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JP6305517B2 - Resonant power transmission device - Google Patents

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JP6305517B2 JP2016508365A JP2016508365A JP6305517B2 JP 6305517 B2 JP6305517 B2 JP 6305517B2 JP 2016508365 A JP2016508365 A JP 2016508365A JP 2016508365 A JP2016508365 A JP 2016508365A JP 6305517 B2 JP6305517 B2 JP 6305517B2
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Description

この発明は、共振により電力伝送を行う共振型電力伝送装置に関するものである。   The present invention relates to a resonance type power transmission device that performs power transmission by resonance.

従来から、図16に示すように、可変インピーダンス素子101を用いて送受信アンテナの共振周波数を可変とする共振型電力伝送装置が知られている(例えば特許文献1参照)。これにより、製造ばらつき又は外部環境等によって送受信アンテナの共振周波数が設計値からずれた場合、又は伝送したい周波数をKHz帯で変えたい場合等に対応することができる。   Conventionally, as shown in FIG. 16, a resonance type power transmission apparatus is known that uses a variable impedance element 101 to change the resonance frequency of a transmission / reception antenna (see, for example, Patent Document 1). Accordingly, it is possible to cope with a case where the resonance frequency of the transmission / reception antenna deviates from a design value due to manufacturing variation or an external environment, or when it is desired to change the frequency to be transmitted in the KHz band.

特開2013−226041号公報JP 2013-226041 A

ここで、特許文献1に開示された従来技術では、送受信アンテナが給電用ループアンテナ102と共振用コイル103から構成され、給電用ループアンテナ102に可変インピーダンス素子101を装荷することで共振周波数を可変としている。しかしながら、共振用コイル103の自己共振周波数は固定された状態である。そのため、可変可能な周波数範囲が制限され、KHz帯からMHz帯までの広い周波数範囲で可変を行うことはできないという課題があった。
よって、従来では、送受信アンテナの共振周波数をKHz帯からMHz帯の範囲で変える場合には、各周波数帯専用のアンテナに置き換える必要があり、装置のコスト増加に繋がるという課題がある。また、アンテナの置き換えに対応した筐体設計を行うことになり、装置を小型化及び軽量化することができないという課題がある。
Here, in the prior art disclosed in Patent Document 1, the transmission / reception antenna includes a feeding loop antenna 102 and a resonance coil 103, and the resonance frequency can be varied by loading the variable impedance element 101 on the feeding loop antenna 102. It is said. However, the self-resonant frequency of the resonance coil 103 is fixed. Therefore, the variable frequency range is limited, and there is a problem that it cannot be varied in a wide frequency range from the KHz band to the MHz band.
Therefore, conventionally, when the resonance frequency of the transmission / reception antenna is changed in the range from the KHz band to the MHz band, it is necessary to replace the antenna with a dedicated antenna for each frequency band, leading to an increase in the cost of the apparatus. In addition, since the housing design corresponding to the antenna replacement is performed, there is a problem that the apparatus cannot be reduced in size and weight.

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、各周波数帯専用のアンテナに置き換えることなく、KHz帯からMHz帯の範囲で共振周波数を可変とすることができる共振型電力伝送装置、送信側電力伝送装置及び受信側電力伝送装置を提供することを目的としている。   The present invention has been made in order to solve the above-described problems. Resonance type power that can change the resonance frequency in the range from KHz band to MHz band without replacing with an antenna dedicated to each frequency band. An object of the present invention is to provide a transmission device, a transmission-side power transmission device, and a reception-side power transmission device.

この発明に係る共振型電力伝送装置は、コイル長が切替えられることでインダクタンス値を可変とする共振型の送信アンテナと、送信アンテナに直列接続された送信側キャパシタと、コイル長が切替えられることでインダクタンス値を可変とし、送信アンテナからの電力を受信する共振型の受信アンテナと、受信アンテナに直列接続された受信側キャパシタと、送信アンテナ及び受信アンテナのコイル長を切替えることで共振周波数を切替える可変制御回路と、自機から別の共振型電力伝送装置への電力の漏洩又は別の共振型電力伝送装置から自機への電力の漏洩を検出する電力検出回路とを備え、送信アンテナ及び受信アンテナは、共振周波数をKHz帯からMHz帯の範囲で切替えるようにコイル長を切替え可能とし、可変制御回路は、電力検出回路により電力の漏洩が検出された場合に、送信アンテナの共振周波数及び受信アンテナの共振周波数を同一の他の周波数に切替えるものである。 The resonant power transmission device according to the present invention includes a resonant transmission antenna whose inductance value is variable by switching a coil length, a transmission-side capacitor connected in series to the transmission antenna, and a coil length that is switched. Resonance type receiving antenna that receives power from the transmitting antenna with variable inductance value, receiving side capacitor connected in series to the receiving antenna, and variable that switches the resonance frequency by switching the coil length of the transmitting antenna and the receiving antenna A control circuit and a power detection circuit for detecting a leakage of power from the own device to another resonance type power transmission device or a leakage of power from another resonance type power transmission device to the own device , a transmission antenna and a reception antenna Makes it possible to switch the coil length so as to switch the resonance frequency in the range of KHz band to MHz band, If the power of the leakage is detected by the force detection circuit is intended to switch the resonant frequency and the resonant frequency of the reception antennas of the transmitting antennas to the same other frequencies.

この発明によれば、上記のように構成したので、各周波数帯専用のアンテナに置き換えることなく、KHz帯からMHz帯の範囲で共振周波数を可変とすることができる。   According to the present invention, since it is configured as described above, the resonance frequency can be made variable in a range from the KHz band to the MHz band without replacing with an antenna dedicated to each frequency band.

この発明の実施の形態1に係る共振型電力伝送装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the resonance type power transmission apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1に係る共振型電力伝送装置の共振周波数の切替え動作を示す図である。It is a figure which shows the switching operation | movement of the resonant frequency of the resonance type power transmission apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1に係る共振型電力伝送装置の別の構成を示す図である。It is a figure which shows another structure of the resonance type power transmission apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態2に係る共振型電力伝送装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the resonance type power transmission apparatus which concerns on Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態2における可変インダクタの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the variable inductor in Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態2における可変インダクタの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the variable inductor in Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態2における可変インダクタの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the variable inductor in Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態2における可変キャパシタの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the variable capacitor in Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態3に係る共振型電力伝送装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the resonance type power transmission apparatus which concerns on Embodiment 3 of this invention. この発明の実施の形態4に係る共振型電力伝送装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the resonance type power transmission apparatus which concerns on Embodiment 4 of this invention. この発明の実施の形態4に係る共振型電力伝送装置の共振周波数の切替え動作を示す図である。It is a figure which shows the switching operation | movement of the resonant frequency of the resonance type power transmission apparatus which concerns on Embodiment 4 of this invention. この発明の実施の形態4に係る共振型電力伝送装置の共振周波数の別の切替え動作を示す図である。It is a figure which shows another switching operation | movement of the resonant frequency of the resonance type power transmission apparatus which concerns on Embodiment 4 of this invention. この発明の実施の形態4に係る共振型電力伝送装置の共振周波数の別の切替え動作を示す図である。It is a figure which shows another switching operation | movement of the resonant frequency of the resonance type power transmission apparatus which concerns on Embodiment 4 of this invention. この発明の実施の形態5に係る共振型電力伝送装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the resonance type power transmission apparatus which concerns on Embodiment 5 of this invention. この発明の実施の形態6に係る共振型電力伝送装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the resonance type power transmission apparatus which concerns on Embodiment 6 of this invention. 従来の共振型電力伝送装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the conventional resonance type power transmission apparatus.

