JP7382441B2 - スイッチング回路、直流電力出力装置、無線電力伝送システム、太陽光発電システム、出力制御方法及びプログラム - Google Patents
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Description
を含む。
本書に記載された実施形態に係るシステムは、無線電力伝送(WPT)の受電装置に、オン・オフ制御可能な複数のスイッチを有する整流回路多元接続用スイッチング回路を導入することにより、受電装置の出力電力の高効率化を図るように整流回路の柔軟な接続構成が可能なシステムである。特に、無線電力伝送(WPT)の受電装置におけるアレーアンテナ装置の複数のアンテナから整流回路群へ入力される入力変化に対応可能であり、ダイオードの故障などによって破損した整流回路を整流回路群から切り離すことができる。また、スイッチング回路における複数のスイッチのすべてを含めてスイッチング制御することにより、複数の整流回路のあらゆる接続を再現することができる。
また、図15及び図16の太陽光発電システムにおいても、上記構成のスイッチング回路510の第1スイッチ、第2スイッチ及び第3スイッチのすべてを含めてスイッチング制御することにより、複数の電源回路のあらゆる接続を再現することができる。
特に、本実施形態によれば、前述のスイッチング回路における複数の第1スイッチ、複数の第2スイッチ及び複数の第3スイッチのすべてを含めてスイッチング制御することにより、複数の直流電源回路(整流回路、電源回路)のあらゆる接続を再現することができる。
20 :送電装置
21 :アンテナ装置
30 :受電装置
31 :アンテナ装置
31a :アンテナ
32 :受電装置回路
52 :発電装置回路
52 :発電装置
300 :整流回路群
301 :整流回路
310 :スイッチング回路
310C :接続回路部
311 :プラス入力部
312 :マイナス入力部
313 :プラス出力部
314 :マイナス出力部
315 :第1接続線
316 :第2接続線
317 :第1スイッチ
318 :第2スイッチ
319 :第3スイッチ
330 :制御部
340 :判定部
500 :電源回路群
501 :電源回路
510 :スイッチング回路
510C :接続回路部
Claims (23)
- 複数の直流電源回路に接続されるスイッチング回路であって、
前記複数の直流電源回路のプラス出力端子が接続される複数のプラス入力部と、
前記複数の直流電源回路のマイナス出力端子が接続される複数のマイナス入力部と、
プラス出力部と、
マイナス出力部と、
前記複数のプラス入力部及び前記複数のマイナス入力部と前記プラス出力部及び前記マイナス出力部との間に設けられ、前記複数の直流電源回路と前記プラス出力部及び前記マイナス出力部との間の接続状態を切り替えるようにオン・オフ制御可能な複数のスイッチを有する接続回路部と、
を備え、
前記接続回路部は、
前記複数の直流電源回路のプラス出力端子に一方の端部が個別接続される複数の第1接続線と、前記複数の直流電源回路のマイナス出力端子に一方の端部が個別接続される複数の第2接続線とが、互いに非接触で交差した格子状の回路と、
前記格子状の回路における前記複数の第1接続線それぞれの他方の端部と前記プラス出力部との間に個別配置されたオン・オフ制御可能な複数の第1スイッチと、
前記格子状の回路における前記複数の第2接続線それぞれの他方の端部と前記マイナス出力部との間に個別配置されたオン・オフ制御可能な複数の第2スイッチと、
前記格子状の回路における前記複数の第1接続線及び前記複数の第2接続線の複数の組み合わせのうち前記直流電源回路が互いに異なる組み合わせの前記第1接続線と前記第2接続線との間に配置されたオン・オフ制御可能な複数の第3スイッチと、
を有する、ことを特徴とするスイッチング回路。 - 請求項1のスイッチング回路と、
前記第1スイッチ、前記第2スイッチ及び前記第3スイッチをそれぞれオン・オフ制御する制御部と、
を備える、ことを特徴とする直流電力出力装置。 - 請求項2の直流電力出力装置において、
