WO2019176432A1

WO2019176432A1 - Power reception device

Info

Publication number: WO2019176432A1
Application number: PCT/JP2019/005212
Authority: WO
Inventors: 宮崎　英樹; 信太朗田中
Original assignee: 日立オートモティブシステムズ株式会社
Priority date: 2018-03-14
Filing date: 2019-02-14
Publication date: 2019-09-19
Also published as: JP2021083139A

Abstract

In order to perform an appropriate switching operation according to the state of current flowing through a coil of a power reception device, a power reception device 200 is provided with: a secondary coil L2; a resonance coil Lx and a resonance capacitor Cx which are connected to the secondary coil L2 and which constitute, along with the secondary coil L2, a resonance circuit having a prescribed resonance frequency; an AC current detection unit 230 that detects AC current i, which flows to the resonance circuit when the secondary coil L2 receives an AC magnetic field; a power conversion unit 250 that controls the AC current i by causing MOS transistors Q1, Q2 to separately execute switching operations; and a drive control unit 240 that controls the switching operations of the MOS transistors Q1, Q2. The drive control unit 240 changes timings of the switching operations of the MOS transistors Q1, Q2 on the basis of the AC current i detected by the AC current detection unit 230.

Description

受電装置Power receiving device

　本発明は、無線給電において用いられる受電装置に関する。 The present invention relates to a power receiving device used in wireless power feeding.

　近年、電気自動車等において、地上側に設けられた送電装置から車両側に設けられた受電装置に対して無線により給電を行う無線給電システムが実現されつつある。こうした無線給電システムでは、磁界共振や磁界誘導を利用した無線給電技術が注目されている。磁界誘導とは、地上側の送電装置に設けられたコイルに交流電流を流すことで磁界（磁束）を発生し、この磁界を車両側の受電装置に設けられたコイルで受けて交流電流を生じさせることにより、送電装置から受電装置への無線給電を実現するものである。一方、磁界共振とは、送電装置と受電装置にそれぞれコイルを設ける点は磁界誘導と同じであるが、送電装置のコイルに流れる電流の周波数を受電装置のコイルの共振周波数に一致させることにより、送電装置と受電装置の間に共振を生じさせる。これにより、送電装置のコイルと受電装置のコイルを磁気的に結合し、高効率の無線給電を実現している。 In recent years, in an electric vehicle or the like, a wireless power feeding system that feeds power wirelessly from a power transmitting device provided on the ground side to a power receiving device provided on the vehicle side is being realized. In such a wireless power feeding system, a wireless power feeding technique using magnetic field resonance or magnetic field induction has attracted attention. In magnetic field induction, a magnetic field (magnetic flux) is generated by flowing an alternating current through a coil provided in a ground-side power transmission device, and this magnetic field is received by a coil provided in a vehicle-side power receiving device to generate an alternating current. By doing so, wireless power feeding from the power transmitting device to the power receiving device is realized. On the other hand, magnetic resonance is the same as magnetic field induction in that a coil is provided in each of the power transmission device and the power reception device, but by matching the frequency of the current flowing in the coil of the power transmission device with the resonance frequency of the coil of the power reception device, Resonance is generated between the power transmission device and the power reception device. As a result, the coil of the power transmission device and the coil of the power reception device are magnetically coupled to achieve highly efficient wireless power feeding.

　上述した無線給電技術に関して、下記の特許文献１が知られている。特許文献１には、外部との磁気結合により電力を授受する受電コイル、ブリッジ回路及び平滑コンデンサを備えると共に、平滑コンデンサの両端に負荷が接続され、ブリッジ回路が、半導体スイッチとダイオードとを逆並列接続したスイッチングアームを複数備え、受電コイルの電流を検出する電流検出手段、直流端子間電圧を検出する電圧検出手段、及び制御装置を有する給電装置が記載されている。この給電装置において、制御装置は、交流端子間電圧ｖが、電流ｉの各ゼロクロスＺＣＰから所定の補償期間φをずらした点を中心として前後に等しい期間だけ、交流端子間電圧ｖが直流端子間電圧Ｖｏを波高値とする正負電圧になり、その他の期間は零電圧になるようにスイッチングすると共に、補償期間φを交流端子間電圧ｖが零電圧となる期間が最も短くなるように設定する。 Regarding the wireless power feeding technology described above, the following Patent Document 1 is known. Patent Document 1 includes a power receiving coil that transmits and receives electric power by external magnetic coupling, a bridge circuit, and a smoothing capacitor, and a load is connected to both ends of the smoothing capacitor, and the bridge circuit includes a semiconductor switch and a diode in antiparallel. A power supply device including a plurality of connected switching arms and having a current detection means for detecting a current of a power receiving coil, a voltage detection means for detecting a voltage between DC terminals, and a control device is described. In this power feeding device, the control device determines that the AC inter-terminal voltage v is between the DC terminals only during a period in which the AC inter-terminal voltage v is equal to the front and rear around a point where the predetermined compensation period φ is shifted from each zero cross ZCP of the current i. Switching is performed so that the voltage Vo becomes a positive / negative voltage having a peak value, and becomes zero voltage in other periods, and the compensation period φ is set so that the period in which the AC terminal voltage v becomes zero voltage becomes the shortest.

特開２０１５－２３６５８号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2015-23658

　電気自動車等に利用される無線給電システムでは、送電装置と受電装置の組み合わせが必ずしも一定ではなく、様々な組み合わせのものが存在する。そのため、組み合わせによっては高効率の磁界共振を利用できずに、磁界誘導による無線給電や、磁界共振と磁界誘導が混在した状態での無線給電となってしまう場合がある。このような場合、特許文献１に記載の給電装置では、受電コイルに流れる電流の状態に応じた適切なスイッチング動作の実現が困難であるため、スイッチング動作に関して改善の余地がある。 In a wireless power feeding system used for an electric vehicle or the like, a combination of a power transmitting device and a power receiving device is not necessarily constant, and there are various combinations. Therefore, depending on the combination, high-efficiency magnetic field resonance cannot be used, and wireless power feeding by magnetic field induction or wireless power feeding in a state where magnetic field resonance and magnetic field induction are mixed may occur. In such a case, in the power supply device described in Patent Document 1, it is difficult to realize an appropriate switching operation according to the state of the current flowing through the power receiving coil, and thus there is room for improvement regarding the switching operation.

　本発明による受電装置は、地上側に設置された一次コイルから放出される交流磁界を受けて無線給電されるものであって、二次コイルと、前記二次コイルに接続されて所定の共振周波数を有する共振回路を前記二次コイルとともに構成する共振要素と、前記二次コイルが前記交流磁界を受けることで前記共振回路に流れる交流電流を検出する交流電流検出部と、複数のスイッチング素子を有し、前記複数のスイッチング素子をそれぞれスイッチング動作させることで前記交流電流を制御する電力変換部と、前記複数のスイッチング素子のスイッチング動作を制御する駆動制御部と、を備え、前記駆動制御部は、前記交流電流検出部が検出した前記交流電流に基づいて前記スイッチング動作のタイミングを変化させる。 A power receiving device according to the present invention receives an AC magnetic field emitted from a primary coil installed on the ground side and is wirelessly fed, and is connected to a secondary coil and the secondary coil to have a predetermined resonance frequency. A resonant element comprising the secondary coil together with the secondary coil, an AC current detector for detecting an AC current flowing in the resonant circuit when the secondary coil receives the AC magnetic field, and a plurality of switching elements. And a power conversion unit that controls the alternating current by causing each of the plurality of switching elements to perform a switching operation, and a drive control unit that controls a switching operation of the plurality of switching elements, and the drive control unit includes: The timing of the switching operation is changed based on the alternating current detected by the alternating current detector.

　本発明によれば、受電装置のコイルに流れる電流の状態に応じた適切なスイッチング動作を実現できる。 According to the present invention, it is possible to realize an appropriate switching operation according to the state of the current flowing in the coil of the power receiving device.

本発明の第１の実施形態に係る無線給電システムの構成を示す図である。1 is a diagram illustrating a configuration of a wireless power feeding system according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第１の実施形態に係る受電装置の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the power receiving apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１の実施形態に係る無線給電システムの処理フローを示す図である。It is a figure which shows the processing flow of the wireless power feeding system which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１の実施形態に係る受電装置における駆動制御処理の処理フローを示す図である。It is a figure which shows the processing flow of the drive control process in the power receiving apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. スイッチング動作の説明図である。It is explanatory drawing of switching operation | movement. 本発明の第２の実施形態に係る無線給電システムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the wireless electric power feeding system which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第２の実施形態に係る受電装置の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the power receiving apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第２の実施形態に係る受電装置における駆動制御処理の処理フローを示す図である。It is a figure which shows the processing flow of the drive control process in the power receiving apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第３の実施形態に係る無線給電システムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the wireless electric power feeding system which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第３の実施形態に係る受電装置の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the power receiving apparatus which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第３の実施形態に係る受電装置における駆動制御処理の処理フローを示す図である。It is a figure which shows the processing flow of the drive control process in the power receiving apparatus which concerns on the 3rd Embodiment of this invention.

　以下、図面を参照して、本発明に係る受電装置の実施の形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of a power receiving device according to the present invention will be described with reference to the drawings.

－第１の実施形態－
　図１は、本発明の第１の実施形態に係る無線給電システム１の構成を示す図である。図１に示す無線給電システム１は、電気自動車等の車両への無線給電において利用されるものであり、車両付近の地上側に設置された送電装置１００と、車両側にそれぞれ搭載された受電装置２００、電池３００および負荷４００とを有する。 -First embodiment-
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a wireless power feeding system 1 according to the first embodiment of the present invention. A wireless power feeding system 1 shown in FIG. 1 is used in wireless power feeding to a vehicle such as an electric vehicle, and includes a power transmission device 100 installed on the ground side in the vicinity of the vehicle and a power receiving device respectively mounted on the vehicle side. 200, a battery 300, and a load 400.

