JP2007501600A - 誘導結合電力伝達システムを制御する方法および装置 - Google Patents
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Abstract
Description
a.交流をICPTシステムの1次導電経路に提供する共振変換器を備える電源と、
b.1つまたは複数の2次ピックアップとを含み、各ピックアップが、負荷に供給するために、1次導電経路に関連付けられた磁場から電力を受け取るように適合された容量要素および誘導要素を含むピックアップ共振回路と、負荷の状態を感知する感知手段と、感知された負荷の状態に応じてピックアップへの電力の伝達を制御するために、ピックアップ回路の容量要素または誘導要素の実効キャパシタンスまたはインダクタンスを変化させることによって、感知手段によって感知された負荷に応答してピックアップを選択的に同調または脱同調させる制御手段とを有する、ICPTシステムを提供する。
Claims (54)
- 負荷に供給するために、1次導電経路に関連付けられた磁場から電力を受け取るように適合された容量要素および誘導要素を含むピックアップ共振回路を有するICPTピックアップであって、前記負荷の状態を感知する感知手段と、感知された負荷の状態に応じて前記ピックアップへの電力の伝達を制御するために、前記ピックアップ回路の実効キャパシタンスまたはインダクタンスを変化させることによって、前記感知手段によって感知された前記負荷に応答してピックアップを選択的に同調または脱同調させる制御手段とを有するICPTピックアップ。
- 前記制御手段が、反応要素と、前記反応要素が前記ピックアップ回路に選択的に電気的に接続されることを可能にする切替え手段とを含む、請求項1に記載のピックアップ。
- 前記制御手段が、前記反応要素の見かけのキャパシタンスまたはインダクタンスが変化され、それにより前記ピックアップ回路を同調または脱同調させるために、前記切替え手段を制御するように動作可能である、請求項2に記載のピックアップ。
- 前記感知手段が、前記負荷によって必要とされる前記電力を感知する、請求項1から3のいずれか一項に記載のピックアップ。
- 前記共振回路の電圧または電流の位相を感知する位相感知手段を含み、それにより、感知位相に応じて、前記反応要素が電気的に前記共振回路に接続されるか、または前記共振回路から分離されることを可能にするように、前記制御手段が、前記切替え手段を作動させることが可能である、請求項2から4のいずれか一項に記載のピックアップ。
- 前記反応要素が、インダクタを備え、前記位相感知手段が、前記共振回路の電圧を感知し、スイッチ制御手段が、感知電圧ゼロ交差後の所定の時間期間、前記インダクタを電気的に前記共振回路に接続するか、または前記共振回路から分離するために、前記切替え手段を切り替えるように動作可能である、請求項5に記載のピックアップ。
- 前記共振回路の周波数を感知する周波数感知手段を含み、それにより、前記共振回路の固有共振周波数を変化させるために、感知周波数に応じて、前記反応要素を電気的に前記共振回路に接続するか、または前記共振回路から分離することを可能にするように、前記制御手段が、前記スイッチ手段を作動させることが可能である、請求項4または5に記載のピックアップ。
- 前記位相感知手段が、前記共振回路の周波数を感知し、それにより、前記共振回路の固有共振周波数を変化させるために、感知周波数に応じて、前記反応要素を電気的に前記共振回路に接続するか、または前記共振回路から分離することを可能にするように、前記制御手段が、前記スイッチ手段を作動させることが可能である、請求項4または5に記載のピックアップ。
- 前記制御手段が、電圧ゼロ交差が経過したのに続いて所定の時間期間後、前記インダクタを前記共振回路に接続するように前記第2切替え手段を作動させ、また、電圧がほぼゼロに再び到達するとき、前記切替え手段が非活動化されることを可能にするように適合される、請求項6から8のいずれか一項に記載のピックアップ。
- 前記制御手段が、ほぼ0電気度とほぼ180電気度との間において、前記所定の時間期間を変化させることができる、請求項6から9のいずれか一項に記載のピックアップ。
- 前記制御手段が、ほぼ90電気度とほぼ150電気度との間において、前記所定の時間期間を変化させることができる、請求項6から9のいずれか一項に記載のピックアップ。