前記第1スイッチ及び前記第2スイッチはオン制御され、
前記第3スイッチはオフ制御される、
ことを特徴とする直流電力出力装置。 - 請求項2の直流電力出力装置において、
前記複数の直流電源回路、前記複数の第1接続線、前記複数の第2接続線、前記複数の第1スイッチ及び前記複数の第2スイッチそれぞれの数がN個であり、前記複数の第3スイッチの数がN2-N個であり、
1番目の直流電源回路のプラス出力端子に個別接続された1番目の第1接続線に配置された1番目の第1スイッチはオン制御され、
N番目の直流電源回路のマイナス出力端子に個別接続されたN番目の第2接続線に配置されたN番目の第2スイッチはオン制御され、
n番目(n=2~N)の直流電源回路のプラス出力端子に個別接続されたn番目の第1接続線とn-1番目の直流電源回路のマイナス出力端子に個別接続されたn-1番目の第2接続線との間に配置された第3スイッチはオン制御され、
他の第1スイッチ、第2スイッチ及び第3スイッチはオフ制御される、
ことを特徴とする直流電力出力装置。 - 請求項2乃至5のいずれかの直流電力出力装置において、
前記複数のスイッチについてオン状態及びオフ状態が異なる複数の組み合わせについて、前記プラス出力部及び前記マイナス出力部から出力される電圧及び電流を測定し、前記複数の組み合わせについて測定した前記電圧及び電流の測定結果に基づいて、前記プラス出力部及び前記マイナス出力部から出力される電力が最大になる前記複数のスイッチのオン状態及びオフ状態の組み合わせを判定する判定部を備える、ことを特徴とする直流電力出力装置。 - 請求項2乃至6のいずれかの直流電力出力装置において、
前記複数のスイッチについてオン状態及びオフ状態が異なる複数の組み合わせについて、前記プラス出力部及び前記マイナス出力部から出力される電圧及び電流を測定し、前記複数の組み合わせについて測定した前記電圧及び電流の測定結果に基づいて、前記直流電源回路の故障発生を判定する判定部を備える、ことを特徴とする直流電力出力装置。 - 請求項2乃至7のいずれかの直流電力出力装置において、
前記複数の直流電源回路を備え、
前記スイッチング回路の前記複数のスイッチのすべてをスイッチング制御する、ことを特徴とする直流電力出力装置。 - 請求項2乃至7のいずれかの直流電力出力装置において、
当該直流電力出力装置は、無線電力伝送システムの受電装置であり、
前記複数の直流電源回路は、無線電力伝送システムの受信アンテナ装置を構成する複数のアンテナに接続された複数の整流回路である、ことを特徴とする直流電力出力装置。 - 請求項9の直流電力出力装置において、
前記受信アンテナ装置は、前記複数のアンテナが1次元的、2次元的又は3次元的に配列されたアレーアンテナである、ことを特徴とする直流電力出力装置。 - 請求項9又は10の直流電力出力装置と、
前記直流電力出力装置に向けて送電信号を送信する送電装置と、
を備える、ことを特徴とする無線電力伝送システム。 - 請求項2乃至7のいずれかの直流電力出力装置において、
当該直流電力出力装置は、太陽光発電システムの発電装置であり、
前記複数の直流電源回路は、太陽電池がそれぞれ接続された複数の電源回路である、ことを特徴とする直流電力出力装置。 - 請求項12の直流電力出力装置を備える太陽光発電システム。
- 請求項2の直流電力出力装置を制御する方法であって、
前記第1スイッチ及び前記第2スイッチをオン制御することと、
前記第3スイッチをオフ制御することと、
を含む、ことを特徴とする方法。 - 請求項2の直流電力出力装置を制御する方法であって、
前記複数の直流電源回路、前記複数の第1接続線、前記複数の第2接続線、前記複数の第1スイッチ及び前記複数の第2スイッチそれぞれの数がN個であり、前記複数の第3スイッチの数がN2-N個であり、
1番目の直流電源回路のプラス出力端子に個別接続された1番目の第1接続線に配置された1番目の第1スイッチをオン制御することと、
N番目の直流電源回路のマイナス出力端子に個別接続されたN番目の第2接続線に配置されたN番目の第2スイッチをオン制御することと、