以下、この発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1に係る共振型電力伝送装置の構成を示す図である。
共振型電力伝送装置は、図1に示すように、送信電源回路11、キャパシタ(送信側キャパシタ)12、送信アンテナ13、可変制御回路14、受信アンテナ21、キャパシタ(受信側キャパシタ)22、可変制御回路23及び受信電源回路24から構成されている。なお、送信電源回路11、キャパシタ12、送信アンテナ13及び可変制御回路14は送信側電力伝送装置を構成し、受信アンテナ21、キャパシタ22、可変制御回路23及び受信電源回路24は受信側電力伝送装置を構成する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
Embodiment 1 FIG.
1 is a diagram showing a configuration of a resonant power transmission apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
As shown in FIG. 1, the resonant power transmission apparatus includes a transmission power supply circuit 11, a capacitor (transmission side capacitor) 12, a transmission antenna 13, a variable control circuit 14, a reception antenna 21, a capacitor (reception side capacitor) 22, and variable control. The circuit 23 and the reception power circuit 24 are configured. The transmission power circuit 11, the capacitor 12, the transmission antenna 13 and the variable control circuit 14 constitute a transmission side power transmission device, and the reception antenna 21, capacitor 22, variable control circuit 23 and reception power circuit 24 are the reception side power transmission device. Configure.

送信電源回路11は、送信アンテナ13への電力の供給を制御するものである。
キャパシタ12は、スイッチ(SW)により容量値を可変とする可変型のキャパシタであり、送信アンテナ13の共振周波数を調整するものである。なお、スイッチとしては、リレー、トランジスタ又はフォトカプラ等が挙げられる。また図では、キャパシタ12が回路のホット側及びリターン側の両方に接続された場合を示しているが、どちらか一方にのみ設けてもよい。
The transmission power supply circuit 11 controls the supply of power to the transmission antenna 13.
The capacitor 12 is a variable capacitor whose capacitance value is variable by a switch (SW), and adjusts the resonance frequency of the transmission antenna 13. Note that examples of the switch include a relay, a transistor, and a photocoupler. Further, the figure shows the case where the capacitor 12 is connected to both the hot side and the return side of the circuit, but the capacitor 12 may be provided on only one of them.

送信アンテナ13は、スイッチ(SW)によりコイル長が切替えられることでインダクタンス値を可変とする可変型のインダクタからなり、送信電源回路11からの電力を受信アンテナ21に伝送する共振型の電力送信アンテナである(非接触に限定されない)。この送信アンテナ13は、送信電源回路11から出力された交流(V1)を入力して、共振動作を行うことで送信電力を発生し、受信アンテナ21への電力伝送を実施する。なお、スイッチとしては、リレー、トランジスタ又はフォトカプラ等が挙げられる。   The transmission antenna 13 is composed of a variable inductor whose inductance value is variable by switching the coil length by a switch (SW), and is a resonance-type power transmission antenna that transmits power from the transmission power supply circuit 11 to the reception antenna 21. (Not limited to non-contact). The transmission antenna 13 receives the alternating current (V1) output from the transmission power supply circuit 11, performs a resonance operation, generates transmission power, and performs power transmission to the reception antenna 21. Note that examples of the switch include a relay, a transistor, and a photocoupler.

ここで、キャパシタ12の容量値及び送信アンテナ13のインダクタンス値は、スイッチにより、KHz帯からMHz帯の範囲で送信アンテナ13の共振周波数を切替えることができる値に設定されている。ここで、共振周波数f0は、f0=1/2π√(LC)の関係式で表される。すなわち、共振周波数f0を高く設定する場合には、インダクタンス値L及び容量値Cを小さくする。一方、共振周波数f0を低く設定する場合には、インダクタンス値L及び容量値Cを大きくする。   Here, the capacitance value of the capacitor 12 and the inductance value of the transmission antenna 13 are set to values that can switch the resonance frequency of the transmission antenna 13 in the range from the KHz band to the MHz band by a switch. Here, the resonance frequency f0 is represented by a relational expression of f0 = 1 / 2π√ (LC). That is, when the resonance frequency f0 is set high, the inductance value L and the capacitance value C are reduced. On the other hand, when the resonance frequency f0 is set low, the inductance value L and the capacitance value C are increased.

可変制御回路14は、キャパシタ12のスイッチ及び送信アンテナ13のスイッチの切替え動作を制御することで、送信アンテナ13の共振周波数を切替えるものである。この可変制御回路14は、ソフトウェアに基づくCPUを用いたプログラム処理によって実行されるよう構成してもよい。   The variable control circuit 14 switches the resonance frequency of the transmission antenna 13 by controlling the switching operation of the switch of the capacitor 12 and the switch of the transmission antenna 13. The variable control circuit 14 may be configured to be executed by program processing using a CPU based on software.

受信アンテナ21は、スイッチ(SW)によりコイル長が切替えられることでインダクタンス値を可変とする可変型のインダクタからなり、送信アンテナ13からの電力を受信する共振型の電力受信アンテナである(非接触に限定されない)。なお、スイッチとしては、リレー、トランジスタ又はフォトカプラ等が挙げられる。この受信アンテナ21により受信された電力は受信電源回路24を介して負荷機器など(不図示)に供給される。   The receiving antenna 21 is composed of a variable inductor whose inductance value is variable by changing a coil length by a switch (SW), and is a resonance type power receiving antenna that receives power from the transmitting antenna 13 (non-contact type). Not limited to). Note that examples of the switch include a relay, a transistor, and a photocoupler. The power received by the receiving antenna 21 is supplied to a load device or the like (not shown) via the receiving power circuit 24.

キャパシタ22は、スイッチ(SW)により容量値を可変とする可変型のキャパシタであり、受信アンテナ21の共振周波数を調整するものである。なお、スイッチとしては、リレー、トランジスタ又はフォトカプラ等が挙げられる。また図では、キャパシタ22が回路のホット側及びリターン側の両方に接続された場合を示しているが、どちらか一方にのみ設けてもよい。   The capacitor 22 is a variable capacitor whose capacitance value is variable by a switch (SW), and adjusts the resonance frequency of the receiving antenna 21. Note that examples of the switch include a relay, a transistor, and a photocoupler. Moreover, although the figure shows the case where the capacitor 22 is connected to both the hot side and the return side of the circuit, the capacitor 22 may be provided only on either one.

