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図面 (20)

課題

時間当たりの電力伝送効率を向上させる。

解決手段

受電装置200は、送電アンテナ110から交流電力受電する受電アンテナ210と、前記交流電力を直流電力に変換する整流回路230と、前記直流電力を検出する検出回路260と、前記直流電力により駆動される負荷320と、前記直流電力を蓄電する蓄電器310と、前記整流回路と前記負荷との接続/非接続及び前記負荷と前記蓄電器との接続/非接続を切替切替回路240と、前記受電装置を制御する制御回路250と、を備える。前記制御回路は、前記整流回路から前記直流電力を前記負荷に供給する状態において、前記直流電力の値が電力閾値以下になったとき、前記整流回路と前記負荷とを非接続とし、前記負荷と前記蓄電器とを接続する状態にし、前記蓄電器に充電された前記直流電力により前記負荷を駆動する。

概要

背景

近年、携帯電話機または電気自動車などの移動性を伴う機器に、無線(非接触)で電力伝送する無線(非接触)電力伝送技術の開発が進められている。例えば特許文献1は、非接触で伝送される電力の整流後の電圧を一定に制御することができる非接触電力伝送システムを開示している。

概要

時間当たりの電力伝送効率を向上させる。受電装置200は、送電アンテナ110から交流電力受電する受電アンテナ210と、前記交流電力を直流電力に変換する整流回路230と、前記直流電力を検出する検出回路260と、前記直流電力により駆動される負荷320と、前記直流電力を蓄電する蓄電器310と、前記整流回路と前記負荷との接続/非接続及び前記負荷と前記蓄電器との接続/非接続を切替切替回路240と、前記受電装置を制御する制御回路250と、を備える。前記制御回路は、前記整流回路から前記直流電力を前記負荷に供給する状態において、前記直流電力の値が電力閾値以下になったとき、前記整流回路と前記負荷とを非接続とし、前記負荷と前記蓄電器とを接続する状態にし、前記蓄電器に充電された前記直流電力により前記負荷を駆動する。

目的

なお、発明者らは、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
1件

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請求項1

交流電力無線送電する送電アンテナを含む送電装置から前記交流電力を受電する受電装置であって、前記交流電力を受電する受電アンテナと、前記交流電力を直流電力に変換する整流回路と、前記直流電力の値を検出する検出回路と、前記直流電力により駆動される負荷と、前記直流電力を蓄電する蓄電器と、i)前記整流回路と前記負荷との接続/非接続、及び、ii)前記負荷と前記蓄電器との接続/非接続を切替切替回路と、前記受電装置を制御する制御回路と、を備え、前記制御回路は、まず、前記整流回路と前記負荷とを接続し、及び、前記整流回路と前記蓄電器とを非接続とし、前記整流回路から前記直流電力を前記負荷に供給する状態において、前記検出回路を用いて検出された前記直流電力の値が電力閾値以下になったか否かを判断し、前記直流電力の値が前記電力閾値以下になったとき、前記負荷の駆動に所定以上の前記交流電力が必要とされない状態になったと判断し、前記整流回路と前記負荷とを非接続とし、前記負荷と前記蓄電器とを接続する状態に前記切替回路を制御し、前記蓄電器に充電された前記直流電力により前記負荷を駆動する、受電装置。

請求項2

交流電力を無線で送電する送電アンテナを含む送電装置から前記交流電力を受電する受電装置であって、前記交流電力を受電する受電アンテナと、前記交流電力を直流電力に変換する整流回路と、前記直流電力の値を検出する第1検出回路と、前記直流電力により駆動される負荷と、前記直流電力を蓄電する蓄電器と、前記蓄電器の蓄電量を検出する第2検出回路と、i)前記整流回路と前記負荷との接続/非接続、ii)前記整流回路と前記蓄電器との接続/非接続、及び、iii)前記負荷と前記蓄電器との接続/非接続を切替る切替回路と、前記受電装置を制御する制御回路と、を備え、前記制御回路は、まず、前記整流回路と前記負荷とを接続し、前記整流回路と前記蓄電器とを非接続、及び、前記負荷と前記蓄電器とを非接続とし、前記整流回路から前記直流電力を前記負荷に供給する状態において、前記第1検出回路を用いて検出された前記直流電力の値が電力閾値以下になったか否かを判断し、前記直流電力の値が前記電力閾値以下になったとき、前記負荷の駆動に所定以上の前記交流電力が必要とされない状態になったと判断し、前記整流回路と前記負荷とを接続し、前記整流回路と前記蓄電器とを接続し、及び、前記負荷と前記蓄電器とを接続する状態に前記切替回路を制御し、前記蓄電器に第1蓄電閾値以上の蓄電量がある場合、前記整流回路と前記負荷とを非接続とし、前記整流回路と前記蓄電器とを非接続とし、及び、前記負荷と前記蓄電器とを接続する状態に前記切替回路を制御し、前記蓄電器に充電された前記直流電力により前記負荷を駆動する、受電装置。

請求項3

前記制御回路は、前記蓄電器に前記第1蓄電閾値以上の蓄電量がない場合、前記整流回路と前記負荷とを非接続とし、前記整流回路と前記蓄電器とを接続し、及び、前記負荷と前記蓄電器とを非接続とする状態に前記切替回路を制御し、前記整流回路からの前記直流電力を前記蓄電器に充電させる、請求項2記載の受電装置。

請求項4

前記制御回路は、前記蓄電器に前記第1蓄電閾値以上の蓄電量がない場合、前記整流回路と前記負荷とを接続し、前記整流回路と前記蓄電器とを接続する状態に前記切替回路を制御し、前記整流回路からの前記直流電力を前記蓄電器に充電させる、請求項2記載の受電装置。

請求項5

前記制御回路は、前記蓄電器から前記負荷への前記直流電力の供給が開始された後に、前記蓄電器の蓄電量が第2蓄電閾値以下になった場合、前記整流回路と前記負荷とを接続し、前記整流回路と前記蓄電器とを接続し、前記整流回路から前記直流電力を前記負荷に供給し、前記整流回路からの前記直流電力を前記蓄電器に充電させる、請求項2記載の受電装置。

請求項6

前記第2蓄電閾値は、前記第1蓄電閾値以下の値である、請求項5記載の受電装置。

請求項7

交流電力を無線で送電する送電アンテナを含む送電装置から前記交流電力を受電する受電装置であって、前記交流電力を受電する受電アンテナと、前記交流電力を直流電力に変換する整流回路と、前記直流電力の値を検出する検出回路と、前記直流電力により駆動される負荷と、前記直流電力を蓄電する蓄電器と、前記負荷と前記蓄電器との接続/非接続を切替る切替回路と、前記受電装置を制御する制御回路と、を備え、前記制御回路は、まず、前記負荷と前記蓄電器とを非接続とし、前記整流回路から前記直流電力を前記負荷に供給する状態において、前記検出回路を用いて検出された前記直流電力の値が閾値以下になったか否かを判断し、前記直流電力の値が前記閾値以下になったとき、前記負荷の駆動に所定以上の前記交流電力が必要とされない状態になったと判断し、前記負荷と前記蓄電器とを接続する状態に前記切替回路を制御し、前記送電装置から前記受電装置への前記交流電力の送電を停止させる送電停止信号を前記送電装置に送信し、前記蓄電器に充電された前記直流電力により前記負荷を駆動する、受電装置。

請求項8

交流電力を無線で送電する送電アンテナを含む送電装置から前記交流電力を受電する受電装置であって、前記交流電力を受電する受電アンテナと、前記交流電力を直流電力に変換する整流回路と、前記直流電力の値を検出する第1検出回路と、前記直流電力により駆動される負荷と、前記直流電力を蓄電する蓄電器と、前記蓄電器の蓄電量を検出する第2検出回路と、前記負荷と前記蓄電器との接続/非接続を切替る切替回路と、前記受電装置を制御する制御回路と、を備え、前記制御回路は、まず、前記負荷と前記蓄電器とを非接続とし、前記整流回路から前記直流電力を前記負荷に供給する状態において、前記第1検出回路を用いて検出された前記直流電力の値が閾値以下になったか否かを判断し、前記直流電力の値が前記閾値以下になったとき、前記負荷の駆動に所定以上の前記交流電力が必要とされない状態になったと判断し、前記負荷と前記蓄電器とを接続する状態に前記切替回路を制御し、前記送電装置から前記受電装置への前記交流電力の送電を停止させる送電停止信号を前記送電装置に送信し、前記蓄電器に所定以上の蓄電量がある場合、前記蓄電器に充電された前記直流電力により前記負荷を駆動する、受電装置。

請求項9

交流電力を無線で送電する送電アンテナを含む送電装置から前記交流電力を受電する受電装置であって、前記交流電力を受電する受電アンテナと、前記交流電力を直流電力に変換する整流回路と、前記直流電力の値を検出する第1検出回路と、前記直流電力により駆動される負荷と、前記直流電力を蓄電する蓄電器と、前記蓄電器の蓄電量を検出する第2検出回路と、前記負荷と前記蓄電器との接続/非接続を切替る切替回路と、前記受電装置を制御する制御回路と、を備え、前記制御回路は、まず、前記負荷と前記蓄電器とを非接続とし、前記整流回路から前記直流電力を前記負荷に供給する状態において、前記第1検出回路を用いて検出された前記直流電力の値が閾値以下になったか否かを判断し、前記直流電力の値が前記閾値以下になったとき、前記負荷の駆動に所定以上の前記交流電力が必要とされない状態になったと判断し、さらに、前記蓄電器に所定以上の蓄電量がある場合、前記負荷と前記蓄電器とを接続する状態に前記切替回路を制御し、前記送電装置から前記受電装置への前記交流電力の送電を停止させる送電停止信号を前記送電装置に送信し、前記蓄電器に充電された前記直流電力により前記負荷を駆動する、受電装置。

