JP5665710B2 - 無線電力伝送システム、送電装置及び受電装置 - Google Patents
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Description
図1に示されるように、第1の実施形態に係る無線電力伝送システムは、(送電側)共振器100と、調整用回路300と、(受電側)共振器200と、相互インダクタンス調整部400を含む。共振器100は送電装置に内蔵される。共振器200は、受電装置に内蔵される。調整用回路300は送電装置及び受電装置のいずれかに内蔵される。
まず、図1の無線電力伝送システムから調整用回路300及び相互インダクタンス調整部400を除去した場合の電力の伝送効率が考察される。例えば、図2に示されるように、共振器100及び共振器200を含む無線電力伝送システムが想定可能である。具体的には、この無線電力伝送システムにおいて、インダクタ101及びインダクタ201の磁界結合により交流電力が伝送される。ここでは、簡単化のために、インダクタ101及びインダクタ201のインダクタンスはLに等しく、キャパシタ102及びキャパシタ202のキャパシタンスはCに等しいと仮定される。即ち、共振器100及び共振器200の共振周波数ω0は、下記の数式(1)によって与えられる。
相互インダクタンス調整部400は、例えば、インダクタ101,301間の位置関係の調整を通じて第1の相互インダクタンス(=M1)を調整可能であってもよいし、インダクタ201,302間の位置関係の調整を通じて第2の相互インダクタンス(=M2)を調整可能であってもよい。より具体的には、相互インダクタンス調整部400は、インダクタ101,301の一方または両方の位置、傾きなどの調整を通じて第1の相互インダクタンス(=M1)を調整可能であってよい。同様に、相互インダクタンス調整部400は、インダクタ201,302の一方または両方の位置、傾きなどの調整を通じて第2の相互インダクタンス(=M2)を調整可能であってよい。
図7に示されるように、第2の実施形態に係る無線電力伝送システムは、送電装置500と、受電装置600とを含む。送電装置500は、共振器100と、電源510とを含む。受電装置600は、共振器200と、調整用回路300と、相互インダクタンス調整部410と、整流器610と、負荷620と、電力監視部630と、制御部640とを含む。即ち、本実施形態において、調整用回路300は、受電装置600に内蔵される。
図8に示されるように、第3の実施形態に係る無線電力伝送システムは、受電装置700及び送電装置800を含む。受電装置700は、共振器200と、整流器610と、負荷620と、電力監視部630と、通信部710とを含む。送電装置800は、共振器100と、調整用回路300と、相互インダクタンス調整部420と、電源510と、通信部810と、制御部820とを含む。
101,201,301,302・・・インダクタ
102,202,303・・・キャパシタ
300・・・調整用回路
400,410,420・・・相互インダクタンス調整部
500,800・・・送電装置
510・・・電源
600,700・・・受電装置
610・・・整流器
620・・・負荷
630・・・電力監視部
640・・・制御部
710,810・・・通信部
820・・・制御部
Claims (9)
- 第1のインダクタを含み、第1の共振周波数を持つ第1の共振器と、
第2のインダクタを含み、前記第1の共振周波数を持つ第2の共振器と、
第1の相互インダクタンスを伴う結合を通じて前記第1のインダクタから交流電力を受ける第3のインダクタと、第2の相互インダクタンスを伴う結合を通じて前記第2のインダクタへと前記交流電力を送る第4のインダクタと、前記第3のインダクタ及び前記第4のインダクタに直列接続されるキャパシタとを含む調整用回路と、
前記第1の相互インダクタンス及び前記第2の相互インダクタンスの少なくとも一方を調整可能な調整部と
を具備し、
前記調整部は、前記第1の相互インダクタンスおよび前記第2の相互インダクタンスが近づくように当該第1の相互インダクタンス及び当該第2の相互インダクタンスの少なくとも一方を調整する、
無線電力伝送システム。 - 前記調整部は、前記第1のインダクタと前記第3のインダクタとの間の第1の位置関係及び前記第2のインダクタと前記第4のインダクタとの間の第2の位置関係の少なくとも一方を調整可能である、請求項1の無線電力伝送システム。
- 前記第1のインダクタと前記第3のインダクタとの間隙及び前記第2のインダクタと前記第4のインダクタとの間隙の少なくとも一方に設けられる挿入部材を更に具備し、
前記調整部は、前記挿入部材の位置及び傾きの少なくとも一方を調整可能である、
請求項1の無線電力伝送システム。 - 前記第1の共振器に前記交流電力を供給する電源と、
前記第2の共振器から前記交流電力を受けて整流し、直流電力を得る整流器と、
前記直流電力を受ける負荷と
を更に具備し、
前記第1の共振器が送電装置に内蔵され、
前記調整用回路及び前記第2の共振器が受電装置に内蔵され、
前記調整部は、前記第2の相互インダクタンスを調整可能である、
請求項1の無線電力伝送システム。 - 前記直流電力の量を監視する監視部と、
前記直流電力の量に応じて前記調整部を制御することによって前記第2の相互インダクタンスを調整する制御部と
を更に具備する、請求項4の無線電力伝送システム。 - 前記第1の共振器に前記交流電力を供給する電源と、
前記第2の共振器から前記交流電力を受けて整流し、直流電力を得る整流器と、
前記直流電力を受ける負荷と
を更に具備し、
前記第1の共振器及び前記調整用回路が送電装置に内蔵され、
前記第2の共振器が受電装置に内蔵され、
前記調整部は、前記第1の相互インダクタンスを調整可能である、
請求項1の無線電力伝送システム。 - 前記直流電力の量を監視する監視部と、
前記直流電力の量を示す情報を送信する第1の通信部と、
前記直流電力の量を示す情報を受信する第2の通信部と、
前記直流電力の量に応じて前記調整部を制御することによって前記第1の相互インダクタンスを調整する制御部と
を更に具備する、請求項6の無線電力伝送システム。 - 第1のインダクタを含み、第1の共振周波数を持つ第1の共振器と、
第1の相互インダクタンスを伴う結合を通じて前記第1の共振周波数を持つ第2の共振器に含まれる第2のインダクタから交流電力を受ける第3のインダクタと、第2の相互インダクタンスを伴う結合を通じて前記第1のインダクタへと前記交流電力を送る第4のインダクタと、前記第3のインダクタ及び前記第4のインダクタに直列接続されるキャパシタとを含む調整用回路と、
前記第2の相互インダクタンスを調整可能な調整部と
を具備し、
前記調整部は、前記第1の相互インダクタンスおよび前記第2の相互インダクタンスが近づくように当該第2の相互インダクタンスを調整する、
受電装置。 - 第1のインダクタを含み、第1の共振周波数を持つ第1の共振器と、
第1の相互インダクタンスを伴う結合を通じて前記第1のインダクタから交流電力を受ける第3のインダクタと、第2の相互インダクタンスを伴う結合を通じて前記第1の共振周波数を持つ第2の共振器に含まれる第2のインダクタへと前記交流電力を送る第4のインダクタと、前記第3のインダクタ及び前記第4のインダクタに直列接続されるキャパシタとを含む調整用回路と、
前記第1の相互インダクタンスを調整可能な調整部と
を具備し、
前記調整部は、前記第1の相互インダクタンスおよび前記第2の相互インダクタンスが近づくように当該第1の相互インダクタンスを調整する、
送電装置。
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