JP2015164370A - Non-contact power supply device - Google Patents
Non-contact power supply device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2015164370A JP2015164370A JP2014039473A JP2014039473A JP2015164370A JP 2015164370 A JP2015164370 A JP 2015164370A JP 2014039473 A JP2014039473 A JP 2014039473A JP 2014039473 A JP2014039473 A JP 2014039473A JP 2015164370 A JP2015164370 A JP 2015164370A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- core
- power supply
- inductor coil
- power
- side pad
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims description 82
- 230000035699 permeability Effects 0.000 claims description 16
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 6
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 6
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 6
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 claims description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 abstract description 65
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 abstract description 23
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 13
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 12
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 7
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 3
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 2
- 230000005674 electromagnetic induction Effects 0.000 description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 2
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000976 Electrical steel Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
Landscapes
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Abstract
Description
本発明は、給電パッドと、インダクタコイルを有し給電パッドに接続されるフィルタ回路とを備え、給電パッドを互いに対向させ、一方の給電パッドから他方の給電パッドに非接触で電力を供給する非接触給電装置に関する。 The present invention includes a power supply pad and a filter circuit having an inductor coil and connected to the power supply pad. The power supply pads are opposed to each other, and power is supplied from one power supply pad to the other power supply pad in a contactless manner. The present invention relates to a contact power supply device.
従来、給電パッドと、インダクタコイルを有し給電パッドに接続されるフィルタ回路とを備え、給電パッドを互いに対向させ、一方の給電パッドから他方の給電パッドに非接触で電力を供給する非接触給電装置として、例えば以下に示す特許文献1に開示されている誘導結合電力伝達システムがある。 Conventionally, a power supply pad and a filter circuit having an inductor coil connected to the power supply pad are provided, the power supply pads are opposed to each other, and power is supplied from one power supply pad to the other power supply pad in a contactless manner. As an apparatus, there exists an inductively coupled electric power transmission system currently disclosed by patent document 1 shown below, for example.
この誘導結合電力伝達システムは、変圧器と、ループ導体と、ピックアップコイルとを備えている。変圧器の漏れインダクタンスを利用してフィルタ回路が構成されている。変圧器は、ループ導体に供給される交流を絶縁し所定の電圧に変換する。フィルタ回路は、絶縁された交流に含まれる所定の周波数成分を除去する。ピックアップコイルをループ導体に対向させると、ピックアップコイルとループ導体が磁気的に結合する。その結果、ループ導体からピックアップコイルに非接触で電力を供給することができる。ここで、ループ導体及びピックアップコイルが給電パッドに相当する。変圧器の漏れインダクタンスがインダクタコイルのインダクタンスに相当する。 This inductively coupled power transmission system includes a transformer, a loop conductor, and a pickup coil. A filter circuit is configured using the leakage inductance of the transformer. The transformer insulates the alternating current supplied to the loop conductor and converts it into a predetermined voltage. The filter circuit removes a predetermined frequency component contained in the isolated alternating current. When the pickup coil is opposed to the loop conductor, the pickup coil and the loop conductor are magnetically coupled. As a result, electric power can be supplied from the loop conductor to the pickup coil in a non-contact manner. Here, the loop conductor and the pickup coil correspond to the power supply pad. The leakage inductance of the transformer corresponds to the inductance of the inductor coil.
ところで、非接触給電装置においてフィルタ回路を用いる場合、一般的に、コアを有するインダクタコイルが用いられている。 By the way, when using a filter circuit in a non-contact power feeding device, an inductor coil having a core is generally used.
一方、前述した誘導結合電力伝達システムでは、変圧器の漏れインダクタンスを利用してフィルタ回路を構成している。そのため、フィルタ回路用として、コアを有するインダクタコイルを別途設ける必要がなく、装置を小型化することができる。 On the other hand, in the inductively coupled power transmission system described above, a filter circuit is configured by using the leakage inductance of the transformer. Therefore, it is not necessary to separately provide an inductor coil having a core for the filter circuit, and the apparatus can be miniaturized.
しかし、変圧器を備える装置にしか適用できない。また、フィルタ回路として必要なインダクタンスが大きい場合、変圧器の漏れインダクタンスを大きくしなければならず、変圧器の効率が低下してしまう。 However, it can only be applied to devices with a transformer. Moreover, when the inductance required for the filter circuit is large, the leakage inductance of the transformer must be increased, and the efficiency of the transformer is reduced.
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、変圧器を備えていない場合であっても適用でき、コアを有するインダクタコイルを別途設ける場合に比べ小型化することができる非接触給電装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and can be applied even when a transformer is not provided, and can be reduced in size as compared with a case where an inductor coil having a core is separately provided. An object is to provide an apparatus.
上記課題を解決するためになされた本発明は、磁性材からなる給電用コアと、給電用コアに設けられ、給電用コアを磁路として用いる給電用コイルとを有する給電パッドと、インダクタコイルを有し、給電パッドに接続されるフィルタ回路と、を備え、フィルタ回路の接続された給電パッドを互いに対向させ、一方の給電パッドから他方の給電パッドに非接触で電力を供給する非接触給電装置において、少なくともいずれかのフィルタ回路のインダクタコイルは、当該フィルタ回路が接続される給電パッドの給電用コアに設けられ、給電用コアを磁路して用いることを特徴とする。 The present invention made in order to solve the above-described problems includes a power supply pad including a power supply core made of a magnetic material, a power supply coil provided on the power supply core and using the power supply core as a magnetic path, and an inductor coil. And a filter circuit connected to the power supply pad, the power supply pads connected to the filter circuit facing each other, and supplying power from one power supply pad to the other power supply pad in a contactless manner The at least one inductor coil of the filter circuit is provided in a power feeding core of a power feeding pad to which the filter circuit is connected, and the power feeding core is used as a magnetic path.
この構成によれば、インダクタコイルの磁路を構成するコアとして給電パッドの給電用コアを利用している。そのため、変圧器を備えていない場合であっても適用できる。また、コアを有するインダクタコイルを別途設ける場合に比べ、非接触給電装置を小型化することができる。 According to this configuration, the power feeding core of the power feeding pad is used as the core constituting the magnetic path of the inductor coil. Therefore, it is applicable even when a transformer is not provided. In addition, the non-contact power feeding device can be downsized as compared with the case where an inductor coil having a core is separately provided.
次に、実施形態を挙げ、本発明をより詳しく説明する。本実施形態では、本発明に係る非接触給電装置を、電気自動車やハイブリッド車に搭載されたメインバッテリに非接触で送電する非接触給電装置に適用した例を示す。 Next, the present invention will be described in more detail with reference to embodiments. In the present embodiment, an example in which the non-contact power feeding device according to the present invention is applied to a non-contact power feeding device that transmits power in a non-contact manner to a main battery mounted on an electric vehicle or a hybrid vehicle is shown.
(第1実施形態)
まず、図1〜図10を参照して第1実施形態の非接触給電装置の構成について説明する。なお、図中における前後方向、左右方向及び上下方向は、車両における方向を示すものである。
(First embodiment)
First, the configuration of the non-contact power feeding device according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. In addition, the front-back direction, the left-right direction, and the up-down direction in a figure show the direction in a vehicle.
図1に示すように、電気自動車やハイブリッド車は、モータジェネレータMGと、メインバッテリB1と、インバータ回路INVと、補機Sと、補機バッテリB2と、DC/DCコンバータ回路CNVと、制御器CNTとを備えている。 As shown in FIG. 1, an electric vehicle or a hybrid vehicle includes a motor generator MG, a main battery B1, an inverter circuit INV, an auxiliary machine S, an auxiliary battery B2, a DC / DC converter circuit CNV, and a controller. CNT.
モータジェネレータMGは、3相交流を供給することでモータとして動作し、車両の走行のための駆動力を発生する機器である。また、車両の減速時において、外部からの駆動力によって回転することでジェネレータとして動作し、3相交流を発生する機器でもある。 The motor generator MG is a device that operates as a motor by supplying three-phase alternating current and generates a driving force for traveling of the vehicle. Further, when the vehicle is decelerated, it is a device that operates as a generator by rotating with an external driving force and generates a three-phase alternating current.