- 前記インダクタが、前記共振回路の同調キャパシタと平行に接続されている、請求項6から11のいずれか一項に記載のピックアップ。
- 前記インダクタが、2つの端子を有し、前記第2切替え手段が、2つの制御可能半導体切替え要素を備え、1つの切替え要素が、各端子と前記共振回路との間において接続される、請求項6から12のいずれか一項に記載のピックアップ。
- 各切替え要素が、その両端に接続された反平行ダイオードを有する、請求項13に記載のピックアップ。
- 前記半導体スイッチ要素が、IGBT、MOSFET、MCT、BJT、または他の半導体デバイスを備える、請求項13または14に記載のピックアップ。
- 前記インダクタが、ピックアップ・コイルを備える、請求項3に記載のピックアップ。
- 前記反応要素が、キャパシタを備え、前記位相感知手段が、前記共振回路の電圧を感知し、前記スイッチ制御手段が、感知電圧ゼロ交差後の所定の時間期間、前記キャパシタを電気的に前記共振回路に接続するか、または前記共振回路から分離するために、前記切替え手段を切り替えるように動作可能である、請求項5に記載のピックアップ。
- 前記共振回路の周波数を感知する周波数感知手段を含み、それにより、前記制御手段が、前記共振回路の固有共振周波数を変化させるために、感知周波数に応じて、前記反応要素を電気的に前記共振回路に接続するか、または前記共振回路から分離することを可能にするように、前記スイッチ手段を作動させることが可能である、請求項17に記載のピックアップ。
- 前記位相感知手段が、前記共振回路の周波数を感知し、それにより、前記制御手段が、前記共振回路の固有共振周波数を変化させるために、感知周波数に応じて、前記反応要素を電気的に前記共振回路に接続するか、または前記共振回路から分離することを可能にするように、前記スイッチ手段を作動させることが可能である、請求項17に記載のピックアップ。
- 前記制御手段が、電圧ゼロ交差が経過したのに続いて所定の時間期間後、前記キャパシタを前記共振回路から分離するために、前記切替え手段を作動させるように適合される、請求項17から19のいずれか一項に記載のピックアップ。
- 前記制御手段が、ほぼ0電気度とほぼ90電気度との間において、前記所定の時間期間を変化させることができる、請求項17から20のいずれか一項に記載のピックアップ。
- 前記キャパシタが、前記共振回路の同調キャパシタと並列に接続される、請求項17から22のいずれか一項に記載のピックアップ。
- 前記キャパシタのキャパシタンスが、前記同調キャパシタのキャパシタンスとほぼ等しい、請求項23に記載のピックアップ。
- 前記キャパシタが、2つの端子を有し、前記切替え手段が、2つの制御可能半導体切替え要素を備え、1つの切替え要素が、各端子と前記共振回路との間において接続される、請求項17から24のいずれか一項に記載のピックアップ。
- 各切替え要素が、両端に接続された反平行ダイオードを有する、請求項25に記載のピックアップ。
- 前記半導体スイッチ要素が、IGBT、MOSFET、またはBJTを備える、請求項25または26に記載のピックアップ。
- 可変リアクタンスが、前記共振回路の前記同調キャパシタを備える、請求項17から21のいずれか一項に記載のピックアップ。
- a.ICPTシステムの1次導電経路に交流を提供する共振変換器を備える電源と、
b.1つまたは複数の2次ピックアップとを含み、
各ピックアップが、負荷に供給するために、1次導電経路に関連付けられた磁場から電力を受け取るように適合された容量要素および誘導要素を含むピックアップ共振回路と、前記負荷の状態を感知する感知手段と、感知された負荷の状態に応じてピックアップへの電力の伝達を制御するために、ピックアップ回路の実効キャパシタンスまたはインダクタンスを変化させることによって、前記感知手段によって感知される前記負荷に応答してピックアップを選択的に同調または脱同調させる制御手段とを有する、ICPTシステム。 - 前記1次導電経路が、導電材料の1つまたは複数のターンを備える、請求項28に記載のICPTシステム。
- 前記1次導電経路が、ほぼ平面の表面の下に設けられる、請求項29に記載のICPTシステム。
- 前記1次導電経路が、経路の1つまたは複数の他の周りの領域より磁場の強度が大きい少なくとも1つの領域を含む、請求項28に記載のICPTシステム。