請求項10

前記負荷は、モータを含む、請求項1から9のいずれか1項に記載の受電装置。

請求項11

前記負荷の駆動に所定以上の前記交流電力が必要とされない状態は、前記モータの回転数の変化が一定期間所定範囲内である状態を含む、請求項10記載の受電装置。

請求項12

前記負荷の駆動に所定以上の前記交流電力が必要とされない状態は、前記モータの回転停止を維持させる状態を含む、請求項10記載の受電装置。

技術分野

0001

本開示は、無線電力伝送する無線電力伝送システムにおいて用いられる受電装置に関する。

背景技術

0002

近年、携帯電話機または電気自動車などの移動性を伴う機器に、無線(非接触)で電力を伝送する無線(非接触)電力伝送技術の開発が進められている。例えば特許文献1は、非接触で伝送される電力の整流後の電圧を一定に制御することができる非接触電力伝送システムを開示している。

先行技術

0003

特開2007−336717号公報

発明が解決しようとする課題

0004

従来の無線電力伝送システムでは、重負荷(大電力)時における伝送効率は高いが、低負荷(小電力)時における伝送効率は低いことが一般的であった。このため、軽負荷状態が多く発生するような負荷に給電する際には時間当たりの電力効率が低くなるという課題があった。

課題を解決するための手段

0005

上記課題を解決するため、本開示の一態様に係る受電装置は、
交流電力を無線で送電する送電アンテナを含む送電装置から前記交流電力を受電する受電装置であって、
前記交流電力を受電する受電アンテナと、
前記交流電力を直流電力に変換する整流回路と、
前記直流電力の値を検出する検出回路と、
前記直流電力により駆動される負荷と、
前記直流電力を蓄電する蓄電器と、
i)前記整流回路と前記負荷との接続/非接続、及び、ii)前記負荷と前記蓄電器との接続/非接続を切替切替回路と、
前記受電装置を制御する制御回路と、を備え、
前記制御回路は、
まず、前記整流回路と前記負荷とを接続し、及び、前記整流回路と前記蓄電器とを非接続とし、前記整流回路から前記直流電力を前記負荷に供給する状態において、前記検出回路を用いて検出された前記直流電力の値が電力閾値以下になったか否かを判断し、
前記直流電力の値が前記電力閾値以下になったとき、前記負荷の駆動に所定以上の前記交流電力が必要とされない状態になったと判断し、前記整流回路と前記負荷とを非接続とし、前記負荷と前記蓄電器とを接続する状態に前記切替回路を制御し、
前記蓄電器に充電された前記直流電力により前記負荷を駆動する。

0006

上記の包括的又は具体的な態様は、システム、方法、集積回路コンピュータプログラム、又は、記録媒体で実現されてもよい。あるいは、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラム及び記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。

発明の効果

0007

本開示の一態様によれば、無線電力伝送の伝送効率が低くなる低負荷状態においては、蓄電器によって負荷が駆動され、無線電力伝送による送電は、効率の高くなる一定値以上の負荷状態でのみ実施される。これにより、時間当たりの電力効率を高めることが可能になる。

図面の簡単な説明

0008

無線電力伝送システム10の構成例(比較例)を示すブロック図である。
比較例のような一般的な構成を有する無線電力伝送における電力−効率特性の一例を示す図である。
負荷がモータである場合において、モータの回転速度およびモータに流れる電流時間変化の一例を示す図である。
本開示の実施形態1の無線電力伝送システムの構成を示すブロック図である。
直列共振回路の構成を有する送電アンテナ110および受電アンテナ210の等価回路の一例を示す図である。
インバータ回路130の構成例を示す図である。
インバータ回路130の他の構成例を示す図である。
切替回路240の第1の構成例を示す図である。
切替回路240の第2の構成例を示す図である。
切替回路240の第3の構成例を示す図である。
切替回路240の第4の構成例を示す図である。
整流回路230と負荷320とが接続され、整流回路230と蓄電器310とが非接続、負荷320と蓄電器310とが非接続の状態を示す図である。
整流回路230と負荷320とが接続され、整流回路230と蓄電器310とが接続され、負荷320と蓄電器310とが接続された状態を示す図である。
整流回路230と負荷320とが非接続、整流回路230と蓄電器310とが非接続、負荷320と蓄電器310とが接続された状態を示している。
整流回路230と負荷320とが非接続、整流回路230と蓄電器310とが接続され、負荷320と蓄電器310とが非接続の状態を示している。
比較例における送電制御シーケンスを示す図である。
本実施形態における送電制御シーケンスの一例を示す図である。
本実施形態における送電制御シーケンスの他の例を示す図である。
電力−効率特性の例を示す図である。
受電回路220から供給される電力および蓄電器310の電圧(または蓄電量)の時間変化と、各タイミングにおける電力供給状態および蓄電スイッチの状態との関係の例を示す図である。
受電制御回路250によって実行される負荷駆動時の電力経路切替動作の一例を示すフローチャートである。
受電制御回路250によって実行される負荷駆動時の電力経路の切替動作の他の例を示すフローチャートである。
受電制御回路250によって実行される負荷420への給電を停止したときの充電処理の一例を示すフローチャートである。
受電制御回路250によって実行される負荷420への給電を停止したときの充電処理の他の例を示すフローチャートである。

実施例

0009

(本開示の基礎となった知見)
本開示の実施形態を説明する前に、本開示の基礎となった知見を説明する。

0010

図1は、無線電力伝送システム10の構成例(比較例)を示すブロック図である。この無線電力伝送システム10は、送電装置100と、受電装置200とを備えている。図1には、無線電力伝送システム10の外部の要素である電源50および負荷駆動装置300も示されている。電源50および負荷駆動装置300は、無線電力伝送システム10に含まれていてもよい。

0011

送電装置100は、送電アンテナ110と、インバータ回路130と、送電制御回路150と、送電側受信器180とを有する。受電装置200は、受電アンテナ210と、整流回路(整流器)230と、受電制御回路250と、受電側送信器280とを有する。負荷駆動装置300は、蓄電器(蓄電装置)310と、動力装置330とを有する。

0012

送電アンテナ110および受電アンテナ210は、コイルおよびキャパシタを有する共振器である。送電アンテナ110のコイルと受電アンテナ210のコイルとの磁界結合により、電力が非接触で伝送される。

0013

インバータ回路130は、電源50と送電アンテナ110との間に接続されている。インバータ回路130は、電源50から供給された直流電力を交流電力に変換して送電アンテナ110に供給する。インバータ回路130は、送電制御回路150によって制御される。

0014

整流回路230は、受電アンテナ210と蓄電器310との間に接続される。整流回路230は、受電アンテナ210が受電した交流電力を直流電力に変換して蓄電器310に供給する。受電制御回路250は、整流回路230から出力された直流電力の電圧値を検出し、受電側送信器280に、当該電圧値の情報を送信させる。

0015

送電制御回路150は、送電側受信器180が受信した受電装置200側の電圧の情報に基づいて、インバータ回路130から出力される交流電力の電圧を調整する。これにより、負荷駆動装置300に供給される直流電圧を一定に維持するフィードバック制御が行われる。

0016

負荷駆動装置300は、バッテリ二次電池)またはキャパシタなどの蓄電器310と、モータなどの動力装置330とを有している。蓄電器310は、整流回路230から出力された直流電力によって充電される。動力装置330は、蓄電器310に蓄えられた電力によって駆動される。

0017

本発明者らは、比較例の構成では、低負荷時(すなわち低電力時)に電力伝送効率が低下するという課題があることを発見した。以下、この課題を説明する。

0018

図2Aは、上記の比較例のような一般的な構成を有する無線電力伝送における電力−効率特性の一例を示す図である。無線電力伝送システムは、一般に、重負荷時大電力時)におけるピーク効率を重視しながら、軽負荷の状態から重負荷の状態まで対応できるように設計される。すなわち、重負荷時のピーク効率を可能な限り高くするように、送電装置100および受電装置200内の各回路インピーダンスが設定される。その結果、図2Aに示すように、送電電力が大きいときには伝送効率が高いが、送電電力が小さいときには伝送効率が低くなることが一般的である。このように軽負荷時(低電力時)は効率が低下する傾向にあるため、軽負荷状態が多く発生するような負荷(例えばモータ)に給電する際には、時間当たりの電力効率が低くなるという課題があった。

0019

図2Bは、負荷がモータである場合において、モータの回転速度およびモータに流れる電流の時間変化の一例を示す図である。負荷がモータである場合、一般に、図2Bに示すように、モータの回転速度が一定に保たれる期間、すなわち、低トルク(低負荷)の期間が長い。このため、モータに流れる電流が少ない軽負荷状態が頻繁に発生する。この場合、無線電力伝送システムの伝送効率が低い状態が長くなるため、時間当たりの電力効率が低くなる。

0020

本発明者らは、上記の課題を見出し、この課題を解決するための構成を検討した。本発明者らは、駆動される負荷(または電力)の大きさに応じて、整流回路、蓄電器、および負荷の相互の接続状態を適切に切り替えることにより、上記課題を解決できることを見出した。

