JP2014060864A - Power reception apparatus and non-contact power transmission device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、受電機器及び非接触電力伝送装置に関する。 The present invention relates to a power receiving device and a non-contact power transmission apparatus.
従来から、電源コードや送電ケーブルを用いない非接触電力伝送装置として、例えば磁場共鳴を用いたものが知られている。例えば特許文献1の非接触電力伝送装置は、交流電源と、交流電源から交流電力が入力される1次側の共振コイルとを有する送電機器を備えている。また、非接触電力伝送装置は、1次側の共振コイルと磁場共鳴可能な2次側の共振コイルを有する受電機器を備えている。そして、1次側の共振コイルと2次側の共振コイルとが磁場共鳴することにより、送電機器から受電機器に交流電力が伝送される。受電機器に伝送された交流電力は、受電機器に設けられた整流器により直流電力に整流され、車両用バッテリに入力される。これにより、車両用バッテリが充電される。 2. Description of the Related Art Conventionally, as a non-contact power transmission device that does not use a power cord or a power transmission cable, for example, a device using magnetic field resonance is known. For example, the non-contact power transmission device of Patent Literature 1 includes a power transmission device having an AC power source and a primary-side resonance coil to which AC power is input from the AC power source. The non-contact power transmission device includes a power receiving device having a primary side resonance coil and a secondary side resonance coil capable of magnetic field resonance. Then, AC power is transmitted from the power transmission device to the power reception device by magnetic resonance between the primary side resonance coil and the secondary side resonance coil. The AC power transmitted to the power receiving device is rectified into DC power by a rectifier provided in the power receiving device, and input to the vehicle battery. Thereby, the vehicle battery is charged.
上記のような非接触電力伝送装置においては、伝送効率の向上が求められている。この伝送効率が依存するパラメータとして、例えば整流器の効率がある。そして、非接触電力伝送装置において、整流器の効率には未だ改善の余地がある。 In the non-contact power transmission apparatus as described above, improvement in transmission efficiency is required. As a parameter on which the transmission efficiency depends, for example, there is an efficiency of a rectifier. In the non-contact power transmission device, there is still room for improvement in the efficiency of the rectifier.
なお、上述した事情は、磁場共鳴によって非接触の伝力伝送を行うものに限られず、電磁誘導によって非接触の電力伝送を行うものについても同様である。
本発明は、上述した事情を鑑みてなされたものであり、整流部の効率の向上を図ることができる受電機器及びその受電機器を備えた非接触電力伝送装置を提供することを目的とする。
In addition, the situation mentioned above is not restricted to what performs non-contact power transmission by magnetic field resonance, The same is true for the one that performs non-contact power transmission by electromagnetic induction.
This invention is made | formed in view of the situation mentioned above, and aims at providing the non-contact electric power transmission apparatus provided with the power receiving apparatus which can aim at the improvement of the efficiency of a rectification | straightening part, and the power receiving apparatus.
上記目的を達成するために、請求項1に係る発明は、交流電力が入力される1次側コイルを有する送電機器から非接触で前記交流電力を受電可能な2次側コイルと、前記2次側コイルにて受電された交流電力を整流する整流部と、前記整流部により整流された直流電力が入力される負荷と、を備えた受電機器において、前記整流部と前記負荷との間に設けられ、前記整流部の効率が高くなるように前記整流部の出力端から前記負荷までのインピーダンスを調整する調整部を備えていることを特徴とする。 To achieve the above object, the invention according to claim 1 is directed to a secondary coil capable of receiving the AC power in a contactless manner from a power transmission device having a primary coil to which AC power is input, and the secondary coil. Provided between the rectifying unit and the load in a power receiving device comprising: a rectifying unit that rectifies AC power received by the side coil; and a load to which the DC power rectified by the rectifying unit is input. And an adjustment unit that adjusts an impedance from the output terminal of the rectifying unit to the load so that the efficiency of the rectifying unit is increased.
かかる発明によれば、調整部によって、整流部の効率が高くなるように整流部の出力端から負荷までのインピーダンスが調整されている。これにより、整流部の効率の向上を図ることができる。 According to this invention, the impedance from the output terminal of the rectifying unit to the load is adjusted by the adjusting unit so as to increase the efficiency of the rectifying unit. Thereby, the efficiency of a rectification | straightening part can be aimed at.
請求項2に係る発明は、前記調整部は、前記整流部を構成する素子に印加される電圧値が耐圧値よりも小さい状態で、前記整流部の出力端から前記負荷までのインピーダンスを大きくするものであることを特徴とする。かかる発明によれば、整流部を構成する素子に印加される電圧値が耐圧値よりも小さい状態で、整流部の出力端から負荷までのインピーダンスが大きくなっている。これにより、整流部を構成する素子に過度な電圧が印加されない範囲内で、整流部を流れる電流の電流値が小さくなり、整流部にて消費される電力が小さくなる。よって、整流部を構成する素子の誤動作を抑制しつつ、整流部の効率の向上を図ることができる。 According to a second aspect of the present invention, the adjusting unit increases an impedance from the output terminal of the rectifying unit to the load in a state where a voltage value applied to an element constituting the rectifying unit is smaller than a withstand voltage value. It is characterized by being. According to this invention, the impedance from the output terminal of the rectifier unit to the load is increased in a state where the voltage value applied to the elements constituting the rectifier unit is smaller than the withstand voltage value. As a result, the current value of the current flowing through the rectification unit is reduced within a range where an excessive voltage is not applied to the elements constituting the rectification unit, and the power consumed by the rectification unit is reduced. Therefore, it is possible to improve the efficiency of the rectification unit while suppressing malfunction of the elements constituting the rectification unit.
請求項3に係る発明は、前記負荷は、インピーダンスが変動するものであり、前記調整部は、前記負荷のインピーダンスの変動に応じて、前記整流部の効率が高くなるように前記整流部の出力端から前記負荷までのインピーダンスを調整することを特徴とする。かかる発明によれば、負荷のインピーダンスの変動に応じて、整流部の効率が高くなるように整流部の出力端から負荷までのインピーダンスが調整することにより、負荷のインピーダンスの変動に伴う整流部の効率の低下を抑制することができる。 According to a third aspect of the present invention, the impedance of the load varies, and the adjustment unit outputs the output of the rectification unit so that the efficiency of the rectification unit increases according to the variation of the impedance of the load. The impedance from the end to the load is adjusted. According to this invention, by adjusting the impedance from the output terminal of the rectifier unit to the load so that the efficiency of the rectifier unit becomes high according to the fluctuation of the impedance of the load, A decrease in efficiency can be suppressed.
請求項4に係る発明は、交流電力が入力される1次側コイルを有する送電機器と、前記1次側コイルから非接触で前記交流電力を受電可能な2次側コイル、前記2次側コイルにて受電された交流電力を整流する整流部、及び前記整流部により整流された直流電力が入力される負荷を有する受電機器と、を備えた非接触電力伝送装置において、前記受電機器として請求項1〜3のうちいずれか一項に記載の受電機器を備えていることを特徴とする。かかる発明によれば、非接触電力伝送装置において、整流部の効率の向上を図ることができる。 The invention according to claim 4 is a power transmission device having a primary side coil to which AC power is input, a secondary side coil capable of receiving the AC power in a non-contact manner from the primary side coil, and the secondary side coil. A non-contact power transmission apparatus comprising: a rectifying unit that rectifies the AC power received by the power supply unit; and a power receiving device having a load to which the DC power rectified by the rectifying unit is input. The power receiving device according to any one of 1 to 3 is provided. According to this invention, in the non-contact power transmission device, the efficiency of the rectification unit can be improved.