　送電装置１００は、送電制御部１１０、通信部１２０、交流電源１３０、電力変換部１４０および一次コイルＬ１を備える。送電制御部１１０は、通信部１２０および電力変換部１４０の動作を制御することで、送電装置１００全体の制御を行う。 The power transmission device 100 includes a power transmission control unit 110, a communication unit 120, an AC power source 130, a power conversion unit 140, and a primary coil L1. The power transmission control unit 110 controls the power transmission apparatus 100 as a whole by controlling the operations of the communication unit 120 and the power conversion unit 140.

　通信部１２０は、送電制御部１１０の制御により、受電装置２００が備える通信部２２０との間で無線通信を行う。この通信部１２０と通信部２２０の無線通信により、無線給電の際に必要な各種情報が送電装置１００と受電装置２００の間で交換される。たとえば、一次コイルＬ１に流れる交流電流の周波数、すなわち一次コイルＬ１から放出される交流磁界の周波数等の情報が、通信部１２０から通信部２２０に送信される。また、電池３００の充電状態（ＳＯＣ）や劣化状態、充電時の許容電流等の情報が、通信部２２０から通信部１２０に送信される。 The communication unit 120 performs wireless communication with the communication unit 220 included in the power receiving device 200 under the control of the power transmission control unit 110. Various information necessary for wireless power feeding is exchanged between the power transmitting apparatus 100 and the power receiving apparatus 200 by wireless communication between the communication unit 120 and the communication unit 220. For example, information such as the frequency of the alternating current flowing through the primary coil L1, that is, the frequency of the alternating magnetic field emitted from the primary coil L1, is transmitted from the communication unit 120 to the communication unit 220. In addition, information such as the state of charge (SOC) and deterioration state of battery 300 and the allowable current during charging is transmitted from communication unit 220 to communication unit 120.

交流電源１３０は、たとえば商用電源であり、所定の交流電力を電力変換部１４０に供給する。電力変換部１４０は、送電制御部１１０の制御により、交流電源１３０から供給された交流電力を用いて所定の周波数および電流値の交流電流を一次コイルＬ１に出力する。一次コイルＬ１は、車両の下に位置する地上側に設置されており、電力変換部１４０から流される交流電流に応じた交流磁界を車両に向けて空中に放出する。これにより、車両への無線給電を行う。 AC power supply 130 is a commercial power supply, for example, and supplies predetermined AC power to the power conversion unit 140. The power conversion unit 140 outputs an alternating current having a predetermined frequency and current value to the primary coil L 1 using the alternating current power supplied from the alternating current power supply 130 under the control of the power transmission control unit 110. Primary coil L1 is installed on the ground side located under the vehicle, and emits an alternating magnetic field corresponding to the alternating current flowing from power conversion unit 140 toward the vehicle. Thereby, wireless power feeding to the vehicle is performed.

　受電装置２００は、受電制御部２１０、通信部２２０、交流電流検出部２３０、駆動制御部２４０、電力変換部２５０、二次コイルＬ２、共振コイルＬｘおよび共振コンデンサＣｘを備える。共振コイルＬｘおよび共振コンデンサＣｘは、二次コイルＬ２に接続されており、二次コイルＬ２とともに共振回路を構成する。この共振回路の共振周波数は、二次コイルＬ２および共振コイルＬｘがそれぞれ有するインダクタンスと、共振コンデンサＣｘが有する静電容量値とに応じて決定される。なお、共振コイルＬｘおよび共振コンデンサＣｘはそれぞれ複数の素子により構成されていてもよい。また、共振コイルＬｘの一部または全部を二次コイルＬ２のインダクタンスで代用してもよい。 The power receiving apparatus 200 includes a power reception control unit 210, a communication unit 220, an alternating current detection unit 230, a drive control unit 240, a power conversion unit 250, a secondary coil L2, a resonance coil Lx, and a resonance capacitor Cx. The resonance coil Lx and the resonance capacitor Cx are connected to the secondary coil L2, and constitute a resonance circuit together with the secondary coil L2. The resonance frequency of the resonance circuit is determined according to the inductances of the secondary coil L2 and the resonance coil Lx and the capacitance value of the resonance capacitor Cx. Note that the resonant coil Lx and the resonant capacitor Cx may each be composed of a plurality of elements. Further, part or all of the resonance coil Lx may be substituted by the inductance of the secondary coil L2.

　受電制御部２１０は、通信部２２０および駆動制御部２４０の動作を制御することで、受電装置２００全体の制御を行う。通信部２２０は、受電制御部２１０の制御により、送電装置１００が備える通信部１２０との間で無線通信を行い、送電装置１００と受電装置２００の間で交換される前述のような各種情報を送受信する。通信部２２０が受信した一次コイルＬ１に流れる交流電流の周波数等の情報は、通信部２２０から受電制御部２１０に出力される。 The power reception control unit 210 controls the power reception apparatus 200 as a whole by controlling the operations of the communication unit 220 and the drive control unit 240. The communication unit 220 performs wireless communication with the communication unit 120 included in the power transmission device 100 under the control of the power reception control unit 210, and stores various types of information as described above exchanged between the power transmission device 100 and the power reception device 200. Send and receive. Information such as the frequency of the alternating current flowing through the primary coil L1 received by the communication unit 220 is output from the communication unit 220 to the power reception control unit 210.

　交流電流検出部２３０は、一次コイルＬ１から放出された交流磁界を二次コイルＬ２が受けることで二次コイルＬ２を含む共振回路に流れる交流電流を検出する。そして、検出した交流電流に応じて周波数と振幅がそれぞれ変化する交流電圧を発生させ、駆動制御部２４０に出力する。駆動制御部２４０は、交流電流検出部２３０から入力された交流電圧に基づいて、共振回路に流れる交流電流の周波数や大きさを取得することができる。 The alternating current detection unit 230 detects the alternating current flowing through the resonance circuit including the secondary coil L2 when the secondary coil L2 receives the alternating magnetic field emitted from the primary coil L1. Then, an AC voltage whose frequency and amplitude change according to the detected AC current is generated and output to the drive control unit 240. The drive control unit 240 can acquire the frequency and magnitude of the alternating current flowing through the resonance circuit based on the alternating voltage input from the alternating current detection unit 230.

　駆動制御部２４０は、受電制御部２１０の制御により、電力変換部２５０が有する複数のスイッチング素子のスイッチング動作を制御する。このとき駆動制御部２４０は、交流電流検出部２３０が検出した共振回路に流れる交流電流に基づいて、各スイッチング素子のスイッチング動作のタイミングを変化させる。なお、スイッチング動作のタイミングを変化させる具体的な方法は後述する。 The drive control unit 240 controls the switching operations of the plurality of switching elements included in the power conversion unit 250 under the control of the power reception control unit 210. At this time, the drive control unit 240 changes the timing of the switching operation of each switching element based on the alternating current flowing through the resonance circuit detected by the alternating current detection unit 230. A specific method for changing the timing of the switching operation will be described later.

　電力変換部２５０は、複数のスイッチング素子を有しており、複数のスイッチング素子をそれぞれスイッチング動作させることで、共振回路に流れる交流電流を制御するとともに整流し、交流電力から直流電力への変換を行う。電力変換部２５０には充放電可能な電池３００が接続されており、電力変換部２５０から出力される直流電力を用いて電池３００が充電される。なお、電力変換部２５０と電池３００の間には、電池３００への入力電圧を平滑化するための平滑コンデンサＣ０が接続されている。 The power conversion unit 250 has a plurality of switching elements, and controls the AC current flowing through the resonance circuit and rectifies by switching each of the plurality of switching elements, thereby converting AC power to DC power. Do. The power conversion unit 250 is connected to a chargeable / dischargeable battery 300, and the battery 300 is charged using DC power output from the power conversion unit 250. Note that a smoothing capacitor C0 for smoothing an input voltage to the battery 300 is connected between the power conversion unit 250 and the battery 300.

　電池３００には、負荷４００が接続される。負荷４００は、電池３００に充電された直流電力を利用して、車両の動作に関する様々な機能を提供する。負荷４００には、たとえば車両駆動用の交流モータや、電池３００の直流電力を交流電力に変換して交流モータに供給するインバータなどが含まれる。 A load 400 is connected to the battery 300. The load 400 provides various functions related to the operation of the vehicle using the DC power charged in the battery 300. The load 400 includes, for example, an AC motor for driving a vehicle, an inverter that converts DC power of the battery 300 into AC power, and supplies the AC power to the AC motor.

　次に、図１の無線給電システム１のうち、本発明が適用される受電装置２００の詳細について説明する。図２は、本発明の第１の実施形態に係る受電装置２００の構成例を示す図である。 Next, details of the power receiving apparatus 200 to which the present invention is applied in the wireless power feeding system 1 of FIG. 1 will be described. FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of the power receiving device 200 according to the first embodiment of the present invention.

　図２に示すように、交流電流検出部２３０は、たとえばトランスＴｒを用いて構成される。一次コイルＬ１から放出された交流磁界による磁束が二次コイルＬ２と鎖交すると、二次コイルＬ２に起電力が生じ、二次コイルＬ２を含む共振回路に交流電流ｉが流れる。
この交流電流ｉがトランスＴｒの一次側コイルに流れると、トランスＴｒの二次側コイルの両端に、交流電流ｉに応じて周波数と振幅がそれぞれ変化する交流電圧Ｖｇが発生する。これにより、交流電流検出部２３０は交流電流ｉの検出を行うことができる。なお、共振回路に流れる交流電流ｉを検出できるものであれば、トランスＴｒ以外のものを用いて交流電流検出部２３０を構成してもよい。 As shown in FIG. 2, the alternating current detection unit 230 is configured using, for example, a transformer Tr. When the magnetic flux generated by the alternating magnetic field emitted from the primary coil L1 is linked to the secondary coil L2, an electromotive force is generated in the secondary coil L2, and an alternating current i flows through the resonance circuit including the secondary coil L2.
When this alternating current i flows through the primary coil of the transformer Tr, an alternating voltage Vg whose frequency and amplitude change according to the alternating current i is generated at both ends of the secondary coil of the transformer Tr. Thereby, the alternating current detection part 230 can detect the alternating current i. Note that the AC current detection unit 230 may be configured by using a device other than the transformer Tr as long as the AC current i flowing through the resonance circuit can be detected.