0021

以上の考察により、本発明者らは、以下に開示する各態様を想到するに至った。

0022

本開示の一態様に係る受電装置は、
交流電力を無線で送電する送電アンテナを含む送電装置から前記交流電力を受電する受電装置であって、
前記交流電力を受電する受電アンテナと、
前記交流電力を直流電力に変換する整流回路と、
前記直流電力の値を検出する検出回路と、
前記直流電力により駆動される負荷と、
前記直流電力を蓄電する蓄電器と、
i)前記整流回路と前記負荷との接続/非接続、及び、ii)前記負荷と前記蓄電器との接続/非接続を切替る切替回路と、
前記受電装置を制御する制御回路と、を備え、
前記制御回路は、
まず、前記整流回路と前記負荷とを接続し、及び、前記整流回路と前記蓄電器とを非接続とし、前記整流回路から前記直流電力を前記負荷に供給する状態において、前記検出回路を用いて検出された前記直流電力の値が電力閾値以下になったか否かを判断し、
前記直流電力の値が前記電力閾値以下になったとき、前記負荷の駆動に所定以上の前記交流電力が必要とされない状態になったと判断し、前記整流回路と前記負荷とを非接続とし、前記負荷と前記蓄電器とを接続する状態に前記切替回路を制御し、
前記蓄電器に充電された前記直流電力により前記負荷を駆動する。

0023

上記態様によれば、
前記制御回路は、まず、前記整流回路と前記負荷とを接続した状態にし、前記整流回路と前記蓄電器とを接続しない(非接続の)状態にする。これにより、前記整流回路から前記直流電力を前記負荷に供給する状態にする。この状態において、前記検出回路を用いて検出された前記直流電力の値が所定の閾値(電力閾値)以下になったか否かを判断する。前記直流電力の値が前記電力閾値以下になったとき、前記負荷の駆動に所定以上の前記交流電力が必要とされない状態になったと判断し、前記整流回路と前記負荷とを非接続とし、前記負荷と前記蓄電器とを接続する状態に前記切替回路を制御する。そして、前記蓄電器に充電された前記直流電力により前記負荷を駆動する。

0024

これにより、低電力状態においては、整流回路から負荷への給電が停止され、蓄電器から負荷への給電が開始される。その結果、効率が低い低電力状態における無線電力伝送による給電を回避し、システム全体の効率を向上させることができる。

0025

ここで、負荷は、例えばモータを含む。「前記負荷の駆動に所定以上の前記交流電力が必要とされない状態」とは、例えば、前記モータの回転数の変化が一定期間所定範囲内である状態、または、前記モータの回転の停止を維持させる状態を含む。

0026

本開示の他の態様に係る無線電力伝送システムは、
交流電力を無線で送電する送電アンテナを含む送電装置から前記交流電力を受電する受電装置であって、
前記交流電力を受電する受電アンテナと、
前記交流電力を直流電力に変換する整流回路と、
前記直流電力の値を検出する第1検出回路と、
前記直流電力により駆動される負荷と、
前記直流電力を蓄電する蓄電器と、
前記蓄電器の蓄電量を検出する第2検出回路と、
i)前記整流回路と前記負荷との接続/非接続、ii)前記整流回路と前記蓄電器との接続/非接続、及び、iii)前記負荷と前記蓄電器との接続/非接続を切替る切替回路と、
前記受電装置を制御する制御回路と、を備え、
前記制御回路は、
まず、前記整流回路と前記負荷とを接続し、前記整流回路と前記蓄電器とを非接続、及び、前記負荷と前記蓄電器とを非接続とし、前記整流回路から前記直流電力を前記負荷に供給する状態において、前記第1検出回路を用いて検出された前記直流電力の値が電力閾値以下になったか否かを判断し、
前記直流電力の値が前記電力閾値以下になったとき、前記負荷の駆動に所定以上の前記交流電力が必要とされない状態になったと判断し、前記整流回路と前記負荷とを接続し、前記整流回路と前記蓄電器とを接続し、及び、前記負荷と前記蓄電器とを接続する状態に前記切替回路を制御し、
前記蓄電器に第1蓄電閾値以上の蓄電量がある場合、前記整流回路と前記負荷とを非接続とし、前記整流回路と前記蓄電器とを非接続とし、及び、前記負荷と前記蓄電器とを接続する状態に前記切替回路を制御し、前記蓄電器に充電された前記直流電力により前記負荷を駆動する。

0027

上記態様によれば、
前記制御回路は、まず、前記整流回路と前記負荷とを接続し、前記整流回路と前記蓄電器とを非接続とし、前記負荷と前記蓄電器とを非接続とする。これにより、前記整流回路から前記直流電力が前記負荷に供給される状態にする。この状態において、前記第1検出回路を用いて検出された前記直流電力の値が電力閾値以下になったか否かを判断する。前記直流電力の値が前記電力閾値以下になったとき、前記負荷の駆動に所定以上の前記交流電力が必要とされない状態になったと判断し、前記整流回路と前記負荷とを接続したまま、前記整流回路と前記蓄電器とを接続し、前記負荷と前記蓄電器とを接続する状態に前記切替回路を制御する。すなわち、低電力状態になると、負荷だけでなく、蓄電器にも前記整流回路から給電(充電)され、かつ、蓄電器から負荷にも給電される。

0028

さらに、前記蓄電器に第1蓄電閾値以上の蓄電量がある状態になると、前記制御回路は、前記整流回路と前記負荷とを非接続とし、前記整流回路と前記蓄電器とを非接続とし、かつ、前記負荷と前記蓄電器とを接続する状態に前記切替回路を制御する。その結果、整流回路から負荷への給電および蓄電器の充電が停止され、前記蓄電器に充電された前記直流電力による前記負荷への駆動が行われる。

0029

これにより、低電力状態においては蓄電器への充電を行い、さらに蓄電器の蓄電量が十分に多い場合には、整流回路から負荷および蓄電器への給電を停止し、蓄電器から負荷に給電することができる。その結果、効率が低い低電力状態における無線電力伝送による給電を抑制し、システム全体の効率を向上させることができる。

0030

なお、「前記蓄電器に第1蓄電閾値以上の蓄電量がある」とは、蓄電器の電圧が所定の閾値(第1電圧閾値)以上であることと等価である。蓄電器の電圧は蓄電量に応じて増加する。よって、蓄電器の電圧が第1電圧閾値以上であるかを判断することによって「前記蓄電器に第1蓄電閾値以上の蓄電量がある」かを判断できる。

0031

この態様において、前記制御回路は、前記蓄電器に前記第1蓄電閾値以上の蓄電量がない場合(すなわち、蓄電量が不十分である場合)には、前記整流回路と前記負荷とを非接続とし、前記整流回路と前記蓄電器とを接続し、かつ、前記負荷と前記蓄電器とを非接続とする状態に前記切替回路を制御し、前記整流回路からの前記直流電力を前記蓄電器に充電させてもよい。

0032

これにより、蓄電器の蓄電量が不十分である場合には、整流回路から負荷への給電および蓄電器から負荷への給電が停止され、整流回路から蓄電器への給電(充電)を優先的に行うことができる。

0033

あるいは、前記制御回路は、前記蓄電器に前記第1蓄電閾値以上の蓄電量がない場合、前記整流回路と前記負荷とを接続し、前記整流回路と前記蓄電器とを接続する状態に前記切替回路を制御し、前記整流回路からの前記直流電力を前記蓄電器に充電させてもよい。

0034

これにより、蓄電器の蓄電量が不十分である場合には、蓄電器から負荷への給電を行わず、整流回路からの直流電力によって蓄電器を充電し、負荷に給電することができる。

0035

あるいは、前記制御回路は、前記蓄電器から前記負荷への前記直流電力の供給が開始された後に、前記蓄電器の蓄電量が第2蓄電閾値以下になった場合、前記整流回路と前記負荷とを接続し、前記整流回路と前記蓄電器とを接続し、前記整流回路から前記直流電力を前記負荷に供給し、前記整流回路からの前記直流電力を前記蓄電器に充電させてもよい。前記第2蓄電閾値は、例えば前記第1蓄電閾値以下の値であり得る。

0036

これにより、蓄電器から負荷への給電が開始された後、蓄電量が低下すると、蓄電器から負荷への給電が停止され、代わりに、整流回路から負荷および蓄電器への給電(充電)が開始される。これにより、蓄電量に応じて、蓄電器から負荷に給電される状態と、蓄電器が充電される状態とを切り替えることができる。

0037

なお、「前記蓄電器に第2蓄電閾値以上の蓄電量がある」とは、蓄電器の電圧が所定の閾値(第2電圧閾値)以上であることと等価である。蓄電器の電圧が第2電圧閾値以上であるかを判断することによって「前記蓄電器に第2蓄電閾値以上の蓄電量がある」かを判断できる。

0038

本開示のさらに他の態様に係る無線電力伝送システムは、
交流電力を無線で送電する送電アンテナを含む送電装置から前記交流電力を受電する受電装置であって、
前記交流電力を受電する受電アンテナと、
前記交流電力を直流電力に変換する整流回路と、
前記直流電力の値を検出する検出回路と、
前記直流電力により駆動される負荷と、
前記直流電力を蓄電する蓄電器と、
前記負荷と前記蓄電器との接続/非接続を切替る切替回路と、
前記受電装置を制御する制御回路と、を備え、
前記制御回路は、
まず、前記負荷と前記蓄電器とを非接続とし、前記整流回路から前記直流電力を前記負荷に供給する状態において、前記検出回路を用いて検出された前記直流電力の値が閾値以下になったか否かを判断し、
前記直流電力の値が前記閾値以下になったとき、前記負荷の駆動に所定以上の前記交流電力が必要とされない状態になったと判断し、前記負荷と前記蓄電器とを接続する状態に前記切替回路を制御し、前記送電装置から前記受電装置への前記交流電力の送電を停止させる送電停止信号を前記送電装置に送信し、
前記蓄電器に充電された前記直流電力により前記負荷を駆動する。