メインバッテリB1は、直流高電圧を出力する充放電可能な電源である。 The main battery B1 is a chargeable / dischargeable power source that outputs a DC high voltage.
インバータ回路INVは、モータジェネレータMGがモータとして動作するとき、メインバッテリB1の出力する直流を3相交流に変換してモータジェネレータMGに供給する回路である。また、モータジェネレータMGがジェネレータとして動作するとき、モータジェネレータMGの出力する3相交流を直流に変換してメインバッテリB1に供給する回路でもある。 The inverter circuit INV is a circuit that converts the direct current output from the main battery B1 into a three-phase alternating current and supplies it to the motor generator MG when the motor generator MG operates as a motor. Further, when the motor generator MG operates as a generator, it is also a circuit that converts the three-phase alternating current output from the motor generator MG into a direct current and supplies it to the main battery B1.
補機Sは、直流低電圧を供給することで動作するワイパー装置や電動パワーステアリング装置等の周辺装置である。 The auxiliary machine S is a peripheral device such as a wiper device or an electric power steering device that operates by supplying a DC low voltage.
補機バッテリB2は、直流低電圧を出力する充放電可能な電源である。 The auxiliary battery B2 is a chargeable / dischargeable power source that outputs a DC low voltage.
DC/DCコンバータ回路CNVは、メインバッテリB1の出力する直流高電圧を直流低電圧に変換して補機バッテリB2及び補機Sに供給する回路である。 The DC / DC converter circuit CNV is a circuit that converts the DC high voltage output from the main battery B1 into a DC low voltage and supplies the converted voltage to the auxiliary battery B2 and the auxiliary machine S.
制御器CNTは、メインバッテリB1、補機バッテリB2、モータジェネレータMGに関する情報に基づいてインバータ回路INV、DC/DCコンバータ回路CNV及び補機Sを制御する装置である。 The controller CNT is a device that controls the inverter circuit INV, the DC / DC converter circuit CNV, and the auxiliary machine S based on information on the main battery B1, the auxiliary battery B2, and the motor generator MG.
非接触給電装置1は、車両の外部に設置された外部電源PSから車両に搭載されたメインバッテリB1に非接触で電力を供給し、メインバッテリB1を充電する装置である。非接触給電装置1は、送電側パッド10(給電パッド)と、送電回路11と、受電側パッド12と、受電回路13とを備えている。 The non-contact power supply device 1 is a device that supplies power to the main battery B1 mounted on the vehicle in a non-contact manner from an external power source PS installed outside the vehicle, and charges the main battery B1. The non-contact power supply device 1 includes a power transmission side pad 10 (power supply pad), a power transmission circuit 11, a power reception side pad 12, and a power reception circuit 13.
送電側パッド10は、駐車スペース内に車両を駐車したときに車両の底部に設置された受電側パッド12と対向する駐車スペース内の地表面の所定位置に設置され、電流が流れることで磁束を発生する装置である。図2及び図3に示すように、送電側パッド10は、コア100(給電用コア)と、コイル101、102(給電用コイル)とを備えている。 The power transmission side pad 10 is installed at a predetermined position on the ground surface in the parking space facing the power receiving side pad 12 installed at the bottom of the vehicle when the vehicle is parked in the parking space. It is a device that generates. As shown in FIGS. 2 and 3, the power transmission side pad 10 includes a core 100 (power feeding core) and coils 101 and 102 (power feeding coils).
コア100は、磁性材からなり、磁路を構成する直方体状の部材である。具体的には、フェライトやダストコアからなる部材である。 The core 100 is a rectangular parallelepiped member made of a magnetic material and constituting a magnetic path. Specifically, it is a member made of ferrite or a dust core.
コイル101、102は、導線を巻いて構成され、電流が流れることで磁束を発生する略矩形環状の部材である。コイル101、102は、コア100の上面に、自らの軸心方向を上下方向にした状態で、前後方向に隣接して配置され、コア100を磁路として用いている。ここで、コイル101、102の軸心方向とは、環状のコイル101、102の軸心を通り、かつ、環状のコイル101、102によって囲まれた内側平面に対する法線方向のことである。なお、軸心方向は、環状のコイル101、102の重心点を通る。図4に矢印で示すように、コイル101、102に電流が流れると、図5に矢印で示すように、磁束が発生する。逆方向の電流が流れると、逆方向の磁束が発生する。 The coils 101 and 102 are substantially rectangular annular members that are formed by winding conductive wires and generate magnetic flux when current flows. The coils 101 and 102 are arranged on the upper surface of the core 100 so as to be adjacent to each other in the front-rear direction with the axial direction of the core 101 being the vertical direction, and the core 100 is used as a magnetic path. Here, the axial direction of the coils 101 and 102 is a normal direction to the inner plane that passes through the axial centers of the annular coils 101 and 102 and is surrounded by the annular coils 101 and 102. The axial direction passes through the center of gravity of the annular coils 101 and 102. As indicated by arrows in FIG. 4, when current flows through the coils 101 and 102, magnetic flux is generated as indicated by arrows in FIG. When a reverse current flows, a reverse magnetic flux is generated.
図1に示す送電回路11は、受電回路13との間で無線通信によって情報を送受信し、受信した情報に基づいて外部電源PSの出力を高周波の交流に変換し、送電側パッド10に供給する回路である。図6に示すように、送電回路11は、電力変換回路110と、フィルタ回路111と、共振用コンデンサ112とを備え、車両の外部に設置されている。 The power transmission circuit 11 illustrated in FIG. 1 transmits and receives information to and from the power reception circuit 13 through wireless communication, converts the output of the external power source PS into high-frequency alternating current based on the received information, and supplies the high-frequency alternating current to the power transmission side pad 10. Circuit. As shown in FIG. 6, the power transmission circuit 11 includes a power conversion circuit 110, a filter circuit 111, and a resonance capacitor 112, and is installed outside the vehicle.
電力変換回路110は、外部電源PSの出力を高周波の交流に変換し出力する回路である。電力変換回路110の入力端は外部電源PSに、出力端はフィルタ回路111及び送電側パッド10に接続されている。 The power conversion circuit 110 is a circuit that converts the output of the external power supply PS into a high-frequency alternating current and outputs it. The input end of the power conversion circuit 110 is connected to the external power source PS, and the output end is connected to the filter circuit 111 and the power transmission side pad 10.
フィルタ回路111は、電力変換回路110から供給される交流に含まれる所定の周波数成分を除去する回路である。フィルタ回路111は、インダクタコイル1110と、コンデンサ1111とを備えている。 The filter circuit 111 is a circuit that removes a predetermined frequency component included in the alternating current supplied from the power conversion circuit 110. The filter circuit 111 includes an inductor coil 1110 and a capacitor 1111.
図7〜図9に示すように、インダクタコイル1110は、導線を巻いて構成される略矩形環状の素子である。インダクタコイル1110は、送電側パッド10のコア100に設けられ、コア100を磁路として用いている。インダクタコイル1110は、送電側パッド10のコイル101、102との結合係数がほぼ0になるように設けられている。ここで、結合係数がほぼ0とは、結合係数が0を含む0に限りなく近い許容範囲内であることを示す。インダクタコイル1110は、自らの軸心方向を前後方向にした状態で、コア100の前後方向、左右方向及び上下方向の中央部近傍に埋設されている。そして、四角柱状の軸心部1110aの透磁率が、コア100の透磁率より低くなるように構成されている。具体的には、軸心部1110aが、空気層によって構成されている。ここで、軸心方向とは、環状のインダクタコイル1110の軸心を通り、かつ、環状のインダクタコイル1110によって囲まれた内側平面に対する法線方向のことである。なお、軸心方向は、環状のインダクタコイル1110の重心点を通る。また、軸心部1110aとは、環状のインダクタコイル1110によって囲まれた内側部分であって、軸心方向に延在する柱状部分のことである。 As shown in FIGS. 7 to 9, the inductor coil 1110 is a substantially rectangular annular element configured by winding a conducting wire. The inductor coil 1110 is provided in the core 100 of the power transmission side pad 10 and uses the core 100 as a magnetic path. The inductor coil 1110 is provided such that the coupling coefficient with the coils 101 and 102 of the power transmission side pad 10 is substantially zero. Here, the coupling coefficient of approximately 0 indicates that the coupling coefficient is within an allowable range that is close to 0 including 0. The inductor coil 1110 is embedded in the vicinity of the center of the core 100 in the front-rear direction, the left-right direction, and the up-down direction, with its own axial direction being the front-rear direction. Then, the magnetic permeability of the quadrangular columnar axial center portion 1110 a is configured to be lower than the magnetic permeability of the core 100. Specifically, the shaft center part 1110a is constituted by an air layer. Here, the axial direction is a normal direction to the inner plane that passes through the axial center of the annular inductor coil 1110 and is surrounded by the annular inductor coil 1110. The axial direction passes through the center of gravity of the annular inductor coil 1110. The axial center portion 1110a is an inner portion surrounded by the annular inductor coil 1110 and is a columnar portion extending in the axial direction.