　電力変換部２５０は、直列接続された２つのＭＯＳトランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）Ｑ１、Ｑ２を有する。ＭＯＳトランジスタＱ１、Ｑ２は、駆動制御部２４０からのゲート駆動信号に応じて、ソース－ドレイン間を導通状態から切断状態へ、または切断状態から導通状態へと切り替えるスイッチング動作をそれぞれ行う。このスイッチング動作により、ＭＯＳトランジスタＱ１を上アームのスイッチング素子として機能させるとともに、ＭＯＳトランジスタＱ２を下アームのスイッチング素子として機能させることができる。ＭＯＳトランジスタＱ１、Ｑ２間の接続点Ｏと、ＭＯＳトランジスタＱ２のソース端子には、二次コイルＬ２を含む共振回路がそれぞれ接続されている。そのため、ＭＯＳトランジスタＱ１、Ｑ２をそれぞれ適切なタイミングでスイッチング動作させることで、共振回路に流れる交流電流ｉの制御および整流を行うことができる。 The power conversion unit 250 includes two MOS transistors (MOSFETs) Q1 and Q2 connected in series. The MOS transistors Q1 and Q2 perform a switching operation for switching between the source and the drain from the conductive state to the disconnected state or from the disconnected state to the conductive state in accordance with the gate drive signal from the drive control unit 240. By this switching operation, the MOS transistor Q1 can function as an upper arm switching element, and the MOS transistor Q2 can function as a lower arm switching element. A resonance circuit including the secondary coil L2 is connected to the connection point O between the MOS transistors Q1 and Q2 and the source terminal of the MOS transistor Q2. Therefore, the AC current i flowing through the resonance circuit can be controlled and rectified by switching the MOS transistors Q1 and Q2 at appropriate timings.

　なお、図２では２つのＭＯＳトランジスタＱ１、Ｑ２をスイッチング素子として用いたハーフブリッジ構成の電力変換部２５０を例示したが、４つのＭＯＳトランジスタをスイッチング素子として用いたフルブリッジ構成の電力変換部２５０としてもよい。以下では図２に示したハーフブリッジ構成の電力変換部２５０による動作例を説明するが、フルブリッジ構成とした場合でも基本的な動作は同様である。 2 exemplifies the power conversion unit 250 having a half-bridge configuration using two MOS transistors Q1 and Q2 as switching elements, but as a power conversion unit 250 having a full-bridge configuration using four MOS transistors as switching elements. Also good. In the following, an example of operation by the power converter 250 having the half-bridge configuration shown in FIG. 2 will be described, but the basic operation is the same even when the full-bridge configuration is used.

　駆動制御部２４０は、電圧取得部２４１、比較部２４２、駆動信号生成部２４３およびゲート駆動回路２４４を有する。 The drive control unit 240 includes a voltage acquisition unit 241, a comparison unit 242, a drive signal generation unit 243, and a gate drive circuit 244.

　電圧取得部２４１は、交流電流検出部２３０（トランスＴｒ）から出力される交流電圧Ｖｇを取得し、比較部２４２に出力する。 The voltage acquisition part 241 acquires the alternating voltage Vg output from the alternating current detection part 230 (transformer Tr), and outputs it to the comparison part 242.

　比較部２４２には、電圧取得部２４１が取得した交流電圧Ｖｇと、所定の閾値電圧Ｖαとが入力される。閾値電圧Ｖαは、電力変換部２５０に出力するゲート駆動信号の位相を調整するための電圧であり、その電圧値は位相の調整量に応じて予め設定されている。比較部２４２は、入力された交流電圧Ｖｇと閾値電圧Ｖαとを比較し、その比較結果に応じた位相信号Ｓｐを駆動信号生成部２４３に出力する。なお、比較部２４２が行う比較の詳細については、後で図４の処理フローを参照して説明する。 The comparison unit 242 receives the AC voltage Vg acquired by the voltage acquisition unit 241 and a predetermined threshold voltage Vα. The threshold voltage Vα is a voltage for adjusting the phase of the gate drive signal output to the power converter 250, and the voltage value is set in advance according to the phase adjustment amount. The comparison unit 242 compares the input AC voltage Vg and the threshold voltage Vα, and outputs a phase signal Sp corresponding to the comparison result to the drive signal generation unit 243. The details of the comparison performed by the comparison unit 242 will be described later with reference to the processing flow of FIG.

　駆動信号生成部２４３には、比較部２４２からの位相信号Ｓｐに加えて、受電制御部２１０から基本駆動信号Ｓｒが入力される。基本駆動信号Ｓｒは、駆動制御部２４０から電力変換部２５０に出力されてＭＯＳトランジスタＱ１、Ｑ２のスイッチング動作を制御するゲート駆動信号の元となる交流信号であり、その周波数は送電装置１００の一次コイルＬ１に流れる電流の周波数に応じて決定される。具体的には、通信部２２０は、送電装置１００の一次コイルＬ１に流れる交流電流の周波数ｆを表す情報を通信部１２０から受信すると、これを受電制御部２１０に出力する。受電制御部２１０は、通信部２２０から周波数ｆの情報が入力されると、この周波数ｆに応じた基本駆動信号Ｓｒを生成し、駆動制御部２４０に出力する。なお、基本駆動信号Ｓｒは、たとえばＭＯＳトランジスタＱ１、Ｑ２にそれぞれ対応する２つの矩形波の組み合わせであり、オン（導通状態）に対応するＨレベルと、オフ（切断状態）に対応するＬレベルとが、周波数ｆで交互に繰り返される。ただし、ＭＯＳトランジスタＱ１とＱ２が同時にオンとならないように、２つの矩形波におけるＨレベルの間には所定の保護期間が設けられる。 In addition to the phase signal Sp from the comparison unit 242, the basic drive signal Sr from the power reception control unit 210 is input to the drive signal generation unit 243. The basic drive signal Sr is an AC signal that is output from the drive control unit 240 to the power conversion unit 250 and is a source of a gate drive signal that controls the switching operation of the MOS transistors Q1 and Q2, and the frequency thereof is the primary power transmission device 100. It is determined according to the frequency of the current flowing through the coil L1. Specifically, when the communication unit 220 receives information representing the frequency f of the alternating current flowing through the primary coil L1 of the power transmission device 100 from the communication unit 120, the communication unit 220 outputs the information to the power reception control unit 210. When the information on the frequency f is input from the communication unit 220, the power reception control unit 210 generates a basic drive signal Sr corresponding to the frequency f and outputs it to the drive control unit 240. The basic drive signal Sr is, for example, a combination of two rectangular waves corresponding to the MOS transistors Q1 and Q2, respectively, and has an H level corresponding to ON (conducting state) and an L level corresponding to OFF (disconnected state). Are alternately repeated at the frequency f. However, a predetermined protection period is provided between the H levels of the two rectangular waves so that the MOS transistors Q1 and Q2 are not turned on simultaneously.

　駆動信号生成部２４３は、比較部２４２から入力された位相信号Ｓｐに基づいて、受電制御部２１０から入力された基本駆動信号Ｓｒの位相を変化させた充電駆動信号Ｓｃを生成する。そして、生成した充電駆動信号Ｓｃをゲート駆動回路２４４に出力する。なお、駆動信号生成部２４３による充電駆動信号Ｓｃの生成方法の詳細については、後で図４の処理フローを参照して説明する。 The drive signal generation unit 243 generates a charge drive signal Sc in which the phase of the basic drive signal Sr input from the power reception control unit 210 is changed based on the phase signal Sp input from the comparison unit 242. Then, the generated charge drive signal Sc is output to the gate drive circuit 244. The details of the method for generating the charge drive signal Sc by the drive signal generation unit 243 will be described later with reference to the processing flow of FIG.

　ゲート駆動回路２４４は、駆動信号生成部２４３から入力された充電駆動信号Ｓｃに基づくゲート駆動信号をＭＯＳトランジスタＱ１、Ｑ２のゲート端子へそれぞれ出力し、ＭＯＳトランジスタＱ１、Ｑ２をそれぞれスイッチング動作させる。これにより、電力変換部２５０において、ＭＯＳトランジスタＱ１、Ｑ２がスイッチング素子としてそれぞれ機能し、一次コイルＬ１から放出された交流磁界に応じて共振回路に流れる交流電流ｉの制御や、交流電力から直流電力への変換が行われる。 The gate drive circuit 244 outputs a gate drive signal based on the charge drive signal Sc input from the drive signal generation unit 243 to the gate terminals of the MOS transistors Q1 and Q2, respectively, and causes the MOS transistors Q1 and Q2 to perform a switching operation. Thus, in the power conversion unit 250, the MOS transistors Q1 and Q2 function as switching elements, respectively, and control of the alternating current i flowing in the resonance circuit according to the alternating magnetic field emitted from the primary coil L1, or the alternating current power to the direct current power. Conversion to

　本実施形態の受電装置２００は、以上説明したような動作を行うことにより、送電装置１００から無線給電を受けて電池３００を充電することができる。 The power receiving device 200 of the present embodiment can charge the battery 300 by receiving wireless power feeding from the power transmitting device 100 by performing the operation described above.

　次に、無線給電システム１を用いた無線給電の流れについて説明する。図３は、本発明の第１の実施形態に係る無線給電システム１の処理フローを示す図である。受電装置２００、電池３００および負荷４００を搭載した車両が所定の充電位置に駐車されると、無線給電システム１において図３の処理フローが開始される。 Next, the flow of wireless power feeding using the wireless power feeding system 1 will be described. FIG. 3 is a diagram showing a processing flow of the wireless power feeding system 1 according to the first embodiment of the present invention. When the vehicle equipped with the power receiving device 200, the battery 300, and the load 400 is parked at a predetermined charging position, the processing flow of FIG.

　ステップＳ１０では、地上側の送電装置１００から車両側の受電装置２００に対して、充電の問い合わせを行う。ここでは、たとえば送電装置１００の通信部１２０から受電装置２００の通信部２２０へ所定の通信メッセージを送信することにより、充電の問い合わせを行う。 In step S10, the ground-side power transmission device 100 issues a charge inquiry to the vehicle-side power reception device 200. Here, for example, charging is inquired by transmitting a predetermined communication message from the communication unit 120 of the power transmission device 100 to the communication unit 220 of the power reception device 200.