この発明によれば、整流部の効率の向上を図ることができる。 According to the present invention, it is possible to improve the efficiency of the rectification unit.
以下、本発明に係る非接触電力伝送装置(非接触電力伝送システム)について以下に説明する。
図1に示すように、非接触電力伝送装置10は、地上に設けられた地上側機器11と、車両に搭載された車両側機器21とを備えている。地上側機器11が送電(1次側)機器に対応し、車両側機器21が受電(2次側)機器に対応する。
Hereinafter, a non-contact power transmission apparatus (non-contact power transmission system) according to the present invention will be described.
As shown in FIG. 1, the non-contact power transmission apparatus 10 includes a ground side device 11 provided on the ground and a vehicle side device 21 mounted on the vehicle. The ground side device 11 corresponds to a power transmission (primary side) device, and the vehicle side device 21 corresponds to a power reception (secondary side) device.
地上側機器11は、所定の周波数の高周波電力(交流電力)を出力可能な高周波電源12(交流電源)を備えている。高周波電源12はインフラとしての系統電源から入力される系統電力を高周波電力に変換し、その高周波電力を出力可能に構成されている。 The ground side device 11 includes a high frequency power source 12 (AC power source) capable of outputting high frequency power (AC power) having a predetermined frequency. The high frequency power source 12 is configured to convert system power input from a system power source as infrastructure into high frequency power and output the high frequency power.
高周波電源12から出力された高周波電力は、非接触で車両側機器21に伝送され、車両側機器21に設けられた負荷としての車両用バッテリ22の充電に用いられる。具体的には、非接触電力伝送装置10は、地上側機器11及び車両側機器21間の電力伝送を行うものとして、地上側機器11に設けられた送電器13と、車両側機器21に設けられた受電器23とを備えている。 The high-frequency power output from the high-frequency power source 12 is transmitted to the vehicle-side device 21 in a non-contact manner, and used for charging the vehicle battery 22 as a load provided in the vehicle-side device 21. Specifically, the non-contact power transmission device 10 is provided in the vehicle-side device 21 and the power transmitter 13 provided in the ground-side device 11 as a device that performs power transmission between the ground-side device 11 and the vehicle-side device 21. The power receiver 23 is provided.
送電器13及び受電器23は同一の構成となっており、両者は磁場共鳴可能に構成されている。具体的には、送電器13は、並列に接続された1次側コイル13a及び1次側コンデンサ13bからなる共振回路で構成されている。受電器23は、並列に接続された2次側コイル23a及び2次側コンデンサ23bからなる共振回路で構成されている。両者の共振周波数は同一に設定されている。 The power transmitter 13 and the power receiver 23 have the same configuration, and both are configured to be capable of magnetic field resonance. Specifically, the power transmitter 13 includes a resonance circuit including a primary coil 13a and a primary capacitor 13b connected in parallel. The power receiver 23 is composed of a resonance circuit including a secondary coil 23a and a secondary capacitor 23b connected in parallel. Both resonance frequencies are set to be the same.
かかる構成によれば、高周波電力が送電器13(1次側コイル13a)に入力された場合、送電器13と受電器23(2次側コイル23a)とが磁場共鳴する。これにより、受電器23は送電器13のエネルギの一部を受け取る。すなわち、受電器23は、送電器13から高周波電力を受電する。 According to such a configuration, when high-frequency power is input to the power transmitter 13 (primary coil 13a), the power transmitter 13 and the power receiver 23 (secondary coil 23a) undergo magnetic field resonance. As a result, the power receiver 23 receives a part of the energy of the power transmitter 13. That is, the power receiver 23 receives high frequency power from the power transmitter 13.
車両側機器21には、受電器23にて受電された高周波電力を整流する整流部としての整流器24が設けられている。また、車両側機器21には、整流器24にて整流された直流電力の電圧値を、異なる電圧値に変換して車両用バッテリ22に出力する調整部としてのDC/DCコンバータ25が設けられている。DC/DCコンバータ25から出力された直流電力が車両用バッテリ22に入力されることにより、車両用バッテリ22の充電が行われる。 The vehicle-side device 21 is provided with a rectifier 24 as a rectifying unit that rectifies high-frequency power received by the power receiver 23. Further, the vehicle side device 21 is provided with a DC / DC converter 25 as an adjustment unit that converts the voltage value of the DC power rectified by the rectifier 24 into a different voltage value and outputs it to the vehicle battery 22. Yes. When the DC power output from the DC / DC converter 25 is input to the vehicle battery 22, the vehicle battery 22 is charged.
ちなみに、車両用バッテリ22は、例えば複数の電池セルが接続されて構成されており、車両用バッテリ22のインピーダンスZLは、入力される直流電力の電力値や充電量に応じて変動する。つまり、車両用バッテリ22は、状況に応じてインピーダンスZLが変動する変動負荷である。 Incidentally, the vehicle battery 22 is configured by connecting, for example, a plurality of battery cells, and the impedance ZL of the vehicle battery 22 varies according to the power value and the charge amount of the input DC power. That is, the vehicle battery 22 is a variable load in which the impedance ZL varies depending on the situation.
地上側機器11には、地上側機器11の各種制御を行う電源側コントローラ14が設けられている。電源側コントローラ14は、高周波電源12から高周波電力を出力させるか否かの判断を行うとともに、高周波電源12から出力される高周波電力の電力値制御を行う電力制御部14aを備えている。電力制御部14aは、高周波電源12から出力される高周波電力を、充電用電力と、当該充電用電力の電力値とは異なる電力値の押し込み充電用電力とに切り換えることが可能に構成されている。押し込み充電用電力とは、車両用バッテリ22に対して、押し込み充電に適した電力値の直流電力が入力されるように設定された高周波電力である。なお、押し込み充電とは、車両用バッテリ22を構成する各電池セルの容量ばらつきを補償するように行われる充電態様である。 The ground side device 11 is provided with a power supply side controller 14 that performs various controls of the ground side device 11. The power supply side controller 14 includes a power control unit 14 a that determines whether or not high frequency power is output from the high frequency power supply 12 and controls the power value of the high frequency power output from the high frequency power supply 12. The power control unit 14a is configured to be able to switch the high-frequency power output from the high-frequency power source 12 between the charging power and the pushing charging power having a power value different from the power value of the charging power. . The push-in charging power is high-frequency power set so that DC power having a power value suitable for push-in charging is input to the vehicle battery 22. Push-in charging is a charging mode that is performed so as to compensate for capacity variations of the battery cells constituting the vehicle battery 22.
また、車両側機器21には、電源側コントローラ14と無線通信が可能に構成された車両側コントローラ26が設けられている。非接触電力伝送装置10は、各コントローラ14,26間での情報のやり取りを通じて、電力伝送の開始又は終了等を行う。 The vehicle-side device 21 is provided with a vehicle-side controller 26 configured to be able to perform wireless communication with the power supply-side controller 14. The non-contact power transmission apparatus 10 starts or ends power transmission through the exchange of information between the controllers 14 and 26.