0039

上記態様によれば、前記制御回路は、まず、前記負荷と前記蓄電器とを非接続とし、前記整流回路から前記直流電力を前記負荷に供給する状態において、前記検出回路を用いて検出された前記直流電力の値が閾値以下になったか否かを判断する。そして、前記直流電力の値が前記閾値以下になったとき、前記負荷の駆動に所定以上の前記交流電力が必要とされない状態になったと判断し、前記負荷と前記蓄電器とを接続する状態に前記切替回路を制御し、前記送電装置から前記受電装置への前記交流電力の送電を停止させる送電停止信号を前記送電装置に送信する。そして、前記蓄電器に充電された前記直流電力により前記負荷を駆動する。前記送電装置における送電制御回路は、前記送電停止信号を受けて、インバータ回路を用いた送電を停止する。

0040

これにより、低電力状態になった場合には送電を停止し、蓄電器から負荷への給電を開始することができる。その結果、効率が低い低電力状態における無線電力伝送による給電を回避し、システム全体の効率を向上させることができる。

0041

本開示のさらに他の態様に係る無線電力伝送システムは、
交流電力を無線で送電する送電アンテナを含む送電装置から前記交流電力を受電する受電装置であって、
前記交流電力を受電する受電アンテナと、
前記交流電力を直流電力に変換する整流回路と、
前記直流電力の値を検出する第1検出回路と、
前記直流電力により駆動される負荷と、
前記直流電力を蓄電する蓄電器と、
前記蓄電器の蓄電量を検出する第2検出回路と、
前記負荷と前記蓄電器との接続/非接続を切替る切替回路と、
前記受電装置を制御する制御回路と、を備え、
前記制御回路は、
まず、前記負荷と前記蓄電器とを非接続とし、前記整流回路から前記直流電力を前記負荷に供給する状態において、前記第1検出回路を用いて検出された前記直流電力の値が閾値以下になったか否かを判断し、
前記直流電力の値が前記閾値以下になったとき、前記負荷の駆動に所定以上の前記交流電力が必要とされない状態になったと判断し、前記負荷と前記蓄電器とを接続する状態に前記切替回路を制御し、前記送電装置から前記受電装置への前記交流電力の送電を停止させる送電停止信号を前記送電装置に送信し、
前記蓄電器に所定以上の蓄電量がある場合、前記蓄電器に充電された前記直流電力により前記負荷を駆動する。

0042

上記態様によれば、前記制御回路は、まず、前記負荷と前記蓄電器とを非接続とし、前記整流回路から前記直流電力を前記負荷に供給する状態において、前記第1検出回路を用いて検出された前記直流電力の値が閾値以下になったか否かを判断する。そして、前記直流電力の値が前記閾値以下になったとき、前記負荷の駆動に所定以上の前記交流電力が必要とされない状態になったと判断し、前記負荷と前記蓄電器とを接続する状態に前記切替回路を制御し、前記送電装置から前記受電装置への前記交流電力の送電を停止させる送電停止信号を前記送電装置に送信する。そして、前記蓄電器に所定以上の蓄電量がある場合に、前記蓄電器に充電された前記直流電力により前記負荷を駆動する。

0043

すなわち、低電力状態になった場合に、制御回路は、負荷と蓄電器とを接続し、送電停止信号を送電装置に送信する。送電装置における送電制御回路は、送電停止信号を受けて、インバータ回路を用いた送電を停止する。そして、蓄電器の蓄電量が所定以上である場合に、蓄電器から負荷に電力が供給される。これにより、効率が低い低電力状態における無線電力伝送による給電を回避でき、蓄電量が十分である場合に蓄電器から負荷に給電することができる。

0044

本開示のさらに他の態様に係る無線電力伝送システムは、
交流電力を無線で送電する送電アンテナを含む送電装置から前記交流電力を受電する受電装置であって、
前記交流電力を受電する受電アンテナと、
前記交流電力を直流電力に変換する整流回路と、
前記直流電力の値を検出する第1検出回路と、
前記直流電力により駆動される負荷と、
前記直流電力を蓄電する蓄電器と、
前記蓄電器の蓄電量を検出する第2検出回路と、
前記負荷と前記蓄電器との接続/非接続を切替る切替回路と、
前記受電装置を制御する制御回路と、を備え、
前記制御回路は、
まず、前記負荷と前記蓄電器とを非接続とし、前記整流回路から前記直流電力を前記負荷に供給する状態において、前記第1検出回路を用いて検出された前記直流電力の値が閾値以下になったか否かを判断し、
前記直流電力の値が前記閾値以下になったとき、前記負荷の駆動に所定以上の前記交流電力が必要とされない状態になったと判断し、さらに、前記蓄電器に所定以上の蓄電量がある場合、前記負荷と前記蓄電器とを接続する状態に前記切替回路を制御し、前記送電装置から前記受電装置への前記交流電力の送電を停止させる送電停止信号を前記送電装置に送信し、
前記蓄電器に充電された前記直流電力により前記負荷を駆動する、
受電装置。

0045

上記態様によれば、前記制御回路は、まず、前記負荷と前記蓄電器とを非接続とし、前記整流回路から前記直流電力を前記負荷に供給する状態において、前記第1検出回路を用いて検出された前記直流電力の値が閾値以下になったか否かを判断する。前記制御回路は、前記直流電力の値が前記閾値以下になったとき、前記負荷の駆動に所定以上の前記交流電力が必要とされない状態になったと判断し、さらに、前記蓄電器に所定以上の蓄電量がある場合、前記負荷と前記蓄電器とを接続する状態に前記切替回路を制御し、前記送電装置から前記受電装置への前記交流電力の送電を停止させる送電停止信号を前記送電装置に送信する。これにより、前記蓄電器に充電された前記直流電力により前記負荷を駆動する。

0046

すなわち、低電力状態になり、かつ、蓄電器の蓄電量が十分高い場合に、負荷と蓄電器とが接続され、送電停止信号が送電装置に送信され、蓄電器から負荷への給電が開始される。これにより、効率の低い低電力時の無線電力伝送を回避し、相対的に効率の高い蓄電器から負荷への給電が開始される。

0047

以上のように、本開示の一態様による無線電力伝送システムは、駆動される負荷の大きさが所定値以下に低下した際には蓄電器を蓄電負荷として受電回路に接続し、充電を並行して行う。蓄電器が充電されることにより、駆動負荷と蓄電負荷で構成される全負荷が一定値まで低下した場合には、送電を停止、または整流回路から全負荷または一部の負荷を切り離し、蓄電器から負荷に電力を供給する。

0048

これにより、無線電力伝送の伝送効率が低くなる負荷状態においては、蓄電器によって負荷が駆動され、無線電力伝送による送電が、効率の高くなる一定値以上の負荷状態でのみ実施される。その結果、時間当たりの電力効率を高めることが可能となる。

0049

以下、本開示のより具体的な実施形態を説明する。ただし、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。なお、発明者らは、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供するのであって、これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。以下の説明において、同一または類似する構成要素については、同じ参照符号を付している。

0050

本明細書では、わかり易さのため、送電装置に関する用語については「送電側〜」、受電装置に関する用語については「受電側〜」といった表現を用いる。「送電側」および「受電側」などの用語は、簡潔化のために省略することがある。

0051

(実施形態1)
図3は、本開示の実施形態1の無線電力伝送システムの構成を示すブロック図である。本実施形態の無線電力伝送システムは、送電装置100と、受電装置200とを備える。図3には、無線電力伝送システムの外部の要素である電源50も示されている。電源50は、無線電力伝送システムに含まれていてもよい。

0052

送電装置100は、電源50から供給された第1の直流(DC)電力を交流(AC)電力に変換する送電回路120と、送電回路120から供給された交流電力を無線で送電する送電アンテナ110と、受電装置200との間で通信を行う送電側受信器(通信回路)180とを備える。送電回路120は、インバータ回路130と、パルス生成回路160と、送電制御回路150とを含む。パルス生成回路160は、インバータ回路130における複数のスイッチング素子導通/非導通の状態を制御するパルス信号を出力する。送電制御回路150は、パルス生成回路160から出力されるパルス信号の出力タイミングを決定することにより、インバータ回路130から出力される電圧のレベルを制御する。

0053

受電装置200は、送電装置100から送電された交流電力を受電する受電アンテナ210と、受電回路220と、蓄電器(蓄電装置)310と、負荷320と、受電側送信器(通信回路)280とを備える。

0054

受電回路220は、受電アンテナ210によって受電された交流電力を第2の直流電力に変換する整流回路230と、整流回路230から出力された第2の直流電力の値を検出する電力検出回路(第1検出回路)260と、蓄電器310の電圧を検出することによって蓄電量を検出する蓄電電圧検出回路(第2検出回路)270と、整流回路230、負荷320、および蓄電器310の相互の接続/非接続を切替る切替回路240と、受電装置200の全体の動作を制御する受電制御回路250とを有する。

0055

受電装置200は、例えば電気自動車、無人搬送車AGV)、ロボットアーム装置、または監視カメラなどの、電力によって動作する機器であり得る。蓄電器310は、整流回路230から出力された直流電力を蓄電するバッテリ(二次電池)またはキャパシタなどの蓄電装置である。蓄電器310として二次電池を用いる場合、例えばリチウムイオン電池ニッケル水素電池、または鉛電池等の任意の二次電池を用いることができる。蓄電器310としてキャパシタを用いる場合、例えば電気二重層キャパシタまたはリチウムイオンキャパシタ等の任意のキャパシタを用いることができる。負荷320は、整流回路230から出力された直流電力によって駆動されるモータなどの機器である。負荷320は、例えば、ロボットアームの関節部に搭載されたアクチュエータなどのモータを含む機器であってもよい。負荷410は、監視カメラの回転部に搭載されたCCDなどのイメージセンサを有するカメラまたは照明装置等であってもよい。