　ステップＳ２０では、ステップＳ１０で充電の問い合わせを受けた受電装置２００から送電装置１００に対して、充電時における電池３００の許容電流を通知する。このとき受電装置２００は、たとえば予め測定した電池３００の充電状態や劣化状態に基づいて許容電流を決定し、その許容電流の値を示す情報を、通信部２２０から送電装置１００の通信部１２０へ送信する。なお、充電が不要な場合は、その旨を受電装置２００から送電装置１００へ通知してもよい。この場合、ステップＳ３０以降の処理は実行されずに、図３の処理フローが終了する。 In step S20, the power receiving device 200 that has received the charge inquiry in step S10 notifies the power transmitting device 100 of the allowable current of the battery 300 during charging. At this time, the power receiving apparatus 200 determines the allowable current based on, for example, the charge state or deterioration state of the battery 300 measured in advance, and transmits information indicating the value of the allowable current from the communication unit 220 to the communication unit 120 of the power transmission apparatus 100. Send. Note that, when charging is unnecessary, the power receiving apparatus 200 may notify the power transmitting apparatus 100 to that effect. In this case, the process flow of FIG. 3 is complete | finished, without performing the process after step S30.

　ステップＳ３０では、送電装置１００において電流量を決定し、受電装置２００への送電を開始する。このとき送電装置１００は、ステップＳ２０で受電装置２００から通知された許容電流に対応する出力電流値と、自身の定格電流値とを比較し、いずれか小さい方を選択して電流量を決定する。そして、送電制御部１１０により電力変換部１４０を制御して、決定した電流量に応じた交流電流を一次コイルＬ１に流すことで、一次コイルＬ１に交流磁界を発生させて送電を開始する。なお、このときさらに、一次コイルＬ１に流れる交流電流の周波数ｆを表す情報を通信部１２０から受電装置２００の通信部２２０へ送信することで、受電装置２００の受電制御部２１０において、周波数ｆに応じた前述の基本駆動信号Ｓｒを生成できるようにすることが好ましい。あるいは、ステップＳ１０で充電の問い合わせを行う際に、送電装置１００から受電装置２００へ周波数ｆを通知してもよい。 In step S30, the power transmission device 100 determines the amount of current and starts power transmission to the power reception device 200. At this time, the power transmitting apparatus 100 compares the output current value corresponding to the allowable current notified from the power receiving apparatus 200 in step S20 and its own rated current value, and selects the smaller one to determine the current amount. . Then, the power transmission control unit 110 controls the power conversion unit 140 to cause an alternating current corresponding to the determined current amount to flow through the primary coil L1, thereby generating an alternating magnetic field in the primary coil L1 and starting power transmission. At this time, by further transmitting information representing the frequency f of the alternating current flowing through the primary coil L1 from the communication unit 120 to the communication unit 220 of the power reception device 200, the power reception control unit 210 of the power reception device 200 sets the frequency f to It is preferable that the above-described basic drive signal Sr can be generated. Alternatively, the frequency f may be notified from the power transmitting apparatus 100 to the power receiving apparatus 200 when an inquiry for charging is made in step S10.

　ステップＳ４０では、受電装置２００において、一次コイルＬ１から放出された交流磁界を受けて二次コイルＬ２を含む共振回路に流れる交流電流ｉに応じて、電力変換部２５０の駆動制御処理を行う。ここでは、駆動制御部２４０において図４の処理フローに示す処理を実施することで、送電装置１００から受電した交流電流に応じた電力変換部２５０の駆動制御を行う。これにより、定電流（ＣＣ）モードで電池３００の充電を実施する。
なお、図４の処理フローについては後で説明する。 In step S40, the power receiving device 200 performs drive control processing of the power converter 250 according to the alternating current i that flows through the resonance circuit including the secondary coil L2 by receiving the alternating magnetic field emitted from the primary coil L1. Here, the drive control unit 240 performs the process shown in the process flow of FIG. 4, thereby performing drive control of the power conversion unit 250 according to the alternating current received from the power transmission device 100. Thereby, the battery 300 is charged in the constant current (CC) mode.
Note that the processing flow of FIG. 4 will be described later.

　ステップＳ５０では、受電装置２００において、電池３００の充電状態（ＳＯＣ）が所定の値、たとえば８０％以上になったか否かを判定する。その結果、ＳＯＣが８０％未満であれば、ステップＳ４０の駆動制御処理を繰り返し、ＳＯＣが８０％以上になったら、定電流モードから定電圧（ＣＶ）モードに移行してステップＳ６０に進む。 In step S50, the power receiving device 200 determines whether or not the state of charge (SOC) of the battery 300 has reached a predetermined value, for example, 80% or more. As a result, if the SOC is less than 80%, the drive control process of step S40 is repeated. If the SOC becomes 80% or more, the constant current mode is changed to the constant voltage (CV) mode and the process proceeds to step S60.

　ステップＳ６０では、受電装置２００から送電装置１００に対して、現在の電池３００の充電状態に応じた充電電流を通知する。このとき受電装置２００は、現在の電池３００の充電状態に基づいて、ステップＳ２０で通知した許容電流よりも小さな値で充電電流を決定し、その充電電流の値を示す情報を、通信部２２０から送電装置１００の通信部１２０へ送信する。 In step S60, the power receiving device 200 notifies the power transmitting device 100 of a charging current corresponding to the current state of charge of the battery 300. At this time, the power receiving apparatus 200 determines a charging current with a value smaller than the allowable current notified in step S20 based on the current charging state of the battery 300, and receives information indicating the value of the charging current from the communication unit 220. It transmits to the communication part 120 of the power transmission apparatus 100.

　ステップＳ７０では、受電装置２００において、ステップＳ４０と同様の駆動制御処理を行うことにより、定電圧（ＣＶ）モードで電池３００の充電を実施する。 In step S70, the power receiving device 200 performs the same drive control process as in step S40, thereby charging the battery 300 in the constant voltage (CV) mode.

　ステップＳ８０では、受電装置２００において、電池３００の充電状態（ＳＯＣ）が満充電の１００％に達したか否かを判定する。その結果、ＳＯＣが１００％未満であれば、ステップＳ６０に戻って電池３００の充電を継続し、ＳＯＣが１００％に達したらステップＳ９０に進む。 In step S80, the power receiving device 200 determines whether the state of charge (SOC) of the battery 300 has reached 100% of full charge. As a result, if the SOC is less than 100%, the process returns to step S60 to continue charging the battery 300, and if the SOC reaches 100%, the process proceeds to step S90.

　ステップＳ９０では、電池３００の充電を終了する。ここでは、たとえば受電装置２００の通信部２２０から送電装置１００の通信部１２０へ所定の通信メッセージを送信することにより、送電停止を指示する。送電装置１００では、この送電停止指示に応じて一次コイルＬ１への通電を遮断することで、送電を停止する。送電装置１００からの送電が停止されたら、受電装置２００において電力変換部２５０の動作を停止することで、電池３００の充電を終了する。 In step S90, charging of the battery 300 is terminated. Here, for example, by transmitting a predetermined communication message from the communication unit 220 of the power receiving device 200 to the communication unit 120 of the power transmission device 100, the power transmission stop is instructed. In the power transmission device 100, power transmission is stopped by interrupting the energization of the primary coil L1 in response to the power transmission stop instruction. When the power transmission from the power transmission device 100 is stopped, the operation of the power conversion unit 250 in the power reception device 200 is stopped, thereby completing the charging of the battery 300.

　ステップＳ９０で電池３００の充電を終了したら、図３の処理フローを終了する。これにより、無線給電システム１の無線給電が完了する。 When the charging of the battery 300 is finished in step S90, the processing flow of FIG. 3 is finished. Thereby, the wireless power supply of the wireless power supply system 1 is completed.

　次に、図３のステップＳ４０、Ｓ７０で実施される駆動制御処理について説明する。図４は、本発明の第１の実施形態に係る受電装置２００における駆動制御処理の処理フローを示す図である。 Next, the drive control process performed in steps S40 and S70 of FIG. 3 will be described. FIG. 4 is a diagram illustrating a processing flow of drive control processing in the power receiving device 200 according to the first embodiment of the present invention.

　ステップＳ１１０において、駆動制御部２４０は、交流電流検出部２３０から交流電圧Ｖｇを取得する。ここでは、電圧取得部２４１を用いて、図２のようにトランスＴｒにより構成された交流電流検出部２３０から、二次コイルＬ２を含む共振回路に流れる交流電流ｉに応じた交流電圧Ｖｇを取得する。 In step S110, the drive control unit 240 acquires the AC voltage Vg from the AC current detection unit 230. Here, the voltage acquisition unit 241 is used to acquire the AC voltage Vg corresponding to the AC current i flowing through the resonance circuit including the secondary coil L2, from the AC current detection unit 230 configured by the transformer Tr as shown in FIG. To do.

　ステップＳ１２０において、駆動制御部２４０は、比較部２４２を用いて、ステップＳ１２０で取得した交流電圧Ｖｇの絶対値を所定の閾値電圧Ｖαと比較する。その結果、交流電圧Ｖｇの絶対値が閾値電圧Ｖαよりも大きければステップＳ１３０に進み、Ｖα以下であればステップＳ１３０に進む。 In step S120, the drive control unit 240 uses the comparison unit 242 to compare the absolute value of the AC voltage Vg acquired in step S120 with a predetermined threshold voltage Vα. As a result, if the absolute value of the AC voltage Vg is greater than the threshold voltage Vα, the process proceeds to step S130, and if it is equal to or less than Vα, the process proceeds to step S130.

　ステップＳ１３０において、駆動制御部２４０は、比較部２４２から位相信号ＳｐをＨレベルにして出力する。ステップＳ１３０を実行したら、ステップＳ１５０に進む。 In step S130, the drive control unit 240 outputs the phase signal Sp from the comparison unit 242 at the H level. If step S130 is performed, it will progress to step S150.