車両側機器21には、車両用バッテリ22の充電量を検知する検知センサ27が設けられている。検知センサ27は、その検知結果を車両側コントローラ26に対して送信する。これにより、車両側コントローラ26は、車両用バッテリ22の充電量を把握することが可能となっている。 The vehicle-side device 21 is provided with a detection sensor 27 that detects the charge amount of the vehicle battery 22. The detection sensor 27 transmits the detection result to the vehicle-side controller 26. Thereby, the vehicle-side controller 26 can grasp the charge amount of the vehicle battery 22.
ちなみに、車両側コントローラ26は、検知センサ27によって車両用バッテリ22の充電量が予め定められた閾値量となったことが検知された場合に、その旨の通知を電源側コントローラ14に送信する。電源側コントローラ14の電力制御部14aは、上記通知を受信したことに基づいて、高周波電源12の出力電力を、充電用電力から押し込み充電用電力に切り換える。換言すれば、押し込み充電は、車両用バッテリ22の充電量が閾値量となった場合に行われる充電態様であるとも言える。 Incidentally, the vehicle-side controller 26 transmits a notification to that effect to the power-side controller 14 when the detection sensor 27 detects that the charge amount of the vehicle battery 22 has reached a predetermined threshold amount. The power control unit 14a of the power supply side controller 14 switches the output power of the high frequency power supply 12 from the charging power to the charging power based on the reception of the notification. In other words, it can be said that the push-in charging is a charging mode performed when the charging amount of the vehicle battery 22 becomes a threshold amount.
また、車両側機器21の整流器24とDC/DCコンバータ25との間には測定器28が設けられている。測定器28は、整流器24の出力端から車両用バッテリ22までのインピーダンスである負荷インピーダンスZ1を測定し、その測定結果を車両側コントローラ26に対して出力する。 A measuring device 28 is provided between the rectifier 24 and the DC / DC converter 25 of the vehicle-side device 21. The measuring device 28 measures a load impedance Z1 that is an impedance from the output terminal of the rectifier 24 to the vehicle battery 22 and outputs the measurement result to the vehicle-side controller 26.
非接触電力伝送装置10は、地上側機器11に設けられた1次側インピーダンス変換器31と、車両側機器21に設けられた2次側インピーダンス変換器32とを備えている。1次側インピーダンス変換器31は、高周波電源12と送電器13との間に設けられている。1次側インピーダンス変換器31は、例えばLC回路で構成されており、その定数(インダクタンス及びキャパシタンス)は固定に構成されている。2次側インピーダンス変換器32は、受電器23と整流器24との間に設けられている。2次側インピーダンス変換器32は、例えばLC回路で構成されており、その定数(インダクタンス及びキャパシタンス)は固定に構成されている。なお、定数とは、インピーダンスとも、変換比とも言える。 The non-contact power transmission apparatus 10 includes a primary side impedance converter 31 provided in the ground side device 11 and a secondary side impedance converter 32 provided in the vehicle side device 21. The primary side impedance converter 31 is provided between the high frequency power supply 12 and the power transmitter 13. The primary side impedance converter 31 is comprised, for example by LC circuit, and the constant (inductance and capacitance) is comprised fixed. The secondary impedance converter 32 is provided between the power receiver 23 and the rectifier 24. The secondary side impedance converter 32 is configured by an LC circuit, for example, and the constants (inductance and capacitance) are fixed. The constant can be said to be an impedance or a conversion ratio.
次に、整流器24及びDC/DCコンバータ25の回路構成について説明する。
整流器24は、受電器23にて受電された高周波電力が入力されるように構成されており、その入力された高周波電力を整流して出力する。詳細には、整流器24は、高周波電力を全波整流するダイオードブリッジ41と、全波整流された高周波電力(脈流電力)を平滑化する平滑回路42とを備えている。ダイオードブリッジ41は、高周波電力の正成分を平滑回路42に伝送するのに用いられる複数(2つ)の正側ダイオード41aと、高周波電力の負成分を反転させて平滑回路42に伝送するのに用いられる複数(2つ)の負側ダイオード41bとを備えている。
Next, circuit configurations of the rectifier 24 and the DC / DC converter 25 will be described.
The rectifier 24 is configured to receive the high frequency power received by the power receiver 23, and rectifies and outputs the input high frequency power. Specifically, the rectifier 24 includes a diode bridge 41 that performs full-wave rectification of the high-frequency power and a smoothing circuit 42 that smoothes the high-frequency power (pulsating power) that has been full-wave rectified. The diode bridge 41 reverses the negative component of the high frequency power and transmits it to the smoothing circuit 42 by a plurality (two) of positive side diodes 41 a used for transmitting the positive component of the high frequency power to the smoothing circuit 42. A plurality of (two) negative diodes 41b used.
平滑回路42は、チョークコイル42aと、2つの平滑コンデンサ42b,42cとを備えている。チョークコイル42aはダイオードブリッジ41に直列に接続されている。詳細には、チョークコイル42aは、一端がダイオードブリッジ41の出力端に接続されており、他端が整流器24の出力端に接続されている。各平滑コンデンサ42b,42cは、チョークコイル42aに対して並列に接続されている。詳細には、各平滑コンデンサ42b,42cはそれぞれ、一端がチョークコイル42aに接続されており、他端が接地されている。かかる構成によれば、ダイオードブリッジ41からの出力電力である脈流電力が平滑回路42に平滑化されることによって、上記脈流電力が直流電力に整流される。 The smoothing circuit 42 includes a choke coil 42a and two smoothing capacitors 42b and 42c. The choke coil 42 a is connected to the diode bridge 41 in series. Specifically, the choke coil 42 a has one end connected to the output end of the diode bridge 41 and the other end connected to the output end of the rectifier 24. Each of the smoothing capacitors 42b and 42c is connected in parallel to the choke coil 42a. Specifically, each of the smoothing capacitors 42b and 42c has one end connected to the choke coil 42a and the other end grounded. According to such a configuration, the pulsating power that is the output power from the diode bridge 41 is smoothed by the smoothing circuit 42, whereby the pulsating power is rectified to DC power.
DC/DCコンバータ25は、所謂非絶縁降圧チョッパであり、スイッチング素子51と、ダイオード52と、スイッチング素子51に対して直列に接続されたコイル53と、コイル53に対して並列に接続されたコンデンサ54と、を備えている。 The DC / DC converter 25 is a so-called non-insulated step-down chopper, and includes a switching element 51, a diode 52, a coil 53 connected in series to the switching element 51, and a capacitor connected in parallel to the coil 53. 54.
スイッチング素子51は、例えばn型のパワーMOSFETで構成されている。スイッチング素子51のドレインは、DC/DCコンバータ25の入力端及び測定器28を介して整流器24の出力端に接続されている。スイッチング素子51のソースは、コイル53の一端に接続されているとともに、ダイオード52のカソードに接続されている。ダイオード52のアノードは接地されている。コイル53の他端は、DC/DCコンバータ25の出力端を介して、車両用バッテリ22に接続されている。コンデンサ54の一端はコイル53の他端に接続され、コンデンサ54の他端は接地されている。 The switching element 51 is composed of, for example, an n-type power MOSFET. The drain of the switching element 51 is connected to the input end of the DC / DC converter 25 and the output end of the rectifier 24 via the measuring device 28. The source of the switching element 51 is connected to one end of the coil 53 and to the cathode of the diode 52. The anode of the diode 52 is grounded. The other end of the coil 53 is connected to the vehicle battery 22 via the output end of the DC / DC converter 25. One end of the capacitor 54 is connected to the other end of the coil 53, and the other end of the capacitor 54 is grounded.
