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公開番号2025099021
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-03
出願番号2023215344
出願日2023-12-21
発明の名称送電回路、送電装置、受電装置および非接触給電システム
出願人株式会社デンソー
代理人弁理士法人明成国際特許事務所
主分類H02J 50/12 20160101AFI20250626BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】非接触給電システムにおいて、漏洩電磁界の増大を抑制する。
【解決手段】受電装置200に対して非接触で給電するための送電回路120～120Oであって、第1共振回路10であって、予め定められた動作周波数の交流電力を供給する電源装置110に接続される第1コイルLs1と、第1コイルと電源装置との間において第1コイルと直列に接続され、第1共振回路の状態を共振状態と非共振状態との間で切り替えるための第1インピーダンス可変素子20と、を有する第1共振回路と、第2共振回路12であって、第1コイルと磁気的に結合する第2コイルLs2と、第2コイルと並列に接続され、第2共振回路の状態を共振状態と非共振状態との間で切り替えるための第2インピーダンス可変素子22と、を有する第2共振回路と、を備え、第2コイルは、両端部のいずれか一方が電源装置に接続される。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
受電装置（２００）に対して非接触で給電するための送電回路（１２０～１２０Ｏ）であって、
第１共振回路（１０）であって、
予め定められた動作周波数の交流電力を供給する電源装置（１１０）に接続される第１コイル（Ｌｓ１）と、
前記第１コイルと前記電源装置との間において前記第１コイルと直列に接続され、前記第１共振回路の状態を共振状態と非共振状態との間で切り替えるための第１インピーダンス可変素子（２０）と、
を有する第１共振回路と、
第２共振回路（１２）であって、
前記第１コイルと磁気的に結合する第２コイル（Ｌｓ２）と、
前記第２コイルと並列に接続され、前記第２共振回路の状態を共振状態と非共振状態との間で切り替えるための第２インピーダンス可変素子（２２）と、
を有する第２共振回路と、
を備え、
前記第２コイルは、両端部のいずれか一方が前記電源装置に接続される、
送電回路。
続きを表示（約 2,100 文字）【請求項２】
請求項１に記載の送電回路であって、
前記第１コイルおよび前記第２コイルはそれぞれ、複数の平面コイル（Ｌｐ１１、Ｌｐ１２、Ｌｐ２１、Ｌｐ２２）が積層方向に重なるように形成され、
前記第１コイルと前記第２コイルとのうち、一方のコイルは、他方のコイルに対して前記積層方向に離れて配置され、
前記第２コイルを形成する前記複数の平面コイルのうち、前記平面コイルと前記第１コイルとの前記積層方向に沿った距離が最も小さい前記平面コイルである最近接コイルの端部は、前記電源装置と前記第１インピーダンス可変素子との間において、前記電源装置に接続される、
送電回路。
【請求項３】
請求項１に記載の送電回路であって、
前記第１コイルおよび前記第２コイルはそれぞれ、複数の平面コイルが積層方向に重なるように形成され、
前記第１コイルと前記第２コイルとのうち、一方のコイルは、他方のコイルに対して前記積層方向に離れて配置され、
前記第２コイルを形成する前記複数の平面コイルのうち、前記平面コイルと前記第１コイルとの前記積層方向に沿った距離が最も小さい前記平面コイルである最近接コイルの端部は、前記電源装置と前記第１コイルとの間において前記電源装置に接続される、
送電回路。
【請求項４】
請求項２または請求項３に記載の送電回路であって、
前記最近接コイルと前記第１コイルとの前記積層方向に沿った距離（ｄ３）は、前記第１コイルを形成する前記複数の平面コイル間の前記積層方向に沿った距離（ｄ１）と、前記第２コイルを形成する前記複数の平面コイル間の前記積層方向に沿った距離（ｄ２）と、のうちの小さい方の距離よりも大きい、
送電回路。
【請求項５】
請求項１に記載の送電回路であって、
前記第１コイルおよび前記第２コイルはそれぞれ、同一層において巻回された複数の平面コイルにより形成され、