　ステップＳ１４０において、駆動制御部２４０は、比較部２４２から位相信号ＳｐをＬレベルにして出力する。ステップＳ１４０を実行したら、ステップＳ１５０に進む。 In step S140, the drive control unit 240 outputs the phase signal Sp from the comparison unit 242 at the L level. If step S140 is performed, it will progress to step S150.

　ステップＳ１５０において、駆動制御部２４０は、駆動信号生成部２４３を用いて、ステップＳ１３０またはＳ１４０で比較部２４２から入力された位相信号ＳｐがＨレベルであり、かつ、受電制御部２１０から入力された基本駆動信号ＳｒがＨレベルであるか否かを判定する。その結果、位相信号Ｓｐと基本駆動信号Ｓｒが両方ともＨレベルであればステップＳ１６０に進み、いずれか少なくとも一方がＬレベルであればステップＳ１７０に進む。 In step S150, the drive control unit 240 uses the drive signal generation unit 243, and the phase signal Sp input from the comparison unit 242 in step S130 or S140 is at the H level and is input from the power reception control unit 210. It is determined whether or not the basic drive signal Sr is at the H level. As a result, if both the phase signal Sp and the basic drive signal Sr are at the H level, the process proceeds to step S160, and if at least one of them is at the L level, the process proceeds to step S170.

　ステップＳ１６０において、駆動制御部２４０は、駆動信号生成部２４３から充電駆動信号ＳｃをＨレベルにして出力する。ステップＳ１６０を実行したら、ステップＳ１８０に進む。 In step S160, the drive control unit 240 outputs the charge drive signal Sc from the drive signal generation unit 243 to the H level and outputs it. If step S160 is performed, it will progress to step S180.

　ステップＳ１７０において、駆動制御部２４０は、駆動信号生成部２４３から充電駆動信号ＳｃをＬレベルにして出力する。ステップＳ１７０を実行したら、ステップＳ１８０に進む。 In step S170, the drive controller 240 outputs the charge drive signal Sc from the drive signal generator 243 to the L level and outputs it. If step S170 is performed, it will progress to step S180.

　ステップＳ１８０において、駆動制御部２４０は、ゲート駆動回路２４４を用いて、ステップＳ１６０またはＳ１７０で駆動信号生成部２４３から入力された充電駆動信号Ｓｃに応じたゲート駆動信号を生成し、電力変換部２５０におけるＭＯＳトランジスタＱ１、Ｑ２のゲート端子へそれぞれ出力する。これにより、ゲート駆動信号に応じてＭＯＳトランジスタＱ１、Ｑ２をそれぞれスイッチング動作させ、電力変換部２５０の駆動制御を行う。ステップＳ１８０でゲート駆動信号を出力したら、図４の処理フローを終了し、図３のステップＳ４０またはＳ７０の駆動制御処理を完了する。 In step S180, the drive control unit 240 uses the gate drive circuit 244 to generate a gate drive signal according to the charge drive signal Sc input from the drive signal generation unit 243 in step S160 or S170, and the power conversion unit 250. Are respectively output to the gate terminals of the MOS transistors Q1 and Q2. As a result, the MOS transistors Q1 and Q2 are respectively switched according to the gate drive signal, and drive control of the power converter 250 is performed. When the gate drive signal is output in step S180, the process flow in FIG. 4 is terminated, and the drive control process in step S40 or S70 in FIG. 3 is completed.

受電装置２００は、以上説明した駆動制御処理を駆動制御部２４０において実行することにより、交流電流検出部２３０が検出した交流電流ｉに基づいて、電力変換部２５０におけるＭＯＳトランジスタＱ１、Ｑ２のスイッチング動作のタイミングを変化させることができる。具体的には、駆動制御部２４０は、ステップＳ１２０の比較結果に基づき、ステップＳ１３０またはステップＳ１４０において、位相信号Ｓｐの出力を変化させる。そして、この位相信号Ｓｐの出力に基づいてステップＳ１５０の判定を行い、位相信号Ｓｐと基本駆動信号Ｓｒが両方ともＨレベルである場合とそうでない場合とで、ステップＳ１６０またはステップＳ１７０において充電駆動信号Ｓｃの出力を変化させる。こうして変化された充電駆動信号Ｓｃの出力に応じて、ステップＳ１８０でゲート駆動信号を生成し、ＭＯＳトランジスタＱ１、Ｑ２にそれぞれ出力する。その結果、ＭＯＳトランジスタＱ１、Ｑ２のスイッチング動作のタイミングは、交流電流検出部２３０からの交流電圧Ｖｇによって定まる位相信号Ｓｐに応じて変化する。したがって、交流電流検出部２３０が検出した交流電流ｉに基づいて、ＭＯＳトランジスタＱ１、Ｑ２のスイッチング動作のタイミングを変化させることができる。 The power receiving device 200 executes the drive control process described above in the drive control unit 240, thereby switching the MOS transistors Q 1 and Q 2 in the power conversion unit 250 based on the AC current i detected by the AC current detection unit 230. The timing can be changed. Specifically, the drive control unit 240 changes the output of the phase signal Sp in step S130 or step S140 based on the comparison result in step S120. Then, the determination of step S150 is performed based on the output of the phase signal Sp, and the charge drive signal is determined in step S160 or step S170 depending on whether the phase signal Sp and the basic drive signal Sr are both at the H level or not. The output of Sc is changed. In accordance with the output of the charging drive signal Sc thus changed, a gate drive signal is generated in step S180 and output to the MOS transistors Q1 and Q2, respectively. As a result, the timing of the switching operation of the MOS transistors Q1 and Q2 changes according to the phase signal Sp determined by the AC voltage Vg from the AC current detector 230. Therefore, the timing of the switching operation of the MOS transistors Q1 and Q2 can be changed based on the alternating current i detected by the alternating current detector 230.

　図５は、図４で説明した駆動制御処理に応じて行われるＭＯＳトランジスタＱ１、Ｑ２のスイッチング動作の説明図である。 FIG. 5 is an explanatory diagram of the switching operation of the MOS transistors Q1 and Q2 performed in accordance with the drive control process described in FIG.

　図５（ｂ）に示すように、二次コイルＬ２を含む共振回路に交流電流ｉが流れると、この交流電流ｉよりも位相が９０°進んで、交流電流ｉに同期した交流電圧Ｖｇが交流電流検出部２３０から出力される。なお、図５（ｂ）における交流電流ｉの値は、図５（ａ）の左方向を正としている。 As shown in FIG. 5B, when an alternating current i flows through a resonance circuit including the secondary coil L2, the phase advances by 90 ° from the alternating current i, and the alternating voltage Vg synchronized with the alternating current i is alternating current. Output from the current detector 230. Note that the value of the alternating current i in FIG. 5B is positive in the left direction of FIG.

　ＭＯＳトランジスタＱ１に対する基本駆動信号ＳｒがＨレベルであるときに、交流電圧Ｖｇの絶対値が閾値電圧Ｖαを上回ると、図５（ｂ）に示すように、Ｖｇ＝０である位相角２７０°のタイミングを基準点として、ここからＶαに対応する位相αだけ遅れたタイミングでＭＯＳトランジスタＱ１がオンされる。同様に、Ｖｇ＝０である位相角９０°のタイミングを基準点として、ここからＶαに対応する位相αだけ遅れたタイミングでＭＯＳトランジスタＱ２がオンされる。このとき、電圧が０の状態でＭＯＳトランジスタＱ１、Ｑ２がそれぞれオンされるように、これらのタイミングが設定される。一方、ＭＯＳトランジスタＱ１、Ｑ２は、対応する基本駆動信号ＳｒがＬレベルになるとそれぞれオフされる。このとき、電流が０の状態でＭＯＳトランジスタＱ１、Ｑ２がそれぞれオフされるように、これらのタイミングが設定される。 When the absolute value of the AC voltage Vg exceeds the threshold voltage Vα when the basic drive signal Sr for the MOS transistor Q1 is at the H level, a phase angle of 270 ° where Vg = 0 is obtained as shown in FIG. With the timing as a reference point, the MOS transistor Q1 is turned on at a timing delayed by a phase α corresponding to Vα. Similarly, the MOS transistor Q2 is turned on at a timing delayed by the phase α corresponding to Vα from the timing of the phase angle 90 ° where Vg = 0 as a reference point. At this time, these timings are set so that the MOS transistors Q1 and Q2 are turned on while the voltage is zero. On the other hand, the MOS transistors Q1 and Q2 are turned off when the corresponding basic drive signal Sr becomes L level. At this time, these timings are set so that the MOS transistors Q1 and Q2 are turned off while the current is zero.

　ＭＯＳトランジスタＱ２がオフされてからＭＯＳトランジスタＱ１がオンされるまでの間には、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、ＭＯＳトランジスタＱ１、Ｑ２をそれぞれ流れる電流の向きが変化する。すなわち、ＭＯＳトランジスタＱ２がオンである期間Ａでは、オフ状態のＭＯＳトランジスタＱ１には電流が流れず、ＭＯＳトランジスタＱ２のドレイン端子からソース端子に向かって電流が流れる。続いて、ＭＯＳトランジスタＱ２がオフされた直後から接続点Ｏの電圧Ｖｏが上昇する期間Ｂでは、ＭＯＳトランジスタＱ１、Ｑ２はいずれもオフ状態であり、それぞれ有する寄生容量Ｃｓを通って、ＭＯＳトランジスタＱ１ではソース端子からドレイン端子に向かって、ＭＯＳトランジスタＱ２ではドレイン端子からソース端子に向かって、それぞれ電流が流れる。こうした挙動を一般的にソフトスイッチング、或いはＱ１側をZCS(Zero Current Switching)、他方Ｑ２側をZVS(Zero Voltage Switching)と呼ぶ。 Between the time when the MOS transistor Q2 is turned off and the time when the MOS transistor Q1 is turned on, the directions of the currents flowing through the MOS transistors Q1 and Q2 change as shown in FIGS. That is, during period A when MOS transistor Q2 is on, no current flows through MOS transistor Q1 in the off state, and current flows from the drain terminal to the source terminal of MOS transistor Q2. Subsequently, in a period B in which the voltage Vo at the connection point O increases immediately after the MOS transistor Q2 is turned off, both the MOS transistors Q1 and Q2 are in the off state, and pass through the parasitic capacitance Cs that each has, so that the MOS transistor Q1. Then, current flows from the source terminal to the drain terminal, and in the MOS transistor Q2, current flows from the drain terminal to the source terminal. This behavior is generally called soft switching, or the Q1 side is called ZCS (Zero Current Switching), and the Q2 side is called ZVS (Zero Voltage Switching).

