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公開番号2025109217
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-25
出願番号2024002917
出願日2024-01-12
発明の名称受電装置
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H02M 7/12 20060101AFI20250717BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】整流回路のスイッチにより負荷装置に供給する電力を制御する場合において、スイッチング時に大きな損失が生じることが課題であった。
【解決手段】磁界により非接触で交流電力を受電する受電装置であって、共振回路と、同期整流回路と、負荷装置と、制御回路と、を備え、制御回路は、交流電力の半周期において、同期整流回路より直流電力を出力する給電モードM1と、複数のレグ回路における複数の第2スイッチのうち、並列ダイオードの逆方向に電圧が印加されている第2スイッチである高電位側第2スイッチをオン状態に制御する短絡モードM2と、を実行し、短絡モードにおける複数の第2スイッチのうち、並列ダイオードに電流が流れている第2スイッチである低電位側第2スイッチを、交流電力の1周期よりも短く半周期よりも長い第1期間、オン状態に制御する、受電装置。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
磁界により非接触で交流電力を受電する受電装置（１００、１００ａ、１００ｂ、１００ｃ）であって、
予め定められた共振周波数を有する共振回路（１１０）であって、前記交流電力を受電する受電コイル（１１１）を含む共振回路と、
複数のレグ回路（１２１、１２１ｃ、１２２、１２２ｃ）により構成されており、前記交流電力を直流電力に整流する同期整流回路（１２０）と、
前記直流電力を消費する負荷装置（１３０）と、
前記受電装置を制御する制御回路（１５０，１５０ａ，１５０ｂ，１５０ｃ）と、を備え、
前記複数のレグ回路のそれぞれのレグ回路は、整流ダイオード（Ｄｉ）または第１スイッチ（ＳｗＨ）と、第２スイッチ（ＳｗＬ）と、の直列接続により構成されており、
前記第１スイッチおよび前記第２スイッチは、それぞれが並列接続された並列ダイオード（Ｄｉ）を備え、
前記レグ回路は、前記第１スイッチにおける前記整流ダイオードまたは前記並列ダイオードのアノードに、前記第２スイッチの前記並列ダイオードのカソードが接続されており、
前記共振回路の出力部（１１０ｏ）は、前記レグ回路において、前記整流ダイオードまたは前記第１スイッチと、前記第２スイッチと、の間に接続されており、
前記制御回路は、前記交流電力の半周期において、
前記同期整流回路より前記直流電力を出力する給電モード（Ｍ１）と、
前記複数のレグ回路における複数の前記第２スイッチのうち、前記並列ダイオードの逆方向に電圧が印加されている第２スイッチである高電位側第２スイッチ（ＳｗＬＨ）をオン状態に制御する短絡モード（Ｍ２）と、を実行し、
前記短絡モードにおける前記複数の前記第２スイッチのうち、前記並列ダイオードに電流が流れている第２スイッチである低電位側第２スイッチ（ＳｗＬＬ）を、前記交流電力の１周期よりも短く前記半周期よりも長い第１期間、オン状態に制御する、受電装置。
続きを表示（約 840 文字）【請求項２】
請求項１記載の受電装置であって、さらに、
前記レグ回路は、前記第１スイッチと前記第２スイッチの直列接続により構成されており、
前記給電モードは、
前記複数の前記第２スイッチのうちオン状態の高電位側第２スイッチをオフ状態に制御する時に、前記オン状態の高電位側第２スイッチを備えた前記レグ回路における前記第１スイッチがオフ状態であるように制御し、
前記オン状態の高電位側第２スイッチをオフ状態に制御した後に、前記オフ状態の前記第１スイッチを第２期間の間、オン状態にする制御を行う、受電装置。
【請求項３】
請求項２記載の受電装置であって、さらに、
前記同期整流回路の電圧を検知する第１センサ（１６０）を備え、
前記第１センサは、前記複数のレグ回路の電圧について、前記第１スイッチにおける両端の電圧の立ち上がり、または、前記第２スイッチにおける両端の電圧の立ち下がり、を検知し、
前記制御回路は、前記第１センサにより、前記電圧の立ち上がり、または、前記電圧の立ち下がり、の検知を条件に前記短絡モードを実行する、受電装置。
【請求項４】
請求項２記載の受電装置であって、
前記交流電力の電流または電圧の実周期を取得する第２センサ（１７０）を備え、
前記制御回路は、前記第１期間の始期としての、オフ状態の前記低電位側第２スイッチをオン状態に制御する時点から、前記第１期間よりも長く前記実周期の１周期よりも短い時間の経過した時点を前記第２期間の終期にする制御を行う、受電装置。
【請求項５】
請求項３記載の受電装置であって、