かかる構成によれば、スイッチング素子51が周期的にスイッチング(オンオフ、チョッピング)すると、スイッチング素子51のオンオフのデューティ比に対応した電圧値変換が行われる。この場合、負荷インピーダンスZ1は、スイッチング素子51のオンオフのデューティ比に依存する。すなわち、デューティ比は負荷インピーダンスZ1を規定するものである。 According to this configuration, when the switching element 51 is periodically switched (ON / OFF, chopping), voltage value conversion corresponding to the ON / OFF duty ratio of the switching element 51 is performed. In this case, the load impedance Z1 depends on the on / off duty ratio of the switching element 51. That is, the duty ratio defines the load impedance Z1.
デューティ比と負荷インピーダンスZ1との関係について詳述すると、DC/DCコンバータ25の出力側の電圧値は車両用バッテリ22のバッテリ電圧値であり、当該バッテリ電圧値は車両用バッテリ22の仕様によって一義的に決まっている。一方、デューティ比に応じて、DC/DCコンバータ25に入力される直流電力の電圧値及び電流値の双方が変動し、その結果上記電圧値と電流値との比率である負荷インピーダンスZ1が変動する。よって、上記デューティ比が負荷インピーダンスZ1を規定することとなる。 The relationship between the duty ratio and the load impedance Z 1 will be described in detail. The voltage value on the output side of the DC / DC converter 25 is the battery voltage value of the vehicle battery 22, and the battery voltage value is uniquely determined by the specifications of the vehicle battery 22. It is decided. On the other hand, both the voltage value and the current value of the DC power input to the DC / DC converter 25 vary according to the duty ratio, and as a result, the load impedance Z1, which is the ratio between the voltage value and the current value, varies. . Therefore, the duty ratio defines the load impedance Z1.
車両側コントローラ26は、スイッチング素子51のオンオフのデューティ比を調整(制御)するデューティ比調整部26aを備えている。デューティ比調整部26aは、スイッチング素子51のゲート電圧を制御することにより、デューティ比を調整する。詳細には、デューティ比調整部26aは、スイッチング素子51のゲートに対して、高周波電力の周波数よりも高い周波数のパルス信号を出力するとともに、当該パルス信号のパルス幅変調を行うことで、デューティ比を調整する。なお、負荷インピーダンスZ1がデューティ比に応じて変動することに着目すれば、デューティ比調整部26aは、デューティ比を調整することにより、負荷インピーダンスZ1を調整するものであるとも言える。 The vehicle-side controller 26 includes a duty ratio adjustment unit 26 a that adjusts (controls) the on / off duty ratio of the switching element 51. The duty ratio adjustment unit 26 a adjusts the duty ratio by controlling the gate voltage of the switching element 51. Specifically, the duty ratio adjustment unit 26a outputs a pulse signal having a frequency higher than the frequency of the high-frequency power to the gate of the switching element 51 and performs pulse width modulation of the pulse signal, whereby the duty ratio is adjusted. Adjust. If attention is paid to the fact that the load impedance Z1 varies according to the duty ratio, it can be said that the duty ratio adjustment unit 26a adjusts the load impedance Z1 by adjusting the duty ratio.
デューティ比調整部26aは、整流器24を構成する各素子(例えば各ダイオード41a,41b及び各平滑コンデンサ42b,42c)の耐圧値を考慮しつつ、整流器24の効率が高くなるようにデューティ比を調整する。詳細には、整流器24の効率は、整流器24(正側ダイオード41a又は負側ダイオード41b等)に流れる電流値が小さくなるほど高くなる。整流器24に流れる電流の電流値は、負荷インピーダンスZ1が大きくなるほど小さくなる。かといって、過度に負荷インピーダンスZ1を大きくすると、整流器24を構成する上記各素子に印加される電圧値が耐圧値以上となる場合が生じ得る。 The duty ratio adjustment unit 26a adjusts the duty ratio so as to increase the efficiency of the rectifier 24 while considering the withstand voltage values of the elements (for example, the diodes 41a and 41b and the smoothing capacitors 42b and 42c) constituting the rectifier 24. To do. Specifically, the efficiency of the rectifier 24 increases as the value of the current flowing through the rectifier 24 (such as the positive side diode 41a or the negative side diode 41b) decreases. The current value of the current flowing through the rectifier 24 decreases as the load impedance Z1 increases. However, when the load impedance Z1 is excessively increased, the voltage value applied to each of the elements constituting the rectifier 24 may be higher than the withstand voltage value.
これに対して、デューティ比調整部26aは、整流器24を構成する各素子に印加される電圧値が耐圧値よりも小さい状態(範囲内)で、負荷インピーダンスZ1が大きくなるようにデューティ比を調整する。 On the other hand, the duty ratio adjustment unit 26a adjusts the duty ratio so that the load impedance Z1 becomes large in a state (within a range) where the voltage value applied to each element constituting the rectifier 24 is smaller than the withstand voltage value. To do.
また、デューティ比調整部26aは、車両用バッテリ22のインピーダンスZLの変動に対応させてデューティ比を調整する。詳細には、デューティ比調整部26aは、高周波電源12から出力される高周波電力が、充電用電力から押し込み充電用電力に切り換わった場合、測定器28の測定結果に基づいて、整流器24を構成する各素子に印加される電圧値が耐圧値よりも小さい状態で、負荷インピーダンスZ1が可能な限り大きくなるようにデューティ比を調整する。 Further, the duty ratio adjusting unit 26a adjusts the duty ratio in accordance with the fluctuation of the impedance ZL of the vehicle battery 22. Specifically, the duty ratio adjustment unit 26a configures the rectifier 24 based on the measurement result of the measuring instrument 28 when the high-frequency power output from the high-frequency power supply 12 is switched from the charging power to the indenting charging power. The duty ratio is adjusted so that the load impedance Z1 is as large as possible in a state where the voltage value applied to each element is smaller than the withstand voltage value.
ここで、整流器24を構成する各素子に印加される電圧値が耐圧値よりも小さい状態で、可能な限り大きく設定された負荷インピーダンスZ1を最大負荷インピーダンスとすると、高周波電源12から出力される高周波電力の電力値に応じて、最大負荷インピーダンスが変動し得る。 Here, when the load impedance Z1 set as large as possible is the maximum load impedance in a state where the voltage value applied to each element constituting the rectifier 24 is smaller than the withstand voltage value, the high frequency output from the high frequency power supply 12 is obtained. Depending on the power value of the power, the maximum load impedance can vary.
デューティ比調整部26aは、測定器28の測定結果に基づいて、負荷インピーダンスZ1が最大負荷インピーダンスに近づく、好ましくは一致するようにデューティ比を調整する。 Based on the measurement result of the measuring instrument 28, the duty ratio adjustment unit 26a adjusts the duty ratio so that the load impedance Z1 approaches, preferably coincides with, the maximum load impedance.
