JP6406225B2 - 非接触給電装置 - Google Patents
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Description
まず、図1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。
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、給電対象を車載バッテリから抵抗性の負荷に変更するとともに、それに伴って、出力電圧目標値演算部の構成を一部変更したものである。
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が出力電圧目標値を補正しているのに対して、出力電力目標値を補正するようにしたものである。
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1実施形態の非接触給電装置が出力電力目標値に基づいてインバータ回路を制御するのに対して、出力電流目標値に基づいて制御するようにしたものである。
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4実施形態の非接触給電装置に対して、給電対象を車載バッテリから抵抗性の負荷に変更するとともに、それに伴って、出力電圧目標値演算部の構成を一部変更したものである。
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4実施形態の非接触給電装置が出力電圧目標値を補正しているのに対して、出力電力目標値を補正するようにしたものである。
次に、第7実施形態の非接触給電装置について説明する。第7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、結合係数演算部の構成を変更したものである。具体的には、第1実施形態の結合係数演算部が出力電圧V1、出力電流I1、位相差θ1、角周波数ω、出力電圧V2、インダクタンスL1及び容量C1、インダクタンスL2及び容量C2に基づいて、送電コイル12と受電コイル13の結合係数kを演算するのに対して、出力電圧V1、出力電流I1、位相差θ1、角周波数ω、出力電圧V2、出力電流I2、容量C1、C2に基づいて、送電コイルと受電コイルの結合係数kを演算するようにしたものである。
次に、第8実施形態の非接触給電装置について説明する。第8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、送電側制御回路の構成を変更したものである。具体的には、第1実施形態の送電側制御回路が位相差目標値を演算する位相差目標値演算部と、出力電圧目標値を演算する出力電圧目標値演算部とを備えるのに対して、位相差目標値と出力電圧目標値を一括して演算する目標値演算部を備えるようにしたものである。
次に、第9実施形態の非接触給電装置について説明する。第9実施形態の非接触給電装置は、第8実施形態の非接触給電装置に対して、目標値演算部の構成を変更したものである。具体的には、第8実施形態の目標値演算部が位相差目標値と出力電圧目標値を一括して演算するのに対して、角周波数と出力電圧目標値を一括して演算するようにしたものである。
次に、第10実施形態の非接触給電装置について説明する。第10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、送電回路と送電コイルの間、及び、受電コイルと受電回路の間にイミタンス変換回路を追加したものである。
Claims (16)
- 交流が供給されることで磁束を発生する送電コイル(12)と、
前記送電コイルに接続され、前記送電コイルに交流を供給する送電回路(10)と、
前記送電回路に接続され、前記送電回路を制御する送電側制御回路(161、261、361、461、561、661、761、861、961)と、
前記送電コイルに発生した磁束と鎖交することで交流を発生する受電コイル(13)と、
前記受電コイル及び給電対象に接続され、前記受電コイルから供給される交流を直流に変換して前記給電対象に供給する受電回路(15)と、
を備えた非接触給電装置において、
前記送電側制御回路は、電圧ベクトルと電流ベクトルの関係に基づいて電圧ベクトル目標値を求め、前記送電回路から出力される交流の電圧ベクトルが前記電圧ベクトル目標値になるように前記送電回路を制御することを特徴とする非接触給電装置。 - 前記送電側制御回路は、電圧ベクトルと電流ベクトルの関係に基づいて、前記受電コイルと結合しない漏れインダクタンスを含むインピーダンスによって発生する起電圧を示す電圧ベクトル、及び、前記送電コイルと結合しない漏れインダクタンスを含むインピーダンスによって発生する起電圧を示す電圧ベクトルを用いて前記電圧ベクトル目標値を求めることを特徴とする請求項1に記載の非接触給電装置。
- 前記送電側制御回路は、前記送電回路から出力される交流の電圧ベクトルと電流ベクトルの位相差が位相差目標値になるような前記電圧ベクトル目標値を求め、前記送電回路から出力される交流の電圧ベクトルが前記電圧ベクトル目標値になるように前記送電回路を制御することを特徴とする請求項1又は2に記載の非接触給電装置。
- 前記送電側制御回路は、前記受電回路から前記給電対象に供給される電力の目標値である出力電力目標値、又は、前記受電回路から前記給電対象に供給される電流の目標値である出力電流目標値に基づいて、前記電圧ベクトル目標値を構成する、電圧ベクトルの大きさの目標値である出力電圧目標値を求めることを特徴とする請求項3に記載の非接触給電装置。
- 前記送電側制御回路は、前記出力電力目標値又は前記出力電流目標値、前記送電コイルと前記受電コイルの相互インダクタンス、前記送電回路から出力される交流の周波数、及び、前記受電コイルのインダクタンスに基づいて前記出力電圧目標値を求めることを特徴とする請求項4に記載の非接触給電装置。
- 前記送電側制御回路は、前記送電回路から出力される交流電圧及び交流電流、前記送電回路から出力される交流電圧と交流電流の位相差、前記送電回路から出力される交流の周波数、及び、前記送電コイル及び前記受電コイルのインダクタンスに基づいて前記送電コイルと前記受電コイルの相互インダクタンスを求めることを特徴とする請求項5に記載の非接触給電装置。
- 前記送電側制御回路は、前記出力電力目標値と前記受電回路から前記給電対象に供給される電力、又は、前記出力電流目標値と前記受電回路から前記給電対象に供給される電流に基づいて前記出力電圧目標値を補正することを特徴とすることを特徴とする請求項4〜6のいずれか1項に記載の非接触給電装置。
- 前記受電コイル及び前記受電回路に関連する情報であって、前記送電回路の制御に必要な情報を前記送電側制御回路に送信する受電側制御回路(163)を有し、 前記送電側制御回路は、前記受電側制御回路から受信した前記受電コイル及び前記受電回路に関連する情報に基づいて前記送電回路を制御することを特徴とする請求項4〜7のいずれか1項に記載の非接触給電装置。
- 前記送電側制御回路と前記受電側制御回路の間で、前記受電コイルから前記受電回路に供給される電流の位相に関連する情報をやり取りすることを特徴とする請求項8のいずれか1項に記載の非接触給電装置。
- 前記送電回路は、前記送電コイルに接続され、スイッチング素子を有し、前記スイッチング素子をスイッチングさせることで入力された直流を交流に変換して前記送電コイルに供給するインバータ回路(101)を有し、
前記送電側制御回路は、前記スイッチング素子がターンオンする際に、当該スイッチング素子に流れる電流が0近傍の所定範囲内になるように前記位相差目標値を補正することを特徴とする請求項3〜9のいずれか1項に記載の非接触給電装置。 - 前記送電側制御回路(861)は、電圧ベクトルと電流ベクトルの関係に基づいて、前記送電回路から出力される交流の前記電圧ベクトルと前記電流ベクトルの位相差の目標値である位相差目標値と、前記電圧ベクトルの大きさの目標値である出力電圧目標値とを求め、前記位相差が前記位相差目標値になるとともに、前記電圧ベクトルの大きさが前記出力電圧目標値になるように前記送電回路を制御することを特徴とする請求項1又は2に記載の非接触給電装置。
- 前記送電側制御回路は、前記電流ベクトルの大きさが最小になる前記位相差を前記位相差目標値にすることを特徴とする請求項11に記載の非接触給電装置。
- 前記送電側制御回路(961)は、電圧ベクトルと電流ベクトルの関係に基づいて、前記送電回路から出力される交流の角周波数の目標値である角周波数目標値と、前記電圧ベクトルの大きさの目標値である出力電圧目標値とを求め、前記角周波数が前記角周波数目標値になるとともに、前記電圧ベクトルの大きさが前記出力電圧目標値になるように前記送電回路を制御することを特徴とする請求項1又は2に記載の非接触給電装置。
- 前記送電側制御回路は、前記電流ベクトルの大きさが最小になる前記角周波数を前記角周波数目標値にすることを特徴とする請求項13に記載の非接触給電装置。
- 前記送電側制御回路(761)は、前記送電回路の出力電圧及び出力電流、前記送電回路の前記出力電圧と前記出力電流の位相差、前記送電回路の出力の角周波数、及び、前記受電コイルの出力電圧及び出力電流に基づいて、前記受電コイルと結合しない漏れインダクタンスを含むインピーダンス、前記送電コイルと結合しない漏れインダクタンスを含むインピーダンス、及び、前記送電コイルと前記受電コイルの相互インダクタンスを求めることを特徴とする請求項1〜5、11〜14のいずれか1項に記載の非接触給電装置。
- 前記送電回路と前記送電コイルの間、及び、前記受電コイルと前記受電回路の間の少なくともいずれかにイミタンス変換回路(17、18)を有することを特徴とする請求項1〜15のいずれか1項に記載の非接触給電装置。
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