前記制御回路は、前記第１期間の始期としての、オフ状態の前記低電位側第２スイッチをオン状態に制御する時点から、前記第１期間よりも長く前記１周期よりも短い時間が経過した時点を前記第２期間の終期にする制御を行う、受電装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、受電装置に関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
車両の非接触給電システムに用いられる受電装置において、特許文献１のように、整流回路にスイッチを用いる技術が存在する。特許文献１の整流回路は、受電コイルを含む共振回路が受電した交流電力を整流することにより、直流電力を負荷装置に供給する。特許文献１の整流回路は、スイッチにより、整流回路の入力部でもある共振回路の出力部を短絡する。受電された電力は、負荷装置に供給されない。すなわち、特許文献１の技術は、整流回路のスイッチにより、負荷装置に供給する電力を制御できる。
【０００３】
特許文献１の整流回路は、ダイオードのアノード側にスイッチが直列接続された回路により構成される。さらに、共振回路の出力部は、整流回路におけるダイオードとスイッチの間に接続される。特許文献１の整流回路は、ダイオードの通電中にスイッチをオン状態にすることにより、共振回路の出力部を短絡する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特許第６２４０５０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記の技術には、以下のような課題がある。ダイオードの通電中、オフ状態のスイッチには、電圧が印加された状態になる。スイッチがオン状態になる場合、スイッチは、電圧が印加された状態からオン状態になる。すなわち、スイッチは、ハードスイッチングによるスイッチング損失が生じる。
【０００６】
このうえ、ダイオードは、スイッチに電流が流れることにより、順方向電流が急激に低下する。これより、スイッチング時の損失を生じるリカバリ電流が大きくなりやすい。
【０００７】
すなわち、整流回路のスイッチにより負荷装置に供給する電力を制御する場合において、スイッチング時に大きな損失が生じることが課題であった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示は、以下の形態として実現することが可能である。
【０００９】
本開示の第１形態によれば、磁界により非接触で交流電力を受電する受電装置（１００、１００ａ、１００ｂ、１００ｃ）が提供される。前記受電装置は、予め定められた共振周波数を有する共振回路（１１０）であって、前記交流電力を受電する受電コイル（１１１）を含む共振回路と、複数のレグ回路（１２１、１２１ｃ、１２２、１２２ｃ）により構成されており、前記交流電力を直流電力に整流する同期整流回路（１２０）と、前記直流電力を消費する負荷装置（１３０）と、前記受電装置を制御する制御回路（１５０，１５０ａ，１５０ｂ，１５０ｃ）と、を備え、前記複数のレグ回路のそれぞれのレグ回路は、整流ダイオード（Ｄｉ）または第１スイッチ（ＳｗＨ）と、第２スイッチ（ＳｗＬ）と、の直列接続により構成されており、前記第１スイッチおよび前記第２スイッチは、それぞれが並列接続された並列ダイオード（Ｄｉ）を備え、前記レグ回路は、前記第１スイッチにおける前記整流ダイオードまたは前記並列ダイオードのアノードに、前記第２スイッチの前記並列ダイオードのカソードが接続されており、前記共振回路の出力部（１１０ｏ）は、前記レグ回路において、前記整流ダイオードまたは前記第１スイッチと、前記第２スイッチと、の間に接続されており、前記制御回路は、前記交流電力の半周期において、前記同期整流回路より前記直流電力を出力する給電モード（Ｍ１）と、前記複数のレグ回路における複数の前記第２スイッチのうち、前記並列ダイオードの逆方向に電圧が印加されている第２スイッチである高電位側第２スイッチ（ＳｗＬＨ）をオン状態に制御する短絡モード（Ｍ２）と、を実行し、前記短絡モードにおける前記複数の前記第２スイッチのうち、前記並列ダイオードに電流が流れている第２スイッチである低電位側第２スイッチ（ＳｗＬＬ）を、前記交流電力の１周期よりも短く前記半周期よりも長い第１期間、オン状態に制御する。
【００１０】
このような形態とすることで、並列ダイオードに電流が流れる低電位側第２スイッチは、オン状態のまま交流電力の電流の反転に伴って、スイッチに電流が流れる。すなわち、短絡モードは、交流電力の電流の反転に伴って実行される。このため、低電位側第２スイッチでは、オン状態になる時に、ゼロ電圧スイッチングによりスイッチング損失が低減される。さらに、整流ダイオードまたは第１スイッチの並列ダイオードの通電されていない状態において、短絡モードが実行される。これにより、整流ダイオードまたは第１スイッチの並列ダイオードでは、短絡モードが実行される時に、リカバリ電流が生じにくい。よって、本開示の受電装置は、短絡モードにより負荷装置に供給する電力を制御する場合において、スイッチング時に大きな損失が生じることを防止できる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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