JP5906946B2 - 非接触給電装置 - Google Patents
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Description
発明の実施形態に係る非接触給電装置の一例として、電気自動車等の車両用電池及び電力負荷と共に用いられる非接触給電装置を説明する。
図14は、発明の他の実施形態に係る非接触給電装置のインバータ制御部のブロック図である。本例では上述した第1実施形態に対して、インバータ制御部50の一部の構成及びセンサ17を設ける点が異なる。これ以外の構成は上述した第1実施形態と同じであるため、その記載を適宜、援用する。なお、図14は、図5と同様に、非接触給電装置の一部を簡略及び省略して図示している。
図16は、発明の他の実施形態に係る非接触給電装置のインバータ制御部のブロック図である。本例では上述した第1実施形態に対して、インバータ制御部50の一部の構成及び電流センサ18を設ける点が異なる。これ以外の構成は上述した第1実施形態と同じであり、第1、第2実施形態の記載を適宜、援用する。なお、図16は、図5と同様に、非接触給電装置の一部を簡略及び省略して図示している。
図17は、発明の他の実施形態に係る非接触給電装置のインバータ制御部のブロック図である。本例では上述した第1実施形態に対して、インバータ制御部50の一部の構成及び電圧センサ19を設ける点が異なる。これ以外の構成は上述した第1実施形態と同じであり、第1〜第3実施形態の記載を適宜、援用する。なお、図17は、図5と同様に、非接触給電装置の一部を簡略及び省略して図示している。
図19は、発明の他の実施形態に係る非接触給電装置のインバータ制御部のブロック図である。本例では上述した第1実施形態に対して、インバータ制御部50の一部の構成が異なる。これ以外の構成は上述した第1実施形態と同じであり、第1〜第4実施形態の記載を適宜、援用する。なお、図19は、図5と同様に、非接触給電装置の一部を簡略及び省略して図示している。
図21は、発明の他の実施形態に係る非接触給電装置のコンバータ制御部のブロック図である。本例では上述した第1実施形態に対して、コンバータ制御部40の構成、センサ17及び電圧センサ19を設ける点が異なる。これ以外の構成は上述した第1実施形態と同じであり、第1〜第5実施形態の記載を適宜、援用する。なお、図21では、図示を簡素化するために、三相交流電源11等の構成を省略している。またインバータ制御部50の構成も省略している。
図24は、発明の他の実施形態に係る非接触給電装置のコンバータ制御部のブロック図である。本例では上述した第6実施形態に対して、コンバータ制御部40の電圧基本波演算部42の制御及び電圧センサ19で検出される電圧が異なる。これ以外の構成は上述した第6実施形態と同じであり、第1〜第6実施形態の記載を適宜、援用する。なお、図24では、図21と同様に、非接触給電装置の一部を簡略及び省略して図示している。
図26は、発明の他の実施形態に係る非接触給電装置のコンバータ制御部のブロック図である。本例では上述した第6実施形態に対して、コンバータ制御部40にのおいてインバータ15の出力電圧の制御にフィードバック制御を用いずにオープンで制御する点が異なる。これ以外の構成は上述した第6実施形態と同じであり、第1〜第7実施形態の記載を適宜、援用する。なお、図26では、図21と同様に、非接触給電装置の一部を簡略及び省略して図示している。
11…三相交流電源
12…整流器
12a〜12f…ダイオード
13…DC/DCコンバータ
13a…トランジスタ
13b、13c…ダイオード
13d…コイル
14…平滑コンデンサ
15…インバータ
15a〜15d…スイッチング素子
16、18…電流センサ
17…センサ
19…電圧センサ
20…非接触給電部
21…送電回路部
201…一次巻線
202…コンデンサ
22…受電回路部
203…二次巻線
204…コンデンサ
30…負荷部
31…整流器
31a〜31d…ダイオード
32…負荷
100…コントローラ
40…コンバータ制御部
41…INV電圧目標値演算部
42…電圧基本波演算部
43…CONV電圧目標値演算部
50…インバータ制御部
51…電流基本波演算部
52…有効電流割合演算部
53…パルス幅演算部
54…パルス幅設定部
55…スイッチング信号生成部
56…電圧高調波演算部
57…電流高調波演算部
58…インピーダンス演算部
59…インピーダンス検出部
Claims (12)
- 少なくとも磁気的結合によって送電コイルと受電コイルとの間で、非接触で電力を供給する非接触給電装置において、
複数のスイッチング素子を有し、電源からの電力を変換し前記送電コイルに供給するインバータと、
前記インバータの出力電流を検出するインバータ出力電流検出手段と、
前記出力電流に応じて、前記インバータの出力電圧の目標値のパルス幅を設定し、前記インバータを制御するインバータ制御手段とを備え、
前記インバータ制御手段は、
前記インバータ出力電流検出手段で検出された前記出力電流に対する、前記出力電流に含まれる基本波成分の電流の割合を有効電流割合として演算し、前記有効電流割合が最大となるよう前記パルス幅を設定する
ことを特徴とする非接触給電装置。 - 少なくとも磁気的結合によって送電コイルと受電コイルとの間で、非接触で電力を供給する非接触給電装置において、
複数のスイッチング素子を有し、電源からの電力を変換し前記送電コイルに供給するインバータと、
前記インバータの出力電流を検出するインバータ出力電流検出手段と、
前記出力電流に応じて、前記インバータの出力電圧の目標値のパルス幅を設定し、前記インバータを制御するインバータ制御手段とを備え、
前記インバータ制御手段は、
前記インバータ出力電流検出手段で検出された前記出力電流に対する、前記出力電流に含まれる基本波成分の電流の割合を有効電流割合として演算し、前記有効電流割合をより高くするように前記パルス幅を設定する
ことを特徴とする非接触給電装置。 - 前記インバータ制御手段は、
複数の前記パルス幅を変化させつつ前記有効電流割合を演算し、演算された前記有効電流割合のうち最大の有効電流割合に対応するパルス幅を前記インバータの出力電圧の目標値のパルス幅に設定する