0056

送電アンテナ110および受電アンテナ210の各々は、例えばコイルおよびコンデンサを含む共振回路によって実現され得る。図4は、直列共振回路の構成を有する送電アンテナ110および受電アンテナ210の等価回路の一例を示している。図示される例に限らず、各アンテナ並列共振回路の構成を有していてもよい。本明細書において、送電アンテナ110におけるコイルを「送電コイル」と呼び、受電アンテナ210におけるコイルを「受電コイル」と呼ぶ。送電コイルと受電コイルとの間の誘導結合(即ち磁界結合)によって電力が無線で伝送される。各アンテナは、磁界結合の代わりに電界結合を利用して電力を無線で伝送する構成を備えていてもよい。その場合には、各アンテナは、送電または受電のための2つの電極と、インダクタおよびキャパシタを含む共振回路とを備え得る。電界結合を利用した送電アンテナおよび受電アンテナは、例えば工場内の搬送ロボットのような移動する機器に電力を無線で伝送する場合に好適に利用され得る。

0057

送電制御回路150および受電制御回路250は、例えばマイクロコントーラ(マイコン)等の、プロセッサメモリとを含む集積回路であり得る。メモリには後述する動作を実現するための制御プログラムソフトウェア)および各種のテーブルが格納され得る。プロセッサが制御プログラムを実行することにより、後述する機能が実現される。送電制御回路150および受電制御回路250は、ソフトウェアによらず、ハードウェアのみによって実現されていてもよい。

0058

送電回路120におけるパルス生成回路160は、例えばゲートドライバであり、送電制御回路150からの制御信号に基づいてインバータ回路130を駆動し、所望の交流電力を発生させる。

0059

図5Aは、インバータ回路130の構成例を示す図である。インバータ回路130は、パルス生成回路160から供給されたパルス信号に応じて導通および非導通の状態を切り替える複数のスイッチング素子S1〜S4を有する。各スイッチング素子の導通および非導通の状態を変化させることにより、入力された直流電力を交流電力に変換することができる。図5Aに示す例では、4つのスイッチング素子S1〜S4を含むフルブリッジ型のインバータ回路が用いられている。この例では、各スイッチング素子はIGBT(Insulated−gate bipolar transistor)であるが、MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field−Effect Transistor)などの他の種類のスイッチング素子を用いてもよい。

0060

図5Aに示す例では、4つのスイッチング素子S1〜S4のうち、スイッチング素子S1およびS4(第1スイッチング素子対)は、供給された直流電圧と同じ極性の電圧を導通時に出力する。一方、スイッチング素子S2およびS3(第2スイッチング素子対)は、供給された直流電圧と逆の極性の電圧を導通時に出力する。パルス生成回路160は、送電制御回路150からの指示に従い、4つのスイッチング素子S1〜S4のゲートにパルス信号を供給する。この際、第1スイッチング素子対(S1およびS4)に供給する2つのパルス信号の位相差、および第2スイッチング素子対(S2およびS3)に供給する2つのパルス信号の位相差を調整することにより、出力される電圧の振幅時間平均値を制御できる。

0061

図5Bは、インバータ回路130の他の構成例を示す図である。この例におけるインバータ回路130は、ハーフブリッジ型のインバータ回路である。ハーフブリッジ型のインバータ回路を用いる場合には、前述の位相制御は適用できない。この場合には、各スイッチング素子に入力されるパルス信号のデューティ比を制御することによって電圧の振幅の時間平均値を制御できる。

0062

図5Bに示すインバータ回路130は、2つのスイッチング素子S1、S2と2つのキャパシタとを含むハーフブリッジ型のインバータ回路である。2つのスイッチング素子S1、S2と、2つのキャパシタC1、C2とは、並列に接続されている。送電アンテナ110の一端は2つのスイッチング素子S1、S2の間の点に接続され、他端は2つのキャパシタC1、C2の間の点に接続されている。

0063

送電制御回路150およびパルス生成回路160は、スイッチング素子S1、S2を交互にオンにするように、パルス信号を各スイッチング素子に供給する。これにより、直流電力が交流電力に変換される。

0064

この例では、パルス信号のデューティ比(即ち、1周期のうち、オンにする期間の割合)を調整することにより、出力電圧Vの出力時間比を調整できる。これにより、送電アンテナ140に入力される交流電力を調整することができる。このようなデューティ制御は、図5Aに示すインバータ回路130を用いた場合でも適用できる。

0065

インバータ回路130の制御は、上記の例に限らず、例えば周波数制御などの他の方法によって行ってもよい。周波数を調整することによってもインバータ回路130から出力される電圧の振幅を変化させることができる。

0066

送電側受信器180は、受電側送信器280から送信される第2のDC電力の電圧値を示すデータ(制御情報)を受信する。送電制御回路150は、この電圧値の情報に基づいて、負荷320に供給される第2のDC電力の電圧の変動を抑えるフィードバック制御を行う。これにより、負荷320に供給される電圧を一定に維持することができる。なお、このようなフィードバック制御は、必須ではなく、必要に応じて実装すればよい。

0067

ある例では、受電制御回路250は、受電側送信器280に、送電装置100から受電装置200への交流電力の送電を停止させる送電停止信号、および送電を開始させる送電開始信号を送電側受信器180に送信する。その場合、送電制御回路150は、送電開始信号を受けてインバータ回路130による送電を開始し、送電停止信号を受けてインバータ回路130による送電を停止する。

0068

送電側受信器180と受電側送信器280との間の通信の方式は特定の方式に限定されず、任意の方式でよい。例えば、振幅変調方式周波数変調方式無線LAN、またはZigbee(登録商標)等の無線通信方式を用いることができる。

0069

受電制御回路250は、電力検出回路260および蓄電電圧検出回路270の検出結果に基づき、負荷320に供給される電力および蓄電器310の蓄電量に基づいて、切替回路240を制御する。切替回路240は、受電制御回路250からの指示に応じて、整流回路230と蓄電器310との接続/非接続、整流回路230と負荷320との接続/非接続、蓄電器310と負荷320との接続/非接続の状態を切り替える。本実施形態では、低電力時には無線電力伝送による負荷320への給電を抑制し、蓄電器310から負荷320への給電を優先する。これにより、低電力時の電力伝送の効率の低下を抑えることができる。

0070

切替回路240の構成および受電制御回路250による制御の方法は多様である。以下、切替回路240の構成および制御方法のいくつかの例を説明する。

0071

図6Aは、切替回路240の第1の構成例を示す図である。この例における切替回路240は、整流回路230と負荷320との間に配置された受電スイッチ回路240bと、受電スイッチ回路240bと蓄電器310との間かつ蓄電器310と負荷320との間に配置された蓄電スイッチ回路240aとを有している。受電スイッチ回路240bは、整流回路230と負荷320との接続/非接続の状態、および整流回路230と蓄電器310との接続/非接続の状態を切り替える際に制御される。蓄電スイッチ回路240aは、整流回路230と蓄電器310との接続/非接続の状態、および蓄電器310と負荷320との接続/非接続の状態を切り替える際に制御される。

0072

蓄電スイッチ回路240aおよび受電スイッチ回路240bの各々は、例えばトランジスタなどの半導体スイッチであり得る。各スイッチ回路は、半導体スイッチに限らず、任意のスイッチング素子を含む回路であってよい。蓄電スイッチ回路240aおよび受電スイッチ回路240bは、受電制御回路250によって導通(接続)/非導通(切断)の状態が制御される。以下の説明では、導通(接続)の状態を「ON」と称し、非導通(切断)の状態を「OFF」と称することがある。

0073

図6Bは、切替回路240の第2の構成例を示す図である。この例における切替回路240は、整流回路230と蓄電器310との間かつ蓄電器310と負荷320との間に配置された蓄電スイッチ回路240aを有している。蓄電スイッチ回路240aは、整流回路230と蓄電器310との接続/非接続の状態および蓄電器310と負荷320との接続/非接続の状態を切り替える際に制御される。この例では、整流回路230と負荷320との間の接続/非接続の状態の切替は、受電制御回路250が、受電側送信器280を介して送電停止信号および送電開始信号を送電装置100に送信することによって行われる。この例では、整流回路230から負荷320への給電が停止しているときは、整流回路230から蓄電器310への給電(充電)も停止される。

0074

図6Cは、切替回路240の第3の構成例を示す図である。この例における切替回路240は、蓄電スイッチ回路240aと、受電スイッチ回路240bと、負荷スイッチ回路240cとを有している。蓄電スイッチ回路240aおよび受電スイッチ回路240bは、図6Aの例と同様の位置に配置されている。負荷スイッチ回路240cは、受電スイッチ回路240bと負荷320との間かつ蓄電スイッチ回路240aと負荷320との間に設けられている。負荷スイッチ回路240cも、例えばトランジスタなどの半導体スイッチであり得る。この例では、受電制御回路250は、3つのスイッチ回路240a、240b、240cの接続/切断の状態を切り替えることにより、第2のDC電力が供給される経路を制御する。負荷スイッチ回路240cは、負荷320が完全にオフの状態(例えば、負荷320の起動前など、電力供給の必要のない状態)でのみオフになる。

0075

図6Dは、切替回路240の第4の構成例を示す図である。この例における切替回路240は、蓄電スイッチ回路240aと、負荷スイッチ回路240cとを有している。蓄電スイッチ回路240aおよび負荷スイッチ回路240cは、図6Cの例と同様の位置に配置されている。この例では、受電制御回路250は、2つのスイッチ回路240a、240cの接続/切断の状態を切り替えることにより、第2のDC電力が供給される経路を制御する。負荷スイッチ回路240cは、負荷320が完全にオフの状態でのみオフになる。

0076

切替回路240の構成は、図示される構成に限らず、多様な構成が可能である。例えば、整流回路230と負荷320とを接続し、整流回路230と蓄電器310とを接続し、かつ負荷320と蓄電器310とを非接続にすることが可能な構成であってもよい。また、図6Aから図6Dに示す切替回路240の構成を組み合わせて、多様なスイッチング制御が可能になるようにしてもよい。