なお、高周波電源12から充電用電力が出力されている状況において負荷インピーダンスZ1が最大負荷インピーダンスとなるデューティ比を第1特定デューティ比とする。同様に、高周波電源12から押し込み充電用電力が出力されている状況において負荷インピーダンスZ1が最大負荷インピーダンスとなるデューティ比を第2特定デューティ比とする。すると、デューティ比調整部26aは、高周波電源12から出力される高周波電力が充電用電力と押し込み充電用電力とに切り換わることに基づいて、デューティ比を、第1特定デューティ比と第2特定デューティ比とに切り換えるものであるとも言える。 Note that the duty ratio at which the load impedance Z1 is the maximum load impedance in a situation where charging power is output from the high-frequency power source 12 is defined as a first specific duty ratio. Similarly, the duty ratio at which the load impedance Z1 becomes the maximum load impedance in a situation where the inrush charging power is output from the high-frequency power source 12 is set as the second specific duty ratio. Then, based on the fact that the high-frequency power output from the high-frequency power supply 12 is switched between the charging power and the push-in charging power, the duty ratio adjustment unit 26a changes the duty ratio to the first specific duty ratio and the second specific duty. It can be said that the ratio is switched to the ratio.
次に本実施形態の作用について説明する。
DC/DCコンバータ25によって、整流器24の効率が高くなるように負荷インピーダンスZ1が調整されている。詳細には、整流器24を構成する各素子に印加される電圧値が耐圧値よりも小さい状態で、負荷インピーダンスZ1が大きくなるようにスイッチング素子51のオンオフのデューティ比が調整されている。これにより、整流器24の効率が向上している。
Next, the operation of this embodiment will be described.
The load impedance Z1 is adjusted by the DC / DC converter 25 so that the efficiency of the rectifier 24 is increased. Specifically, the on / off duty ratio of the switching element 51 is adjusted such that the load impedance Z1 is increased in a state where the voltage value applied to each element constituting the rectifier 24 is smaller than the withstand voltage value. Thereby, the efficiency of the rectifier 24 is improved.
また、高周波電源12から出力される高周波電力の電力値が変動した場合には、その変動に対応させて、負荷インピーダンスZ1が最大負荷インピーダンスになるようにデューティ比が調整される。これにより、高周波電源12から出力される高周波電力の電力値が変動した場合であっても、整流器24を構成する各素子の誤動作を防止しつつ整流器24の効率の低下を抑制することができる。 When the power value of the high-frequency power output from the high-frequency power source 12 varies, the duty ratio is adjusted so that the load impedance Z1 becomes the maximum load impedance in response to the variation. Thereby, even if it is a case where the electric power value of the high frequency electric power output from the high frequency power supply 12 is fluctuate | varied, the fall of the efficiency of the rectifier 24 can be suppressed, preventing the malfunctioning of each element which comprises the rectifier 24. FIG.
以上詳述した本実施形態によれば以下の優れた効果を奏する。
(1)整流器24と車両用バッテリ22との間に、整流器24の効率が高くなるように、整流器24の出力端から車両用バッテリ22までのインピーダンスである負荷インピーダンスZ1を調整するDC/DCコンバータ25を設けた。これにより、整流器24の効率の向上を図ることができる。
According to the embodiment described in detail above, the following excellent effects are obtained.
(1) A DC / DC converter that adjusts a load impedance Z1 that is an impedance from the output terminal of the rectifier 24 to the vehicle battery 22 so that the efficiency of the rectifier 24 is increased between the rectifier 24 and the vehicle battery 22. 25 was provided. Thereby, the efficiency of the rectifier 24 can be improved.
(2)詳細には、整流器24を構成する各素子に印加される電圧値が耐圧値よりも小さい状態で、負荷インピーダンスZ1を大きくした。これにより、整流器24を構成する各素子に過度な電圧が印加されない範囲内で、整流器24を流れる電流の電流値が小さくなっている。よって、整流器24を構成する各素子の誤動作を抑制しつつ、整流器24の効率の向上を図ることができる。 (2) Specifically, the load impedance Z1 is increased in a state where the voltage value applied to each element constituting the rectifier 24 is smaller than the withstand voltage value. As a result, the current value of the current flowing through the rectifier 24 is reduced within a range where an excessive voltage is not applied to each element constituting the rectifier 24. Therefore, it is possible to improve the efficiency of the rectifier 24 while suppressing malfunction of each element constituting the rectifier 24.
(3)DC/DCコンバータ25のスイッチング素子51におけるオンオフのデューティ比を調整する構成とした。これにより、高耐圧の可変キャパシタや可変インダクタを設けることなく、負荷インピーダンスZ1の調整を行うことができる。 (3) The on / off duty ratio of the switching element 51 of the DC / DC converter 25 is adjusted. As a result, the load impedance Z1 can be adjusted without providing a high withstand voltage variable capacitor or variable inductor.
(4)高周波電源12から出力される高周波電力の電力値が変動することに対応させて、デューティ比を調整する構成とした。具体的には、負荷インピーダンスZ1が最大負荷インピーダンスとなるようにデューティ比を調整した。これにより、高周波電源12から出力される高周波電力の電力値の変動に伴う、整流器24の効率の低下を抑制することができる。 (4) The duty ratio is adjusted in response to fluctuations in the power value of the high-frequency power output from the high-frequency power source 12. Specifically, the duty ratio was adjusted so that the load impedance Z1 becomes the maximum load impedance. Thereby, the fall of the efficiency of the rectifier 24 accompanying the fluctuation | variation of the electric power value of the high frequency electric power output from the high frequency power supply 12 can be suppressed.
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 実施形態では、高周波電源12から出力される高周波電力の電力値の変動に対応させて、負荷インピーダンスZ1が最大負荷インピーダンスとなるようにデューティ比を調整する構成であったが、これに限られない。例えば、高周波電源12から出力される高周波電力の電力値の変動に対応させて、デューティ比を調整することにより、負荷インピーダンスZ1が特定値で一定となるようにしてもよい。要は、高周波電源12から出力される高周波電力の電力値の変動に対応させてデューティ比を調整しない構成よりも整流器24の効率が高くなるようにできるものであればよい。なお、整流器24の効率が高くなるのであれば、「特定値」として、例えば高周波電源12から出力される高周波電力(充電用電力又は押し込み充電用電力)の電力値に応じて変動し得る最大負荷インピーダンスの最小値を用いてもよい。
In addition, you may change the said embodiment as follows.
In the embodiment, the duty ratio is adjusted so that the load impedance Z1 becomes the maximum load impedance in response to the fluctuation of the power value of the high-frequency power output from the high-frequency power source 12, but this is not limited thereto. Absent. For example, the load impedance Z1 may be constant at a specific value by adjusting the duty ratio in accordance with fluctuations in the power value of the high-frequency power output from the high-frequency power source 12. In short, what is necessary is that the efficiency of the rectifier 24 can be made higher than the configuration in which the duty ratio is not adjusted in response to fluctuations in the power value of the high-frequency power output from the high-frequency power source 12. If the efficiency of the rectifier 24 is increased, the maximum load that can vary according to the power value of the high-frequency power (charging power or push-charging power) output from the high-frequency power source 12 as the “specific value”, for example. The minimum impedance value may be used.
○ 実施形態では、負荷インピーダンスZ1を調整するものとして、DC/DCコンバータ25、詳細にはスイッチング素子51のオンオフのデューティ比を採用したが、負荷インピーダンスZ1を変動できるものであればこれに限られない。 In the embodiment, as the load impedance Z1 is adjusted, the on / off duty ratio of the DC / DC converter 25, specifically the switching element 51, is adopted. However, the load impedance Z1 is not limited to this as long as the load impedance Z1 can be changed. Absent.