　その後、接続点Ｏの電圧Ｖｏが一定となってからＭＯＳトランジスタＱ１がオンされ、交流電流ｉが０となるまでの期間Ｃでは、ＭＯＳトランジスタＱ１が有する寄生ダイオードＤｓを通って、ＭＯＳトランジスタＱ１のソース端子からドレイン端子に向かって電流が流れる。その後、交流電流ｉが正になるとＭＯＳトランジスタＱ１のドレイン端子からソース端子に向かって電流が流れる。続いて、ＭＯＳトランジスタＱ１がオフされるまでの期間Ｄでは、ＭＯＳトランジスタＱ２はオフ状態であり電流が流れず、ＭＯＳトランジスタＱ１のドレイン端子からソース端子に向かって電流が流れる。 Thereafter, during a period C from when the voltage Vo at the connection point O becomes constant until the MOS transistor Q1 is turned on and the alternating current i becomes 0, the MOS transistor Q1 has a parasitic diode Ds that passes through the parasitic diode Ds. A current flows from the source terminal to the drain terminal. Thereafter, when the alternating current i becomes positive, a current flows from the drain terminal to the source terminal of the MOS transistor Q1. Subsequently, in a period D until the MOS transistor Q1 is turned off, the MOS transistor Q2 is in an off state and no current flows, and a current flows from the drain terminal to the source terminal of the MOS transistor Q1.

　なお、ＭＯＳトランジスタＱ１がオフされてからＭＯＳトランジスタＱ２がオンされるまでの間（期間Ｂ’とＣ’）にも、ＭＯＳトランジスタＱ１、Ｑ２をそれぞれ流れる電流の向きが上記と同様に変化する。このときの期間Ａ’～Ｄ’における電流の向きは、期間Ａ～Ｄとそれぞれ反対方向になる。 Note that the direction of the current flowing through each of the MOS transistors Q1 and Q2 also changes in the same manner as described above from the time the MOS transistor Q1 is turned off to the time when the MOS transistor Q2 is turned on (periods B 'and C'). At this time, current directions in the periods A ′ to D ′ are opposite to the periods A to D, respectively.

　以上説明した本発明の第１の実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。 According to the first embodiment of the present invention described above, the following operational effects are obtained.

（１）受電装置２００は、地上側に設置された一次コイルＬ１から放出される交流磁界を受けて無線給電される。受電装置２００は、二次コイルＬ２と、二次コイルＬ２に接続されて所定の共振周波数を有する共振回路を二次コイルＬ２とともに構成する共振要素である共振コイルＬｘおよび共振コンデンサＣｘと、二次コイルＬ２が交流磁界を受けることで共振回路に流れる交流電流ｉを検出する交流電流検出部２３０と、複数のスイッチング素子であるＭＯＳトランジスタＱ１、Ｑ２を有し、ＭＯＳトランジスタＱ１、Ｑ２をそれぞれスイッチング動作させることで交流電流ｉを制御する電力変換部２５０と、ＭＯＳトランジスタＱ１、Ｑ２のスイッチング動作を制御する駆動制御部２４０とを備える。駆動制御部２４０は、交流電流検出部２３０が検出した交流電流ｉに基づいてＭＯＳトランジスタＱ１、Ｑ２のスイッチング動作のタイミングを変化させる。このようにしたので、受電装置２００の二次コイルＬ２に流れる電流の状態に応じた適切なスイッチング動作を実現できる。 (1) The power receiving device 200 is wirelessly powered by receiving an alternating magnetic field emitted from the primary coil L1 installed on the ground side. The power receiving device 200 includes a secondary coil L2, a resonance coil Lx and a resonance capacitor Cx that are resonance elements that are connected to the secondary coil L2 and have a resonance circuit having a predetermined resonance frequency together with the secondary coil L2. The coil L2 has an alternating current detection unit 230 that detects an alternating current i flowing in the resonance circuit by receiving an alternating magnetic field, and MOS transistors Q1 and Q2 that are a plurality of switching elements, and each of the MOS transistors Q1 and Q2 performs a switching operation. Thus, a power conversion unit 250 that controls the alternating current i and a drive control unit 240 that controls the switching operation of the MOS transistors Q1 and Q2 are provided. The drive controller 240 changes the timing of the switching operation of the MOS transistors Q1 and Q2 based on the alternating current i detected by the alternating current detector 230. Since it did in this way, the suitable switching operation | movement according to the state of the electric current which flows into the secondary coil L2 of the power receiving apparatus 200 is realizable.

（２）交流電流検出部２３０は、交流電流ｉに応じて周波数と振幅がそれぞれ変化する交流電圧Ｖｇを発生させる。駆動制御部２４０は、交流電圧Ｖｇに基づいてＭＯＳトランジスタＱ１、Ｑ２のスイッチング動作のタイミングを変化させる。このようにしたので、交流電流ｉを容易に検出し、その検出結果をスイッチング動作のタイミング変化に利用することができる。 (2) The alternating current detection unit 230 generates an alternating voltage Vg whose frequency and amplitude change according to the alternating current i. The drive control unit 240 changes the timing of the switching operation of the MOS transistors Q1 and Q2 based on the AC voltage Vg. Since it did in this way, the alternating current i can be detected easily and the detection result can be utilized for the timing change of switching operation.

（３）駆動制御部２４０は、交流電圧Ｖｇを所定の閾値電圧Ｖαと比較し（ステップＳ１２０）、その比較結果に基づいてＭＯＳトランジスタＱ１、Ｑ２のスイッチング動作のタイミングを変化させる。具体的には、受電装置２００は、一次コイルＬ１に流れる電流の周波数ｆに応じた基本駆動信号Ｓｒを生成する受電制御部２１０をさらに備える。駆動制御部２４０は、交流電圧Ｖｇと閾値電圧Ｖαの比較結果に基づいて、基本駆動信号Ｓｒの位相を変化させた充電駆動信号Ｓｃを生成し（ステップＳ１３０～Ｓ１７０）、充電駆動信号Ｓｃを用いてＭＯＳトランジスタＱ１、Ｑ２のスイッチング動作を制御する（ステップＳ１８０）。このようにしたので、交流電流ｉに応じてＭＯＳトランジスタＱ１、Ｑ２のスイッチング動作のタイミングを確実に変化させることができる。 (3) The drive control unit 240 compares the AC voltage Vg with a predetermined threshold voltage Vα (step S120), and changes the timing of the switching operation of the MOS transistors Q1 and Q2 based on the comparison result. Specifically, the power reception device 200 further includes a power reception control unit 210 that generates a basic drive signal Sr corresponding to the frequency f of the current flowing through the primary coil L1. The drive control unit 240 generates a charge drive signal Sc in which the phase of the basic drive signal Sr is changed based on the comparison result between the AC voltage Vg and the threshold voltage Vα (steps S130 to S170), and uses the charge drive signal Sc. Then, the switching operation of the MOS transistors Q1, Q2 is controlled (step S180). Since it did in this way, the timing of switching operation of MOS transistor Q1, Q2 can be changed reliably according to the alternating current i.

－第２の実施形態－
　図６は、本発明の第２の実施形態に係る無線給電システム１Ａの構成を示す図である。
図６に示す無線給電システム１Ａは、電気自動車等の車両への無線給電において利用されるものであり、車両付近の地上側に設置された送電装置１００と、車両側にそれぞれ搭載された受電装置２００Ａ、電池３００、負荷４００および電池監視装置５００とを有する。なお、送電装置１００、電池３００および負荷４００については、第１の実施形態で説明した無線給電システム１のものと同様であるため、以下では受電装置２００Ａおよび電池監視装置５００について説明する。 -Second Embodiment-
FIG. 6 is a diagram showing a configuration of a wireless power feeding system 1A according to the second embodiment of the present invention.
A wireless power feeding system 1A shown in FIG. 6 is used in wireless power feeding to a vehicle such as an electric vehicle, and includes a power transmission device 100 installed on the ground side in the vicinity of the vehicle and a power receiving device mounted on each vehicle side. 200A, battery 300, load 400, and battery monitoring device 500. Since the power transmission device 100, the battery 300, and the load 400 are the same as those of the wireless power feeding system 1 described in the first embodiment, the power receiving device 200A and the battery monitoring device 500 will be described below.

　受電装置２００Ａは、駆動制御部２４０の代わりに駆動制御部２４０Ａを備える点以外は、第１の実施形態で説明した無線給電システム１における受電装置２００と同様である。駆動制御部２４０Ａは、電池監視装置５００と接続されており、電池監視装置５００から電池電圧Ｖｂを取得して、電力変換部２５０が有する複数のスイッチング素子のスイッチング動作を制御する。 The power receiving device 200A is the same as the power receiving device 200 in the wireless power feeding system 1 described in the first embodiment, except that a drive control unit 240A is provided instead of the drive control unit 240. The drive control unit 240A is connected to the battery monitoring device 500, acquires the battery voltage Vb from the battery monitoring device 500, and controls the switching operations of the plurality of switching elements included in the power conversion unit 250.

　電池監視装置５００は、電池３００と接続されており、電池３００の状態を監視するための様々な情報を電池３００から取得する。たとえば、電池監視装置５００は電池３００の電圧を検出し、その検出結果を電池電圧Ｖｂとして駆動制御部２４０Ａに出力する。また、電池３００が過充電状態であるか否かを判断し、過充電状態であると判断した場合には、所定の過充電信号を駆動制御部２４０Ａに出力して電池３００が過充電状態であることを通知する。 The battery monitoring apparatus 500 is connected to the battery 300 and acquires various information for monitoring the state of the battery 300 from the battery 300. For example, the battery monitoring device 500 detects the voltage of the battery 300 and outputs the detection result to the drive control unit 240A as the battery voltage Vb. In addition, it is determined whether or not the battery 300 is in an overcharged state. If it is determined that the battery 300 is in an overcharged state, a predetermined overcharge signal is output to the drive control unit 240A so that the battery 300 is in an overcharged state. Notify that there is.