ここで、キャパシタ22の容量値及び受信アンテナ21のインダクタンス値は、スイッチにより、KHz帯からMHz帯の範囲で受信アンテナ21の共振周波数を切替えることができる値に設定されている。すなわち、共振周波数f0を高く設定する場合には、インダクタンス値L及び容量値Cを小さくする。一方、共振周波数f0を低く設定する場合には、インダクタンス値L及び容量値Cを大きくする。なお、受信アンテナ21の共振周波数は、送信アンテナ13と同じ共振周波数に設定される。   Here, the capacitance value of the capacitor 22 and the inductance value of the reception antenna 21 are set to values at which the resonance frequency of the reception antenna 21 can be switched in the range from the KHz band to the MHz band by a switch. That is, when the resonance frequency f0 is set high, the inductance value L and the capacitance value C are reduced. On the other hand, when the resonance frequency f0 is set low, the inductance value L and the capacitance value C are increased. Note that the resonance frequency of the reception antenna 21 is set to the same resonance frequency as that of the transmission antenna 13.

可変制御回路23は、キャパシタ22のスイッチ及び受信アンテナ21のスイッチの切替え動作を制御することで、受信アンテナ21の共振周波数を切替えるものである。この可変制御回路23は、ソフトウェアに基づくCPUを用いたプログラム処理によって実行されるよう構成してもよい。
受信電源回路24は、受信アンテナ21と負荷機器間に配置され、受信アンテナ21により受信された電力(交流出力)を整流するものである。
The variable control circuit 23 switches the resonance frequency of the receiving antenna 21 by controlling the switching operation of the switch of the capacitor 22 and the switch of the receiving antenna 21. The variable control circuit 23 may be configured to be executed by program processing using a CPU based on software.
The reception power supply circuit 24 is disposed between the reception antenna 21 and the load device, and rectifies power (AC output) received by the reception antenna 21.

なお、無線電力伝送の場合における共振型電力伝送装置の伝送方式は特に限定されるものではなく、磁界共鳴による方式、電界共鳴による方式、電磁誘導による方式のいずれであってもよい。
また図1では、非接触型の共振型電力伝送装置を想定し、可変制御回路14,23を送受側で別に設けた場合について示したが、共通化してもよい。
Note that the transmission method of the resonant power transmission apparatus in the case of wireless power transmission is not particularly limited, and any of a magnetic field resonance method, an electric field resonance method, and an electromagnetic induction method may be used.
In FIG. 1, a non-contact type resonance power transmission device is assumed and the variable control circuits 14 and 23 are separately provided on the transmission and reception sides, but may be shared.

次に、上記のように構成された共振型電力伝送装置による共振周波数の切替え動作について、図2を参照しながら説明する。なお以下では、共振周波数をKHz帯とMHz帯の2パターンに切替える場合について示す。
共振型電力伝送装置の共振周波数をKHz帯に設定する場合には、図2(a)に示すように、可変制御回路14,23は、送受信アンテナ13,21のコイル長が長くなるよう(図2(a)の例ではターン数が2巻きとなるよう)にスイッチを切替え、かつキャパシタ12,22の接続数を増やすようにスイッチを切替える。これにより、インダクタンス値及び容量値を大きくすることができ、共振周波数をKHz帯に設定することができる。
Next, the switching operation of the resonance frequency by the resonance type power transmission device configured as described above will be described with reference to FIG. Hereinafter, a case where the resonance frequency is switched between two patterns of the KHz band and the MHz band will be described.
When the resonant frequency of the resonant power transmission apparatus is set to the KHz band, the variable control circuits 14 and 23 are configured such that the coil lengths of the transmitting and receiving antennas 13 and 21 become longer as shown in FIG. In the example of 2 (a), the switch is switched so that the number of turns is 2), and the switch is switched so that the number of connections of the capacitors 12 and 22 is increased. As a result, the inductance value and the capacitance value can be increased, and the resonance frequency can be set in the KHz band.

一方、共振型電力伝送装置の共振周波数をMHz帯に設定する場合には、図2(b)に示すように、可変制御回路14,23は、送受信アンテナ13,21のコイル長が短くなるよう(図2(b)の例ではターン数が1巻きとなるよう)にスイッチを切替え、かつキャパシタ12,22の接続数を減らすようにスイッチを切替える。これにより、インダクタンス値及び容量値を小さくすることができ、共振周波数をMHz帯に設定することができる。   On the other hand, when the resonance frequency of the resonant power transmission apparatus is set to the MHz band, the variable control circuits 14 and 23 are configured so that the coil lengths of the transmission / reception antennas 13 and 21 are shortened as shown in FIG. The switch is switched so that the number of turns is 1 in the example of FIG. 2B, and the switch is switched so that the number of connections of the capacitors 12 and 22 is reduced. Thereby, the inductance value and the capacitance value can be reduced, and the resonance frequency can be set in the MHz band.

なお上記では、共振周波数をKHz帯からMHz帯の範囲で2パターンに切替える場合について示したが、これに限るものではなく、さらにスイッチを設けて3パターン以上に切替えるように構成してもよい。   In the above, the case where the resonance frequency is switched to two patterns in the range from the KHz band to the MHz band has been described. However, the present invention is not limited to this, and a switch may be provided to switch to three or more patterns.

また上記では、キャパシタ12,22として可変型のキャパシタを用いた場合を示したが、容量値が固定のものを用いてもよい。この場合、可変制御回路14,23は、送受信アンテナ13,21のコイル長のみを切替えて共振周波数の切替えを行う。   Moreover, although the case where a variable type capacitor was used as the capacitors 12 and 22 was shown above, a capacitor with a fixed capacitance value may be used. In this case, the variable control circuits 14 and 23 switch only the coil lengths of the transmission / reception antennas 13 and 21 to switch the resonance frequency.

また上記では、可変制御回路14,23を作業者が操作し、共振周波数の切替えを行う場合を想定している。それに対し、例えばMHz帯の共振周波数に設定された送信側電力伝送装置が備え付けられており、これに本発明の受信側電力伝送装置を近づけた際に自動的に受信側の共振周波数をMHz帯に切替えて電力伝送を行えるように構成してもよい。
この場合には、図3に示すように、受信側電力伝送装置に、外部(送信側電力伝送装置)からの電力の伝送を検出する電力検出回路25を追加する。そして、可変制御回路23は、電力検出回路25による電力の検出があるまで、受信アンテナ21の共振周波数の切替えを行う。
In the above description, it is assumed that the operator operates the variable control circuits 14 and 23 to switch the resonance frequency. On the other hand, for example, a transmission-side power transmission device set to a resonance frequency in the MHz band is provided, and when the reception-side power transmission device of the present invention is brought close to this, the reception-side resonance frequency is automatically set to the MHz band. The power transmission may be performed by switching to the above.
In this case, as shown in FIG. 3, a power detection circuit 25 that detects transmission of power from the outside (transmission side power transmission device) is added to the reception side power transmission device. The variable control circuit 23 switches the resonance frequency of the reception antenna 21 until the power detection circuit 25 detects power.