○ 実施形態では、測定器28の測定結果に基づいて高周波電源12から出力される高周波電力の電力値の変動に追従する構成であったが、これに限られない。例えば、測定器28を省略してもよい。各コイル13a,23aの相対位置の変動がない場合には、予め第2特定デューティ比を把握(算出)しておくことができるため、上記第2特定デューティ比を所定のメモリに記憶させることができる。この場合、デューティ比調整部26aは、高周波電源12から出力される高周波電力が充電用電力から押し込み充電用電力に切り換わった場合には、メモリを参照して第2特定デューティ比を特定し、その特定結果に基づいてデューティ比の調整を行うとよい。 In the embodiment, the configuration follows the fluctuation of the power value of the high-frequency power output from the high-frequency power source 12 based on the measurement result of the measuring instrument 28, but is not limited thereto. For example, the measuring device 28 may be omitted. When there is no change in the relative position of each coil 13a, 23a, the second specific duty ratio can be grasped (calculated) in advance. Therefore, the second specific duty ratio can be stored in a predetermined memory. it can. In this case, when the high-frequency power output from the high-frequency power supply 12 is switched from the charging power to the indentation charging power, the duty ratio adjusting unit 26a refers to the memory to specify the second specific duty ratio, The duty ratio may be adjusted based on the identification result.
○ 整流器24の回路構成は、実施形態のものに限られず、整流することができれば任意である。例えば、整流と力率改善とを行うPFC回路を用いてもよい。
○ 同様に、DC/DCコンバータ25の回路構成も、実施形態のものに限られず、任意である。例えば昇圧型であってもよい。
The circuit configuration of the rectifier 24 is not limited to that of the embodiment, and is arbitrary as long as it can be rectified. For example, a PFC circuit that performs rectification and power factor improvement may be used.
Similarly, the circuit configuration of the DC / DC converter 25 is not limited to that of the embodiment, and is arbitrary. For example, a boost type may be used.
○ 実施形態では、デューティ比を調整する契機として、高周波電源12から出力される高周波電力の電力値の切換(充電用電力から押し込み充電用電力への切換)を採用したが、これに限られない。例えば、測定器28が定期的に負荷インピーダンスZ1を測定し、その測定された負荷インピーダンスZ1が、最大負荷インピーダンスに対して予め定められた許容値よりもずれている場合にデューティ比を調整する構成としてもよい。 In the embodiment, as an opportunity to adjust the duty ratio, switching of the power value of the high-frequency power output from the high-frequency power source 12 (switching from charging power to push-in charging power) is employed, but is not limited thereto. . For example, the measuring instrument 28 periodically measures the load impedance Z1, and the duty ratio is adjusted when the measured load impedance Z1 deviates from a predetermined allowable value with respect to the maximum load impedance. It is good.
○ 実施形態では、各インピーダンス変換器31,32の定数は固定であったが、これに限られず、可変であってもよい。この場合、各コイル13a,23aの相対位置の変動に対応させて、各インピーダンス変換器31,32の定数を可変制御してもよい。これにより、各コイル13a,23aの位置ずれが発生している場合であっても、高い伝送効率を維持することができる。 In the embodiment, the constants of the impedance converters 31 and 32 are fixed, but are not limited to this, and may be variable. In this case, the constants of the impedance converters 31 and 32 may be variably controlled in accordance with fluctuations in the relative positions of the coils 13a and 23a. Thereby, even if it is a case where the position shift of each coil 13a and 23a has generate | occur | produced, high transmission efficiency can be maintained.
なお、各コイル13a,23aの相対位置としては、各コイル13a,23a間の距離だけでなく、各コイル13a,23aの軸線方向、各コイル13a,23aの重ね合わせの態様等が含まれている。各コイル13a,23aの重ね合わせの態様とは、例えば送電器13及び受電器23が上下方向に配置される構成においては、上方から見た場合の1次側コイル13a及び2次側コイル23aの位置ずれ等が考えられる。 The relative positions of the coils 13a and 23a include not only the distance between the coils 13a and 23a, but also the axial direction of the coils 13a and 23a, the manner in which the coils 13a and 23a are superposed, and the like. . For example, in a configuration in which the power transmitter 13 and the power receiver 23 are arranged in the vertical direction, the superposition mode of the coils 13a and 23a is that of the primary side coil 13a and the secondary side coil 23a when viewed from above. Misalignment is possible.
各インピーダンス変換器31,32の定数が可変である構成においては、例えば2次側インピーダンス変換器32と、整流器24との間に、入力電力の電力値に関わらず一定の抵抗値(インピーダンス)を有する固定抵抗を設ける。また、2次側インピーダンス変換器32の接続先を、固定抵抗と、整流器24とに切り換えるリレーを設ける。そして、各インピーダンス変換器31,32の定数の可変制御を行う場合には、2次側インピーダンス変換器32の接続先を固定抵抗にする。 In the configuration in which the constants of the impedance converters 31 and 32 are variable, for example, a constant resistance value (impedance) is provided between the secondary impedance converter 32 and the rectifier 24 regardless of the power value of the input power. A fixed resistance is provided. In addition, a relay for switching the connection destination of the secondary side impedance converter 32 between the fixed resistor and the rectifier 24 is provided. And when performing variable control of the constant of each impedance converter 31 and 32, the connecting point of the secondary side impedance converter 32 is made into fixed resistance.
ちなみに、各インピーダンス変換器31,32の定数の可変制御を行う場合には、高周波電源12から、充電用電力よりも電力値が小さい調整用電力が出力されるようにしてもよい。この場合、固定抵抗の抵抗値は、負荷インピーダンスZ1が最大負荷インピーダンスである場合の整流器24の入力端から車両用バッテリ22までのインピーダンスと同一であるとよい。 Incidentally, when variable control of the constants of the impedance converters 31 and 32 is performed, adjustment power having a power value smaller than that of charging power may be output from the high frequency power supply 12. In this case, the resistance value of the fixed resistor may be the same as the impedance from the input terminal of the rectifier 24 to the vehicle battery 22 when the load impedance Z1 is the maximum load impedance.
○ 受電器23(2次側コイル23a)の出力端から車両用バッテリ22までのインピーダンスの実部には、他の抵抗値と比較して、相対的に高い伝送効率となる特定抵抗値が存在する。換言すれば、受電器23の出力端から車両用バッテリ22までのインピーダンスの実部には、所定の抵抗値(第1抵抗値)よりも伝送効率が高くなる特定抵抗値(第2抵抗値)が存在する。詳細には、仮に送電器13の入力端に仮想負荷を設けた場合において、当該仮想負荷の抵抗値をRa1とし、受電器23(詳細には受電器23の出力端)から仮想負荷までの抵抗値をRb1とすると、特定抵抗値は√(Ra1×Rb1)である。 ○ There is a specific resistance value in the real part of the impedance from the output terminal of the power receiver 23 (secondary coil 23a) to the vehicle battery 22 that provides a relatively high transmission efficiency compared to other resistance values. To do. In other words, the real part of the impedance from the output terminal of the power receiver 23 to the vehicle battery 22 has a specific resistance value (second resistance value) at which transmission efficiency is higher than a predetermined resistance value (first resistance value). Exists. Specifically, if a virtual load is provided at the input end of the power transmitter 13, the resistance value of the virtual load is Ra1, and the resistance from the power receiver 23 (specifically, the output end of the power receiver 23) to the virtual load. When the value is Rb1, the specific resistance value is √ (Ra1 × Rb1).