　次に、図６の無線給電システム１Ａのうち、本発明が適用される受電装置２００Ａの詳細について説明する。図７は、本発明の第２の実施形態に係る受電装置２００Ａの構成例を示す図である。受電装置２００Ａは、駆動制御部２４０Ａにおいて比較部２４２の代わりに比較部２４２Ａを備える点以外は、第１の実施形態で説明した受電装置２００と同様である。 Next, details of the power receiving apparatus 200A to which the present invention is applied in the wireless power feeding system 1A of FIG. 6 will be described. FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration example of a power receiving device 200A according to the second embodiment of the present invention. The power receiving device 200A is the same as the power receiving device 200 described in the first embodiment, except that the drive control unit 240A includes a comparison unit 242A instead of the comparison unit 242.

　比較部２４２Ａには、電圧取得部２４１が取得した交流電圧Ｖｇと、電池監視装置５００から出力された電池電圧Ｖｂとが入力される。比較部２４２Ａは、入力された電池電圧Ｖｂに基づいて閾値電圧αを設定し、入力された交流電圧Ｖｇと設定した閾値電圧Ｖαとを比較する。そして、これらの比較結果に応じた位相信号Ｓｐを駆動信号生成部２４３に出力する。 The comparison unit 242A receives the AC voltage Vg acquired by the voltage acquisition unit 241 and the battery voltage Vb output from the battery monitoring device 500. The comparison unit 242A sets a threshold voltage α based on the input battery voltage Vb, and compares the input AC voltage Vg with the set threshold voltage Vα. Then, the phase signal Sp corresponding to these comparison results is output to the drive signal generator 243.

　図８は、本発明の第２の実施形態に係る受電装置２００Ａにおける駆動制御処理の処理フローを示す図である。 FIG. 8 is a diagram showing a processing flow of drive control processing in the power receiving device 200A according to the second embodiment of the present invention.

　ステップＳ１１０Ａにおいて、駆動制御部２４０Ａは、交流電流検出部２３０から交流電圧Ｖｇを取得するとともに、電池監視装置５００から電池電圧Ｖｂを取得する。 In Step S110A, the drive control unit 240A acquires the AC voltage Vg from the AC current detection unit 230 and also acquires the battery voltage Vb from the battery monitoring device 500.

　ステップＳ１１１において、駆動制御部２４０Ａは、ステップＳ１１０Ａで取得した電池電圧Ｖｂに基づいて、閾値電圧Ｖαを設定する。ここでは、たとえば電池電圧Ｖｂが高いほど閾値電圧Ｖαの値を高く設定することで、ＭＯＳトランジスタＱ１、Ｑ２がそれぞれオンされる時間が短くなるようにする。 In step S111, the drive control unit 240A sets the threshold voltage Vα based on the battery voltage Vb acquired in step S110A. Here, for example, the higher the battery voltage Vb, the higher the threshold voltage Vα is set so that the time during which the MOS transistors Q1 and Q2 are turned on becomes shorter.

　ステップＳ１１１で閾値電圧Ｖαを設定したら、続くステップＳ１２０以降では、第１の実施形態で説明した図４の処理フローと同様の処理を行う。このときステップＳ１２０では、ステップＳ１１１で設定した閾値電圧Ｖαを用いて、交流電圧Ｖｇの絶対値との比較を行う。これにより、電池電圧Ｖｂに基づいて、ステップＳ１２０の比較で用いる閾値電圧Ｖαを変化させる。 If the threshold voltage Vα is set in step S111, the same processing as the processing flow of FIG. 4 described in the first embodiment is performed in subsequent steps S120 and subsequent steps. At this time, in step S120, the threshold voltage Vα set in step S111 is used to compare with the absolute value of the AC voltage Vg. Thereby, the threshold voltage Vα used in the comparison in step S120 is changed based on the battery voltage Vb.

　以上説明した本発明の第２の実施形態によれば、第１の実施形態で説明した（１）～（３）の作用効果に加えて、さらに下記（４）の作用効果を奏する。 According to the second embodiment of the present invention described above, the following effect (4) is further achieved in addition to the effects (1) to (3) described in the first embodiment.

（４）電力変換部２５０は、充放電可能な電池３００に接続されている。駆動制御部２４０Ａは、電池３００の電圧すなわち電池電圧Ｖｂに基づいて閾値電圧Ｖαを変化させる（ステップＳ１１１）。このようにしたので、電池３００の充電状態に応じてＭＯＳトランジスタＱ１、Ｑ２のスイッチング動作を最適なタイミングで行うことができる。 (4) The power converter 250 is connected to a chargeable / dischargeable battery 300. The drive control unit 240A changes the threshold voltage Vα based on the voltage of the battery 300, that is, the battery voltage Vb (step S111). Since it did in this way, according to the charge condition of the battery 300, switching operation of MOS transistor Q1, Q2 can be performed at an optimal timing.

－第３の実施形態－
　図９は、本発明の第３の実施形態に係る無線給電システム１Ｂの構成を示す図である。
図９に示す無線給電システム１Ｂは、電気自動車等の車両への無線給電において利用されるものであり、車両付近の地上側に設置された送電装置１００と、車両側にそれぞれ搭載された受電装置２００Ｂ、電池３００、負荷４００および電池監視装置５００とを有する。なお、送電装置１００、電池３００および負荷４００については、第１の実施形態で説明した無線給電システム１のものと同様であり、電池監視装置５００については、第２の実施形態で説明した無線給電システム１Ａのものと同様であるため、以下では受電装置２００Ｂについて説明する。 -Third embodiment-
FIG. 9 is a diagram showing a configuration of a wireless power feeding system 1B according to the third embodiment of the present invention.
A wireless power feeding system 1B shown in FIG. 9 is used for wireless power feeding to a vehicle such as an electric vehicle, and includes a power transmission device 100 installed on the ground side in the vicinity of the vehicle and a power receiving device respectively mounted on the vehicle side. 200B, battery 300, load 400, and battery monitoring device 500. The power transmission device 100, the battery 300, and the load 400 are the same as those of the wireless power supply system 1 described in the first embodiment, and the battery monitoring device 500 is the wireless power supply described in the second embodiment. Since it is the same as that of the system 1A, the power receiving apparatus 200B will be described below.

　受電装置２００Ｂは、駆動制御部２４０の代わりに駆動制御部２４０Ｂを備える点以外は、第１の実施形態で説明した無線給電システム１における受電装置２００と同様である。駆動制御部２４０Ｂは、電池監視装置５００と接続されており、電池監視装置５００から過充電信号が入力された場合には、第１の実施形態で説明したのとは異なる方法で、電力変換部２５０が有する複数のスイッチング素子のスイッチング動作を制御する。 The power receiving device 200B is the same as the power receiving device 200 in the wireless power feeding system 1 described in the first embodiment, except that a drive control unit 240B is provided instead of the drive control unit 240. The drive control unit 240B is connected to the battery monitoring apparatus 500, and when an overcharge signal is input from the battery monitoring apparatus 500, the power conversion unit 240B is different from the method described in the first embodiment. The switching operation of a plurality of switching elements 250 has is controlled.

　次に、図９の無線給電システム１Ｂのうち、本発明が適用される受電装置２００Ｂの詳細について説明する。図１０は、本発明の第３の実施形態に係る受電装置２００Ｂの構成例を示す図である。受電装置２００Ｂは、駆動制御部２４０Ｂにおいて駆動信号生成部２４３の代わりに駆動信号生成部２４３Ｂを備える点以外は、第１の実施形態で説明した受電装置２００と同様である。 Next, details of the power receiving apparatus 200B to which the present invention is applied in the wireless power feeding system 1B of FIG. 9 will be described. FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration example of a power receiving device 200B according to the third embodiment of the present invention. The power receiving device 200B is the same as the power receiving device 200 described in the first embodiment, except that the drive control unit 240B includes a drive signal generation unit 243B instead of the drive signal generation unit 243.

　駆動信号生成部２４３Ｂには、比較部２４２からの位相信号Ｓｐおよび受電制御部２１０からの基本駆動信号Ｓｒに加えて、電池監視装置５００から過充電信号が出力された場合には、その過充電信号が入力される。駆動信号生成部２４３Ｂは、過充電信号の入力の有無に応じて、充電駆動信号Ｓｃまたは放電駆動信号Ｓｄのいずれかを生成し、ゲート駆動回路２４４に出力する。 In addition to the phase signal Sp from the comparison unit 242 and the basic drive signal Sr from the power reception control unit 210, when the overcharge signal is output from the battery monitoring device 500 to the drive signal generation unit 243B, the overcharge is performed. A signal is input. The drive signal generation unit 243B generates either the charge drive signal Sc or the discharge drive signal Sd according to whether or not an overcharge signal is input, and outputs the generated signal to the gate drive circuit 244.

　図１１は、本発明の第３の実施形態に係る受電装置２００Ｂにおける駆動制御処理の処理フローを示す図である。 FIG. 11 is a diagram showing a processing flow of drive control processing in the power receiving device 200B according to the third embodiment of the present invention.

　ステップＳ１０１において、駆動制御部２４０Ｂは、電池監視装置５００から過充電信号が入力されたか否かを判定する。過充電信号が入力された場合はステップＳ１０２に進み、入力されない場合はステップＳ１１０に進む。ステップＳ１１０に進んだ場合、駆動制御部２４０Ｂは、第１の実施形態で説明したステップＳ１１０～Ｓ１８０の処理を実行し、図１１の処理フローを終了する。 In step S101, the drive control unit 240B determines whether or not an overcharge signal is input from the battery monitoring device 500. If an overcharge signal is input, the process proceeds to step S102. If not input, the process proceeds to step S110. When the processing proceeds to step S110, the drive control unit 240B executes the processing of steps S110 to S180 described in the first embodiment, and ends the processing flow of FIG.