前記第１コイルと前記第２コイルとのうち、一方のコイルは、前記同一層において、他方のコイルの径方向内側の空き領域に配置され、
前記第２コイルを形成する前記複数の平面コイルのうち、前記平面コイルを形成する導体と、前記第１コイルを形成する導体と、の前記径方向に沿った距離が最も小さい前記平面コイルである最近接コイルの端部は、前記電源装置と前記第１インピーダンス可変素子との間において前記電源装置に接続される、
送電回路。
【請求項６】
請求項１に記載の送電回路であって、
前記第１コイルおよび前記第２コイルはそれぞれ、同一層において巻回された複数の平面コイルにより形成され、
前記第１コイルと前記第２コイルとのうち、一方のコイルは、前記同一層において、他方のコイルの径方向内側の空き領域に配置され、
前記第２コイルを形成する前記複数の平面コイルのうち、前記平面コイルを形成する導体と、前記第１コイルを形成する導体と、の前記径方向に沿った距離が最も小さい前記平面コイルである最近接コイルの端部は、前記電源装置と前記第１コイルとの間において前記電源装置に接続される、
送電回路。
【請求項７】
請求項５または請求項６に記載の送電回路であって、
前記最近接コイルを形成する導体と、前記第１コイルを形成する導体と、の前記径方向に沿った距離（ｄ６）は、前記第１コイルを形成する導体同士の前記径方向に沿った距離（ｄ４）と、前記第２コイルを形成する導体同士の前記径方向に沿った距離（ｄ５）と、のうちの小さい方の距離よりも大きい、
送電回路。
【請求項８】
請求項１から請求項３と、請求項５と、請求項６と、のいずれか一項に記載の送電回路であって、
前記第１インピーダンス可変素子および前記第２インピーダンス可変素子はそれぞれ、第１コンデンサ（Ｃ１１、Ｃ２１）と、前記第１コンデンサに対して並列に接続される第２コンデンサ（Ｃ１２、Ｃ２２）およびスイッチ素子（ＳＷ１、ＳＷ２）であって、互いに直列に接続される第２コンデンサおよびスイッチ素子とを有し、
前記第１インピーダンス可変素子は、前記受電装置との位置関係に応じて、第１共振回路の状態を共振状態と非共振状態との間で切り替え、
前記第２インピーダンス可変素子は、前記受電装置との位置関係に応じて、第２共振回路の状態を共振状態と非共振状態との間で切り替える、
送電回路。
【請求項９】
請求項１から請求項３と、請求項５と、請求項６と、のいずれか一項に記載の送電回路であって、
前記第１コイルと前記第２コイルとは、離隔層により隔てられている、
送電回路。
【請求項１０】
請求項１から請求項３と、請求項５と、請求項６と、のいずれか一項に記載の送電回路であって、
前記第１コイルと前記第２コイルとは、リッツ線により形成されている、
送電回路。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、送電回路、送電装置、受電装置および非接触給電システムに関する。
続きを表示（約 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
受電装置を搭載した電動車両に対して、送電装置から非接触で電力を供給する非接触給電システムが知られている。特許文献１に記載の非接触給電システムは、送電装置が有する一次側コイルと、受電装置が有する二次側コイルとにそれぞれ磁気的に結合する三次側コイルを設けることにより、給電効率を改善している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２２－１３０３０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、一次側コイルと二次側コイルとのそれぞれと磁気的に結合させるために、一次側コイルと三次側コイルとが近接して配置されると、当該コイル間において浮遊容量が生じることにより三次側コイルに漏れ電流が生じ、三次側コイルによる漏洩電磁界が増大するおそれがある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示は、以下の形態として実現することが可能である。
【０００６】