そのため、図4に矢印で示すように、コイル101、102に電流が流れ、図5に矢印で示すように、磁束が発生すると、図10に示すように、コア100の内部及び周辺に磁束が流れ、インダクタコイル1110の軸心部1110aを磁束が流れることはほとんどない。つまり、インダクタコイル1110を磁束が鎖交することはほとんどない。従って、コイル101、102の発生した磁束の影響を極力抑えることができる。 Therefore, when current flows through the coils 101 and 102 as shown by arrows in FIG. 4 and magnetic flux is generated as shown by arrows in FIG. 5, magnetic flux is generated inside and around the core 100 as shown in FIG. The magnetic flux hardly flows through the axial center part 1110a of the inductor coil 1110. That is, the magnetic flux hardly links the inductor coil 1110. Therefore, the influence of the magnetic flux generated by the coils 101 and 102 can be suppressed as much as possible.
図6に示すように、インダクタコイル1110及びコンデンサ1111は直列接続されている。インダクタコイル1110の一端は電力変換回路110の出力端に、コンデンサ1111の一端は送電側パッド10に接続されている。 As shown in FIG. 6, the inductor coil 1110 and the capacitor 1111 are connected in series. One end of the inductor coil 1110 is connected to the output end of the power conversion circuit 110, and one end of the capacitor 1111 is connected to the power transmission side pad 10.
共振用コンデンサ112は、送電側パッド10のコイル101、102とともに共振回路を構成する回路である。共振用コンデンサ112は送電側パッド10に並列接続されている。 The resonance capacitor 112 is a circuit that forms a resonance circuit together with the coils 101 and 102 of the power transmission side pad 10. The resonance capacitor 112 is connected in parallel to the power transmission side pad 10.
図1に示す受電側パッド12は、車両の底部に設置され、駐車スペースに車両を駐車したときに、上下方向に間隔をあけて送電側パッド10と対向して配置され、送電側パッド10の発生した交番磁束が鎖交することで電磁誘導によって交流を発生する装置である。受電側パッド12は、コアと、コイルとを備えている。受電側パッド12は、送電側パッド10と同一構成であり、上下逆向きに設置されている。 The power receiving side pad 12 shown in FIG. 1 is installed at the bottom of the vehicle, and when the vehicle is parked in the parking space, the power receiving side pad 12 is disposed to face the power transmitting side pad 10 with an interval in the vertical direction. It is a device that generates alternating current by electromagnetic induction when the generated alternating magnetic flux is interlinked. The power receiving side pad 12 includes a core and a coil. The power reception side pad 12 has the same configuration as the power transmission side pad 10 and is installed upside down.
受電回路13は、送電回路11との間で無線通信によって情報を送受信し、受信した情報に基づいて受電側パッド12から供給される交流を直流に変換してメインバッテリB1を充電する回路である。図6に示すように、受電回路13は、共振用コンデンサ130と、フィルタ回路131と、電力変換回路132とを備えている。 The power receiving circuit 13 is a circuit that transmits and receives information to and from the power transmitting circuit 11 by wireless communication, converts the alternating current supplied from the power receiving side pad 12 to direct current based on the received information, and charges the main battery B1. . As shown in FIG. 6, the power receiving circuit 13 includes a resonance capacitor 130, a filter circuit 131, and a power conversion circuit 132.
共振用コンデンサ130は、受電側パッド12のコイルとともに共振回路を構成する
回路である。共振用コンデンサ130は、受電側パッド12に並列接続されている。
The resonance capacitor 130 is a circuit that forms a resonance circuit together with the coil of the power receiving side pad 12. The resonance capacitor 130 is connected in parallel to the power receiving side pad 12.
フィルタ回路131は、共振用コンデンサ130の接続された受電側パッド12から供給される交流に含まれる所定の周波数成分を除去する回路である。フィルタ回路131は、コンデンサ1310と、インダクタコイル1311とを備えている。 The filter circuit 131 is a circuit that removes a predetermined frequency component included in the alternating current supplied from the power receiving side pad 12 to which the resonance capacitor 130 is connected. The filter circuit 131 includes a capacitor 1310 and an inductor coil 1311.
インダクタコイル1311は、インダクタコイル1110と同一構成であり、受電側パッド12のコアに設けられ、コアを磁路として用いている。そのため、インダクタコイル1110と同様に、受電側パッド12のコイルの発生した磁束の影響を極力抑えることができる。 The inductor coil 1311 has the same configuration as the inductor coil 1110, is provided in the core of the power receiving side pad 12, and uses the core as a magnetic path. Therefore, similarly to the inductor coil 1110, the influence of the magnetic flux generated by the coil of the power receiving side pad 12 can be suppressed as much as possible.
コンデンサ1310及びインダクタコイル1311は直列接続されている。コンデンサ1310の一端は受電側パッド12に、インダクタコイル1311の一端は電力変換回路132に接続されている。 The capacitor 1310 and the inductor coil 1311 are connected in series. One end of the capacitor 1310 is connected to the power receiving side pad 12, and one end of the inductor coil 1311 is connected to the power conversion circuit 132.
電力変換回路132は、フィルタ回路131を介して供給される交流を直流に変換してメインバッテリB1に供給する回路である。電力変換回路132の入力端はフィルタ回路131及び受電側パッド12に、出力端はメインバッテリB1に接続されている。 The power conversion circuit 132 is a circuit that converts alternating current supplied via the filter circuit 131 into direct current and supplies the direct current to the main battery B1. The input end of the power conversion circuit 132 is connected to the filter circuit 131 and the power receiving side pad 12, and the output end is connected to the main battery B1.
次に、図1、図6を参照して非接触給電装置の動作について説明する。 Next, the operation of the non-contact power feeding device will be described with reference to FIGS.
図1に示すように、駐車スペースに車両を駐車すると、送電側パッド10と受電側パッド12が上下方向に所定の間隔をあけて対向する。この状態で充電開始ボタン(図略)が押され、充電の開始が指示されると、送電回路11と受電回路13は、無線通信によって情報を送受信する。 As shown in FIG. 1, when a vehicle is parked in the parking space, the power transmission side pad 10 and the power reception side pad 12 face each other with a predetermined interval in the vertical direction. In this state, when a charge start button (not shown) is pressed and the start of charging is instructed, the power transmission circuit 11 and the power reception circuit 13 transmit and receive information by wireless communication.
図6に示す電力変換回路110は、外部電源PSの出力を高周波の交流に変換し出力する。フィルタ回路111は、電力変換回路110から供給される交流に含まれる所定の周波数成分を除去する。共振用コンデンサ112の接続された送電側パッド10は、フィルタ回路111介して交流が供給されることで交番磁束を発生する。 The power conversion circuit 110 shown in FIG. 6 converts the output of the external power source PS into a high-frequency alternating current and outputs it. The filter circuit 111 removes a predetermined frequency component included in the alternating current supplied from the power conversion circuit 110. The power transmission side pad 10 to which the resonance capacitor 112 is connected generates alternating magnetic flux when AC is supplied through the filter circuit 111.