なお図3では、受信側電力伝送装置に電力検出回路25を設け、受信アンテナ21の共振周波数を自動で切替える構成について示した。それに対し、逆に、送信側電力伝送装置に電力検出回路を設け、送信アンテナ13を自動で切替えるように構成してもよい。   FIG. 3 shows a configuration in which the power detection circuit 25 is provided in the reception-side power transmission device and the resonance frequency of the reception antenna 21 is automatically switched. On the other hand, a power detection circuit may be provided in the transmission-side power transmission device, and the transmission antenna 13 may be automatically switched.

以上のように、この実施の形態1によれば、送受信アンテナ(共振コイル)13,21自身の形状を変形させ、さらに可変インピーダンス素子(キャパシタ12,22)を装荷して共振周波数を可変するように構成したので、各周波数帯専用のアンテナに置き換えることなく、KHz帯からMHz帯の範囲で共振周波数を可変とすることができる。これにより、従来の各周波数帯専用のアンテナが不要となるため、コストを低減することができる。また、アンテナの置き換えが不要なため、装置を小型化及び軽量化することができる。
なお、本発明は、Qi規格のKHz帯でのワイヤレス電力伝送と、今後普及することが想定されるMHz帯でのワイヤレス電力伝送に対し、コンパチブルに扱うことができる装置として活用することが可能である。
As described above, according to the first embodiment, the shape of the transmitting / receiving antennas (resonant coils) 13 and 21 itself is deformed, and the variable impedance elements (capacitors 12 and 22) are loaded to vary the resonance frequency. Therefore, the resonance frequency can be made variable in the range from the KHz band to the MHz band without replacing with an antenna dedicated to each frequency band. This eliminates the need for a conventional antenna dedicated to each frequency band, thereby reducing costs. In addition, since the antenna need not be replaced, the apparatus can be reduced in size and weight.
The present invention can be used as a device that can handle wireless power transmission in the KHz band of the Qi standard and wireless power transmission in the MHz band that is expected to be widely used in the future. is there.

実施の形態2.
図4はこの発明の実施の形態2に係る共振型電力伝送装置の構成を示す図である。この図4に示す実施の形態2に係る共振型電力伝送装置は、図1に示す実施の形態1に係る共振型電力伝送装置に可変インダクタ(可変インピーダンス素子)L11,L21を追加したものである。その他の構成は同様であり、同一の符号を付してその説明を省略する。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a resonant power transmission apparatus according to Embodiment 2 of the present invention. 4 is obtained by adding variable inductors (variable impedance elements) L11 and L21 to the resonant power transmission apparatus according to the first embodiment shown in FIG. . Other configurations are the same, and the same reference numerals are given and description thereof is omitted.

可変インダクタ(送信側可変インピーダンス素子)L11は、送信アンテナ13に直列接続され、電子部品によりインダクタンス値を可変とする素子である。また、可変インダクタ(受信側可変インピーダンス素子)L21は、受信アンテナ21に直列接続され、電子部品によりインダクタンス値を可変とする素子である。
なお、可変制御回路14は、実施の形態1の機能に加え、上記電子部品を制御することで可変インダクタL11のインダクタンス値を制御する。また、可変制御回路23は、実施の形態1の機能に加え、上記電子部品を制御することで可変インダクタL21のインダクタンス値を制御する。
この可変インダクタL11,L21により共振周波数の微調整を行うことができる。
The variable inductor (transmission-side variable impedance element) L11 is an element that is connected in series to the transmission antenna 13 and has an inductance value that is variable by electronic components. The variable inductor (reception-side variable impedance element) L21 is an element that is connected in series to the reception antenna 21 and has an inductance value that is variable by electronic components.
The variable control circuit 14 controls the inductance value of the variable inductor L11 by controlling the electronic component in addition to the function of the first embodiment. In addition to the function of the first embodiment, the variable control circuit 23 controls the inductance value of the variable inductor L21 by controlling the electronic component.
The resonance frequency can be finely adjusted by the variable inductors L11 and L21.

次に、可変インダクタL11,L21の構成例について、図5〜7を参照しながら説明する。
図5は、電子部品としてモータ制御回路201を用い、このモータ制御回路201によりコイル202の磁路長を自動で可変させるタイプの可変インダクタである。この構成では、可変制御回路14,23により、モータ制御回路201を駆動させてコイル202の磁路長を物理的に可変させることで、インダクタンス値(L値)を可変させる。なお図5(a),(b)において、コイル202のターン数は同じである。
Next, configuration examples of the variable inductors L11 and L21 will be described with reference to FIGS.
FIG. 5 shows a variable inductor of a type in which a motor control circuit 201 is used as an electronic component, and the magnetic path length of the coil 202 is automatically changed by the motor control circuit 201. In this configuration, the variable control circuits 14 and 23 drive the motor control circuit 201 to physically vary the magnetic path length of the coil 202, thereby varying the inductance value (L value). 5A and 5B, the number of turns of the coil 202 is the same.

また図6は、電子部品としてリレー、トランジスタ又はフォトカプラ等のスイッチ203を用い、このスイッチ203によりコイル202の並列接続を自動で可変するタイプの可変インダクタである。この構成では、並列接続された各コイル202にスイッチ203を接続し、可変制御回路14,23により各スイッチ203のON/OFFを切替えて、又はパルス幅変調(PWM)等を切替えて、コイル202の並列接続を可変させることで、インダクタンス値を可変させる。   FIG. 6 shows a variable inductor of a type in which a switch 203 such as a relay, transistor, or photocoupler is used as an electronic component, and the parallel connection of the coil 202 is automatically changed by the switch 203. In this configuration, the switch 203 is connected to the coils 202 connected in parallel, and the variable control circuits 14 and 23 are used to switch the ON / OFF of the switches 203, or the pulse width modulation (PWM) or the like is switched. The inductance value can be varied by varying the parallel connection.

また図7は、電子部品としてリレー、トランジスタ又はフォトカプラ等のスイッチ203を用い、このスイッチ203によりコイル202の巻き数を自動で調整するタイプの可変インダクタである。この構成では、コイル202の各巻き数点にスイッチ203を接続し、可変制御回路14,23により各スイッチ203のON/OFFを切替えて、又はパルス幅変調(PWM)等を切替えて、コイル202の巻き数を可変させることで、インダクタンス値を可変させる。   FIG. 7 shows a variable inductor that uses a switch 203 such as a relay, transistor, or photocoupler as an electronic component and automatically adjusts the number of turns of the coil 202 by the switch 203. In this configuration, the switch 203 is connected to each winding point of the coil 202, and the variable control circuits 14 and 23 are used to switch each switch 203 ON / OFF, or by switching the pulse width modulation (PWM) or the like. The inductance value is varied by varying the number of turns.