　ステップＳ１０２において、駆動制御部２４０Ｂは、駆動信号生成部２４３Ｂから充電駆動信号Ｓｃの出力を停止するとともに、充電駆動信号Ｓｃに代わる放電駆動信号Ｓｄを生成してゲート駆動回路２４４に出力する。ここでは、たとえば一次コイルＬ１に流れる電流の周波数ｆとは異なる周波数ｆ’の矩形波を放電駆動信号Ｓｄとして出力する。ステップＳ１０２を実行したらステップＳ１８０に進む。 In step S102, the drive control unit 240B stops outputting the charge drive signal Sc from the drive signal generation unit 243B, generates a discharge drive signal Sd instead of the charge drive signal Sc, and outputs it to the gate drive circuit 244. Here, for example, a rectangular wave having a frequency f 'different from the frequency f of the current flowing through the primary coil L1 is output as the discharge drive signal Sd. If step S102 is performed, it will progress to step S180.

　ステップＳ１０２からステップＳ１８０に進んだ場合、ステップＳ１８０において、駆動制御部２４０は、ゲート駆動回路２４４を用いて、放電駆動信号Ｓｄに応じたゲート駆動信号を生成し、電力変換部２５０におけるＭＯＳトランジスタＱ１、Ｑ２のゲート端子へそれぞれ出力する。これにより、電池３００の直流電力が交流電力に変換されて二次コイルＬ２を含む共振回路に出力され、二次コイルＬ２から一次コイルＬ１に向けて交流磁界が放出されることで電池３００が放電されるようにする。 When the process proceeds from step S102 to step S180, in step S180, the drive control unit 240 uses the gate drive circuit 244 to generate a gate drive signal corresponding to the discharge drive signal Sd, and the MOS transistor Q1 in the power conversion unit 250 , Output to the gate terminals of Q2. As a result, the DC power of the battery 300 is converted into AC power and output to the resonance circuit including the secondary coil L2, and the AC field is emitted from the secondary coil L2 toward the primary coil L1, thereby discharging the battery 300. To be.

　以上説明した本発明の第３の実施形態によれば、第１の実施形態で説明した（１）～（３）の作用効果に加えて、さらに下記（５）の作用効果を奏する。 According to the third embodiment of the present invention described above, in addition to the effects (1) to (3) described in the first embodiment, the following effects (5) are further exhibited.

（５）電力変換部２５０は、充放電可能な電池３００に接続されている。駆動制御部２４０Ｂは、電池３００が過充電状態のときには（ステップＳ１０１：Ｙｅｓ）、充電駆動信号Ｓｃとは異なる放電駆動信号Ｓｄを生成し（ステップＳ１０２）、放電駆動信号Ｓｄを用いてＭＯＳトランジスタＱ１、Ｑ２のスイッチング動作を制御する（ステップＳ１８０）。このようにしたので、電池３００が過充電状態のときには、電池３００を放電させて過充電状態を解消することができる。 (5) The power converter 250 is connected to a chargeable / dischargeable battery 300. When the battery 300 is in an overcharged state (step S101: Yes), the drive control unit 240B generates a discharge drive signal Sd different from the charge drive signal Sc (step S102), and the MOS transistor Q1 using the discharge drive signal Sd. , Q2 is controlled (step S180). Since it did in this way, when the battery 300 is an overcharge state, the battery 300 can be discharged and an overcharge state can be eliminated.

　なお、以上説明した各実施形態において、駆動制御部２４０、２４０Ａ、２４０Ｂがそれぞれ有する各構成要素は、マイクロコンピュータ等で実行されるソフトウェアにより実現してもよいし、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）等のハードウェアにより実現してもよい。また、これらを混在して使用してもよい。 In each embodiment described above, each component included in each of the

drive control units

240, 240A, and 240B may be realized by software executed by a microcomputer or the like, or an FPGA (Field-Programmable Gate Array). It may be realized by hardware such as. These may be used in combination.

　上記各実施形態では、電気自動車等の車両への無線給電において利用される無線給電システム１、１Ａ、１Ｂをそれぞれ説明したが、車両への無線給電用に限らず、他の用途の無線給電システムに本発明を適用してもよい。 In the above embodiments, the wireless

power feeding systems

1, 1 A, and 1 B used for wireless power feeding to a vehicle such as an electric vehicle have been described. However, the wireless power feeding system is not limited to the wireless power feeding to the vehicle, and is used for other purposes. The present invention may be applied to.

　以上説明した各実施形態や各種変形例はあくまで一例であり、発明の特徴が損なわれない限り、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。また、上記では種々の実施形態や変形例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。 Each embodiment and various modifications described above are merely examples, and the present invention is not limited to these contents as long as the features of the invention are not impaired. Moreover, although various embodiment and the modification were demonstrated above, this invention is not limited to these content. Other embodiments conceivable within the scope of the technical idea of the present invention are also included in the scope of the present invention.

　１，１Ａ，１Ｂ　無線給電システム
　１００　送電装置
　１１０　送電制御部
　１２０　通信部
　１３０　交流電源
　１４０　電力変換部
　２００，２００Ａ，２００Ｂ　受電装置
　２１０　受電制御部
　２２０　通信部
　２３０　交流電流検出部
　２４０，２４０Ａ，２４０Ｂ　駆動制御部
　２４１　電圧取得部
　２４２，２４２Ａ　比較部
　２４３，２４３Ｂ　駆動信号生成部
　２４４　ゲート駆動回路
　２５０　電力変換部
　３００　電池
　４００　負荷
　５００　電池監視装置
　Ｌ１　一次コイル
　Ｌ２　二次コイル
　Ｌｘ　共振コイル
　Ｃｘ　共振コンデンサ
　Ｔｒ　トランス
　Ｑ１，Ｑ２　ＭＯＳトランジスタ 1, 1A, 1B Wireless power feeding system 100 Power transmission device 110 Power transmission control unit 120 Communication unit 130 AC power supply 140

Power conversion unit

200, 200A, 200B Power reception device 210 Power reception control unit 220 Communication unit 230 AC

current detection unit

240, 240A, 240B Drive Control unit 241

Voltage acquisition unit

242,

242A Comparison unit

243, 243B Drive signal generation unit 244 Gate drive circuit 250 Power conversion unit 300 Battery 400 Load 500 Battery monitoring device L1 Primary coil L2 Secondary coil Lx Resonance coil Cx Resonance capacitor Tr Transformer Q1 , Q2 MOS transistor

Claims

　地上側に設置された一次コイルから放出される交流磁界を受けて無線給電される受電装置であって、
　二次コイルと、
　前記二次コイルに接続されて所定の共振周波数を有する共振回路を前記二次コイルとともに構成する共振要素と、
　前記二次コイルが前記交流磁界を受けることで前記共振回路に流れる交流電流を検出する交流電流検出部と、
　複数のスイッチング素子を有し、前記複数のスイッチング素子をそれぞれスイッチング動作させることで前記交流電流を制御する電力変換部と、
　前記複数のスイッチング素子のスイッチング動作を制御する駆動制御部と、を備え、
　前記駆動制御部は、前記交流電流検出部が検出した前記交流電流に基づいて前記スイッチング動作のタイミングを変化させる受電装置。 A power receiving device that receives an alternating magnetic field emitted from a primary coil installed on the ground side and is wirelessly powered,
A secondary coil;
A resonant element connected to the secondary coil to form a resonant circuit having a predetermined resonant frequency together with the secondary coil;
An alternating current detection unit that detects an alternating current flowing in the resonance circuit when the secondary coil receives the alternating magnetic field;
A power converter that has a plurality of switching elements and controls the alternating current by switching the plurality of switching elements, respectively;
A drive control unit that controls a switching operation of the plurality of switching elements,
The drive control unit is a power receiving device that changes the timing of the switching operation based on the alternating current detected by the alternating current detection unit.
　請求項１に記載の受電装置において、
　前記交流電流検出部は、前記交流電流に応じて周波数と振幅がそれぞれ変化する交流電圧を発生させ、
　前記駆動制御部は、前記交流電圧に基づいて前記スイッチング動作のタイミングを変化させる受電装置。 The power receiving device according to claim 1,
The alternating current detection unit generates an alternating voltage whose frequency and amplitude change according to the alternating current,
The drive control unit is a power receiving device that changes a timing of the switching operation based on the AC voltage.
　請求項２に記載の受電装置において、
　前記駆動制御部は、前記交流電圧を所定の閾値電圧と比較し、その比較結果に基づいて前記スイッチング動作のタイミングを変化させる受電装置。 The power receiving device according to claim 2,
The drive control unit compares the AC voltage with a predetermined threshold voltage, and changes the timing of the switching operation based on the comparison result.
　請求項３に記載の受電装置において、
　前記一次コイルに流れる電流の周波数に応じた基本駆動信号を生成する受電制御部をさらに備え、
　前記駆動制御部は、前記比較結果に基づいて前記基本駆動信号の位相を変化させた駆動信号を生成し、前記駆動信号を用いて前記複数のスイッチング素子のスイッチング動作を制御する受電装置。 The power receiving device according to claim 3,
A power reception control unit that generates a basic drive signal according to the frequency of the current flowing through the primary coil;
The drive control unit generates a drive signal in which a phase of the basic drive signal is changed based on the comparison result, and controls a switching operation of the plurality of switching elements using the drive signal.
　請求項３または４に記載の受電装置において、
　前記電力変換部は、充放電可能な電池に接続されており、
　前記駆動制御部は、前記電池の電圧に基づいて前記閾値電圧を変化させる受電装置。 The power receiving device according to claim 3 or 4,
The power conversion unit is connected to a chargeable / dischargeable battery,
The drive control unit is a power receiving device that changes the threshold voltage based on a voltage of the battery.
　請求項４に記載の受電装置において、
　前記電力変換部は、充放電可能な電池に接続されており、
　前記駆動制御部は、前記電池が過充電状態のときには、前記駆動信号とは異なる第２の駆動信号を生成し、前記第２の駆動信号を用いて前記複数のスイッチング素子のスイッチング動作を制御する受電装置。 The power receiving device according to claim 4,
The power conversion unit is connected to a chargeable / dischargeable battery,
The drive control unit generates a second drive signal different from the drive signal when the battery is in an overcharged state, and controls a switching operation of the plurality of switching elements using the second drive signal. Power receiving device.