送電側パッド10の発生した磁束は、図10に矢印で示すように、コア100の内部及び周辺を流れる。インダクタコイル1110は、図7〜図9に示すように、コア100に埋設されている。そして、図9に示すように、インダクタコイル1110の軸心部1110aは、空気層によって構成されている。そのため、図10に示すように、インダクタコイル1110の軸心部1110aを磁束が流れることはほとんどない。つまり、インダクタコイル1110を磁束が鎖交することはほとんどない。従って、コイル101、102の発生した磁束の影響を極力抑えることができる。これにより、フィルタ回路111の特性を確保することができる。 The magnetic flux generated by the power transmission side pad 10 flows inside and around the core 100 as indicated by arrows in FIG. The inductor coil 1110 is embedded in the core 100 as shown in FIGS. And as shown in FIG. 9, the axial center part 1110a of the inductor coil 1110 is comprised by the air layer. Therefore, as shown in FIG. 10, the magnetic flux hardly flows through the axial center portion 1110a of the inductor coil 1110. That is, the magnetic flux hardly links the inductor coil 1110. Therefore, the influence of the magnetic flux generated by the coils 101 and 102 can be suppressed as much as possible. Thereby, the characteristics of the filter circuit 111 can be ensured.
共振用コンデンサ130の接続された受電側パッド12は、送電側パッド10の発生した交番磁束と鎖交することで電磁誘導によって交流を発生する。フィルタ回路131は、共振用コンデンサ130の接続された受電側パッド12から供給される交流に含まれる所定の周波数成分を除去する。 The power receiving side pad 12 connected to the resonance capacitor 130 is linked to the alternating magnetic flux generated by the power transmitting side pad 10 to generate an alternating current by electromagnetic induction. The filter circuit 131 removes a predetermined frequency component included in the alternating current supplied from the power receiving side pad 12 to which the resonance capacitor 130 is connected.
受電側パッド12の発生した磁束は、コアの内部及び周辺を流れる。しかし、インダクタコイル1311は、インダクタコイル1110と同一構成である。そのため、インダクタコイル1311を磁束が鎖交することはほとんどない。従って、受電側パッド12のコイルの発生した磁束の影響を極力抑えることができる。これにより、フィルタ回路131の特性を確保することができる。 The magnetic flux generated by the power receiving side pad 12 flows inside and around the core. However, the inductor coil 1311 has the same configuration as the inductor coil 1110. Therefore, the magnetic flux hardly links the inductor coil 1311. Therefore, the influence of the magnetic flux generated by the coil of the power receiving side pad 12 can be suppressed as much as possible. Thereby, the characteristics of the filter circuit 131 can be ensured.
電力変換回路132は、フィルタ回路131を介して供給される交流を直流に変換してメインバッテリB1に供給する。このようにして、外部電源PSからメインバッテリB1に非接触で電力を供給し、メインバッテリB1を充電することができる。 The power conversion circuit 132 converts alternating current supplied via the filter circuit 131 into direct current and supplies the direct current to the main battery B1. In this way, power can be supplied from the external power source PS to the main battery B1 in a non-contact manner to charge the main battery B1.
次に、第1実施形態の非接触給電装置の効果について説明する。 Next, the effect of the non-contact power feeding device of the first embodiment will be described.
第1実施形態によれば、フィルタ回路11のインダクタコイル1110は、フィルタ回路11が接続される送電側パッド10のコア100に設けられ、コア100を磁路して用いている。つまり、インダクタコイル1110の磁路を構成するコアとして送電側パッド10のコア100を利用している。そのため、変圧器を備えていない場合であっても適用できる。また、コアを有するインダクタコイルを別途設ける場合に比べ、非接触給電装置1を小型化することができる。 According to the first embodiment, the inductor coil 1110 of the filter circuit 11 is provided in the core 100 of the power transmission side pad 10 to which the filter circuit 11 is connected, and the core 100 is used as a magnetic path. In other words, the core 100 of the power transmission side pad 10 is used as the core constituting the magnetic path of the inductor coil 1110. Therefore, it is applicable even when a transformer is not provided. Moreover, the non-contact electric power feeder 1 can be reduced in size compared with the case where the inductor coil which has a core is provided separately.
第1実施形態によれば、インダクタコイル1110は、送電側パッド10のコイル101、102との結合係数がほぼ0になるように設けられている。そのため、コイル101、102の発生した磁束の影響を極力抑えることができる。これにより、フィルタ回路111の特性を確保することができる。 According to the first embodiment, the inductor coil 1110 is provided so that the coupling coefficient with the coils 101 and 102 of the power transmission side pad 10 is substantially zero. Therefore, the influence of the magnetic flux generated by the coils 101 and 102 can be suppressed as much as possible. Thereby, the characteristics of the filter circuit 111 can be ensured.
第1実施形態によれば、インダクタコイル1110は、コア100に埋設されている。そのため、インダクタコイル1110の発生した磁束がコア100の外部に漏れにくい。つまり、インダクタコイル1110の発生した磁束がコア100の上面に配置されているコイル101、102を鎖交することはほとんどない。従って、インダクタコイル1110の発生した磁束の影響を極力抑えることができる。 According to the first embodiment, the inductor coil 1110 is embedded in the core 100. Therefore, the magnetic flux generated by the inductor coil 1110 is difficult to leak out of the core 100. That is, the magnetic flux generated by the inductor coil 1110 hardly links the coils 101 and 102 disposed on the upper surface of the core 100. Therefore, the influence of the magnetic flux generated by the inductor coil 1110 can be suppressed as much as possible.
第1実施形態によれば、インダクタコイル1110は、略矩形環状態であり、軸心部1110aの透磁率がコア100の透磁率より低くなるように構成されている。そのため、図4に矢印で示すように、コイル101、102に電流が流れ、図5に矢印で示すように、磁束が発生すると、図10に矢印で示すように、コア100の内部及び周辺に磁束が流れ、インダクタコイル1110の軸心部1110aを磁束が流れることはほとんどない。つまり、インダクタコイル1110を磁束が鎖交することはほとんどない。そのため、インダクタコイル1110と送電側パッド10のコイル101、102の結合係数を、確実にほぼ0にすることができる。 According to the first embodiment, the inductor coil 1110 has a substantially rectangular ring shape, and is configured such that the magnetic permeability of the axial center portion 1110 a is lower than the magnetic permeability of the core 100. Therefore, when a current flows through the coils 101 and 102 as shown by arrows in FIG. 4 and a magnetic flux is generated as shown by arrows in FIG. 5, as shown by arrows in FIG. The magnetic flux flows, and the magnetic flux hardly flows through the axial center portion 1110a of the inductor coil 1110. That is, the magnetic flux hardly links the inductor coil 1110. Therefore, the coupling coefficient between the inductor coil 1110 and the coils 101 and 102 of the power transmission side pad 10 can be surely made substantially zero.
第1実施形態によれば、インダクタコイル1110の軸心部1110aが空気層によって構成されている。そのため、軸心部1110aの透磁率をコア100の透磁率より確実に低くすることができる。 According to 1st Embodiment, the axial center part 1110a of the inductor coil 1110 is comprised by the air layer. Therefore, the magnetic permeability of the axial center portion 1110a can be surely made lower than the magnetic permeability of the core 100.
(第2実施形態)
次に、第2実施形態の非接触給電装置について説明する。第2実施形態の非接触給電装置は、第1実施形態の非接触給電装置に対して、インダクタコイルの配置だけを変更したものである。インダクタコイル以外は、第1実施形態の非接触給電装置と同一である。そのため、図11〜図13を参照してインダクタコイルの構成についてのみ説明し、動作については説明を省略する。なお、第1実施形態と同一の構成要素は、同一の符号を付し説明を省略する。
(Second Embodiment)
Next, the non-contact power feeding device of the second embodiment will be described. The non-contact power supply device of the second embodiment is obtained by changing only the arrangement of the inductor coil with respect to the non-contact power supply device of the first embodiment. Except for the inductor coil, the contactless power supply device of the first embodiment is the same. Therefore, only the configuration of the inductor coil will be described with reference to FIGS. 11 to 13 and the description of the operation will be omitted. In addition, the same component as 1st Embodiment attaches | subjects the same code | symbol, and abbreviate | omits description.