0077

次に、整流回路230、蓄電器310、および負荷320の相互の接続/非接続の状態のいくつかのパターンを説明する。

0078

図7Aは、整流回路230と負荷320とが接続され、整流回路230と蓄電器310とが非接続、かつ負荷320と蓄電器310とが非接続の状態を示している。この状態では、整流回路230から負荷320に電力が供給され、整流回路230から蓄電器310への給電(充電)および蓄電器310から負荷320への給電は行われない。この状態は、負荷320が一定値以上の電力を消費する場合に選択される。

0079

図7Bは、整流回路230と負荷320とが接続され、整流回路230と蓄電器310とが接続され、負荷320と蓄電器310とが接続された状態を示している。この状態において無線電力伝送が行われると、整流回路230から負荷320および蓄電器310の両方に電力が供給される。この状態は、負荷320への給電と蓄電器310の充電によって一定値(電力閾値)以上の電力が消費される場合に選択される。この状態では、負荷320の駆動と、蓄電器310の充電が同時に行われ得る。前述の送電停止信号によって無線電力伝送が停止され、蓄電器310から負荷320に電力が供給される場合もこの状態が選択され得る。

0080

図7Cは、整流回路230と負荷320とが非接続、整流回路230と蓄電器310とが非接続、負荷320と蓄電器310とが接続された状態を示している。この状態では、無線電力伝送による蓄電器310および負荷320への給電は行われず、蓄電器310から負荷320への給電が行われる。この状態は、負荷320への給電および蓄電器310の充電によって一定値(電力閾値)未満の電力が消費される状態になった場合に選択される。蓄電器310への充電が進むと、蓄電器310で消費される電力が低下する。十分に充電された段階で、蓄電器310から負荷320に給電される状態に移行することで、効率の低い低負荷状態での無線電力伝送を回避でき、相対的に効率の高い蓄電器310から負荷320への給電が行われる。

0081

図7Dは、整流回路230と負荷320とが非接続、整流回路230と蓄電器310とが接続され、負荷320と蓄電器310とが非接続の状態を示している。この状態では、整流回路230から蓄電器310への給電が行われ、負荷320への給電は行われない。この状態は、負荷320が停止状態で、蓄電器310の充電を行う場合に選択される。

0082

次に、本実施形態の動作を、比較例における動作と対比しながら説明する。

0083

図8は、比較例における送電制御シーケンスを示す図である。この例では、受電回路220は、基本的に、蓄電器310(例えばバッテリー)を充電しながら、蓄電器310を介して負荷320を駆動する。この動作は、受電回路220における受電制御回路250が整流回路230から出力される電圧(以下、「受電電圧」と称することがある。)の低下を検知した場合も継続される。受電電圧が低下した場合、送電制御回路150によって受電電圧が規定電圧に近づくようにインバータ回路130が制御される(フィードバック制御)。受電回路220は、受電電圧が既定電圧に戻ったことを検知した後も、蓄電器310を充電しながら、蓄電器310を介して負荷320を駆動する動作を継続する。蓄電器310の電圧(蓄電量)が低下した場合、受電回路220における整流回路230が直接負荷320を駆動し、余った電力で蓄電器310が充電される。図8に示されるように、バッテリの電圧がさらに低下したことを検知し、受電電圧の低下を検知したとき、受電制御回路250は、負荷320への給電を行いながら、蓄電器310の充電を行う。蓄電器310の蓄電量が回復したら、再び蓄電器310経由での負荷320の駆動を実施する。

0084

図8に示す比較例の動作では、負荷320が低負荷状態になったときでも、無線電力伝送による負荷320の駆動が継続される。その結果、低負荷状態が頻繁に発生するモータ等の負荷320に給電する場合に、動作全体の時間当たりの効率が低くなるという課題がある。そこで、本実施形態では、負荷320が低負荷状態になったことを検出すると、受電制御回路250は、無線電力伝送による負荷320の駆動を停止し、蓄電器310による負荷320の駆動を開始する。これにより、低負荷状態における効率が改善し、動作全体の時間当たりの効率が改善する。

0085

図9Aは、本実施形態における送電制御シーケンスの一例を示す図である。受電回路220は、基本的に、整流回路230から直接負荷420を駆動し、余った電力で蓄電器310を充電する。図9Aに示す例では、最初は整流回路230から負荷420への給電が行われている。蓄電器310への給電は行われていない。電力の低下を検知すると(ステップS21)、受電制御回路250は、整流回路230と蓄電器310とを接続し、蓄電器310の充電と、負荷320への給電とを並行して行う。この状態において、蓄電器310の電圧が十分である(蓄電器310に第1蓄電閾値以上の蓄電量がある)ことを検知すると(ステップS22)、受電制御回路250は、整流回路230と負荷320とを非接続とし、整流回路230と蓄電器310とを非接続とし、負荷320と蓄電器310とを接続する状態に切替回路240を制御する。これにより、蓄電器310に充電された直流電力により負荷320を駆動する。

0086

受電制御回路250は、蓄電器310の蓄電量(または電圧)が低下し、蓄電量が第1蓄電閾値未満になったことを検出すると(ステップS23)、整流回路230と負荷320とを接続し、整流回路230と蓄電器310とを接続し、負荷320と蓄電器310とを非接続とする状態に切替回路240を制御する。これにより、再び送電が開始され(ステップS24)、整流回路230からの直流電力が負荷320および蓄電器310に供給される。

0087

図9Bは、本実施形態における送電制御シーケンスの他の例を示す図である。この例では、受電回路220は、基本的に、整流回路230から直接負荷420を駆動し、余った電力で蓄電器310を充電する。最初は整流回路230から負荷420への給電が行われているが、蓄電器310への給電は行われていない。電力の低下を検知すると(ステップS31)、受電制御回路250は、整流回路230と蓄電器310とを接続し、蓄電器310の充電と、負荷320への給電とを並行して行う。蓄電器310の充電に伴い、電力の低下を検知すると(ステップS32)、受電制御回路250は、受電側送信器280を介して、送電装置100に送電停止信号を送信する。送電装置100における送電制御回路150は、送電停止信号を受けて、インバータ回路130の動作を停止する(ステップS33))。すなわち、受電制御回路250は、蓄電器310を含む全体の負荷が規定値以下になった場合(すなわち、電力値が電力閾値以下になった場合)には、整流回路230からの送電を停止し、蓄電器310による負荷320の駆動に切り替える。

0088

その後、蓄電器310の蓄電量が所定の閾値以下になった場合(ステップS34)には、受電制御回路250は、送電装置100に送電開始信号を送信する。これにより、再び整流回路230から直接負荷320を駆動し、余った電力で蓄電器310を充電する。

0089

その後、蓄電器310の蓄電量が回復し、かつ、負荷320が規定値以下になった場合、再び送電を停止し、蓄電器310経由での負荷320の駆動を実施する。

0090

本実施形態における送電制御により、送電電力が低い場合の時間当たりの効率を高めることができる。

0091

図10は、本実施形態における電力−効率特性の例を示す図である。実線は、整流回路230からの電力伝送の効率を示している。破線は、蓄電器310からの電力伝送の効率を示している。図示されるように、整流回路230からの電力伝送の効率は、電力の低下に伴い、急激に低下する。一方、蓄電器310からの電力伝送の効率は、電力が低い場合にはほぼ一定で、比較的高い。そこで、整流回路230から負荷320への給電を停止して、蓄電器310から負荷320への給電を開始する場合の電力閾値は、例えば、蓄電器310からの電力伝送の効率が、整流回路230からの電力伝送の効率を上回る電力値に設定され得る。電力閾値をこのように設定することにより、整流回路230からの給電と蓄電器310からの給電のうち、効率が高い方の給電が選択されるため、従来よりも時間当たりの効率を向上させることができる。

0092

図2Bを参照して説明したように、負荷320がモータのような一定の回転速度で長時間駆動される場合、動作中に軽負荷状態が頻繁に発生する。頻繁に発生する軽負荷状態における効率を高めるため、本実施形態では軽負荷状態(低電力状態)では整流回路230からの給電よりも蓄電器310からの給電が優先される。

0093

図11は、受電回路220から供給される電力および蓄電器310の電圧(または蓄電量)の時間変化と、各タイミングにおける電力供給状態および蓄電スイッチの状態との関係の例を示す図である。電力供給状態における「送電」とは、整流回路230から負荷320または蓄電器310に給電されている状態を意味し、「送電停止」とは、整流回路230から負荷320または蓄電器310に給電されていない状態を意味する。電力供給状態は、例えば図6A、6C、6Dに示す受電スイッチ回路240bまたは負荷スイッチ回路240cによって切り替えてもよいし、送電装置100に送電停止信号および送電開始信号を送信することによって切り替えてもよい。蓄電スイッチ状態における「ON」および「OFF」は、図6Aから図6Dに示す蓄電スイッチ回路240aの導通および非導通の状態をそれぞれ表す。

0094

受電回路220から供給される電力は、負荷320および蓄電器310に供給される電力の合計である。その電力が、規定値(電力閾値Wth)以下であるならば、無線電力伝送による電力供給(送電)が停止される。これにより、低負荷の状況での効率の低い電力供給が回避される。

0095

無線電力伝送による送電の停止中は、蓄電器310によって負荷320が駆動される。その電圧または蓄電量を監視することにより、蓄電器310の容量の低下を検出できる。蓄電器310の電圧が低下し、所定の閾値(第2電圧閾値Vth2)以下になった場合、無線電力伝送による送電を再開し、蓄電器310への充電(高負荷状態)を行う。なお、前述のように、蓄電器310の電圧が所定の閾値(電圧閾値)以下になることと、蓄電量が所定の閾値(蓄電閾値)以下になることとは等価である。