なお図4では、可変インピーダンス素子として可変インダクタL11,L21を用いた場合について示したが、例えば図8に示すような容量値を可変とする可変キャパシタを用いてもよく、同様の効果を得ることができる。
図8は、電子部品としてリレー、トランジスタ又はフォトカプラ等のスイッチ204を用い、このスイッチ204によりキャパシタ205の並列接続を自動で可変するタイプの可変型キャパシタである。この構成では、並列接続された各キャパシタ205にスイッチ204を接続し、可変制御回路14,23により各スイッチ204のON/OFFを切替えて、又はパルス幅変調(PWM)等を切替えて、キャパシタ205の並列接続を可変させることで、容量値を可変させる。
Although FIG. 4 shows the case where the variable inductors L11 and L21 are used as the variable impedance elements, for example, a variable capacitor having a variable capacitance value as shown in FIG. 8 may be used to obtain the same effect. Can do.
FIG. 8 shows a variable capacitor of a type in which a switch 204 such as a relay, transistor, or photocoupler is used as an electronic component, and the parallel connection of the capacitor 205 is automatically changed by the switch 204. In this configuration, the switch 204 is connected to each capacitor 205 connected in parallel, and the variable control circuits 14 and 23 are used to switch each switch 204 ON / OFF, or by switching pulse width modulation (PWM) or the like. By changing the parallel connection, the capacitance value is changed.

以上のように、この実施の形態2によれば、送受信アンテナ13,21に直列に可変インピーダンス素子を接続するように構成したので、実施の形態1の効果に加え、送受信アンテナ13,21の共振周波数を微調整することができる。   As described above, according to the second embodiment, since the variable impedance element is connected in series to the transmission / reception antennas 13 and 21, in addition to the effects of the first embodiment, the resonance of the transmission / reception antennas 13 and 21 is achieved. The frequency can be finely adjusted.

実施の形態3.
図9はこの発明の実施の形態3に係る共振型電力伝送装置の構成を示す図である。この図9に示す実施の形態3に係る共振型電力伝送装置は、図4に示す実施の形態2に係る共振型電力伝送装置に可変キャパシタ(可変インピーダンス素子)C12,C13,C22,C23を追加したものである。その他の構成は同様であり、同一の符号を付してその説明を省略する。
Embodiment 3 FIG.
FIG. 9 is a diagram showing a configuration of a resonant power transmission apparatus according to Embodiment 3 of the present invention. In the resonant power transmission apparatus according to the third embodiment shown in FIG. 9, variable capacitors (variable impedance elements) C12, C13, C22, and C23 are added to the resonant power transmission apparatus according to the second embodiment shown in FIG. It is a thing. Other configurations are the same, and the same reference numerals are given and description thereof is omitted.

可変キャパシタ(送信側可変インピーダンス素子)C12,C13は、送信アンテナ13に並列接続され、電子部品により容量値を可変とする素子である。また、可変キャパシタ(受信側可変インピーダンス素子)C22,C23は、受信アンテナ21に並列接続され、電子部品により容量値を可変とする素子である。なお、可変キャパシタC12,C13,C22,C23の構成例としては、図8に示す構成が挙げられる。
また、可変制御回路14は、実施の形態2の機能に加え、上記電子部品を制御することで可変キャパシタC12,C13の容量値を制御する。また、可変制御回路23は、実施の形態2の機能に加え、上記電子部品を制御することで可変キャパシタC22,C23の容量値を制御する。
The variable capacitors (transmission-side variable impedance elements) C12 and C13 are elements that are connected in parallel to the transmission antenna 13 and have variable capacitance values by electronic components. The variable capacitors (reception-side variable impedance elements) C22 and C23 are elements that are connected in parallel to the reception antenna 21 and have variable capacitance values by electronic components. In addition, as a configuration example of the variable capacitors C12, C13, C22, and C23, the configuration illustrated in FIG.
The variable control circuit 14 controls the capacitance values of the variable capacitors C12 and C13 by controlling the electronic components in addition to the function of the second embodiment. The variable control circuit 23 controls the capacitance values of the variable capacitors C22 and C23 by controlling the electronic components in addition to the function of the second embodiment.

この可変キャパシタC12,C13,C22,C23及び可変インダクタL11,L21からなるπ型回路により、共振周波数の微調整を行うことができ、また、インピーダンス整合を行うことができる。   The π-type circuit including the variable capacitors C12, C13, C22, and C23 and the variable inductors L11 and L21 can finely adjust the resonance frequency and can perform impedance matching.

なお図9では、送受信アンテナ13,21に並列に可変キャパシタC12,C13,C22,C23を接続した場合について示したが、送受信アンテナ13,21に並列に可変インダクタを接続してもよく、同様の効果を得ることができる。
また図9では、送受信アンテナ13,21に直列に可変インダクタL11,L21も接続してπ型回路を構成した場合について示したが、この可変インダクタL11,L21は必須の構成ではなく設けなくてもよい。
Although FIG. 9 shows the case where variable capacitors C12, C13, C22, and C23 are connected in parallel to the transmission / reception antennas 13 and 21, a variable inductor may be connected in parallel to the transmission / reception antennas 13 and 21. An effect can be obtained.
FIG. 9 shows the case where the variable inductors L11 and L21 are also connected in series to the transmitting and receiving antennas 13 and 21 to form a π-type circuit. However, the variable inductors L11 and L21 are not essential and need not be provided. Good.

実施の形態4.
図10はこの発明の実施の形態4に係る共振型電力伝送装置の構成を示す図である。この図10に示す実施の形態4に係る共振型電力伝送装置は、図1に示す実施の形態1に係る共振型電力伝送装置に電力検出回路15,26を追加したものである。その他の構成は同様であり、同一の符号を付してその説明を省略する。
Embodiment 4 FIG.
FIG. 10 is a diagram showing a configuration of a resonant power transmission apparatus according to Embodiment 4 of the present invention. The resonant power transmission apparatus according to the fourth embodiment shown in FIG. 10 is obtained by adding power detection circuits 15 and 26 to the resonant power transmission apparatus according to the first embodiment shown in FIG. Other configurations are the same, and the same reference numerals are given and description thereof is omitted.

電力検出回路15は、自機からの電力の漏れ又は外部からの電力の漏れを検出するものである。この電力検出回路15による検出結果を示す信号は可変制御回路14に出力される。また、電力検出回路26は、自機からの電力の漏れ又は外部からの電力の漏れを検出するものである。この電力検出回路26による検出結果を示す信号は可変制御回路23に出力される。
なお、可変制御回路14は、実施の形態1での機能に加え、電力検出回路15により電力の漏れが検出された場合に、送信アンテナ13の共振周波数を切替える。また、可変制御回路23は、実施の形態1での機能に加え、電力検出回路26により電力の漏れが検出された場合に、受信アンテナ21の共振周波数を切替える。
The power detection circuit 15 detects leakage of power from the own device or leakage of power from the outside. A signal indicating the detection result by the power detection circuit 15 is output to the variable control circuit 14. The power detection circuit 26 detects leakage of power from its own device or leakage of power from the outside. A signal indicating the detection result by the power detection circuit 26 is output to the variable control circuit 23.
In addition to the function in the first embodiment, the variable control circuit 14 switches the resonance frequency of the transmission antenna 13 when power leakage is detected by the power detection circuit 15. In addition to the function in the first embodiment, the variable control circuit 23 switches the resonance frequency of the reception antenna 21 when power leakage is detected by the power detection circuit 26.