これに対応させて、2次側インピーダンス変換器32は、受電器23の出力端から車両用バッテリ22までのインピーダンスが特定抵抗値に近づくように整流器24の入力端から車両用バッテリ22までのインピーダンスをインピーダンス変換してもよい。 Correspondingly, the secondary impedance converter 32 has an impedance from the input end of the rectifier 24 to the vehicle battery 22 so that the impedance from the output end of the power receiver 23 to the vehicle battery 22 approaches a specific resistance value. The impedance may be converted.
また、1次側インピーダンス変換器31は、受電器23の出力端から車両用バッテリ22までのインピーダンスが特定抵抗値に近づいている状況における送電器13の入力端から車両用バッテリ22までのインピーダンスをインピーダンス変換する。例えば、1次側インピーダンス変換器31は、高周波電源12の出力端から車両用バッテリ22までのインピーダンスが、所望の電力値の高周波電力が得られるインピーダンスとなるように、上記送電器13の入力端から車両用バッテリ22までのインピーダンスをインピーダンス変換してもよい。 In addition, the primary side impedance converter 31 calculates the impedance from the input end of the power transmitter 13 to the vehicle battery 22 in a situation where the impedance from the output end of the power receiver 23 to the vehicle battery 22 approaches a specific resistance value. Impedance conversion. For example, the primary-side impedance converter 31 is configured so that the impedance from the output terminal of the high-frequency power source 12 to the vehicle battery 22 is an impedance at which high-frequency power having a desired power value is obtained. To impedance of the vehicle battery 22 may be converted.
ここで、整流器24の効率を考慮して、負荷インピーダンスZ1を設定した場合、整流器24の入力端から車両用バッテリ22までのインピーダンスが、特定抵抗値からずれることが想定される。これに対して、上記のように2次側インピーダンス変換器32を設けることにより、受電器23の出力端から車両用バッテリ22までのインピーダンスを特定抵抗値に近づけつつ、整流器24の効率の向上を図ることができる。 Here, when the load impedance Z1 is set in consideration of the efficiency of the rectifier 24, it is assumed that the impedance from the input terminal of the rectifier 24 to the vehicle battery 22 deviates from the specific resistance value. On the other hand, by providing the secondary side impedance converter 32 as described above, the efficiency of the rectifier 24 can be improved while the impedance from the output terminal of the power receiver 23 to the vehicle battery 22 is brought close to the specific resistance value. Can be planned.
ちなみに、高周波電源12から出力される高周波電力の電力値の変動に伴い、最大負荷インピーダンスが変動した場合には、その変動に伴い整流器24の入力端から車両用バッテリ22までのインピーダンスが変動する。すると、受電器23の出力端から車両用バッテリ22までのインピーダンスが特定抵抗値からずれる。 Incidentally, when the maximum load impedance fluctuates with the fluctuation of the power value of the high frequency power output from the high frequency power supply 12, the impedance from the input terminal of the rectifier 24 to the vehicle battery 22 fluctuates with the fluctuation. Then, the impedance from the output end of the power receiver 23 to the vehicle battery 22 deviates from the specific resistance value.
これに対して、最大負荷インピーダンスの変動に対応させて、2次側インピーダンス変換器32の定数(変換比)を可変制御することにより、受電器23の出力端から車両用バッテリ22までのインピーダンスが特定抵抗値に近づいた状態を維持する構成としてもよい。 On the other hand, by variably controlling the constant (conversion ratio) of the secondary side impedance converter 32 corresponding to the fluctuation of the maximum load impedance, the impedance from the output terminal of the power receiver 23 to the vehicle battery 22 is changed. It is good also as a structure which maintains the state which approached the specific resistance value.
なお、整流器24の効率を考慮して、負荷インピーダンスZ1を過度に高くすると、整流器24の入力端から車両用バッテリ22までのインピーダンスと、特定抵抗値との差が大きくなる。すると、2次側インピーダンス変換器32の変換比が過度に大きくなる。この場合、上記変換比が現実的ではない場合であったり、特殊な素子を用いる必要が生じたりする。このため、2次側インピーダンス変換器32の変換比が予め定められた範囲内に収まるように、負荷インピーダンスZ1を、特定抵抗値との差に対応させて設定してもよい。 If the load impedance Z1 is excessively increased in consideration of the efficiency of the rectifier 24, the difference between the impedance from the input terminal of the rectifier 24 to the vehicle battery 22 and the specific resistance value increases. Then, the conversion ratio of the secondary impedance converter 32 becomes excessively large. In this case, the conversion ratio may not be realistic or a special element may need to be used. For this reason, you may set load impedance Z1 corresponding to the difference with a specific resistance value so that the conversion ratio of the secondary side impedance converter 32 may be settled in the predetermined range.
○ 1次側インピーダンス変換器31は、高周波電源12の出力端から車両用バッテリ22までのインピーダンスと、高周波電源12の出力インピーダンスとが整合するように、送電器13の入力端から車両用バッテリ22までのインピーダンスをインピーダンス変換するものであってもよい。 The primary-side impedance converter 31 is connected to the vehicle battery 22 from the input end of the power transmitter 13 so that the impedance from the output end of the high-frequency power source 12 to the vehicle battery 22 matches the output impedance of the high-frequency power source 12. Impedance conversion may be performed for the impedance up to.
同様に、2次側インピーダンス変換器32は、受電器23の出力端から高周波電源12までのインピーダンスと、受電器23の出力端から車両用バッテリ22までのインピーダンスとが整合するように、整流器24の入力端から車両用バッテリ22までのインピーダンスをインピーダンス変換するものであってもよい。 Similarly, the secondary impedance converter 32 includes a rectifier 24 so that the impedance from the output terminal of the power receiver 23 to the high-frequency power source 12 matches the impedance from the output terminal of the power receiver 23 to the vehicle battery 22. The impedance from the input terminal to the vehicle battery 22 may be impedance-converted.
○ 各インピーダンス変換器31,32の具体的な構成は任意である。例えば、π型、T型のLC回路で構成してもよい。また、LC回路に限られず、トランス等を用いてもよい。 The specific configuration of each of the impedance converters 31 and 32 is arbitrary. For example, a π-type or T-type LC circuit may be used. Further, the present invention is not limited to the LC circuit, and a transformer or the like may be used.
○ 実施形態では、地上側機器11及び車両側機器21に1つずつインピーダンス変換器が設けられていたが、これに限られず、地上側機器11及び車両側機器21のいずれか又は双方に2つずつインピーダンス変換器を設けてもよい。 In the embodiment, one impedance converter is provided for each of the ground-side device 11 and the vehicle-side device 21, but the present invention is not limited to this, and two are provided for either or both of the ground-side device 11 and the vehicle-side device 21. An impedance converter may be provided one by one.
○ また、1次側インピーダンス変換器31又は2次側インピーダンス変換器32のいずれか一方又は双方を省略してもよい。
○ 高周波電源12は、電力源、電圧源及び電流源のいずれであってもよい。
Further, either one or both of the primary side impedance converter 31 and the secondary side impedance converter 32 may be omitted.
The high frequency power supply 12 may be any of a power source, a voltage source, and a current source.
