04-19 Aoi Japan Co., Ltd. WIRELESS POWER SUPPLY SYSTEM WITH BATTERY MOUNTED DEVICE INTERLOCKED WITH A POWER RECEIVING DEVICE WITH LIGHT UNIT MOUNTED
US20220200351A1 (en) * 2020-12-21 2022-06-23 Analog Devices, Inc. Contactless charging drawer for smart garments

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10163889A (ja) 1996-12-03 1998-06-19 Kokusai Electric Co Ltd 自動インピーダンス整合方式
US7339120B2 (en) 2003-06-26 2008-03-04 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Electromagnetic wave shield
JP2005217120A (ja) 2004-01-29 2005-08-11 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電磁波シールド及びそれを用いたループアンテナ装置
US8598743B2 (en) * 2008-09-27 2013-12-03 Witricity Corporation Resonator arrays for wireless energy transfer
US8400017B2 (en) * 2008-09-27 2013-03-19 Witricity Corporation Wireless energy transfer for computer peripheral applications
US20100277121A1 (en) * 2008-09-27 2010-11-04 Hall Katherine L Wireless energy transfer between a source and a vehicle
WO2010115006A1 (en) * 2009-04-01 2010-10-07 Eaglepicher Technologies, Llc Hybrid energy storage system, renewable energy system including the storage system, and method of using same

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9106107B2 (en) 2011-02-01 2015-08-11 Honda Motor Co., Ltd. Contactless power transmission device provided in a vehicle for charging an electronic device
JP2012178964A (ja) * 2011-02-01 2012-09-13 Honda Motor Co Ltd 無接点電力伝送装置
JP2013240263A (ja) * 2012-04-17 2013-11-28 Nitto Denko Corp 磁界空間の形成方法
JP2014054132A (ja) * 2012-09-10 2014-03-20 Nec Casio Mobile Communications Ltd 非接触電力伝送装置
JP2014087147A (ja) * 2012-10-23 2014-05-12 Kunitoshi Kosoba 電力増幅装置
US9818532B2 (en) 2012-12-07 2017-11-14 Nitto Denko Corporation Method of forming electromagnetic space
JPWO2016043135A1 (ja) * 2014-09-19 2017-07-06 日本電気株式会社 充電装置、充電システム、及び電子機器
CN104348262A (zh) * 2014-10-24 2015-02-11 天津榕丰科技有限公司 一种用于无线充电和无线供电中的磁芯装置
JP2016226072A (ja) * 2015-05-27 2016-12-28 Tdk株式会社 ワイヤレス給電装置およびワイヤレス電力伝送システム
JP2017046423A (ja) * 2015-08-25 2017-03-02 船井電機株式会社 給電装置
JP2017175773A (ja) * 2016-03-23 2017-09-28 株式会社Lixil 給電システム
JP2018038211A (ja) * 2016-09-01 2018-03-08 株式会社Lixil 連成コイル、給電装置及びワイヤレス給電システム
CN113824202A (zh) * 2021-08-09 2021-12-21 罗伯泰克自动化科技(苏州)有限公司 基于储能元件的无线供电堆垛机、堆垛系统及堆垛方法
CN113824202B (zh) * 2021-08-09 2023-12-22 罗伯泰克自动化科技(苏州)有限公司 基于储能元件的无线供电堆垛机、堆垛系统及堆垛方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN102340183A (zh) 2012-02-01
US20120007439A1 (en) 2012-01-12
US8860254B2 (en) 2014-10-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2012019648A (ja) 給電装置およびワイヤレス給電システム
JP5890170B2 (ja) 非接触電力伝送装置及び非接触電力伝送方法
US9667085B2 (en) Wireless charger for electronic device
KR102121919B1 (ko) 무선 전력 전송 장치
Hui Planar wireless charging technology for portable electronic products and Qi
EP2761723B1 (en) Wireless power transmitter, wirless power repeater and wireless power transmission method
KR101718723B1 (ko) 무선 전력 전송 기능을 구비한 랩탑 컴퓨터 시스템
US11770027B2 (en) Wireless power transmission device
WO2012144637A1 (ja) 共鳴式非接触給電システム
US9570935B2 (en) Magnetic coupling unit and magnetic coupling system
WO2012144639A1 (ja) 共鳴式非接触給電システム
JP2014233111A (ja) 非接触電力伝送装置、非接触電力伝送システム及び非接触電力伝送方法
CN106961168B (zh) 无线电力发射器的屏蔽
JP2012049434A (ja) 電子部品、給電装置、受電装置、およびワイヤレス給電システム
JP2013110805A (ja) 非接触給電システム及び給電方法
KR20150090668A (ko) 무선 전력 중계 장치, 무선 전력 송신 장치, 및 무선 전력 전송 시스템
RU2524920C1 (ru) Экранированная система беспроводной многопозиционной зарядки мобильных устройств
JP2014217093A (ja) 漏洩電磁波制御システム、及び漏洩電磁波制御システムの制御方法
KR101985022B1 (ko) 무선 전력 중계 장치 및 무선 전력 전송 시스템
KR102040330B1 (ko) 무선 전력 중계 장치 및 무선 전력 전송 시스템
JP5838685B2 (ja) 無線空間給電システム
KR102109104B1 (ko) 무선 전력 전송 장치
JP2012143093A (ja) 近接無線充電acアダプタ
JP2017093141A (ja) 非接触送電装置
JP2014079053A (ja) 中継器及びこれを備えた非接触充電装置