また図10では、非接触型の共振型電力伝送装置を想定し、電力検出回路15,26を送受側で別に設けた場合について示したが、共通化してもよい。   FIG. 10 shows a case where the power detection circuits 15 and 26 are separately provided on the transmission / reception side assuming a non-contact type resonance power transmission apparatus, but may be shared.

次に、上記のように構成された共振型電力伝送装置による共振周波数の切替え動作について、図10,11を参照しながら説明する。
まず、図10に示すように、共振周波数がKHz帯に設定された1つの共振型電力伝送装置(第1の共振型電力伝送装置1aとする)が存在しているとする。そこに、共振周波数が同じくKHz帯に設定された共振型電力伝送装置(第2の共振型電力伝送装置1b)が近接すると、電力の漏洩が生じ、相互干渉を起こすことになる。そこで、第1の共振型電力伝送装置1aにおいて、電力検出回路15,26は上記電力の漏洩を検出し、可変制御回路14,23は第1の共振型電力伝送装置1aの共振周波数をKHz帯からMHz帯に切替えるように動作する(図11に示す状態)。このように、複数の共振型電力伝送装置が近接した場合にも装置毎に自動で共振周波数を変えることで、相互干渉を防止することができる。
Next, the switching operation of the resonance frequency by the resonance type power transmission device configured as described above will be described with reference to FIGS.
First, as shown in FIG. 10, it is assumed that there is one resonance type power transmission device (referred to as the first resonance type power transmission device 1a) whose resonance frequency is set to the KHz band. If a resonance type power transmission device (second resonance type power transmission device 1b) whose resonance frequency is also set to the KHz band is brought close thereto, power leakage occurs and mutual interference occurs. Therefore, in the first resonant power transmission device 1a, the power detection circuits 15 and 26 detect the leakage of the power, and the variable control circuits 14 and 23 set the resonance frequency of the first resonant power transmission device 1a to the KHz band. 11 to the MHz band (state shown in FIG. 11). As described above, even when a plurality of resonance type power transmission devices are close to each other, mutual interference can be prevented by automatically changing the resonance frequency for each device.

また、同一の共振周波数に設定された複数の共振型電力伝送装置が近接している場合であっても、一方の電力伝送を逆位相で行うことで相互干渉を回避することができる。しかしながら、この状態において一方を非伝送設定とすると、逆位相の関係が崩れ、伝送設定の共振型電力伝送装置から電力の漏洩が生じてしまう。そこで、図12に示すように、送受信アンテナ13,21をスイッチによりオープンさせるように切替え可能に構成し、非伝送設定となっている共振型電力伝送装置(図12では第1の共振型電力伝送装置1a)の可変制御回路14,23にて当該スイッチを切替えて送受信アンテナ13,21をオープンさせる。これにより、電力の漏洩を回避することができる。   Moreover, even when a plurality of resonance type power transmission devices set to the same resonance frequency are close to each other, mutual interference can be avoided by performing one power transmission in an opposite phase. However, if one side is set to non-transmission setting in this state, the relationship between the antiphases is lost, and power leakage occurs from the resonance type power transmission device of transmission setting. Therefore, as shown in FIG. 12, the transmission / reception antennas 13 and 21 are configured to be switched so as to be opened by a switch, and are configured to be non-transmission-type resonant power transmission devices (the first resonant power transmission in FIG. 12). The switch is switched by the variable control circuits 14 and 23 of the device 1a) to open the transmitting and receiving antennas 13 and 21. Thereby, the leakage of electric power can be avoided.

なお図12では、送受信アンテナ13,21をオープンさせることで電力の漏洩を回避する構成について示したが、送受信アンテナ13,21をショートさせてもよく、同様の効果を得ることができる。   Although FIG. 12 shows a configuration in which power transmission and reception antennas 13 and 21 are opened to avoid power leakage, the transmission and reception antennas 13 and 21 may be short-circuited, and the same effect can be obtained.

また上記では、送受信アンテナ13,21をオープン又はショートさせることで電力の漏洩を回避する構成について示した。それに対し、図13に示すように、キャパシタ12,22をスイッチによりオープンさせるように切替え可能に構成し、非伝送設定となっている共振型電力伝送装置の可変制御回路14,23にて当該スイッチを切替えてキャパシタ12,22をオープンさせるようにしてもよく、同様の効果を得ることができる。また、キャパシタ12,22をショートさせてもよい。   In the above description, the configuration in which power transmission and reception antennas 13 and 21 are opened or shorted to prevent power leakage is shown. On the other hand, as shown in FIG. 13, the capacitors 12 and 22 can be switched so as to be opened by a switch, and the switch is set by the variable control circuits 14 and 23 of the resonance type power transmission device set to non-transmission. May be switched to open the capacitors 12 and 22, and the same effect can be obtained. Further, the capacitors 12 and 22 may be short-circuited.

以上のように、この実施の形態4によれば、近接する共振型電力伝送装置間での漏洩電力を検出して共振周波数を変えるように構成したので、実施の形態1における効果に加えて、共振型電力伝送装置が複数近接することによる相互干渉を回避することができる。また、非伝送設定の共振型電力伝送装置の共振周波数を大幅にずらすことで、近接する伝送設定の共振型電力伝送装置との相互干渉を回避することができる。よって、複数系統において、独立した電力伝送が可能となる。   As described above, according to the fourth embodiment, since the leakage power between the adjacent resonant power transmission devices is detected and the resonance frequency is changed, in addition to the effects in the first embodiment, Mutual interference due to the proximity of a plurality of resonant power transmission devices can be avoided. Further, by significantly shifting the resonance frequency of the non-transmission-type resonant power transmission apparatus, mutual interference with the adjacent transmission-type resonant power transmission apparatus can be avoided. Therefore, independent power transmission is possible in a plurality of systems.

実施の形態5.
図14はこの発明の実施の形態5に係る共振型電力伝送装置の構成を示す図である。この図14に示す実施の形態5に係る共振型電力伝送装置は、図10に示す実施の形態5に係る共振型電力伝送装置に可変インダクタ(可変インピーダンス素子)L11,L21を追加したものである。その他の構成は同様であり、同一の符号を付してその説明を省略する。
Embodiment 5. FIG.
FIG. 14 is a diagram showing a configuration of a resonant power transmission apparatus according to Embodiment 5 of the present invention. 14 is obtained by adding variable inductors (variable impedance elements) L11 and L21 to the resonant power transmission apparatus according to the fifth embodiment shown in FIG. . Other configurations are the same, and the same reference numerals are given and description thereof is omitted.