図11及び図12に示すインダクタコイル1110は、導線を巻いて構成される略矩形環状の素子である。インダクタコイル1110は、自らの軸心方向を上下方向にした状態で、コア100の前後方向、左右方向及び上下方向の中央部近傍に埋設されている。そして、四角柱状の軸心部1110aが空気層によって構成されている。コイル101、102に電流が流れ、磁束が発生すると、図13に矢印で示すように、コア100の内部及び周辺に磁束が流れ、インダクタコイル1110の軸心部1110aを磁束が流れることはほとんどない。 The inductor coil 1110 shown in FIGS. 11 and 12 is a substantially rectangular annular element configured by winding a conducting wire. The inductor coil 1110 is embedded in the vicinity of the central portion of the core 100 in the front-rear direction, the left-right direction, and the up-down direction, with its own axial direction set in the up-down direction. And the quadratic prism-shaped axial center part 1110a is comprised by the air layer. When a current flows through the coils 101 and 102 and a magnetic flux is generated, the magnetic flux flows in and around the core 100 as shown by arrows in FIG. 13, and the magnetic flux hardly flows through the axial center portion 1110a of the inductor coil 1110. .
次に、第2実施形態の非接触給電装置の効果について説明する。第2実施形態によれば、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。 Next, the effect of the non-contact power feeding device of the second embodiment will be described. According to the second embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.
(第3実施形態)
次に、第3実施形態の非接触給電装置について説明する。第3実施形態の非接触給電装置は、第1実施形態の非接触給電装置に対して、フィルタ回路の構成を変更するとともに、それに伴ってインダクタコイルの構成を変更したものである。フィルタ回路及びインダクタコイル以外は、第1実施形態の非接触給電装置と同一である。そのため、図14〜図20を参照してフィルタ回路の構成、及び、インダクタコイルの構成についてのみ説明し、動作については説明を省略する。なお、第1実施形態と同一の構成要素は、同一の符号を付し説明を省略する。
(Third embodiment)
Next, the non-contact electric power feeder of 3rd Embodiment is demonstrated. The contactless power supply device of the third embodiment is obtained by changing the configuration of the filter circuit and the configuration of the inductor coil in accordance with the contactless power supply device of the first embodiment. Except for the filter circuit and the inductor coil, the contactless power supply device of the first embodiment is the same. Therefore, only the configuration of the filter circuit and the configuration of the inductor coil will be described with reference to FIGS. 14 to 20, and description of the operation will be omitted. In addition, the same component as 1st Embodiment attaches | subjects the same code | symbol, and abbreviate | omits description.
図14に示すように、フィルタ回路111は、インダクタコイル1110、1112と、コンデンサ1111、1113とを備えている。 As shown in FIG. 14, the filter circuit 111 includes inductor coils 1110 and 1112 and capacitors 1111 and 1113.
図15〜図17に示すように、インダクタコイル1110、1112は、導線を巻いて構成される略矩形環状の素子である。インダクタコイル1110、1112は、自らの軸心方向を前後方向にした状態で軸心方向と直交する上下方向に隣接し、コア100の前後方向、左右方向及び上下方向の中央部近傍に埋設されている。そして、四角柱状の軸心部1110a、1112aが空気層によって構成されている。 As shown in FIGS. 15 to 17, the inductor coils 1110 and 1112 are substantially rectangular annular elements configured by winding a conductive wire. The inductor coils 1110 and 1112 are adjacent to the vertical direction perpendicular to the axial direction with the axial direction of their own axes being the front-rear direction, and are embedded in the vicinity of the center of the core 100 in the front-rear direction, the left-right direction, and the vertical direction. Yes. And the quadratic prism-shaped axial center part 1110a, 1112a is comprised by the air layer.
また、インダクタコイル1110、1112は、フィルタ回路111に電流が流れた場合に発生する磁束が互いに打消し合わないように配線されている。具体的には、フィルタ回路111に電流が流れた場合、インダクタコイル1110の発生する軸心部1110aにおける磁束と、インダクタコイル1112の発生する軸心部1112aにおける磁束が逆方向になるように配線されている。より具体的には、フィルタ回路111に電流が流れた場合、図18に矢印で示すような電流が流れるようにインダクタコイル1110、1112が配線されている。この場合、図19に示すように、インダクタコイル1110の発生する軸心部1110aにおける磁束と、インダクタコイル1112の発生する軸心部1112aにおける磁束が逆方向になる。そのため、インダクタコイル1110の発生した磁束とインダクタコイル1112の発生した磁束が互いに打消し合うようなことはない。コイル101、102に電流が流れ、磁束が発生すると、図20に矢印で示すように、コア100の内部及び周辺に磁束が流れ、インダクタコイル1110、1112の軸心部1110a、1112aを磁束が流れることはほとんどない。 The inductor coils 1110 and 1112 are wired so that magnetic fluxes generated when a current flows through the filter circuit 111 do not cancel each other. Specifically, when a current flows through the filter circuit 111, the magnetic flux in the axial center portion 1110a generated by the inductor coil 1110 and the magnetic flux in the axial center portion 1112a generated by the inductor coil 1112 are wired in opposite directions. ing. More specifically, the inductor coils 1110 and 1112 are wired so that when a current flows through the filter circuit 111, a current as indicated by an arrow in FIG. 18 flows. In this case, as shown in FIG. 19, the magnetic flux in the axial center portion 1110a generated by the inductor coil 1110 and the magnetic flux in the axial center portion 1112a generated by the inductor coil 1112 are in opposite directions. Therefore, the magnetic flux generated by the inductor coil 1110 and the magnetic flux generated by the inductor coil 1112 do not cancel each other. When a current flows through the coils 101 and 102 and a magnetic flux is generated, as indicated by arrows in FIG. 20, the magnetic flux flows in and around the core 100, and the magnetic flux flows through the axial portions 1110a and 1112a of the inductor coils 1110 and 1112. There is hardly anything.
次に、第3実施形態の非接触給電装置の効果について説明する。第3実施形態によれば、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。 Next, the effect of the non-contact power feeding device of the third embodiment will be described. According to the third embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.
第3実施形態によれば、1つのコア100に2つのインダクタコイル1110、1112が設けられている。そのため、コアを有する2つのインダクタコイルを別途設ける場合に比べ、非接触給電装置1をより小型化することができる。 According to the third embodiment, two inductor coils 1110 and 1112 are provided in one core 100. Therefore, the non-contact power feeding device 1 can be further downsized as compared with the case where two inductor coils having a core are separately provided.
第3実施形態によれば、インダクタコイル1110、1112は、互いに隣接して配置されている。そのため、コア100の体格が大きくなるような事態を抑えることができる。 According to the third embodiment, the inductor coils 1110 and 1112 are arranged adjacent to each other. Therefore, the situation where the physique of the core 100 becomes large can be suppressed.
第3実施形態によれば、インダクタコイル1110、1112は、フィルタ回路111に電流が流れた場合に発生する磁束が互いに打消し合わないように配線されている。そのため、フィルタ回路111の特性を確保することができる。 According to the third embodiment, the inductor coils 1110 and 1112 are wired so that magnetic fluxes generated when a current flows through the filter circuit 111 do not cancel each other. Therefore, the characteristics of the filter circuit 111 can be ensured.
(第4実施形態)
次に、第4実施形態の非接触給電装置について説明する。第4実施形態の非接触給電装置は、第3実施形態の非接触給電装置に対して、インダクタコイルの配置だけを変更したものである。インダクタコイル以外は、第3実施形態の非接触給電装置と同一である。そのため、図21〜図25を参照してインダクタコイルの構成についてのみ説明し、動作については説明を省略する。なお、第3実施形態と同一の構成要素は、同一の符号を付し説明を省略する。
(Fourth embodiment)
Next, the non-contact electric power feeder of 4th Embodiment is demonstrated. The contactless power supply device according to the fourth embodiment is obtained by changing only the arrangement of the inductor coils with respect to the contactless power supply device according to the third embodiment. Except for the inductor coil, the contactless power supply apparatus of the third embodiment is the same. Therefore, only the configuration of the inductor coil will be described with reference to FIGS. 21 to 25, and the description of the operation will be omitted. In addition, the same component as 3rd Embodiment attaches | subjects the same code | symbol, and abbreviate | omits description.