本開示の一形態によれば、受電装置（２００）に対して非接触で給電するための送電回路（１２０～１２０Ｏ）が提供される。この送電回路は、第１共振回路（１０）であって、予め定められた動作周波数の交流電力を供給する電源装置（１１０）に接続される第１コイル（Ｌｓ１）と、前記第１コイルと前記電源装置との間において前記第１コイルと直列に接続され、前記第１共振回路の状態を共振状態と非共振状態との間で切り替えるための第１インピーダンス可変素子（２０）と、を有する第１共振回路と、第２共振回路（１２）であって、前記第１コイルと磁気的に結合する第２コイル（Ｌｓ２）と、前記第２コイルと並列に接続され、前記第２共振回路の状態を共振状態と非共振状態との間で切り替えるための第２インピーダンス可変素子（２２）と、を有する第２共振回路と、を備え、前記第２コイルは、両端部のいずれか一方が前記電源装置に接続される。
【０００７】
この形態の送電回路によれば、第２コイルは、両端部のいずれか一方が電源装置に接続されるので、第１コイルと第２コイルとの間に生じる静電容量を介して第２コイルに流れる漏洩電流を電源ラインに流すことにより第２コイルを流れる漏洩電流の電流経路を短縮することと、第１コイルと第２コイルとの電位を同じにすることと、とのいずれか一方を実現できる。これにより、第２コイルを流れる漏洩電流を抑制でき、漏洩電流に起因する漏洩電磁界の増大を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
第１実施形態の非接触給電システムの概略構成を示す説明図である。
第１実施形態の電源装置の概略構成を示す説明図である。
第１実施形態の非接触給電システムの回路構成を示す説明図である。
第１実施形態の送電装置のコイル構成を示す回路図である。
第１実施形態の送電装置のコイル構成を模式的に示す回路図である。
第２実施形態の送電装置のコイル構成を示す回路図である。
第２実施形態の送電装置のコイル構成を模式的に示す回路図である。
他の実施形態の送電装置のコイル構成を示す回路図である。
他の実施形態の送電装置のコイル構成を示す回路図である。
他の実施形態の送電装置のコイル構成を示す回路図である。
他の実施形態の送電装置のコイル構成を示す回路図である。
他の実施形態の送電装置のコイル構成を模式的に示す回路図である。
他の実施形態の送電装置のコイル構成を模式的に示す回路図である。
他の実施形態の送電装置のコイル構成を示す回路図である。
他の実施形態の送電装置のコイル構成を示す回路図である。
他の実施形態の送電装置のコイル構成を示す回路図である。
他の実施形態の送電装置のコイル構成を示す回路図である。
他の実施形態の送電装置のコイル構成を模式的に示す回路図である。
他の実施形態の送電装置のコイル構成を示す回路図である。
他の実施形態の送電装置のコイル構成を示す回路図である。
他の実施形態の送電装置のコイル構成を示す回路図である。
他の実施形態の送電装置のコイル構成を示す回路図である。
他の実施形態の送電装置のコイル構成を模式的に示す回路図である。
他の実施形態の送電装置のコイル構成を示す回路図である。
他の実施形態の送電装置のコイル構成を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
Ａ．第１実施形態：
Ａ－１．装置構成：
図１に示す本実施形態の非接触給電システム１０００は、送電装置１００と、受電装置２００とを備える。本実施形態では、送電装置１００は、走路１０５の下に埋設されている。受電装置２００は、走路１０５上を走行する移動体としての電動車両２０２に搭載されている。本実施形態では、電動車両２０２は、工場や倉庫内を走行するＡＧＶ（Automatic Guided Vehicle）として構成されている。なお、電動車両２０２は、電気自動車やハイブリッド自動車として構成されていてもよい。
【００１０】
非接触給電システム１０００において、送電装置１００は、走路１０５上を電動車両２０２が走行する際に、受電装置２００に対して給電を行う。「走路１０５上を走行」とは、電動車両２０２が移動している場合の他、搬送物の載せ替え等で搬送ロボットやコンベア等の固定設備付近に電動車両２０２が停止している場合も含む。図１において、ｘ軸方向は電動車両２０２の進行方向を示し、ｙ軸方向は電動車両２０２の幅方向を示し、ｚ軸方向は鉛直上方向を示す。
（【００１１】以降は省略されています）

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