可変インダクタ(送信側可変インピーダンス素子)L11は、送信アンテナ13に直列接続され、電子部品によりインダクタンス値を可変とする素子である。また、可変インダクタ(受信側可変インピーダンス素子)L21は、受信アンテナ21に直列接続され、電子部品によりインダクタンス値を可変とする素子である。なお、可変インダクタL11,L21の構成例としては、図5〜7に示す構成が挙げられる。
また、可変制御回路14は、実施の形態4の機能に加え、上記電子部品を制御することで可変インダクタL11のインダクタンス値を制御する。また、可変制御回路23は、実施の形態4の機能に加え、上記電子部品を制御することで可変インダクタL21のインダクタンス値を制御する。
この可変インダクタL11,L21により共振周波数の微調整を行うことができる。
The variable inductor (transmission-side variable impedance element) L11 is an element that is connected in series to the transmission antenna 13 and has an inductance value that is variable by electronic components. The variable inductor (reception-side variable impedance element) L21 is an element that is connected in series to the reception antenna 21 and has an inductance value that is variable by electronic components. In addition, as a structural example of variable inductor L11, L21, the structure shown to FIGS. 5-7 is mentioned.
In addition to the functions of the fourth embodiment, the variable control circuit 14 controls the inductance value of the variable inductor L11 by controlling the electronic component. In addition to the function of the fourth embodiment, the variable control circuit 23 controls the inductance value of the variable inductor L21 by controlling the electronic component.
The resonance frequency can be finely adjusted by the variable inductors L11 and L21.

なお図4では、可変インピーダンス素子として可変インダクタL11,L21を用いた場合について示したが、例えば図8に示すような容量値を可変とする可変キャパシタを用いてもよく、同様の効果を得ることができる。   Although FIG. 4 shows the case where the variable inductors L11 and L21 are used as the variable impedance elements, for example, a variable capacitor having a variable capacitance value as shown in FIG. 8 may be used to obtain the same effect. Can do.

以上のように、この実施の形態5によれば、送受信アンテナ13,21に直列に可変インピーダンス素子を接続するように構成したので、実施の形態4の効果に加え、送受信アンテナ13,21の共振周波数を微調整することができる。   As described above, according to the fifth embodiment, since the variable impedance element is connected in series to the transmission / reception antennas 13 and 21, in addition to the effects of the fourth embodiment, the resonance of the transmission / reception antennas 13 and 21 is achieved. The frequency can be finely adjusted.

実施の形態6.
図15はこの発明の実施の形態6に係る共振型電力伝送装置の構成を示す図である。この図15に示す実施の形態6に係る共振型電力伝送装置は、図4に示す実施の形態5に係る共振型電力伝送装置に可変キャパシタ(可変インピーダンス素子)C12,C13,C22,C23を追加したものである。その他の構成は同様であり、同一の符号を付してその説明を省略する。
Embodiment 6 FIG.
FIG. 15 is a diagram showing a configuration of a resonant power transmission apparatus according to Embodiment 6 of the present invention. In the resonant power transmission apparatus according to the sixth embodiment shown in FIG. 15, variable capacitors (variable impedance elements) C12, C13, C22, and C23 are added to the resonant power transmission apparatus according to the fifth embodiment shown in FIG. It is a thing. Other configurations are the same, and the same reference numerals are given and description thereof is omitted.

可変キャパシタ(送信側可変インピーダンス素子)C12,C13は、送信アンテナ13に並列接続され、電子部品により容量値を可変とする素子である。また、可変キャパシタ(受信側可変インピーダンス素子)C22,C23は、受信アンテナ21に並列接続され、電子部品により容量値を可変とする素子である。なお、可変キャパシタC12,C13,C22,C23の構成例としては、図8に示す構成が挙げられる。
また、可変制御回路14は、実施の形態5の機能に加え、上記電子部品を制御することで可変キャパシタC12,C13の容量値を制御する。また、可変制御回路23は、実施の形態5の機能に加え、上記電子部品を制御することで可変キャパシタC22,C23の容量値を制御する。
The variable capacitors (transmission-side variable impedance elements) C12 and C13 are elements that are connected in parallel to the transmission antenna 13 and have variable capacitance values by electronic components. The variable capacitors (reception-side variable impedance elements) C22 and C23 are elements that are connected in parallel to the reception antenna 21 and have variable capacitance values by electronic components. In addition, as a configuration example of the variable capacitors C12, C13, C22, and C23, the configuration illustrated in FIG.
The variable control circuit 14 controls the capacitance values of the variable capacitors C12 and C13 by controlling the electronic components in addition to the functions of the fifth embodiment. In addition to the functions of the fifth embodiment, the variable control circuit 23 controls the capacitance values of the variable capacitors C22 and C23 by controlling the electronic components.

この可変キャパシタC12,C13,C22,C23及び可変インダクタL11,L21からなるπ型回路により、共振周波数の微調整を行うことができ、また、インピーダンス整合を行うことができる。   The π-type circuit including the variable capacitors C12, C13, C22, and C23 and the variable inductors L11 and L21 can finely adjust the resonance frequency and can perform impedance matching.

なお図15では、送受信アンテナ13,21に並列に可変キャパシタC12,C13,C22,C23を接続した場合について示したが、送受信アンテナ13,21に並列に可変インダクタを接続してもよく、同様の効果を得ることができる。
また図15では、送受信アンテナ13,21に直列に可変インダクタL11,L21も接続してπ型回路を構成した場合について示したが、この可変インダクタL11,L21は必須の構成ではなく設けなくてもよい。
Although FIG. 15 shows the case where variable capacitors C12, C13, C22, and C23 are connected in parallel to the transmission / reception antennas 13 and 21, a variable inductor may be connected in parallel to the transmission / reception antennas 13 and 21. An effect can be obtained.
15 shows the case where the variable inductors L11 and L21 are also connected in series to the transmitting and receiving antennas 13 and 21 to form a π-type circuit. However, the variable inductors L11 and L21 are not essential and need not be provided. Good.

また実施の形態4では、非伝送設定の共振型電力伝送装置において、送受信アンテナ13,21又はキャパシタ12,22をオープン又はショートさせることで、電力の漏洩を回避する構成について示した。それに対し、図15に示す構成において、可変インダクタL11,L21及び可変キャパシタC12,C22をスイッチによりオープン又はショートさせるように切替え可能に構成し、非伝送設定となっている共振型電力伝送装置の可変制御回路14,23にて当該スイッチを切替えて可変インダクタL11,L21及び可変キャパシタC12,C22をオープン又はショートさせるようにしてもよく、同様の効果を得ることができる。なお、上記回路をショートさせる場合、その際の送受信アンテナ13,21のインダクタンス値及びキャパシタ12,22の容量値により共振周波数のずれ量が変化する。しかしながら、そのずれ量が大きい場合には、電力の漏洩を回避することができるため、有効であると考えられる。   Further, in the fourth embodiment, in the resonance type power transmission device of the non-transmission setting, the configuration for avoiding power leakage by opening or shorting the transmission / reception antennas 13 and 21 or the capacitors 12 and 22 has been described. On the other hand, in the configuration shown in FIG. 15, the variable inductors L11 and L21 and the variable capacitors C12 and C22 can be switched so as to be opened or short-circuited by a switch, and the resonance type power transmission device that is set to non-transmission is variable. The control circuits 14 and 23 may switch the switch to open or short the variable inductors L11 and L21 and the variable capacitors C12 and C22, and the same effect can be obtained. When the above circuit is short-circuited, the amount of resonance frequency shift varies depending on the inductance values of the transmitting and receiving antennas 13 and 21 and the capacitance values of the capacitors 12 and 22 at that time. However, when the amount of deviation is large, it is considered effective because leakage of electric power can be avoided.

なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。   In the present invention, within the scope of the invention, any combination of the embodiments, or any modification of any component in each embodiment, or omission of any component in each embodiment is possible. .

この発明に係る共振型電力伝送装置は、各周波数帯専用のアンテナに置き換えることなく、KHz帯からMHz帯の範囲で共振周波数を可変とすることができ、共振により電力伝送を行う共振型電力伝送装置等に用いるのに適している。   The resonance type power transmission device according to the present invention can change the resonance frequency in the range of KHz band to MHz band without replacing the antenna dedicated to each frequency band, and performs power transmission by resonance. Suitable for use in devices and the like.

1a,1b 第1,2の共振型電力伝送装置、11 送信電源回路、12 キャパシタ(送信側キャパシタ)、13 送信アンテナ、14,23 可変制御回路、15,25,26 電力検出回路、21 受信アンテナ、22 キャパシタ(受信側キャパシタ)、24 受信電源回路、201 モータ制御回路、202 コイル、203,204 スイッチ、205 キャパシタ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1a, 1b 1st, 2nd resonance type power transmission device, 11 Transmission power supply circuit, 12 Capacitor (transmission side capacitor), 13 Transmission antenna, 14, 23 Variable control circuit, 15, 25, 26 Power detection circuit, 21 Reception antenna , 22 capacitors (reception side capacitors), 24 reception power supply circuit, 201 motor control circuit, 202 coil, 203, 204 switch, 205 capacitor.

Claims (8)

コイル長が切替えられることでインダクタンス値を可変とする共振型の送信アンテナと、
前記送信アンテナに直列接続された送信側キャパシタと、
コイル長が切替えられることでインダクタンス値を可変とし、前記送信アンテナからの電力を受信する共振型の受信アンテナと、
前記受信アンテナに直列接続された受信側キャパシタと、
前記送信アンテナ及び前記受信アンテナのコイル長を切替えることで共振周波数を切替える可変制御回路と、
自機から別の共振型電力伝送装置への電力の漏洩又は別の共振型電力伝送装置から自機への電力の漏洩を検出する電力検出回路とを備え、
前記送信アンテナ及び前記受信アンテナは、共振周波数をKHz帯からMHz帯の範囲で切替えるようにコイル長を切替え可能とし、
前記可変制御回路は、前記電力検出回路により電力の漏洩が検出された場合に、前記送信アンテナの共振周波数及び前記受信アンテナの共振周波数を同一の他の周波数に切替える
ことを特徴とする共振型電力伝送装置。
A resonance-type transmitting antenna whose inductance value is variable by switching the coil length;
A transmitting capacitor connected in series to the transmitting antenna;
The inductance value is variable by switching the coil length, and a resonant receiving antenna that receives power from the transmitting antenna;
A receiving capacitor connected in series to the receiving antenna;
A variable control circuit that switches a resonance frequency by switching coil lengths of the transmitting antenna and the receiving antenna;
A power detection circuit for detecting leakage of power from the own device to another resonant power transmission device or leakage of power from another resonant power transmission device to the own device ;
The transmission antenna and the reception antenna can switch the coil length so that the resonance frequency is switched in the range of KHz band to MHz band,
The variable control circuit switches a resonance frequency of the transmission antenna and a resonance frequency of the reception antenna to the same other frequency when leakage of power is detected by the power detection circuit. Transmission equipment.
前記送信側キャパシタ及び前記受信側キャパシタは、容量値を可変とする可変型のキャパシタであり、
前記可変制御回路は、前記送信側キャパシタ及び前記受信側キャパシタの容量値も制御して共振周波数を切替える
ことを特徴とする請求項1記載の共振型電力伝送装置。
The transmission-side capacitor and the reception-side capacitor are variable capacitors whose capacitance values are variable,
The resonance type power transmission device according to claim 1, wherein the variable control circuit also controls capacitance values of the transmission-side capacitor and the reception-side capacitor to switch a resonance frequency.
前記送信アンテナに直列又は/及び並列に接続され、インピーダンスを可変とする送信側可変インピーダンス素子と、
前記受信アンテナに直列又は/及び並列に接続され、インピーダンスを可変とする受信側可変インピーダンス素子とを備え、
前記可変制御回路は、前記送信側可変インピーダンス素子及び前記受信側可変インピーダンス素子のインピーダンスを制御する
ことを特徴とする請求項1記載の共振型電力伝送装置。
A transmission-side variable impedance element connected in series or / and in parallel to the transmission antenna and having variable impedance;
A receiving-side variable impedance element that is connected in series or / and in parallel to the receiving antenna and has variable impedance;
The resonance type power transmission device according to claim 1, wherein the variable control circuit controls impedances of the transmission-side variable impedance element and the reception-side variable impedance element.
前記送信アンテナ及び前記受信アンテナは、自身をオープン又はショートさせるように切替え可能であり、
前記可変制御回路は、自機が非伝送設定の場合に、前記送信アンテナ及び前記受信アンテナをオープン又はショートさせる
ことを特徴とする請求項1記載の共振型電力伝送装置。
The transmitting antenna and the receiving antenna can be switched to open or short themselves,
The resonance type power transmission device according to claim 1, wherein the variable control circuit opens or shorts the transmitting antenna and the receiving antenna when the own device is set to non-transmission.
前記送信側キャパシタ及び前記受信側キャパシタは、自身をオープン又はショートさせるように切替え可能であり、
前記可変制御回路は、自機が非伝送設定の場合に、前記送信側キャパシタ及び前記受信側キャパシタをオープン又はショートさせる
ことを特徴とする請求項2記載の共振型電力伝送装置。
The transmission-side capacitor and the reception-side capacitor can be switched to open or short themselves.
The resonance type power transmission device according to claim 2, wherein the variable control circuit opens or shorts the transmission-side capacitor and the reception-side capacitor when the own device is set to non-transmission.
前記送信アンテナ及び前記受信アンテナは、磁界共鳴により電力伝送を行う
ことを特徴とする請求項1記載の共振型電力伝送装置。
The resonant power transmission apparatus according to claim 1, wherein the transmission antenna and the reception antenna perform power transmission by magnetic field resonance.
前記送信アンテナ及び前記受信アンテナは、電界共鳴により電力伝送を行う
ことを特徴とする請求項1記載の共振型電力伝送装置。
The resonant power transmission apparatus according to claim 1, wherein the transmission antenna and the reception antenna perform power transmission by electric field resonance.
前記送信アンテナ及び前記受信アンテナは、電磁誘導により電力伝送を行う
ことを特徴とする請求項1記載の共振型電力伝送装置。
The resonant power transmission apparatus according to claim 1, wherein the transmission antenna and the reception antenna perform power transmission by electromagnetic induction.
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