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。 - 前記受電コイルに接続された負荷へ供給される負荷電力を検出する負荷電力検出手段をさらに備え、
前記インバータ制御手段は、
前記負荷電力及び前記出力電流から前記有効電流割合を演算する
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の非接触給電装置。 - 前記送電コイルに流れる送電コイル電流を検出する送電コイル電流検出手段をさらに備え、
前記インバータ制御手段は、
前記送電コイル電流及び前記出力電流から前記有効電流割合を演算する
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の非接触給電装置。 - 前記インバータの出力電圧を検出するインバータ出力電圧検出手段をさらに備え、
前記インバータ制御手段は、
前記出力電流に含まれる高調波成分の電流及び前記出力電圧に含まれる高調波の電圧から、各次数のインピーダンスを演算し、
演算したインピーダンスに応じて、前記パルス幅を設定する
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の非接触給電装置。 - 前記インバータ制御手段は、
前記非接触給電装置のインピーダンスを時系列で検出し、
時系列の前後の前記インピーダンスの変化に応じて、前記パルス幅を更新する
ことを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の非接触給電装置。 - 前記電源と前記インバータとの間に接続され、前記電源からの電力を変換し前記インバータに供給するコンバータと、
前記インバータの出力電圧を検出するインバータ出力電圧検出手段と、
前記受電コイルに接続された負荷へ供給される負荷電力を検出する負荷電力検出手段と、
前記コンバータを制御するコンバータ制御手段とをさらに備え、
前記コンバータ制御手段は、
前記負荷への電力指令値及び前記負荷電力検出手段により検出された電力検出値から、前記電力指令値の電力を前記負荷に供給させる、前記インバータの出力電圧に含まれる基本波成分の電圧目標値を演算するインバータ電圧目標値演算手段と、
前記出力電圧の基本波成分の電圧検出値及び前記電圧目標値から、前記コンバータの出力電圧の目標値を演算するコンバータ電圧目標値演算手段とを有する
ことを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載の非接触給電装置。 - 前記電源と前記インバータとの間に接続され、前記電源からの電力を変換し前記インバータに供給するコンバータと、
前記コンバータの出力電圧を検出するコンバータ出力電圧検出手段と、
前記受電コイルに接続された負荷へ供給される負荷電力を検出する負荷電力検出手段と、
前記コンバータを制御するコンバータ制御手段とをさらに備え、
前記コンバータ制御手段は、
前記負荷への電力指令値及び前記負荷電力検出手段により検出された電力検出値から、前記電力指令値の電力を前記負荷に供給させる、前記インバータの出力電圧に含まれる基本波成分の電圧目標値を演算するインバータ電圧目標値演算手段と、
前記コンバータ出力電圧検出手段により検出された電圧検出値及び前記パルス幅から、前記インバータの出力電圧に含まれる基本波成分の電圧を演算するインバータ出力電圧演算手段と、
前記インバータ出力電圧演算手段により演算された電圧演算値及び前記電圧目標値から、前記コンバータの出力電圧の目標値を演算するコンバータ電圧目標値演算手段とを有する
ことを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載の非接触給電装置。 - 前記電源と前記インバータとの間に接続され、前記電源からの電力を変換し前記インバータに供給するコンバータと、
前記受電コイルに接続された負荷へ供給される負荷電力を検出する負荷電力検出手段と、
前記コンバータを制御するコンバータ制御手段とをさらに備え、
前記コンバータ制御手段は、
前記負荷への電力指令値及び前記負荷電力検出手段により検出された電力検出値から、前記電力指令値の電力を前記負荷に供給させる、前記インバータの出力電圧の基本波成分の電圧目標値を演算するインバータ電圧目標値演算手段と、
前記電圧目標値及び前記パルス幅から、前記コンバータの出力電圧の目標値を演算するコンバータ電圧目標値演算手段とを有する
ことを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載の非接触給電装置。 - 少なくとも磁気的結合によって送電コイルと受電コイルとの間で、非接触で電力を供給する非接触給電方法において、
複数のスイッチング素子を有したインバータにより、電源からの電力を変換し前記送電コイルに供給する工程と、
前記インバータの出力電流を検出する検出工程と、
前記出力電流に応じて、前記インバータの出力電圧の目標値のパルス幅を設定し、前記インバータを制御する制御工程とを備え、
前記制御工程は、
前記検出工程で検出された前記出力電流に対する、前記出力電流に含まれる基本波成分の電流の前記出力電流の割合を有効電流割合として演算し、前記有効電流割合が最大となるように前記パルス幅を設定する工程を含む
ことを特徴とする非接触給電方法。 - 少なくとも磁気的結合によって送電コイルと受電コイルとの間で、非接触で電力を供給する非接触給電方法において、
複数のスイッチング素子を有したインバータにより、電源からの電力を変換し前記送電コイルに供給する工程と、
前記インバータの出力電流を検出する検出工程と、
前記出力電流に応じて、前記インバータの出力電圧の目標値のパルス幅を設定し、前記インバータを制御する制御工程とを備え、
前記制御工程は、
前記検出工程で検出された前記出力電流に対する、前記出力電流に含まれる基本波成分の電流の前記出力電流の割合を有効電流割合として演算し、前記有効電流割合をより高くするように前記パルス幅を設定する工程を含む
ことを特徴とする非接触給電方法。
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