- 前記1次導電経路が、1つまたは複数の集中インダクタンス、または1つ若しくは複数の分散されたインダクタンスを含む、請求項28に記載のICPTシステム。
- 前記1次導電経路が、望ましい磁束経路を提供するために、アモルファス磁気材料に隣接して取り付けられる、請求項28から32のいずれか一項に記載のICPTシステム。
- 前記ピックアップが、望ましい磁束経路を提供するために、前記ピックアップ・コイルに隣接してアモルファス磁気材料を含む、請求項28から33のいずれか一項に記載のICPTシステム。
- 前記ピックアップが、電池なしである、請求項28から34のいずれか一項に記載のICPTシステム。
- 前記ピックアップが、スーパー・キャパシタを含む、請求項28から34のいずれか一項に記載のICPTシステム。
- ICPTピックアップによって引き出される電力を制御する方法であって、前記ピックアップの負荷の状態を感知するステップと、感知した負荷の状態に応じて、前記ピックアップ回路を選択的に同調または脱同調させるステップとを含む方法。
- 前記ピックアップ回路を同調または脱同調させる前記ステップが、前記ピックアップ回路の前記共振周波数を同調状態に向けて、または同調状態から離れるように移動させることを含む、請求項37に記載の方法。
- 前記ピックアップ回路を同調または脱同調させる前記ステップが、可変キャパシタまたはインダクタを制御するステップを含む、請求項37または38に記載の方法。
- 前記共振回路の電流または電圧の周波数を感知するステップを含む、請求項37から39のいずれか一項に記載の方法。
- 感知周波数を前記共振回路の公称周波数と比較して、感知負荷に応じて、前記公称周波数に向けて、または前記公称周波数から離れるように同調または脱同調させるステップを含む、請求項40に記載の方法。
- 前記反応要素の見かけのインダクタンスまたはキャパシタンスを変化させ、それにより、前記共振回路を同調または脱同調させるために、反応要素を前記共振回路の内外に選択的に切り替えるステップを含む、請求項37から41のいずれか一項に記載の方法。
- 前記共振回路の電圧または電流の位相を感知して、感知位相に応じて、前記反応要素を電気的に前記共振回路に接続するか、または前記共振回路から分離することを含む、請求項42に記載の方法。
- 電圧の前記位相が感知され、前記反応要素が、感知電圧ゼロ交差後所定の時間期間、前記共振回路に電気的に接続される、請求項43に記載の方法。
- 前記共振回路の周波数を感知して、前記共振回路の固有共振周波数を変化させるために、感知周波数に応じて、前記反応要素を電気的に前記共振回路に接続するか、または前記共振回路から分離するように、切替え手段を作動させることを含む、請求項42から44のいずれか一項に記載の方法。
- 前記感知周波数を公称周波数と比較して、前記共振回路を前記公称周波数に向けて、または前記公称周波数から離れるように同調させるために、前記所定の時間期間を変化させることを含む、請求項42から45のいずれか一項に記載の方法。
- 電圧ゼロ交差が経過したのに続いて前記所定の時間期間後、前記反応要素を前記共振回路に接続するように切替え手段を作動させ、前記電圧がほぼゼロに再び到達するとき、前記第2切替え手段が非活動化されることを可能にすることを含む、請求項42から46のいずれか一項に記載の方法。
- ほぼ0電気度とほぼ180電気度との間の範囲から、所定の時間期間を選択することを含む、請求項42から47のいずれか一項に記載の方法。
- ほぼ90電気度とほぼ150電気度との間の範囲から、所定の時間期間を選択することを含む、請求項42から47のいずれか一項に記載の方法。
- 電圧の前記位相を感知して、感知電圧ゼロ交差後の所定の時間期間、前記反応要素を前記共振回路から電気的に分離することを含む、請求項43に記載の方法。
- 前記反応要素が、キャパシタを備え、前記所定の時間期間が、ほぼ0電気度とほぼ90電気度との間の範囲から選択される、請求項50に記載の方法。
- 添付の図面に示される実施形態のいずれか1つに関して実質的に本明細書において記述されたピックアップ。
- 添付の図面に示される実施形態のいずれか1つに関して実質的に本明細書において記述されたICPTシステム。
- 添付の図面に示される実施形態のいずれか1つに関して実質的に本明細書において記述された電力を制御する方法。
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