図21及び図22に示すように、インダクタコイル1110、1112は、導線を巻いて構成される略矩形環状の素子である。インダクタコイル1110、1112は、自らの軸心方向を上下方向にした状態で軸心方向と直交する前後方向に隣接し、コア100の前後方向、左右方向及び上下方向の中央部近傍に埋設されている。そして、四角柱状の軸心部1110a、1112aが空気層によって構成されている。 As shown in FIGS. 21 and 22, the inductor coils 1110 and 1112 are substantially rectangular annular elements configured by winding conductive wires. Inductor coils 1110 and 1112 are adjacent to the front-rear direction orthogonal to the axial direction with their own axial direction being the vertical direction, and are embedded in the vicinity of the center of the core 100 in the front-rear direction, the left-right direction, and the vertical direction. Yes. And the quadratic prism-shaped axial center part 1110a, 1112a is comprised by the air layer.
また、インダクタコイル1110、1112は、フィルタ回路111に電流が流れた場合に発生する磁束が互いに打消し合わないように配線されている。具体的には、フィルタ回路111に電流が流れた場合、インダクタコイル1110の発生する軸心部1110aにおける磁束と、インダクタコイル1112の発生する軸心部1112aにおける磁束が逆方向になるように配線されている。より具体的には、フィルタ回路111に電流が流れた場合、図23に矢印で示すような電流が流れるようにインダクタコイル1110、1112が配線されている。この場合、図24に示すように、インダクタコイル1110の発生する軸心部1110aにおける磁束と、インダクタコイル1112の発生する軸心部1112aにおける磁束が逆方向になる。そのため、インダクタコイル1110の発生した磁束とインダクタコイル1112の発生した磁束が互いに打消し合うようなことはない。コイル101、102に電流が流れ、磁束が発生すると、図25に矢印で示すように、コア100の内部及び周辺に磁束が流れ、インダクタコイル1110、1112の軸心部1110a、1112aを磁束が流れることはほとんどない。 The inductor coils 1110 and 1112 are wired so that magnetic fluxes generated when a current flows through the filter circuit 111 do not cancel each other. Specifically, when a current flows through the filter circuit 111, the magnetic flux in the axial center portion 1110a generated by the inductor coil 1110 and the magnetic flux in the axial center portion 1112a generated by the inductor coil 1112 are wired in opposite directions. ing. More specifically, the inductor coils 1110 and 1112 are wired so that when a current flows through the filter circuit 111, a current as shown by an arrow in FIG. 23 flows. In this case, as shown in FIG. 24, the magnetic flux in the axial center portion 1110a generated by the inductor coil 1110 and the magnetic flux in the axial center portion 1112a generated by the inductor coil 1112 are in opposite directions. Therefore, the magnetic flux generated by the inductor coil 1110 and the magnetic flux generated by the inductor coil 1112 do not cancel each other. When a current flows through the coils 101 and 102 and a magnetic flux is generated, as indicated by arrows in FIG. 25, the magnetic flux flows in and around the core 100, and the magnetic flux flows through the axial portions 1110a and 1112a of the inductor coils 1110 and 1112 There is hardly anything.
次に、第4実施形態の非接触給電装置の効果について説明する。第4実施形態によれば、第3実施形態と同様の効果を得ることができる。 Next, the effect of the non-contact power feeding device of the fourth embodiment will be described. According to the fourth embodiment, the same effect as that of the third embodiment can be obtained.
(第5実施形態)
次に、第5実施形態の非接触給電装置について説明する。第5実施形態の非接触給電装置は、第1実施形態の非接触給電装置に対して、送電側パッド及び受電側パッドのコイルの構成だけを変更したものである。送電側パッド及び受電側パッドのコイル以外は、第1実施形態の非接触給電装置と同一である。そのため、図26〜図31を参照して送電側パッド及び受電側パッドのコイルの構成についてのみ説明し、動作については説明を省略する。なお、第1実施形態と同一の構成要素は、同一の符号を付し説明を省略する。
(Fifth embodiment)
Next, the non-contact electric power feeder of 5th Embodiment is demonstrated. The contactless power supply device of the fifth embodiment is obtained by changing only the coil configuration of the power transmission side pad and the power reception side pad with respect to the contactless power supply device of the first embodiment. Except for the coils of the power transmission side pad and the power reception side pad, the contactless power supply apparatus of the first embodiment is the same. Therefore, only the configuration of the coils of the power transmission side pad and the power reception side pad will be described with reference to FIGS. 26 to 31, and description of the operation will be omitted. In addition, the same component as 1st Embodiment attaches | subjects the same code | symbol, and abbreviate | omits description.
図26〜図28に示すように、送電側パッド10は、コア100(給電用コア)と、コイル103(給電用コイル)とを備えている。 As shown in FIGS. 26 to 28, the power transmission side pad 10 includes a core 100 (power feeding core) and a coil 103 (power feeding coil).
コイル103は、導線を巻いて構成され、電流が流れることで磁束を発生する略矩形環状の部材である。コイル103は、自らの軸心方向を前後方向にした状態でコア100の外周面に沿って配置され、コア100を磁路として用いている。図29及び図30に矢印で示すように、コイル103に電流が流れると、図31に矢印で示すように、磁束が発生する。逆方向の電流が流れると、逆方向の磁束が発生する。図29及び図30に矢印で示すように、コイル103に電流が流れ、磁束が発生すると、図31に矢印で示すように、コア100の内部及び周辺に磁束が流れ、インダクタコイル1110の軸心部1110aを磁束が流れることはほとんどない。 The coil 103 is a substantially rectangular annular member that is formed by winding a conductive wire and generates a magnetic flux when a current flows. The coil 103 is disposed along the outer peripheral surface of the core 100 with its own axial center direction being the front-rear direction, and uses the core 100 as a magnetic path. As shown by arrows in FIGS. 29 and 30, when a current flows through the coil 103, magnetic flux is generated as shown by arrows in FIG. When a reverse current flows, a reverse magnetic flux is generated. As shown by arrows in FIGS. 29 and 30, when a current flows through the coil 103 and a magnetic flux is generated, the magnetic flux flows inside and around the core 100 as shown by arrows in FIG. 31, and the axial center of the inductor coil 1110. Magnetic flux hardly flows through the portion 1110a.
受電側パッド12は、送電側パッド10と同一構成であり、上下逆向きに設置されている。 The power reception side pad 12 has the same configuration as the power transmission side pad 10 and is installed upside down.
次に、第5実施形態の非接触給電装置の効果について説明する。第5実施形態によれば、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。 Next, the effect of the non-contact power feeding device of the fifth embodiment will be described. According to the fifth embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.
(第6実施形態)
次に、第6実施形態の非接触給電装置について説明する。第6実施形態の非接触給電装置は、第1実施形態の非接触給電装置に対して、送電側パッド及び受電側パッドのコイルの構成だけを変更したものである。送電側パッド及び受電側パッドのコイル以外は、第1実施形態の非接触給電装置と同一である。そのため、図32〜図35を参照して送電側パッド及び受電側パッドのコイルの構成についてのみ説明し、動作については説明を省略する。なお、第1実施形態と同一の構成要素は、同一の符号を付し説明を省略する。
(Sixth embodiment)
Next, the non-contact electric power feeder of 6th Embodiment is demonstrated. The contactless power supply device of the sixth embodiment is obtained by changing only the coil configuration of the power transmission side pad and the power reception side pad with respect to the contactless power supply device of the first embodiment. Except for the coils of the power transmission side pad and the power reception side pad, the contactless power supply apparatus of the first embodiment is the same. Therefore, only the configuration of the coils of the power transmission side pad and the power reception side pad will be described with reference to FIGS. 32 to 35, and description of the operation will be omitted. In addition, the same component as 1st Embodiment attaches | subjects the same code | symbol, and abbreviate | omits description.
図32及び図33に示すように、送電側パッド10は、コア100(給電用コア)と、コイル104(給電用コイル)とを備えている。 As shown in FIGS. 32 and 33, the power transmission side pad 10 includes a core 100 (power feeding core) and a coil 104 (power feeding coil).