n番目(n=2~N)の直流電源回路のプラス出力端子に個別接続されたn番目の第1接続線とn-1番目の直流電源回路のマイナス出力端子に個別接続されたn-1番目の第2接続線との間に配置された第3スイッチをオン制御することと、
他の第1スイッチ、第2スイッチ及び第3スイッチをオフ制御することと、
を含む、ことを特徴とする方法。 - 請求項2の直流電力出力装置を制御する方法であって、
前記複数のスイッチについてオン状態及びオフ状態が異なる複数の組み合わせについて、前記プラス出力部及び前記マイナス出力部から出力される電圧及び電流を測定することと、
前記複数の組み合わせについて測定した前記電圧及び電流の測定結果に基づいて、前記プラス出力部及び前記マイナス出力部から出力される電力が最大になる前記複数のスイッチのオン状態及びオフ状態の組み合わせを判定することと、
を含む、ことを特徴とする方法。 - 請求項2の直流電力出力装置を制御する方法であって、
前記複数のスイッチについてオン状態及びオフ状態が異なる複数の組み合わせについて、前記プラス出力部及び前記マイナス出力部から出力される電圧及び電流を測定することと、
前記複数の組み合わせについて測定した前記電圧及び電流の測定結果に基づいて、前記直流電源回路の故障発生を判定することと、
を含む、ことを特徴とする方法。 - 請求項2の直流電力出力装置若しくは前記直流電力出力装置を有するシステムに備えるコンピュータ又はプロセッサにおいて実行されるプログラムであって、
前記第1スイッチ及び前記第2スイッチをオン制御するためのプログラムコードと、
前記第3スイッチをオフ制御するためのプログラムコードと、
を含む、ことを特徴とするプログラム。 - 請求項2の直流電力出力装置若しくは前記直流電力出力装置を有するシステムに備えるコンピュータ又はプロセッサにおいて実行されるプログラムであって
前記複数の直流電源回路、前記複数の第1接続線、前記複数の第2接続線、前記複数の第1スイッチ及び前記複数の第2スイッチそれぞれの数がN個であり、前記複数の第3スイッチの数がN2-N個であり、
1番目の直流電源回路のプラス出力端子に個別接続された1番目の第1接続線に配置された1番目の第1スイッチをオン制御するためのプログラムコードと、
N番目の直流電源回路のマイナス出力端子に個別接続されたN番目の第2接続線に配置されたN番目の第2スイッチをオン制御するためのプログラムコードと、
n番目(n=2~N)の直流電源回路のプラス出力端子に個別接続されたn番目の第1接続線とn-1番目の直流電源回路のマイナス出力端子に個別接続されたn-1番目の第2接続線との間に配置された第3スイッチをオン制御するためのプログラムコードと、
その他の第1スイッチ、第2スイッチ及び第3スイッチをオフ制御するためのプログラムコードと、
を含む、ことを特徴とするプログラム。 - 請求項2の直流電力出力装置若しくは前記直流電力出力装置を有するシステムに備えるコンピュータ又はプロセッサにおいて実行されるプログラムであって
前記複数のスイッチについてオン状態及びオフ状態が異なる複数の組み合わせについて、前記プラス出力部及び前記マイナス出力部から出力される電圧及び電流を測定するためのプログラムコードと、
前記複数の組み合わせについて測定した前記電圧及び電流の測定結果に基づいて、前記プラス出力部及び前記マイナス出力部から出力される電力が最大になる前記複数のスイッチのオン状態及びオフ状態の組み合わせを判定するためのプログラムコードと、
を含む、ことを特徴とするプログラム。 - 請求項2の直流電力出力装置若しくは前記直流電力出力装置を有するシステムに備えるコンピュータ又はプロセッサにおいて実行されるプログラムであって
前記複数のスイッチについてオン状態及びオフ状態が異なる複数の組み合わせについて、前記プラス出力部及び前記マイナス出力部から出力される電圧及び電流を測定するためのプログラムコードと、
前記複数の組み合わせについて測定した前記電圧及び電流の測定結果に基づいて、前記直流電源回路の故障発生を判定するためのプログラムコードと、
を含む、ことを特徴とするプログラム。
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