0096

次に実施形態の動作の具体例を説明する。

0097

図12は、受電制御回路250によって実行される負荷駆動時の電力経路の切替動作の一例を示すフローチャートである。ここでは、図6Aに示すように、切替回路240が蓄電スイッチ回路240aおよび受電スイッチ回路240bを有する場合の例を説明する。受電制御回路250は、まず、受電スイッチ回路240bをON(接続状態)にする(ステップS101)。これにより、整流回路230から負荷320に電力が供給される。受電制御回路250は、電力検出回路260により、第2のDC電力Wlを取得する(ステップS102)。そして、第2のDC電力Wlが、電力閾値Wthよりも大きいかを判断する(ステップS103)。Wl>Wthの場合、受電制御回路250は、蓄電電圧検出回路270により、蓄電器310の電圧Vbを取得する(ステップS104)。そして、蓄電器310の電圧Vbが、第1電圧閾値Vth1よりも大きいかを判断する(ステップS105)。第1蓄電閾値Vth1は、例えば、蓄電器310が満充電である場合の電圧値に近い値に設定され得る。満充電のときの電圧をVmaxとすると、Vth1は、例えば0・97Vmax以上0.99Vmax以下の値に設定され得る。ただし、Vth1はこの範囲に限定されない。Vb≦Vth1の場合、まだ充電が十分ではないと判断され、ステップS101に戻る。Vb>Vth1の場合、受電制御回路250は、蓄電器310が満充電の状態に近いと判断し、蓄電スイッチ回路240aをOFF(切断状態)に切り替え、ステップS102に戻る。これにより、整流回路230から蓄電器310への給電が停止される。

0098

ステップS103において、Wl≦Wthの場合、受電制御回路250は、蓄電スイッチ回路240aがONであるかを判断する(ステップS107)。蓄電スイッチ回路240aがOFFの場合、蓄電スイッチ回路240aをONにし(ステップS108)、ステップS102に戻る。これにより、充電が開始される。ステップS107において、蓄電スイッチ回路240aがONの場合、受電制御回路250は、蓄電電圧検出回路270により、蓄電器310の電圧Vbを取得する(ステップS109)。そして、電圧Vbが、第1電圧閾値Vth1よりも大きいかを判断する(ステップS110)。Vb≦Vth1の場合、充電が不十分であると判断され、ステップS109に戻る。Vb>Vth1の場合、受電制御回路250は、蓄電器310が満充電の状態に近いと判断し、受電スイッチ回路240bをOFFにする(ステップS111)。これにより、整流回路230から負荷320への給電が停止され、蓄電器310から負荷320に給電される状態になる。

0099

その後、受電制御回路250は、蓄電電圧検出回路270により、蓄電器310の電圧Vbを取得する(ステップS112)。そして、電圧Vbが第2電圧閾値Vth2よりも小さいかを判断する(ステップS113)。第2電圧閾値Vth2は、第1電圧閾値Vth1よりも小さい値であり、例えば0.94Vth1以上0.97Vth1以下(0.92Vmax以上0.96Vmax以下)の値に設定され得る。ただし、Vth2の値はこの範囲に限定されない。Vb≧Vth2の場合、ステップS112に戻る。Vb<Vth2の場合、蓄電器310(バッテリ)の残量が低下していると判断し、受電制御回路250は、ステップS110に戻り、受電スイッチ回路240bをONにする。

0100

以上の動作により、低電力時の無線電力伝送による負荷320の駆動が回避され、さらに、蓄電器310の蓄電量に応じた好適な給電および充電の動作が実現される。

0101

図13は、受電制御回路250によって実行される負荷駆動時の電力経路の切替動作の他の例を示すフローチャートである。この例は、図6Bに示すように、切替回路240が蓄電スイッチ回路240aを有する場合の例である。受電制御回路250は、まず、送電装置100の送電回路120に送電の開始を要求する(ステップS201)。具体的には、受電制御回路250は、受電側送信器280を介して、送電開始信号を送電装置100に送信する。送電装置100における送電制御回路150は、送電側受信器180を介して、送電開始信号を受信すると、インバータ回路130を駆動して、送電を開始する。これにより、整流回路230から負荷320に電力が供給される。受電制御回路250は、電力検出回路260により、第2のDC電力Wlを取得する(ステップS202)。そして、第2のDC電力Wlが、電力閾値Wthよりも大きいかを判断する(ステップS203)。Wl>Wthの場合、受電制御回路250は、蓄電電圧検出回路270により、蓄電器310の電圧Vbを取得する(ステップS204)。そして、蓄電器310の電圧Vbが、第1電圧閾値Vth1よりも大きいかを判断する(ステップS205)。第1電圧閾値Vth1は、蓄電器310が満充電である場合の電圧値に近い値に設定されている。Vb≦Vth1の場合、まだ充電が十分ではないと判断され、ステップS101に戻る。Vb>Vth1の場合、受電制御回路250は、蓄電器310が満充電の状態に近いと判断し、蓄電スイッチ回路240aをOFFに切り替え、ステップS102に戻る。これにより、整流回路230から蓄電器310への給電(充電)が停止される。

0102

ステップS203において、Wl≦Wthの場合、受電制御回路250は、蓄電スイッチ回路240aがONであるかを判断する(ステップS207)。蓄電スイッチ回路240aがOFFの場合、蓄電スイッチ回路240aをONにし(ステップS208)、ステップS202に戻る。これにより、充電が開始される。ステップS207において、蓄電スイッチ回路240aがONの場合、受電制御回路250は、蓄電電圧検出回路270により、蓄電器310の電圧Vbを取得する(ステップS209)。そして、電圧Vbが、第1電圧閾値Vth1よりも大きいかを判断する(ステップS210)。Vb≦Vth1の場合、充電が不十分であると判断され、ステップS209に戻る。Vb>Vth1の場合、受電制御回路250は、蓄電器310が満充電の状態に近いと判断し、送電回路120における送電制御回路150に送電停止信号を送信する(ステップS211)。これにより、整流回路230から負荷320への給電が停止され、蓄電器310から負荷320に給電される状態になる。

0103

その後、受電制御回路250は、蓄電電圧検出回路270により、蓄電器310の電圧Vbを取得する(ステップS212)。そして、電圧Vbが第2電圧閾値Vth2よりも小さいかを判断する(ステップS213)。Vb≧Vth2の場合、ステップS212に戻る。Vb<Vth2の場合、蓄電器310(バッテリ)の残量が低下していると判断し、受電制御回路250は、ステップS210に戻り、送電回路120に送電開始信号を送信する。

0104

以上の動作により、低電力時の無線電力伝送による負荷320の駆動が回避され、さらに、蓄電器310の蓄電量に応じた好適な給電および充電の動作が実現される。

0105

図14は、受電制御回路250によって実行される負荷420への給電を停止したときの充電処理の一例を示すフローチャートである。この例は、図6Cに示すように、切替回路240が蓄電スイッチ回路240a、受電スイッチ回路240b、および負荷スイッチ回路240cを有する場合の例である。受電制御回路250は、まず、負荷スイッチ回路240cをOFFにし、蓄電スイッチ回路240aをONにし、受電スイッチ回路240bをONにする(ステップS301〜S303)。これにより、負荷420への給電は停止され、蓄電器310の充電のみが行われる。

0106

受電制御回路250は、蓄電電圧検出回路270により、蓄電器310の電圧Vbを取得する(ステップS304)。そして、蓄電器310の電圧Vbが、第1電圧閾値Vth1よりも大きいかを判断する(ステップS305)。Vb≦Vth1の場合、まだ充電が十分ではないと判断され、ステップS304に戻る。Vb>Vth1の場合、受電制御回路250は、蓄電器310が満充電の状態に近いと判断し、受電スイッチ回路240bをOFFに切り替える(ステップS306)。これにより、充電が停止される。その後、受電制御回路250は、負荷スイッチ回路240cをONにする(ステップS307)。これにより、蓄電器310から負荷320への給電が開始される。その後は、図12または図13に示す負荷駆動時の動作が実行され得る(ステップS308)。なお、ステップS306で、受電スイッチ回路240bの代わりに蓄電スイッチ回路240aをOFFにしてもよい。その場合、ステップS307で負荷スイッチ回路240cをONにすると、整流回路230から負荷320への給電が開始される。

0107

図15は、受電制御回路250によって実行される負荷420への給電を停止したときの充電処理の他の例を示すフローチャートである。この例は、図6Dに示すように、切替回路240が蓄電スイッチ回路240aおよび負荷スイッチ回路240cを有する場合の例である。受電制御回路250は、まず、負荷スイッチ回路240cをOFFにし、蓄電スイッチ回路240aをONにする(ステップS401、S402)。そして、送電回路120に送電開始信号を送信する(ステップS403)。これにより、負荷420への給電は停止され、蓄電器310の充電のみが行われる。

0108

受電制御回路250は、蓄電電圧検出回路270により、蓄電器310の電圧Vbを取得する(ステップS404)。そして、蓄電器310の電圧Vbが、第1電圧閾値Vth1よりも大きいかを判断する(ステップS405)。Vb≦Vth1の場合、まだ充電が十分ではないと判断され、ステップS404に戻る。Vb>Vth1の場合、受電制御回路250は、蓄電器310が満充電の状態に近いと判断し、送電回路120に送電停止信号を送信する(ステップS406)。これにより、充電が停止される。その後、受電制御回路250は、負荷スイッチ回路240cをONにする(ステップS407)。これにより、蓄電器310から負荷320への給電が開始される。その後は、図12または図13に示す負荷駆動時の動作が実行され得る(ステップS408)。