コイル104は、導線を巻いて構成され、電流が流れることで磁束を発生する略矩形環状の部材である。コイル104は、コア100の上面の前後方向及び左右方向の中央部近傍に、自らの軸心方向を上下方向にした状態で配置され、コア100を磁路として用いている。図34に矢印で示すように、コイル104に電流が流れると、図35に矢印で示すように、磁束が発生する。逆方向の電流が流れると、逆方向の磁束が発生する。図34に矢印で示すように、コイル104に電流が流れ、磁束が発生すると、図35に矢印で示すように、コア100の内部及び周辺に磁束が流れ、インダクタコイル1110の軸心部1110aを磁束が流れることはほとんどない。 The coil 104 is a substantially rectangular annular member that is formed by winding a conductive wire and generates a magnetic flux when a current flows. The coil 104 is disposed in the vicinity of the center portion in the front-rear direction and the left-right direction of the upper surface of the core 100 with its own axial direction being the vertical direction, and uses the core 100 as a magnetic path. When an electric current flows through the coil 104 as shown by an arrow in FIG. 34, a magnetic flux is generated as shown by an arrow in FIG. When a reverse current flows, a reverse magnetic flux is generated. As shown by arrows in FIG. 34, when current flows through the coil 104 and magnetic flux is generated, magnetic flux flows in and around the core 100 as shown by arrows in FIG. 35, and the axial center portion 1110a of the inductor coil 1110 is moved. Magnetic flux hardly flows.
受電側パッド12は、送電側パッド10と同一構成であり、上下逆向きに設置されている。 The power reception side pad 12 has the same configuration as the power transmission side pad 10 and is installed upside down.
次に、第6実施形態の非接触給電装置の効果について説明する。第6実施形態によれば、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。 Next, effects of the non-contact power feeding device according to the sixth embodiment will be described. According to the sixth embodiment, the same effect as in the first embodiment can be obtained.
なお、第1〜第6実施形態では、送電回路側のフィルタ回路のインダクタコイルが送電側パッドのコアを磁路として用いるとともに、受電回路側のフィルタ回路のインダクタコイルが受電側パッドのコアを磁路として用いる例を挙げているが、これに限られるものではない。少なくともいずれかのフィルタ回路のインダクタコイルが、そのフィルタ回路が接続されるパッドのコアを磁路として用いていればよい。 In the first to sixth embodiments, the inductor coil of the filter circuit on the power transmission circuit side uses the core of the power transmission side pad as a magnetic path, and the inductor coil of the filter circuit on the power reception circuit side magnetizes the core of the power reception side pad. Although the example used as a road is given, it is not limited to this. The inductor coil of at least one of the filter circuits may use the core of the pad to which the filter circuit is connected as the magnetic path.
第1〜第6実施形態では、インダクタコイルの軸心部の透磁率がコアの透磁率より低くなるように構成されている例を挙げているが、これに限られるものではない。図36に示すように、軸心部1110aはコア100と同一透磁率であり、軸心部1110aの端部1110bの透磁率がコア100の透磁率より低くなるように構成されていてもよい。軸心部1110a及び軸心部1110aの端部1110bの少なくともいずれかの透磁率が、コア100の透磁率より低くなるように構成されていればよい。 In the first to sixth embodiments, an example in which the magnetic permeability of the axial center portion of the inductor coil is configured to be lower than the magnetic permeability of the core is described, but the present invention is not limited to this. As illustrated in FIG. 36, the axial center portion 1110 a may have the same magnetic permeability as the core 100, and the magnetic permeability of the end portion 1110 b of the axial center portion 1110 a may be lower than the magnetic permeability of the core 100. It is only necessary that the magnetic permeability of at least one of the axial center portion 1110 a and the end portion 1110 b of the axial center portion 1110 a is lower than the magnetic permeability of the core 100.
第1〜第6実施形態では、コアの透磁率より低くするために、空気層によって構成する例を挙げているが、これに限られるものではない。非磁性材によって構成してもよい。 In 1st-6th embodiment, in order to make it lower than the magnetic permeability of a core, the example comprised by an air layer is given, However, It is not restricted to this. You may comprise with a nonmagnetic material.
第1〜第6実施形態では、共振用コンデンサが、送電側パッド及び受電側パッドにそれぞれ並列接続されている例を挙げているが、これに限られるものではない。共振用コンデンサは、送電側パッド及び受電側パッドにそれぞれ直列接続されていてもよい。 In the first to sixth embodiments, an example is described in which the resonance capacitor is connected in parallel to the power transmission side pad and the power reception side pad, but the present invention is not limited to this. The resonance capacitor may be connected in series to the power transmission side pad and the power reception side pad, respectively.
第1〜第6実施形態では、フィルタ回路が、直列接続されたインダクタコイル及びコンデンサによって構成されている例を挙げているが、これに限られるものではない。フィルタ回路は、それ以外の構成であってもよい。インダクタコイルを有していればよい。 In the first to sixth embodiments, the filter circuit is configured by an inductor coil and a capacitor connected in series. However, the present invention is not limited to this. The filter circuit may have other configurations. What is necessary is just to have an inductor coil.
第1〜第6実施形態では、送電側パッド及び受電側パッドのコイル、並びに、インダクタコイルが、略矩形環状である例を挙げているが、これに限られるものではない。送電側パッドや受電側パッドのコイル、インダクタコイルは、円環状や半円環状であってもよい。環状であればよい。 In 1st-6th embodiment, although the coil of a power transmission side pad and a power receiving side pad, and the inductor coil gave the example which is a substantially rectangular ring shape, it is not restricted to this. The coil of the power transmission side pad, the power reception side pad, and the inductor coil may be annular or semi-annular. Any ring shape may be used.
第1〜第6実施形態では、コアが直方体状である例を挙げているが、これに限られるものではない。コアは、円柱状であってもよい。磁路を構成できる形状であればよい。コイルの軸心部がコアの磁性材によって構成されるようにしてもよい。 In the first to sixth embodiments, an example in which the core has a rectangular parallelepiped shape is given, but the present invention is not limited to this. The core may be cylindrical. Any shape that can form a magnetic path may be used. You may make it the axial center part of a coil be comprised with the magnetic material of a core.
第1〜第6実施形態では、コアがフェライトやダストコアによって構成されている例を挙げているが、これに限られるものではない。硅素鋼板や板状のアモルファスを板厚方向に積層することによって構成されていてもよい。その場合、インダクタコイルの発生する磁束が積層方向と直交するようにコアを埋設するとよい。図37に示すように、板状の磁性材100aを板厚方向に積層してコア100を構成し、インダクタコイル1110に電流が流れた場合に積層方向と直交する磁束を発生する部分だけをコア100に埋設し、積層方向の磁束を発生する部分は、コア100の外部に配置すればよい。 In the first to sixth embodiments, an example is described in which the core is formed of a ferrite or a dust core, but the present invention is not limited to this. You may be comprised by laminating a silicon steel plate or plate-shaped amorphous in the thickness direction. In that case, the core may be embedded so that the magnetic flux generated by the inductor coil is orthogonal to the stacking direction. As shown in FIG. 37, a core 100 is formed by laminating plate-like magnetic materials 100a in the thickness direction, and only a portion that generates a magnetic flux perpendicular to the laminating direction when current flows through the inductor coil 1110 is cored. A portion that is embedded in 100 and generates a magnetic flux in the stacking direction may be disposed outside the core 100.
第3及び第4実施形態では、インダクタコイル1110、1112が軸心方向と直交する方向に隣接してコア100に埋設されている例を挙げているが、これに限られるものではない。軸心方向に隣接してコア100に埋設されていてもよい。フィルタ回路111に電流が流れた場合、インダクタコイル1110の発生する軸心部1110aにおける磁束と、インダクタコイル1112の発生する軸心部1112aにおける磁束が同一方向になるように配線されていれば、磁束が互いに打消し合うことはない。 In the third and fourth embodiments, an example in which the inductor coils 1110 and 1112 are embedded in the core 100 adjacent to the direction orthogonal to the axial direction is described, but the present invention is not limited to this. It may be embedded in the core 100 adjacent to the axial direction. When a current flows through the filter circuit 111, the magnetic flux can be obtained if the magnetic flux in the axial center portion 1110 a generated by the inductor coil 1110 and the magnetic flux in the axial center portion 1112 a generated by the inductor coil 1112 are in the same direction. Do not cancel each other.
第3及び第4実施形態では、2つのインダクタコイル1110、1112がコア100に埋設されている例を挙げているが、これに限られるものではない。3つ以上のインダクタコイルがコアに埋設されていてもよい。 In the third and fourth embodiments, an example is given in which two inductor coils 1110 and 1112 are embedded in the core 100, but the present invention is not limited to this. Three or more inductor coils may be embedded in the core.