○ 実施形態では、整流器24により整流された直流電力が入力される負荷として、インピーダンスZLが変動する車両用バッテリ22が採用されていたが、これに限られず、他の部品であってもよい。この場合、負荷として、入力される電力の電力値に関わらずインピーダンスが一定のものを採用してもよい。 In the embodiment, the vehicle battery 22 whose impedance ZL varies is used as the load to which the DC power rectified by the rectifier 24 is input. However, the present invention is not limited to this, and other components may be used. In this case, a load having a constant impedance regardless of the power value of the input power may be adopted as the load.
○ 高周波電源12から出力される高周波電力の電圧波形としては、パルス波形、正弦波等任意である。
○ 高周波電源12を省略してもよい。この場合、系統電力が送電器13に入力されるようにする。
The voltage waveform of the high-frequency power output from the high-frequency power source 12 is arbitrary such as a pulse waveform or a sine wave.
○ The high frequency power supply 12 may be omitted. In this case, system power is input to the power transmitter 13.
○ 実施形態では、各コンデンサ13b,23bを設けたが、これらを省略してもよい。この場合、各コイル13a,23aの寄生容量を用いて磁場共鳴させる。
○ 実施形態では、送電器13の共振周波数と受電器23の共振周波数とは同一に設定されていたが、これに限られず、電力伝送が可能な範囲内で両者を異ならせてもよい。
In the embodiment, the capacitors 13b and 23b are provided, but these may be omitted. In this case, magnetic field resonance is performed using the parasitic capacitances of the coils 13a and 23a.
In the embodiment, the resonance frequency of the power transmitter 13 and the resonance frequency of the power receiver 23 are set to be the same. However, the present invention is not limited to this, and may be different within a range in which power transmission is possible.
○ 実施形態では、非接触の電力伝送を実現させるために磁場共鳴を用いたが、これに限られず、電磁誘導を用いてもよい。
○ 実施形態では、非接触電力伝送装置10は、車両に適用されていたが、これに限られず、他の機器に適用してもよい。例えば、携帯電話のバッテリを充電するのに適用してもよい。
In the embodiment, magnetic field resonance is used in order to realize non-contact power transmission. However, the present invention is not limited to this, and electromagnetic induction may be used.
In embodiment, the non-contact electric power transmission apparatus 10 was applied to the vehicle, However, It is not restricted to this, You may apply to another apparatus. For example, it may be applied to charge a battery of a mobile phone.
○ 送電器13は、1次側コイル13a及び1次側コンデンサ13bからなる共振回路とその共振回路に対して電磁誘導で結合する1次側誘導コイルとを有する構成であってもよい。この場合、上記共振回路は、上記1次側誘導コイルから電磁誘導によって高周波電力を受ける構成とする。同様に、受電器23は、2次側コイル23a及び2次側コンデンサ23bからなる共振回路と、その共振回路に対して電磁誘導で結合する2次側誘導コイルとを有する構成とし、2次側誘導コイルを用いて受電器23の共振回路から高周波電力を取り出してもよい。 The power transmitter 13 may have a configuration including a resonance circuit including a primary side coil 13a and a primary side capacitor 13b and a primary side induction coil coupled to the resonance circuit by electromagnetic induction. In this case, the resonant circuit is configured to receive high frequency power from the primary induction coil by electromagnetic induction. Similarly, the power receiver 23 includes a resonance circuit including a secondary coil 23a and a secondary capacitor 23b, and a secondary induction coil coupled to the resonance circuit by electromagnetic induction. High frequency power may be extracted from the resonance circuit of the power receiver 23 using an induction coil.
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について以下に記載する。
(イ)前記整流部は、ダイオードを備え、
前記調整部は、前記ダイオードに流れる電流の電流値が小さくなるように、前記整流部の出力端から前記負荷までのインピーダンスを大きくすることを特徴とする請求項1に記載の受電機器。
Next, the technical idea that can be grasped from the above embodiment and other examples will be described below.
(A) The rectifying unit includes a diode,
The power receiving device according to claim 1, wherein the adjustment unit increases an impedance from an output terminal of the rectification unit to the load so that a current value of a current flowing through the diode is reduced.
(ロ)前記調整部は、周期的にスイッチングするスイッチング素子を備え、前記スイッチング素子のオンオフのデューティ比を調整することにより、前記整流部の出力端から前記負荷までのインピーダンスを調整することを特徴とする請求項1〜3及び技術的思想(イ)のうちいずれか一項に記載の受電機器。 (B) The adjusting unit includes a switching element that periodically switches, and adjusts an impedance from an output terminal of the rectifying unit to the load by adjusting an on / off duty ratio of the switching element. The power receiving device according to any one of claims 1 to 3 and the technical idea (A).
10…非接触電力伝送装置、11…地上側機器(送電機器)、12…高周波電源、13a…1次側コイル、21…車両側機器(受電機器)、22…車両用バッテリ(負荷)、23a…2次側コイル、24…整流器、25…DC/DCコンバータ、28…測定器、31…1次側インピーダンス変換器、32…2次側インピーダンス変換器、41…ダイオードブリッジ、51…スイッチング素子、Z1…負荷インピーダンス。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Non-contact electric power transmission apparatus, 11 ... Ground side apparatus (power transmission apparatus), 12 ... High frequency power supply, 13a ... Primary side coil, 21 ... Vehicle side apparatus (power receiving apparatus), 22 ... Vehicle battery (load), 23a ... secondary coil, 24 ... rectifier, 25 ... DC / DC converter, 28 ... measuring instrument, 31 ... primary impedance converter, 32 ... secondary impedance converter, 41 ... diode bridge, 51 ... switching element, Z1: Load impedance.
Claims (4)
前記2次側コイルにて受電された交流電力を整流する整流部と、
前記整流部により整流された直流電力が入力される負荷と、
を備えた受電機器において、
前記整流部と前記負荷との間に設けられ、前記整流部の効率が高くなるように前記整流部の出力端から前記負荷までのインピーダンスを調整する調整部を備えていることを特徴とする受電機器。 A secondary coil capable of receiving the AC power in a contactless manner from a power transmission device having a primary coil to which AC power is input;
A rectifying unit that rectifies AC power received by the secondary coil;
A load to which DC power rectified by the rectifier is input;
In the power receiving device with
The power receiving device includes an adjustment unit that is provided between the rectification unit and the load and adjusts an impedance from an output terminal of the rectification unit to the load so that the efficiency of the rectification unit is increased. machine.
前記調整部は、前記負荷のインピーダンスの変動に応じて、前記整流部の効率が高くなるように前記整流部の出力端から前記負荷までのインピーダンスを調整することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の受電機器。 The load has a variable impedance,
The said adjustment part adjusts the impedance from the output terminal of the said rectification part to the said load so that the efficiency of the said rectification part may become high according to the fluctuation | variation of the impedance of the said load. Item 3. The power receiving device according to Item 2.
前記1次側コイルから非接触で前記交流電力を受電可能な2次側コイル、前記2次側コイルにて受電された交流電力を整流する整流部、及び前記整流部により整流された直流電力が入力される負荷を有する受電機器と、
を備えた非接触電力伝送装置において、
前記受電機器として請求項1〜3のうちいずれか一項に記載の受電機器を備えていることを特徴とする非接触電力伝送装置。 A power transmission device having a primary coil to which AC power is input;
A secondary coil that can receive the AC power in a non-contact manner from the primary coil, a rectifier that rectifies the AC power received by the secondary coil, and a DC power that is rectified by the rectifier A power receiving device having an input load;
In a non-contact power transmission device comprising:
A non-contact power transmission device comprising the power receiving device according to claim 1 as the power receiving device.
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