0109

以上の動作により、無線電力伝送の伝送効率が低くなる低負荷状態においては、蓄電器によって負荷が駆動され、無線電力伝送による送電は、効率の高くなる一定値以上の負荷状態でのみ実施される。これにより、時間当たりの電力効率を高めることが可能になる。さらに、本実施形態によれば、蓄電器の蓄電量に応じて、充電および放電のタイミングが適切に制御される。このため、伝送効率の低下を抑制しながら、負荷に安定的に電力を供給することができる。

0110

以上のように、本開示は、以下の項目に記載の無線電力伝送システムを含む。

0111

[項目1]
交流電力を無線で送電する送電アンテナを含む送電装置から前記交流電力を受電する受電装置であって、
前記交流電力を受電する受電アンテナと、
前記交流電力を直流電力に変換する整流回路と、
前記直流電力の値を検出する検出回路と、
前記直流電力により駆動される負荷と、
前記直流電力を蓄電する蓄電器と、
i)前記整流回路と前記負荷との接続/非接続、及び、ii)前記負荷と前記蓄電器との接続/非接続を切替る切替回路と、
前記受電装置を制御する制御回路と、を備え、
前記制御回路は、
まず、前記整流回路と前記負荷とを接続し、及び、前記整流回路と前記蓄電器とを非接続とし、前記整流回路から前記直流電力を前記負荷に供給する状態において、前記検出回路を用いて検出された前記直流電力の値が電力閾値以下になったか否かを判断し、
前記直流電力の値が前記電力閾値以下になったとき、前記負荷の駆動に所定以上の前記交流電力が必要とされない状態になったと判断し、前記整流回路と前記負荷とを非接続とし、前記負荷と前記蓄電器とを接続する状態に前記切替回路を制御し、
前記蓄電器に充電された前記直流電力により前記負荷を駆動する、
受電装置。

0112

[項目2]
交流電力を無線で送電する送電アンテナを含む送電装置から前記交流電力を受電する受電装置であって、
前記交流電力を受電する受電アンテナと、
前記交流電力を直流電力に変換する整流回路と、
前記直流電力の値を検出する第1検出回路と、
前記直流電力により駆動される負荷と、
前記直流電力を蓄電する蓄電器と、
前記蓄電器の蓄電量を検出する第2検出回路と、
i)前記整流回路と前記負荷との接続/非接続、ii)前記整流回路と前記蓄電器との接続/非接続、及び、iii)前記負荷と前記蓄電器との接続/非接続を切替る切替回路と、
前記受電装置を制御する制御回路と、を備え、
前記制御回路は、
まず、前記整流回路と前記負荷とを接続し、前記整流回路と前記蓄電器とを非接続、及び、前記負荷と前記蓄電器とを非接続とし、前記整流回路から前記直流電力を前記負荷に供給する状態において、前記第1検出回路を用いて検出された前記直流電力の値が電力閾値以下になったか否かを判断し、
前記直流電力の値が前記電力閾値以下になったとき、前記負荷の駆動に所定以上の前記交流電力が必要とされない状態になったと判断し、前記整流回路と前記負荷とを接続し、前記整流回路と前記蓄電器とを接続し、及び、前記負荷と前記蓄電器とを接続する状態に前記切替回路を制御し、
前記蓄電器に第1蓄電閾値以上の蓄電量がある場合、前記整流回路と前記負荷とを非接続とし、前記整流回路と前記蓄電器とを非接続とし、及び、前記負荷と前記蓄電器とを接続する状態に前記切替回路を制御し、前記蓄電器に充電された前記直流電力により前記負荷を駆動する、
受電装置。

0113

[項目3]
前記制御回路は、前記蓄電器に前記第1蓄電閾値以上の蓄電量がない場合、前記整流回路と前記負荷とを非接続とし、前記整流回路と前記蓄電器とを接続し、及び、前記負荷と前記蓄電器とを非接続とする状態に前記切替回路を制御し、前記整流回路からの前記直流電力を前記蓄電器に充電させる、
項目2記載の受電装置。

0114

[項目4]
前記制御回路は、前記蓄電器に前記第1蓄電閾値以上の蓄電量がない場合、前記整流回路と前記負荷とを接続し、前記整流回路と前記蓄電器とを接続する状態に前記切替回路を制御し、前記整流回路からの前記直流電力を前記蓄電器に充電させる、
項目2記載の受電装置。

0115

[項目5]
前記制御回路は、前記蓄電器から前記負荷への前記直流電力の供給が開始された後に、前記蓄電器の蓄電量が第2蓄電閾値以下になった場合、前記整流回路と前記負荷とを接続し、前記整流回路と前記蓄電器とを接続し、前記整流回路から前記直流電力を前記負荷に供給し、前記整流回路からの前記直流電力を前記蓄電器に充電させる、
項目2記載の受電装置。

0116

[項目6]
前記第2蓄電閾値は、前記第1蓄電閾値以下の値である、
項目5記載の受電装置。

0117

[項目7]
交流電力を無線で送電する送電アンテナを含む送電装置から前記交流電力を受電する受電装置であって、
前記交流電力を受電する受電アンテナと、
前記交流電力を直流電力に変換する整流回路と、
前記直流電力の値を検出する検出回路と、
前記直流電力により駆動される負荷と、
前記直流電力を蓄電する蓄電器と、
前記負荷と前記蓄電器との接続/非接続を切替る切替回路と、
前記受電装置を制御する制御回路と、を備え、
前記制御回路は、
まず、前記負荷と前記蓄電器とを非接続とし、前記整流回路から前記直流電力を前記負荷に供給する状態において、前記検出回路を用いて検出された前記直流電力の値が閾値以下になったか否かを判断し、
前記直流電力の値が前記閾値以下になったとき、前記負荷の駆動に所定以上の前記交流電力が必要とされない状態になったと判断し、前記負荷と前記蓄電器とを接続する状態に前記切替回路を制御し、前記送電装置から前記受電装置への前記交流電力の送電を停止させる送電停止信号を前記送電装置に送信し、
前記蓄電器に充電された前記直流電力により前記負荷を駆動する、
受電装置。

0118

[項目8]
交流電力を無線で送電する送電アンテナを含む送電装置から前記交流電力を受電する受電装置であって、
前記交流電力を受電する受電アンテナと、
前記交流電力を直流電力に変換する整流回路と、
前記直流電力の値を検出する第1検出回路と、
前記直流電力により駆動される負荷と、
前記直流電力を蓄電する蓄電器と、
前記蓄電器の蓄電量を検出する第2検出回路と、
前記負荷と前記蓄電器との接続/非接続を切替る切替回路と、
前記受電装置を制御する制御回路と、を備え、
前記制御回路は、
まず、前記負荷と前記蓄電器とを非接続とし、前記整流回路から前記直流電力を前記負荷に供給する状態において、前記第1検出回路を用いて検出された前記直流電力の値が閾値以下になったか否かを判断し、
前記直流電力の値が前記閾値以下になったとき、前記負荷の駆動に所定以上の前記交流電力が必要とされない状態になったと判断し、前記負荷と前記蓄電器とを接続する状態に前記切替回路を制御し、前記送電装置から前記受電装置への前記交流電力の送電を停止させる送電停止信号を前記送電装置に送信し、
前記蓄電器に所定以上の蓄電量がある場合、前記蓄電器に充電された前記直流電力により前記負荷を駆動する、
受電装置。

0119

[項目9]
交流電力を無線で送電する送電アンテナを含む送電装置から前記交流電力を受電する受電装置であって、
前記交流電力を受電する受電アンテナと、
前記交流電力を直流電力に変換する整流回路と、
前記直流電力の値を検出する第1検出回路と、
前記直流電力により駆動される負荷と、
前記直流電力を蓄電する蓄電器と、
前記蓄電器の蓄電量を検出する第2検出回路と、
前記負荷と前記蓄電器との接続/非接続を切替る切替回路と、
前記受電装置を制御する制御回路と、を備え、
前記制御回路は、
まず、前記負荷と前記蓄電器とを非接続とし、前記整流回路から前記直流電力を前記負荷に供給する状態において、前記第1検出回路を用いて検出された前記直流電力の値が閾値以下になったか否かを判断し、
前記直流電力の値が前記閾値以下になったとき、前記負荷の駆動に所定以上の前記交流電力が必要とされない状態になったと判断し、さらに、前記蓄電器に所定以上の蓄電量がある場合、前記負荷と前記蓄電器とを接続する状態に前記切替回路を制御し、前記送電装置から前記受電装置への前記交流電力の送電を停止させる送電停止信号を前記送電装置に送信し、
前記蓄電器に充電された前記直流電力により前記負荷を駆動する、
受電装置。

0120

[項目10]
前記負荷は、モータを含む、
項目1から9のいずれか1項に記載の受電装置。

0121

[項目11]
前記負荷の駆動に所定以上の前記交流電力が必要とされない状態は、前記モータの回転数の変化が一定期間所定範囲内である状態を含む、
項目10記載の受電装置。

0122

[項目12]
前記負荷の駆動に所定以上の前記交流電力が必要とされない状態は、前記モータの回転停止を維持させる状態を含む、
項目10記載の受電装置。

0123

本開示の技術は、例えば、電気自動車、監視カメラ、ロボットなど、電力を伝送する必要がある電子機器利用可能である。

0124

50電源
100送電装置
110送電アンテナ
120送電回路
130インバータ回路
150送電制御回路
160パルス生成回路
180送電側受信器
200受電装置
210受電アンテナ210
220受電回路
230整流回路
240切替回路
250受電制御回路
260電力検出回路(第1検出回路)
270蓄電電圧検出回路(第2検出回路)
280受電側送信器
310蓄電器(蓄電装置)
320 負荷

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