第3及び第4実施形態では、インダクタコイル1110、1112が隣接してコア100に埋設され、フィルタ回路111に電流が流れた場合に発生する磁束が互いに打消し合わないように配線されている例を挙げているが、これに限られるものではない。フィルタ回路の構成によっては、フィルタ回路に電流が流れた場合に、フィルタ回路を構成する複数のインダクタコイルの発生する磁束が互いに打消し合うようにしか配線できない場合もある。その場合には、複数のインダクタコイルを離して配置すればよい。磁束が互いに打消し合うような事態を極力抑えることができる。 In the third and fourth embodiments, inductor coils 1110 and 1112 are adjacently embedded in the core 100 and are wired so that magnetic fluxes generated when a current flows through the filter circuit 111 do not cancel each other. However, it is not limited to this. Depending on the configuration of the filter circuit, when current flows through the filter circuit, wiring may be possible only so that magnetic fluxes generated by a plurality of inductor coils constituting the filter circuit cancel each other. In that case, a plurality of inductor coils may be arranged apart from each other. The situation where magnetic fluxes cancel each other can be suppressed as much as possible.
第5及び第6実施形態では、インダクタコイルの構成が第1実施形態と同一である例を挙げているが、これに限られるものではない。インダクタコイルの構成は、第2〜第4実施形態と同一であってもよい。いずれの構成と組合せても第2〜第4実施形態と同様の効果を得ることができる。 In the fifth and sixth embodiments, an example in which the configuration of the inductor coil is the same as that of the first embodiment is given, but the present invention is not limited to this. The configuration of the inductor coil may be the same as in the second to fourth embodiments. The same effects as those of the second to fourth embodiments can be obtained by combining with any configuration.
1・・・非接触給電装置、10・・・送電側パッド(給電パッド)、100・・・コア(給電用コア)、101、102・・・コイル(給電用コイル)、11・・・送電回路、110・・・電力変換回路、111・・・フィルタ回路、1110・・・インダクタコイル、1111・・・コンデンサ、112・・・共振用コンデンサ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Non-contact electric power feeder, 10 ... Power transmission side pad (power feeding pad), 100 ... Core (core for electric power feeding), 101, 102 ... Coil (coil for electric power feeding), 11 ... Power transmission Circuit 110 110 power conversion circuit 111 filter circuit 1110 inductor coil 1111 capacitor 112 resonance capacitor
Claims (8)
インダクタコイルを有し、前記給電パッドに接続されるフィルタ回路(111)と、
を備え、前記フィルタ回路の接続された前記給電パッドを互いに対向させ、一方の前記給電パッドから他方の前記給電パッドに非接触で電力を供給する非接触給電装置において、
少なくともいずれかの前記フィルタ回路の前記インダクタコイル(1110、1112)は、当該フィルタ回路が接続される前記給電パッドの前記給電用コアに設けられ、前記給電用コアを磁路として用いることを特徴とする非接触給電装置。 A power supply pad (10) having a power supply core (100) made of a magnetic material and a power supply coil (101, 102, 103, 104) provided on the power supply core and using the power supply core as a magnetic path; ,
A filter circuit (111) having an inductor coil and connected to the power supply pad;
In the non-contact power supply device that supplies the power supply pads from one power supply pad to the other power supply pad in a non-contact manner, the power supply pads connected to the filter circuit are opposed to each other,
The inductor coil (1110, 1112) of at least one of the filter circuits is provided in the power supply core of the power supply pad to which the filter circuit is connected, and the power supply core is used as a magnetic path. A non-contact power feeding device.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014039473A JP6164490B2 (en) | 2014-02-28 | 2014-02-28 | Non-contact power feeding device |
PCT/JP2015/056087 WO2015129915A1 (en) | 2014-02-28 | 2015-03-02 | Non-contact power-feeding device |
US15/121,926 US10230269B2 (en) | 2014-02-28 | 2015-03-02 | Contactless power supply system supplying power using power supply pad in contact less manner |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014039473A JP6164490B2 (en) | 2014-02-28 | 2014-02-28 | Non-contact power feeding device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015164370A true JP2015164370A (en) | 2015-09-10 |
JP6164490B2 JP6164490B2 (en) | 2017-07-19 |
Family
ID=54187066
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014039473A Active JP6164490B2 (en) | 2014-02-28 | 2014-02-28 | Non-contact power feeding device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6164490B2 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017147271A (en) * | 2016-02-15 | 2017-08-24 | トヨタ自動車株式会社 | Coil unit |
CN110085417A (en) * | 2019-05-14 | 2019-08-02 | 慈溪市大华电器有限公司 | A kind of amorphous Triangular Three Dimensional Wound Core tinsel cord automatic winding mechanism |
JP2021511774A (en) * | 2018-01-26 | 2021-05-06 | インディゴ テクノロジーズ, インク.Indigo Technologies, Inc. | A wireless power transfer system with integrated impedance matching and how to use it |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008048580A (en) * | 2006-08-21 | 2008-02-28 | Sharp Corp | Electrical device |
JP2011082985A (en) * | 2009-10-09 | 2011-04-21 | Panasonic Corp | Electromagnetic filter device and electronic device including electromagnetic filter device |
-
2014
- 2014-02-28 JP JP2014039473A patent/JP6164490B2/en active Active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008048580A (en) * | 2006-08-21 | 2008-02-28 | Sharp Corp | Electrical device |
JP2011082985A (en) * | 2009-10-09 | 2011-04-21 | Panasonic Corp | Electromagnetic filter device and electronic device including electromagnetic filter device |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017147271A (en) * | 2016-02-15 | 2017-08-24 | トヨタ自動車株式会社 | Coil unit |
JP2021511774A (en) * | 2018-01-26 | 2021-05-06 | インディゴ テクノロジーズ, インク.Indigo Technologies, Inc. | A wireless power transfer system with integrated impedance matching and how to use it |
CN110085417A (en) * | 2019-05-14 | 2019-08-02 | 慈溪市大华电器有限公司 | A kind of amorphous Triangular Three Dimensional Wound Core tinsel cord automatic winding mechanism |
CN110085417B (en) * | 2019-05-14 | 2024-04-23 | 慈溪市大华电器有限公司 | Automatic winding mechanism for three-dimensional amorphous triangular wound core foil wire |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6164490B2 (en) | 2017-07-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2015129915A1 (en) | Non-contact power-feeding device | |
JP5437650B2 (en) | Non-contact power feeding device | |
JP2014096982A (en) | Non-contact power supply device | |
JP6003565B2 (en) | Non-contact power feeding device | |
JP5400734B2 (en) | Non-contact power transmission device | |
WO2013061610A1 (en) | Power supplying apparatus, power receiving apparatus, and non-contact charging apparatus | |
WO2015132890A1 (en) | System for wirelessly supplying power during moving | |
JP2013208012A (en) | Antenna coil unit and magnetic field resonance power supply system | |
CN104426247A (en) | Power reception device, power transmission device and power transfer system | |
JP2014147160A (en) | System for non-contact power supply during travelling | |
JP6164490B2 (en) | Non-contact power feeding device | |
JP5929418B2 (en) | Method for manufacturing antenna coil | |
JP2013207727A (en) | Antenna coil | |
WO2012001758A1 (en) | Non-contact electric power feeding device | |
US10673276B2 (en) | Coil device, wireless power transfer system, and auxiliary magnetic member | |
JP2016220353A (en) | Non-contact power supply system | |
JP2018148146A (en) | Coil unit, wireless power transmission equipment, wireless power reception device, and wireless power transmission system | |
JP2014023262A (en) | Noncontact power supply unit | |
JP2015039281A (en) | Power transmitter, power transmission method and power transmission system | |
JP6248703B2 (en) | Contactless power supply | |
JP6164491B2 (en) | Non-contact power feeding device | |
JP2015164152A (en) | Non-contact power supply device | |
WO2013080860A1 (en) | Non-contact power supply device | |
JP2013207479A (en) | Antenna | |
WO2015115334A1 (en) | Wireless power transmission system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20170131 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20170202 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20170525 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20170607 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6164490 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |