无线电力传输控制方法以及无线电力传输系统与流程

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无线电力传输控制方法以及无线电力传输系统与流程

该申请言及的实施例涉及无线电力传输控制方法以及无线电力传输系统。



背景技术:

近年来,为了进行电源供给、充电而以无线方式传输电力的技术被关注。例如,正在研究、开发通过无线方式对以移动终端、笔记本电脑为代表的各种电子设备、家电设备、或者电力基础设施设备进行电力传输的无线电力传输系统。

然而,优选在利用无线电力传输(Wireless Power Transfer)的情况下,为了即使送出电力一侧的供电器、和接受从供电器送来的电力的一侧的受电器为彼此不同的制造商的产品也无障碍地使用而进行标准化。

以往,作为基于无线的电力传输技术,一般已知有利用了电磁感应的技术、利用了电波的技术。

而且,近年来,作为使供电器与受电器的距离远离某种程度,并能够进行对多个受电器的电力传输以及对受电器的三维的各种姿势的电力传输的技术,使用了强耦合系统的共振的无线供电技术被关注。

作为该使用了强耦合系统的共振的无线供电,例如已知有利用了磁场谐振(磁场共振)、电场谐振(电场共振)的无线电力传输技术。

以往,作为无线电力传输技术,进行了各种提案。

专利文献1:日本特开2005-110399号公报

专利文献2:日本特开2012-034454号公报

专利文献3:日本特开2013-034367号公报

专利文献4:国际公开第2013/035873号公报

非专利文献1:内田昭嘉他(UCHIDA Akiyoshi,et al.),"Phase and Intensity Control of Multiple Coil Currents in Resonant Magnetic Coupling,"IMWS-IWPT2012,THU-C-1,pp.53-56,May 10-11,2012

非专利文献2:石崎俊雄等(ISHIZAKI Toshio,et al.),"3-D Free-Access WPT System for Charging Movable Terminals,"IMWS-IWPT2012,FRI-H-1,pp.219-222,May 10-11,2012

如上述那样,以往为了进行电源供给、充电而以无线方式传输电力的无线电力传输技术被关注,研究开发了各种方法。

即,作为包含多个供电器(供电线圈)以及多个受电器,并利用磁场谐振或者电场谐振通过无线方式将来自多个供电线圈的电力传输给各个受电器的无线电力传输控制方法,研究开发了各种方法。

例如,提出了一种基于各个受电器的供电效率来仅对特定的受电器传输电力的方法、控制多个供电器而使磁场或者电场的朝向变化来对受电器传输电力的方法。

并且,还提出了一种在接受电力的至少两个受电器中,维持整体的供电效率,并使至少一个受电器的受电电力降低来对至少两个受电器传输电力的方法。

然而,由于对于将来自多个供电线圈的电力传输给各个受电器来说,例如存在各受电器需求的电力的大小,或者各受电器的位置、方向等各种重要因素,所以不能说无线电力传输系统的供电效率足够。



技术实现要素:

根据一个实施方式,提供包含多个供电线圈以及多个受电器,并利用磁场谐振或者电场谐振通过无线将来自多个上述供电线圈的电力同时传输给至少两个上述受电器的无线电力传输控制方法。

首先,求出由多个上述供电线圈对各个上述受电器的单体供电效率、以及各个上述受电器需求的单体需求电力,接下来,将上述单体需求电力除以上述单体供电效率,来计算各个上述受电器的单体供电电力。然后,选择上述单体供电电力为最大的最大单体供电电力的第一受电器,以使针对上述第一受电器的供电效率最大化的方式,控制多个上述供电线圈。

公开的无线电力传输控制方法以及无线电力传输系统起到能够使系统整体的供电效率提高这一效果。

附图说明

图1A是示意地表示有线电力传输系统的一个例子的图。

图1B是示意地表示无线电力传输系统的一个例子的图。

图2A是示意地表示二维无线电力传输系统的一个例子的图。

图2B是示意地表示三维无线电力传输系统的一个例子的图。

图3是简要地表示无线电力传输系统的一个例子的框图。

图4A是用于说明图3的无线电力传输系统中的传输线圈的变形例的图(其一)。

图4B是用于说明图3的无线电力传输系统中的传输线圈的变形例的图(其二)。

图4C是用于说明图3的无线电力传输系统中的传输线圈的变形例的图(其三)。

图5A是表示独立共振线圈的例子的电路图(其一)。

图5B是表示独立共振线圈的例子的电路图(其二)。

图5C是表示独立共振线圈的例子的电路图(其三)。

图5D是表示独立共振线圈的例子的电路图(其四)。

图6A是表示与负载或者电源连接的共振线圈的例子的电路图(其一)。

图6B是表示与负载或者电源连接的共振线圈的例子的电路图(其二)。

图6C是表示与负载或者电源连接的共振线圈的例子的电路图(其三)。

图6D是表示与负载或者电源连接的共振线圈的例子的电路图(其四)。

图7A是用于说明因多个供电器引起的磁场的控制例的图(其一)。

图7B是用于说明因多个供电器引起的磁场的控制例的图(其二)。

图7C是用于说明因多个供电器引起的磁场的控制例的图(其三)。

图8A是用于说明针对多个受电器的二维的无线电力传输控制方法的一个例子的图(其一)。

图8B是用于说明针对多个受电器的二维的无线电力传输控制方法的一个例子的图(其二)。

图8C是用于说明针对多个受电器的二维的无线电力传输控制方法的一个例子的图(其三)。

图9A是用于说明针对多个受电器的三维的无线电力传输控制方法的一个例子的图。

图9B是用于说明针对多个受电器的三维的无线电力传输控制方法的其它的例子的图。

图10A是用于说明本实施例的无线电力传输控制方法的第一处理例的图(其一)。

图10B是用于说明本实施例的无线电力传输控制方法的第一处理例的图(其二)。

图10C是用于说明本实施例的无线电力传输控制方法的第一处理例的图(其三)。

图10D是用于说明本实施例的无线电力传输控制方法的第一处理例的图(其四)。

图10E是用于说明本实施例的无线电力传输控制方法的第一处理例的图(其五)。

图11A是用于说明本实施例的无线电力传输控制方法的第二处理例的图(其一)。

图11B是用于说明本实施例的无线电力传输控制方法的第二处理例的图(其二)。

图11C是用于说明本实施例的无线电力传输控制方法的第二处理例的图(其三)。

图11D是用于说明本实施例的无线电力传输控制方法的第二处理例的图(其四)。

图11E是用于说明本实施例的无线电力传输控制方法的第二处理例的图(其五)。

图12A是用于说明本实施例的无线电力传输控制方法的第三处理例的图(其一)。

图12B是用于说明本实施例的无线电力传输控制方法的第三处理例的图(其二)。

图12C是用于说明本实施例的无线电力传输控制方法的第三处理例的图(其三)。

图12D是用于说明本实施例的无线电力传输控制方法的第三处理例的图(其四)。

图12E是用于说明本实施例的无线电力传输控制方法的第三处理例的图(其五)。

图12F是用于说明本实施例的无线电力传输控制方法的第三处理例的图(其六)。

图12G是用于说明本实施例的无线电力传输控制方法的第三处理例的图(其七)。

图12H是用于说明本实施例的无线电力传输控制方法的第三处理例的图(其八)。

图12I是用于说明本实施例的无线电力传输控制方法的第三处理例的图(其九)。

图13是表示本实施例的无线电力传输系统的一个例子的框图。

图14A是用于说明本实施例的无线电力传输控制方法的处理的一个例子的流程图(其一)。

图14B是用于说明本实施例的无线电力传输控制方法的处理的一个例子的流程图(其二)。

图14C是用于说明本实施例的无线电力传输控制方法的处理的一个例子的流程图(其三)。

图14D是用于说明本实施例的无线电力传输控制方法的处理的一个例子的流程图(其四)。

具体实施方式

首先,在对无线电力传输控制方法以及无线电力传输系统的实施例进行详述之前,参照图1~图9B对电力传输系统的例子、以及包含多个供电器及受电器的相关技术的无线电力传输系统进行说明。

图1A是示意地表示有线电力传输(线连接馈电)系统的一个例子的图,图1B是示意地表示无线电力传输(无线馈电)系统的一个例子的图。在图1A以及图1B中,参照符号2A1~2C1分别表示受电器。

这里,受电器2A1例如表示需求电力为10W的平板计算机(平板电脑),受电器2B1例如表示需求电力为50W的笔记本电脑,受电器2C1例如表示需求电力为2.5W的智能手机。其中,需求电力例如相当于用于对各个受电器2A1~2C1中的充电电池(二次电池)进行充电的电力。

如图1A所示,通常在对平板电脑2A1、智能手机2C1的二次电池进行充电的情况下,例如经由电源线缆4A、4C与个人计算机(Personal Computer)的USB(Universal Serial Bus:通用串行总线)端子(或者,专用电源等)3A连接。另外,在对笔记本电脑2B1的二次电池进行充电的情况下,例如经由电源线缆4B与专用的电源装置(AC-DC Converter:交直流转换器)3B连接。

即,如图1A所示,即使是能够携带的受电器2A1~2C1,一般也使用电源线缆4A~4C从USB端子3A、电源装置3B通过线连接来进行馈电(有线电力传输)。

该情况下,例如由于各电源线缆4A~4C经由连接器与受电器2A1~2C1连接,所以通过按每个连接器检测与连接器的前端连接的受电器(连接设备),能够检知台数,并根据连接器形状固定馈电电力。并且,通过用户进行与需求电力对应的电源线缆的连接,由此在识别需求电力的同时,对各个连接设备进行适当的馈电。

然而,近年来,随着以电磁感应为代表的非接触馈电技术的进步,例如在刮胡刀、电动牙刷等中无线馈电(无线电力传输)正被实用化。鉴于此,例如可考虑如图1B所示,从供电器1A1对平板电脑2A1、笔记本电脑2B1以及智能手机2C1进行无线电力传输。

图2A是示意地表示二维无线电力传输(二维无线馈电)系统的一个例子的图,例如示出了与上述的刮胡刀、电动牙刷等同样地通过电磁感应进行无线电力传输的样子。

如图2A所示,在利用电磁感应进行无线电力传输的情况下,虽然是非接触馈电但由于供电距离较短,所以仅能够对几乎与供电器1A2接触的受电器进行馈电。

即,能够对放置在供电器(受电台)1A2上的受电器(笔记本电脑)2B2进行馈电,但难以对远离受电台1A2的笔记本电脑2B3进行馈电。这样,图2A所示的无线电力传输系统是能够进行受电台1A2上的自由的配置的二维的无线馈电系统。

图2B是示意地表示三维无线电力传输(三维无线馈电)系统的一个例子的图,例如示出利用磁场谐振或者电场谐振来进行无线电力传输的样子。如图2B所示,在利用磁场谐振或者电场谐振进行无线电力传输的情况下,能够对存在于距离供电器1A2为规定范围内(图2B中的虚线的内侧)的多个受电器进行馈电。

即,能够从供电器1A3对规定范围内的平板电脑2A2、2A3、笔记本电脑2B2、2B3以及智能手机2C2进行无线电力传输。其中,在图2B中,仅描绘了一个供电器1A3,但也可通过多个供电器,利用磁场谐振或者电场谐振对各种角度以及位置的多个受电器进行无线电力传输。

这样,图2B所示的无线电力传输系统是例如通过利用磁场谐振,与利用了电磁感应的系统相比在远方的空间也能够得到较高的供电效率的三维的无线馈电系统。

图3是简要地表示无线电力传输(三维无线馈电)系统的一个例子的框图。在图3中,参照符号1表示初级侧(供电侧:供电器),2表示次级侧(受电侧:受电器)。

如图3所示,供电器1包含无线供电部11、高频电源部12、供电控制部13以及通信电路部(第一通信电路部)14。另外,受电器2包含无线受电部21、受电电路部(整流部)22、受电控制部23以及通信电路部(第二通信电路部)24。

无线供电部11包含第一线圈(电力供给线圈)11b以及第二线圈(供电共振线圈)11a,另外,无线受电部21包含第三线圈(受电共振线圈)21a以及第四线圈(电力取出线圈)21b。

如图3所示,供电器1与受电器2通过供电共振线圈11a与受电共振线圈21a之间的磁场谐振(电场谐振),来从供电器1向受电器2进行能量(电力)的传输。其中,从供电共振线圈11a向受电共振线圈21a的电力传输除了磁场谐振之外,也能够采用电场谐振等,但在以下的说明中,主要以磁场谐振为例来进行说明。

供电器1与受电器2通过通信电路部14和通信电路部24来进行通信(近距离通信)。这里,供电器1的供电共振线圈11a与受电器2的受电共振线圈21a对电力的传输距离(电力传输范围)被设定得比通过供电器1的通信电路部14与受电器2的通信电路部24实现的通信距离(通信范围)短。

另外,通过供电共振线圈11a以及21a进行的电力传输是与通过通信电路部14以及24进行的通信成为独立的方式(Out-band:带外通信)。具体而言,通过供电共振线圈11a以及21a进行的电力传输例如使用6.78MHz的频带,通过通信电路部14以及24进行的通信例如使用2.4GHz的频带。

作为通过该通信电路部14以及24进行的通信,例如能够利用依照IEEE 802.11b的DSSS方式的无线LAN、蓝牙(Bluetooth(注册商标))。

其中,上述的无线电力传输系统例如在所使用的频率的波长程度的距离的近场(near field),利用由供电器1的供电共振线圈11a与受电器2的受电共振线圈21a实现的磁场谐振或者电场谐振来进行电力的传输。因此,电力传输范围(供电圈)根据电力传输所使用的频率而变化。

高频电源部12对电力供给线圈(第一线圈)11b供给电力,电力供给线圈11b利用电磁感应对配设在该电力供给线圈11b极近的供电共振线圈11a供给电力。供电共振线圈11a通过与受电共振线圈21a之间产生磁场谐振的共振频率,向受电共振线圈21a(受电器2)传输电力。

受电共振线圈21a利用电磁感应对配设在该受电共振线圈21a极近的电力取出线圈(第四线圈)21b供给电力。电力取出线圈21b上连接有受电电路部22,取出规定的电力。其中,来自受电电路部22的电力例如作为电池部(负载)25中的电池的充电,或者针对受电器2的电路的电源输出等被利用。

这里,供电器1的高频电源部12由供电控制部13控制,另外,受电器2的受电电路部22由受电控制部23控制。而且,供电控制部13以及受电控制部23经由通信电路部14以及24连接,进行各种控制以便以优选的状态进行从供电器1向受电器2的电力传输。

图4A~图4C是用于说明图3的无线电力传输系统中的传输线圈的变形例的图。这里,图4A以及图4B表示3线圈构成的例子,图4C表示2线圈构成的例子。

即,在图3所示的无线电力传输系统中,无线供电部11包含第一线圈11b以及第二线圈11a,无线受电部21包含第三线圈21a以及第四线圈。

与此相对,在图4A的例子中,使无线受电部21为一个线圈(受电共振线圈:LC共振器)21a,在图4B的例子中,使无线供电部11为一个线圈(供电共振线圈:LC共振器)11a。

并且,在图4C的例子中,将无线受电部21设定为一个受电共振线圈21a,并且使无线供电部11为一个供电共振线圈11a。其中,图4A~图4C仅是例子,当然能够进行各种变形。

图5A~图5D是表示独立共振线圈(受电共振线圈21a)的例子的电路图,图6A~图6D是表示与负载或者电源连接的共振线圈(受电共振线圈21a)的例子的电路图。

这里,图5A~图5D与图3以及图4B中的受电共振线圈21a对应,图6A~图6D与图4A以及图4C中的受电共振线圈21a对应。

图5A以及图6A所示的例子使受电共振线圈21a为串联连接的线圈(L)211、电容器(C)212以及开关213,在通常时使开关213断开。图5B以及图6B所示的例子使受电共振线圈21a为串联连接的线圈(L)211以及电容器(C)212、和与电容器212并联连接的开关213,在通常时使开关213接通。

图5C以及图6C所示的例子在图5B以及图6B的受电共振线圈21a中,与电容器212并联地设置了串联连接的开关213以及电阻(R)214,在通常时使开关213接通。

图5D以及图6D所示的例子在图5B以及图6B的受电共振线圈21a中,与电容器212并联地设置了串联连接的开关213以及其它的电容器(C')215,在通常时使开关213接通。

在上述的各受电共振线圈21a中,以在通常时受电共振线圈21a不动作的方式将开关213设定为断开或者接通。这是为了例如避免对不使用的受电器2、发生了故障的受电器2传输电力而产生发热等。

在以上说明中,也能够使供电器1的供电共振线圈11a与图5A~图5D以及图6A~图6D相同,但作为供电器1的供电共振线圈11a,也可以通过高频电源部12的输出进行接通/断开控制以便在通常时进行动作。该情况下,供电共振线圈11a在图5A以及图6A中使开关213短路。

根据以上内容,在存在多个受电器2的情况下,通过仅选择从供电器1进行供电的规定的受电器2的受电共振线圈21a而使其成为能够进行动作的状态,能够进行对该被选择的受电器2的电力的传输(时分电力传输)。

图7A~图7C是用于说明由多个供电器引起的磁场的控制例的图。在图7A~图7C中,参照符号1A以及1B表示供电器,2表示受电器。

如图7A所示,供电器1A的磁场谐振所使用的供电用的供电共振线圈11aA与供电器1B的磁场谐振所使用的供电用的供电共振线圈11aB例如以正交的方式配设。

另外,受电器2的磁场谐振所使用的受电用的受电共振线圈21a在由供电共振线圈11aA以及11aB包围的位置被配置为不同的角度(不平行的角度)。

这里,供电共振线圈(LC共振器)11aA以及11aB也能够设于一个供电器。即,一个供电器1也可以包含多个无线供电部11。

图7B表示供电共振线圈11aA以及11aB输出相同相位的磁场的样子,图7C表示供电共振线圈11aA以及11aB输出相反相位的磁场的样子。

例如,若比较两个正交的供电共振线圈11aA以及11aB同相输出的情况和反相输出的情况,则合成磁场成为90°旋转的关系,进行与各个受电器2(受电共振线圈21a)的朝向相符的供电。

这样,在通过多个供电器1A、1B对任意的位置以及姿势(角度)的受电器2传输电力的情况下,可知使供电器1A、1B的供电共振线圈11aA、11aB产生的磁场发生各种变化。

上述的无线电力传输系统包含多个供电器、和至少一个受电器,根据受电器的位置(X,Y,Z)以及姿势(θX,θY,θZ)来调整该多个供电器间的输出(强度以及相位)。

其中,关于三维空间,例如也可理解为通过使用实际的三维空间上的三个以上供电器,调整各自的输出相位差以及输出强度比,能够将磁场(电场)的朝向调整为三维空间上的任意的方向。

图8A~图8C是用于说明针对多个受电器的二维的无线电力传输控制方法的一个例子的图。这里,图8A例如示出利用磁场谐振,通过一个供电器1A对需求电力不同的两个受电器2A、2B进行无线馈电的样子。

另外,图8B示出从供电器1A(供电共振线圈11a)对受电器2A(受电共振线圈21aA)以及受电器2B(受电共振线圈21aB)进行无线馈电的样子。图8C用于说明使受电器2B的共振点偏移(失谐)来控制电力分配比的方法。

其中,受电器2A例如表示需求电力为5W的移动电话,受电器2B例如表示需求电力为50W的笔记本电脑。另外,为了使说明简化,设移动电话2A的LC共振器(无线受电部)以及笔记本电脑2B的LC共振器为相同规格的共振器。并且,在图8C中,参照符号LL0表示整体供电效率,LLA表示移动电话2A的受电电力,LLB表示笔记本电脑2B的受电电力。

然而,可认为在进行对多个受电器的同时无线馈电的情况下经常发生各个受电器中的受电电力量不同的情况。例如,也可考虑如图8A所示,需求电力为5W的移动电话与需求电力为50W的笔记本电脑,或者即使是相同种类的受电器,需求电力根据电池余量而也不同的情况。

例如,在受电器2A、2B的位置、方向没有大的差的情况下,在搭载了相同规格的受电线圈时,电力相等地分配。具体而言,将移动电话2A的受电共振线圈的电感设为LA,将电容设为CA,将笔记本电脑2B的受电共振线圈的电感设为LB,将电容设为CB

此时,如图8C中的参照符号PP0所示,在保持原样的状态(共振点不偏移的状态)下,L0C0=LACA=LBCB成立。即,图8B中的各个共振频率满足f0=fA=fB的关系。

因此,例如若假定来自供电器1A的供电电力为68.75W且供电效率为80%,则移动电话2A以及笔记本电脑2B双方均接受27.5W的电力。

即,如图8A所示,即使是需求电力相差十倍的受电器2A和2B,例如在从供电器1A输出相当于55W的需求电力的输出的情况下,在受电器2A、2B侧,成为分别各接收27.5W的电力的结果。

此时,由于移动电话2A的需求电力为5W,笔记本电脑2B的需求电力为50W,所以以使移动电话2A的受电共振线圈的共振点偏移来使受电效率(ηip)降低的方式进行控制。

例如,如图8C的箭头MA所示,为了从受电效率最大的受电共振线圈的共振点偏移,而以减小(或者增大)移动电话2A的受电共振线圈21aA的电容器的电容CA的方式进行控制。

即,如图8C的箭头MA那样,通过有意图地使共振条件偏移(使电容CA偏移)来使Q值降低,移动电话2A的受电电力LLA从共振点(P0)的27.5W逐渐减少,例如能够设定为需求电力的5W。

此时,移动电话2A未接收的电力的大部分成为笔记本电脑2B的受电电力。即,可知笔记本电脑2B的受电电力LLB根据移动电话2A的受电电力LLA的降低而上升,无线电力传输系统中的整体供电效率LL0几乎不降低。

这样,通过改变共振条件,具体而言,通过使受电器2A的共振用电容器(电容器)212的电容值(电容CA)变化,来调整耦合,作为结果,能够将受电电力控制为所希望的分配比。

这里,重要的是即使共振条件可变的受电器2A的效率降低,系统整体的供电受电效率也几乎保持恒定,向受电器2B的电力增加将到达了受电器2A的电力减去的量。结果可知,与仅受电器2A、2B的一方的单体馈电时相比,能够以几乎相同的效率对整体(双方的受电器2A、2B)进行供电并将受电电力分配(分割)为所希望的比。

图9A是用于说明针对多个受电器的三维的无线电力传输控制方法的一个例子的图,示出控制赋予给多个供电共振线圈(供电线圈)的电流以及相位来使磁场的朝向变化,控制传输给受电器2A、2B的电力的方法。

另外,图9B是用于说明针对多个受电器的三维的无线电力传输控制方法的其它的例子的图,示出维持整体的供电效率,并使至少一个受电器的受电电力降低,来控制针对受电器2A、2B的电力分配比的方法。

在图9A以及图9B中,受电器2A例如表示需求电力为2.5W的智能手机,受电器2B例如表示需求电力为10W的平板电脑(平板)。

另外,11aA以及11aB例如表示两个正交的供电共振线圈,这些供电共振线圈11aA、11aB也可以作为不同的供电器1A、1B,但如上述那样也能够设于一个供电器。其中,在以下的说明中,将供电共振线圈11aA、11aB作为不同的供电器1A、1B进行说明。

例如,在受电器2A(智能手机)的需求电力为2.5W且受电器(平板)2B的需求电力为10W的情况下,为了考虑其需求电力而通过供电器1A、1B进行同时馈电,例如可考虑图9A以及图9B的控制方法。

即,图9A所示的控制方法控制从供电器1A、1B输出的磁场的强度以及相位,以受电器2A接受电力2.5W,受电器2B接受电力10W的方式,控制来自供电器1A、1B的合成磁场。

这里,磁场的强度的控制例如增大供电共振线圈11aA的电流来减小供电共振线圈11aB的电流,合成磁场CMF的方向成为与受电器2A的受电共振线圈21aA接近直角的方向。

即,图9A所示的控制方法控制从供电器1A、1B输出的磁场的强度以及相位,以受电器2A接受电力2.5W,受电器2B接受电力10W的方式,控制来自供电器1A、1B的合成磁场CMF的方向(朝向)。

接下来,图9B所示的控制方法保持从供电器1A、1B输出的磁场的强度以及相位不变,如参照图8A~图8C所说明那样,以使需求电力较小的受电器2A的受电共振线圈(21aA)的共振点偏移的方式进行控制。即,合成磁场CMF保持原样不变,通过进行受电器2A的失谐,来控制电力分配比。

然而,在无线电力传输(无线馈电)、特别是三维无线馈电中,例如多个供电器的电流及相位控制、以及多个受电器中的电力分配比的控制被要求进行各种参数的调整。

具体而言,作为参数,例如有执行电力分配的各受电器的共振条件、控制磁场的各供电器的输出强度(电流强度)和其相位等,这些参数随着供电器以及受电器的数目增加而变得庞大。

即,若有无限的时间,则能够进行使全部的参数变化的模拟、测试供电,来决定最佳条件,但在要求有限的时间(一定的实时性)的实际的无线电力传输中,难以求出最佳条件。并且,由于进行评价的供电效率与上述参数紧密相关,所以在实际的无线电力传输系统中,总是探求最佳化并不现实。

以下,参照附图对无线电力传输控制方法以及无线电力传输系统的实施例进行详述。这里,本实施例能够应用于通过至少一个供电器进行对多个受电器的无线电力传输的无线电力传输系统。

以下的说明主要说明利用磁场谐振(磁场共振)以无线方式通过两个供电共振线圈(供电线圈)对多个(2~5个)受电器进行电力传输的例子,但供电共振线圈也可以是三个以上。

另外,在一个供电器具有一个供电共振线圈的情况下,供电共振线圈的数目与供电器的数目一致,但一个供电器也可以包含多个供电共振线圈。并且,本实施例不仅能够应用于利用磁场谐振的无线电力传输系统,也同样能够应用于利用了电场谐振(电场共振)的无线电力传输系统。

首先,对应用本实施例的无线电力传输系统的概要进行说明。在应用本实施例的无线电力传输系统中,各个受电器能够进行共振系统(受电共振线圈)的接通、断开,由此,能够求出各受电器的单体供电效率(ηi)。

该各受电器的单体供电效率是指仅配置一个所选择的受电器,其它的受电器缺失,或者共振条件显著地偏离的情况下的使各供电器的输出(强度比、相位)最佳化时的效率。另外,此时,能够通过与受电器的通信,求出受电器所需求的需求电力。

此外,在本实施例中,例如也可以任意一个供电器作为主控设备来进行系统整体的控制,但也可以不是供电器而是任意一个受电器,另外,也能够不由供电器本身而例如由经由通信线路的其它计算机进行控制。

这里,若将多个供电线圈(供电器)针对各受电器的单体供电效率设为ηi,将该受电器Ri的需求电力(单体需求电力)设为PRi,则该各受电器的单体供电电力PTi能够通过下式(i)计算。

PTi=PRi/ηi (i)

另外,在应用本实施例的无线电力传输系统中,能够在断开全部受电器的共振系统(受电共振系统)之后,仅接通特定的受电器的共振系统,仅对该特定的受电器传输电力(第一电力传输)。由此,能够针对各个受电器进行以时分方式切换而依次传输电力的时分馈电。

并且,通过进行多个供电共振线圈的电流(强度)以及相位的控制,能够将磁场(合成磁场)的朝向控制为特定的方向而同时传输电力(第二电力传输)。由此,能够进行针对多样的姿势的受电器的无线电力传输(三维无线馈电)。

另外,在各个受电器的共振系统(受电共振线圈)中,也能够通过使共振点偏移,来维持整体的效率,并使其共振点偏移了的特定的受电器的受电电力降低(失谐)。这样,在相同的合成磁场中,也能够使特定的受电器的受电电力失谐而将电力分配比调整为所希望的比率来同时传输电力(第三电力传输)。

而且,在本实施例的无线电力传输系统中,选择在通过上述的式(i)计算出的各个受电器的单体供电电力PTi中,成为最大的最大单体供电电力PTix的受电器(第一受电器)Rix。基于该最大单体供电电力PTix传输电力(第四电力传输)。由此,能够使针对多个受电器的整体的供电效率提高。

其中,在本实施例中,例如以无线电力传输系统所包含的各个受电器没有优先顺位的方式进行处理。即,在以下的说明中,设想例如在工作场所,优先对要出差的工作人员所携带的笔记本电脑(受电器)进行充电的情况下,未立即进行开始对该笔记本电脑的供电这一处理的情况。

另外,在本实施例的无线电力传输控制方法中,例如使用第一电力传输,独立地处理各受电器,从而使处理(控制)简单化。并且,使用第四电力传输,选出(规定)受电器的单体供电电力PTi为最大的最大单体供电电力PTix的第一受电器,使系统整体的供电效率提高。

然后,基于选出的第一受电器,控制各供电器(供电共振线圈)的电流以及相位控制,针对受电电力比需求电力大的受电器,例如有意图地使其受电共振线圈的共振点偏移来进行失谐。

其中,对于受电电力小于规定的大小的受电器,例如断开该受电器的共振系统来停止受电,在下一次机会、例如在对第一受电器的馈电完成后等,进行馈电。

并且,对于接近第一受电器的最大单体供电电力PTix(例如为PTix的90%以上)的受电器,与第一受电器一起,分组为受电器组,针对该受电器组所包含的受电器,控制多个供电线圈来同时传输电力。

其中,将与第一受电器分组的受电器的单体供电电力PTi设为第一受电器的最大单体供电电力PTix的规定比率(90%=α)以上仅是一个例子,能够设定为各种比率。

这样,在决定了多个供电器的合成磁场的朝向之后,在受电器组所包含的多个受电器中,对受电电力比需求电力大的受电器进行失谐。另外,对于受电电力小于规定的大小的受电器,例如断开该受电器的共振系统来停止受电。

并且,在不包含于受电器组的受电器中,也对受电电力比需求电力大的受电器进行失谐。另外,对于受电电力小于规定的大小的受电器,例如断开该受电器的共振系统来停止受电。

这里,若同时对受电器组所包含的受电器传输电力,则在各受电器的受电效率ηip不到规定的比率(例如,10%=β)以上时,分割受电器组。例如,将m设为2以上的整数,在供电线圈(供电器)为m个时,通过将m个供电线圈作为m维向量而进行处理,来进行受电器组的分割。

此外,m维向量也可以仅在同相和反相的两个方向对来自m个供电线圈的相位进行处理。这是因为由于受电器组或者分割后的受电器组所包含的各个受电器的单体供电电力几乎相等(例如为PTix的90%以上),所以可认为被以电力标准化,只要仅考虑相位的方向即可。

结果,供电器(供电共振线圈)的电流能够视为大小被标准化的向量,例如四个供电共振线圈的电流P1~P4能够表示为P1(I11,I12,I13)、P2(I21,I22,I23)、P3(I31,I32,I33)、P4(I41,I42,I43)。

另外,利用m维向量中的任意(某)一个向量与其它向量所成的角度来计算向量角。然后,在将n设为2以上的整数,并将受电器组n分割时,能够将随着n变大而角度变窄的范围所包含的向量角的受电器分类到分割后的受电器组。

具体而言,在n=2(2分割)时,将90°÷2=45°的范围所包含的向量角的受电器分类为分割后的受电器组。另外,在即使2分割,受电器组所包含的受电器的受电效率ηip也不为规定的比率(例如,10%=β)以上时,例如进行n+1(=3:3分割)。在3分割时,将90°÷3=30°的范围所包含的向量角的受电器分类为分割后的受电器组。

其中,在分割受电器组的情况下,当2分割时为45°的范围,并且在3分割时为30°的范围仅是一个例子,当然能够设定为各种角度。

图10A~图10E是用于说明本实施例的无线电力传输控制方法中的第一处理例的图。根据图10A与图9A以及图9B的比较可知,在图10A~图10E中,与图9A以及图9B相同,设有正交的两个供电共振线圈11aA、11aB(供电器1A、1B)以及两个受电器2A、2B。

此外,对供电共振线圈11aA、11aB设于不同的供电器1A、1B进行说明,但也可以在一个供电器设置两个供电共振线圈11aA、11aB。另外,受电器2A例如表示需求电力为2.5W的智能手机,受电器2B例如表示需求电力为10W的平板(平板计算机)。

首先,如图10B所示,求出仅针对受电器2A(智能手机)的单体供电电力PTA。即,断开受电器(平板)2B的受电共振线圈21bB(受电共振系统、共振系统)而仅接通受电器2A,来求出该受电器2A的单体供电电力PTA

具体而言,例如若使供电器1A、1B为同相输出,输出比(强度比)为1:2,并将受电器2A的单体供电效率ηA设为60%,则由于受电器2A的需求电力为2.5W,所以受电器2A的单体供电电力PTA为PTA=2.5÷0.6≈4.2[W]。

接下来,如图10C所示,求出仅针对受电器2B的单体供电电力PTB。即,断开受电器2A的共振系统而仅接通受电器2B,来求出该受电器2B的单体供电电力PTB

具体而言,例如若使供电器1A、1B为同相输出,输出比为2:1,并将受电器2B的单体供电效率ηB设为60%,则由于受电器2B的需求电力为10W,所以受电器2B的单体供电电力PTB为PTB=10÷0.6≈16.7[W]。因此,由于4.2<16.7,所以单体供电电力最大的受电器成为受电器2B,最大单体供电电力PTix大致为16.7W。

由此,供电器1A、1B为同相输出,其输出比为2:1,可决定供电器1A、1B的合成磁场的方向(朝向)。此时,如图10D所示,若对两个受电器2A、2B进行供电,则例如受电器2A的受电效率为8%,受电器2B的受电效率为50%。

鉴于此,若为了使受电器2B的受电电力为10W而使供电器1A、1B的供电电力为20W,则受电器2A的受电电力为20×0.8=1.6[W],小于受电器2A的需求电力即2.5W。

此时,在本第一处理例中,例如不进行受电器2B的失谐(第三电力传输),而以保持原样的状态(受电器2A的受电电力为1.6W的状态)进行同时馈电。即,如图10E所示,供电器1A、1B的输出比为2:1,受电器2A的受电电力为1.6W,受电器2B的受电电力为10W,而且,整体的供电效率为58%。其中,例如在对受电器2B的馈电完成的情况下,断开该受电器2B的共振系统(受电共振线圈21aB),反复进行上述的处理。

图11A~图11E是用于说明本实施例的无线电力传输控制方法中的第二处理例的图,本第二处理例与上述的第一处理例不同,进行失谐。其中,在图11A~图11E中,也设置正交的两个供电器1A、1B(供电共振线圈11aA、11aB)以及两个受电器2A、2B。

另外,与上述的第一处理例相同,受电器2A表示需求电力为2.5W的智能手机,受电器2B表示需求电力为10W的平板。其中,如图11A所示,受电器2A、2B以平行且距离不同的方式配置。

首先,如图11B所示,断开受电器(平板)2B的共振系统而仅接通受电器2A(智能手机),求出该受电器2A的单体供电电力PTA。具体而言,例如若使供电器1A、1B为同相输出,使输出比为1:1,并将受电器2A的单体供电效率ηA设为10%,则由于受电器2A的需求电力为2.5W,所以受电器2A的单体供电电力PTA为PTA=2.5÷0.1=25[W]。

接下来,如图11C所示,断开受电器2A的共振系而仅接通受电器2B,求出该受电器2B的单体供电电力PTB。具体而言,例如若使供电器1A、1B为同相输出,使输出比为1:1,并将受电器2B的单体供电效率ηB设为80%,则由于受电器2B的需求电力为10W,所以受电器2B的单体供电电力PTB为PTB=10÷0.8=12.5[W]。因此,由于25>12.5,所以单体供电电力最大的受电器成为受电器2A,最大单体供电电力PTix为25W。

由此,供电器1A、1B为同相输出,且其输出比为1:1,可决定供电器1A、1B的合成磁场的方向。此时,如图11D所示,若对两个受电器2A、2B进行供电,则例如受电器2A的受电效率为8%,受电器2B的受电效率为60%。

鉴于此,若为了使受电器2A的受电电力为2.5W而使供电器1A、1B的供电电力为31.3W,则受电器2B的受电电力为31.3×0.6≈18.8[W],超过受电器2B的需求电力即10W。

此时,在本第二处理例中,如图11E所示,使受电器2B的共振条件有意图地偏移来调整受电电力。即,例如增大(或者减小)受电器2B中的受电共振线圈(21aB)的电容器(例如,图5A中的电容器212)的电容而使其从共振点偏移来进行失谐直至受电电力成为10W。由此,例如供电器1A、1B的输出比为1:1,受电器2A的受电电力为2.5W,受电器2B的受电电力为10W,而且,整体的供电效率为45%。

图12A~图12I是用于说明本实施例的无线电力传输控制方法中的第三处理例的图。如图12A所示,在本第三处理例中,设置有正交的两个供电器1A、1B以及五个受电器2A1~2A3、2B1、2B2。

其中,受电器2A1~2A3分别表示需求电力为2.5W的智能手机,受电器2B1、2B2分别表示需求电力为10W的平板。首先,如图12B所示,仅针对受电器2A1求出单体供电电力PTA1

即,断开受电器2A2、2A3以及受电器2B1、2B2的共振系统而仅接通受电器2A1,求出该受电器2A1的单体供电电力PTA1。具体而言,例如若使供电器1A、1B为同相输出,使输出比为1:1,并将受电器2A1的单体供电效率ηA1设为20%,则由于受电器2A1的需求电力为2.5W,所以受电器2A1的单体供电电力PTA1为PTA1=2.5÷0.2=12.5[W]。

接下来,如图12C所示,断开受电器2A1、2A3以及受电器2B1、2B2的共振系统而仅接通受电器2A2,求出该受电器2A2的单体供电电力PTA2。具体而言,例如停止供电器1A而仅使供电器1B动作,使输出比为0:1,并将受电器2A2的单体供电效率ηA2设为90%。此时,由于受电器2A2的需求电力为2.5W,所以受电器2A2的单体供电电力PTA2为PTA2=2.5÷0.9≈2.8[W]。

并且,如图12D所示,断开受电器2A1、2A2以及受电器2B1、2B2的共振系统而仅接通受电器2A3,求出该受电器2A3的单体供电电力PTA3。具体而言,例如若使供电器1A、1B为反相输出,使输出比为1:1,并将受电器2A3的单体供电效率ηA3设为50%,则由于受电器2A3的需求电力为2.5W,所以受电器2A3的单体供电电力PTA3为PTA3=2.5÷0.5≈5.0[W]。

另外,如图12E所示,断开受电器2A1~2A3以及受电器2B2的共振系统而仅接通受电器2B1,求出该受电器2B1的单体供电电力PTB1。具体而言,例如若使供电器1A、1B为同相输出,使输出比为1:1,并将受电器2B1的单体供电效率ηB1设为60%,则由于受电器2B1的需求电力为10W,所以受电器2B1的单体供电电力PTB1为PTB1=10÷0.6≈16.7[W]。

并且,如图12F所示,断开受电器2A1~2A3以及受电器2B1的共振系统而仅接通受电器2B2,求出该受电器2B2的单体供电电力PTB2。具体而言,例如若使供电器1A、1B为同相输出,使输出比为1:1,并将受电器2B2的单体供电效率ηB2设为60%,则由于受电器2B2的需求电力为10W,所以受电器2B2的单体供电电力PTB2为PTB2=10÷0.6≈16.7[W]。

因此,由于16.7>12.5>5>2.8,所以对于单体供电电力最大的受电器来说,受电器2B1以及2B2均为最大,最大单体供电电力PTix大致为16.7W。

由此,供电器1A、1B为同相输出,其输出比为1:1,可决定供电器1A、1B的合成磁场的方向。这里,受电器2B1、2B2的单体供电电力PTB1、PTB2大致为16.7W且相等,成为最大单体供电电力PTix的规定比率(例如,90%=α)以上。

鉴于此,如图12G所示,将两个受电器2B1、2B2分组为受电器组,针对该受电器组所包含的两个受电器2B1、2B2控制供电器1A、1B来同时传输电力。这里,例如若将受电器2B1、2B2的受电效率设为25%,则通过使供电器1A、1B的供电电力为40W,能够使受电器2B1、2B2的受电电力为10W。

如图12H所示,例如若受电器2A1的受电效率为5%,受电器2A2的受电效率为30%,受电器2A3的受电效率为0%,则受电器2A1的受电电力为2W,受电器2A2的受电电力为12W,受电器2A3的受电电力为0W。

即,由于受电器2A2的受电电力为12W,超过需求电力2.5W,所以进行失谐直至减少到2.5W。其中,由于受电器2A1的受电效率为5%,未得到规定的受电效率(例如,10%=β)以上的效率,所以作为馈电不足而断开共振系统来停止馈电。另外,由于受电器2A3的受电电力为0W,所以成为馈电停止(无馈电)。

由此,如图12I所示,供电器1A、1B为同相输出,其输出比为1:1,受电器2B1、2B2的受电效率为30%,受电器2A1的受电效率为5%,受电器2A2的受电效率为7.5%,受电器2A3的受电电力为0W。

此外,例如在不包含于受电器组的受电器中,也可以对受电电力比需求电力大的受电器进行失谐。另外,如上述那样,若对受电器组所包含的受电器同时传输电力,则能够在无法得到规定的受电效率(例如,10%=β)以上时,分割受电器组。

例如,将m设为2以上的整数,在供电线圈(供电器)为m个时,通过将m个供电线圈作为m维向量进行处理,来进行受电器组的分割。另外,m维向量也可以仅在同相和反相这两个方向处理来自m个供电线圈的相位。

另外,利用m维向量中的任意一个向量与其它向量所成的角度来计算向量角。而且,在将n设为2以上的整数,将受电器组n分割时,也能够将随着n增大而角度变窄的范围所包含的向量角的受电器分类到分割后的受电器组。

即,在包含最大单体供电电力的受电器的受电器组中,对于该受电器组所包含的多个受电器,控制供电器的输出以便成为与需求电力相同的比率。

此时,在针对受电器组的全部受电器未得到规定的效率(β)的情况下,将受电器组两分割而进行相同的处理,并且,在该分割后的组的全部受电器也未得到规定的效率的情况下,进行三分割。也可以反复进行这样的处理,进行受电器组的分割直到得到规定的效率。

图13是表示本实施例的无线电力传输系统的一个例子的框图,示出包含两个供电器1A、1B、以及两个受电器2A、2B的例子。如图13所示,供电器1A、1B具有相同的构成,分别包含无线供电部11A、11B、高频电源部12A、12B、供电控制部13A、13B以及通信电路部14A、14B。

高频电源部12A、12B用于产生高频的电力,例如相当于上述的图3中的高频电源部12,具有固有的电源阻抗。例如,是输出阻抗被调整为50Ω的恒压电源、高的输出阻抗的Hi-ZΩ电源(恒流电源)等。

供电控制部13A、13B控制供电部11A、11B,通信电路部14A、14B能够进行各供电器以及受电器间的通信,例如,能够利用依照IEEE802.11b的DSSS方式的无线LAN、蓝牙(Bluetooth(注册商标))。

其中,高频电源部12A、12B分别从外部电源10A、10B接受电力的供给,供电控制部13A、13B被输入来自检测部SA、SB的信号。此外,供电器1A以及供电器1B例如当然也可以作为设于一个供电器1的两个供电部(11)。

若是磁场谐振则无线供电部11A、11B相当于线圈,将从高频电源部12A、12B供给的高频电力转换为磁场。检测部SA、SB检测供电器1A、1B的相对位置关系、受电器2A、2B的相对位置关系。

其中,例如供电器1A、1B的位置关系被固定(供电共振线圈(供电线圈)11a1、11a2被固定为L字状),供电控制部13A、13B把握该信息,在受电器2A、2B具有检测功能的情况下,能够省略检测部SA、SB。

这里,上述的本实施例的无线电力传输控制方法例如也能够作为由控制无线电力传输系统整体的供电器1A中的供电控制部(控制装置:计算机)13A执行的程序来实施。

受电器2A、2B也具有相同的构成,分别包含无线受电部21A、21B、整流部(受电电路部)22A、22B、受电控制部23A、23B、通信电路部24A、24B以及设备主体(电池部)25A、25B。

受电控制部23A、23B用于控制受电器2A、2B,通信电路部24A、24B能够进行各供电器以及受电器间的通信,如上述那样,例如利用无线LAN、蓝牙(Bluetooth(注册商标))。

若是磁场谐振则无线受电部21A、21B相当于线圈,将以无线传递来的电力转换为电流。整流部22A、22B将从无线受电部21A、21B得到的交流电流转换为直流电流以便能够在电池充电、设备主体进行使用。

如上所述,供电器1A、1B以及受电器2A、2B经由各自的通信电路部14A、14B、24A、24B进行通信。此时,例如也能够将供电器1A作为主控设备(整体控制器),该主控设备(供电器)1A将其它供电器1B以及受电器2A、2B作为从属设备来进行控制。

这里,通过经由供电器1A、1B的通信电路部14A、14B、以及受电器2A、2B的通信电路部24A、24B的通信,来进行同时供电与时分供电的切换、以及同时供电中的电力分配比调整等控制。

具体而言,例如经由供电器1A的通信电路部14A以及受电器2A、2B的通信电路部24A、24B,利用通信将各个受电器2A、2B中的Q值传到进行无线电力传输的控制的主控设备(例如,供电器1A)。

另外,在进行同时馈电的情况下,例如经由供电器1A的通信电路部14A以及受电器2B的通信电路部24B,使受电器2B的受电共振线圈(受电线圈)中的电容器的电容(CA)从共振点偏移,进行电力分配比的调整。具体而言,控制上述的图5A所示的受电共振线圈21a中的电容器212的电容的值,来调整受电器2A、2B的电力分配比。

并且,在进行时分馈电的情况下,例如经由供电器1A的通信电路部14A以及受电器2A、2B的通信电路部24A、24B,对进行无线馈电的受电器进行切换。

具体而言,例如控制上述的图5A所示的受电共振线圈21a中的开关213,以仅依次接通进行无线馈电的受电器的开关213的方式进行控制。或者,例如控制上述的图5B所示的受电共振线圈21a中的开关213,以仅依次断开进行无线馈电的受电器的开关213的方式进行控制。

此外,无线供电部11A以及11B与无线受电部21A或者21B之间并不限定于利用了磁场谐振的电力传输,例如也能够应用利用了电场谐振或者电磁感应、电场感应的电力传输方式。

图14A~图14D是用于说明本实施例的无线电力传输控制方法的处理的一个例子的流程图。首先,若本实施例的无线电力传输控制方法的处理的一个例子开始,则在步骤ST8中,在受电器侧被输入馈电触发,在步骤ST9中,经由通信从受电器传递到供电器,并进入步骤ST1。

在步骤ST1中,供电器接受来自受电器的馈电触发(需求馈电的信号)而进入步骤ST2,搜索受电器。即,在受电器侧,各个受电器接受来自供电器的受电器搜索信号,并在步骤ST10中,向供电器进行响应(传递信息1)。该信息1例如包含各受电器所需求的需求电力以及受电器的位置、姿势等信息。

在供电器侧,在步骤ST3受电中确认来自受电器的信息1,并进入步骤4,使用信息1计算各受电器Ri的单体效率(单体供电效率)ηi。这如上述那样,例如仅接通求解η的受电器的受电共振线圈(共振系通过),并断开其以外的受电器的共振系统,针对全部的受电器Ri依次进行。

并且,进入步骤5,根据各受电器Ri中的单体效率ηi和需求电力(单体需求电力)PRi,计算单体供电电力PTi。即,如上述那样,根据PTi=PRi/ηi,计算各个受电器Ri的单体供电电力PTi,并进入步骤ST6,选择PTi为最大的最大单体供电电力PTix的受电器(第一受电器)Rix。

接下来,进入步骤ST7,选择相对于最大单体供电电力PTix为规定比率α(例如,90%)以上的单体供电电力PTi的受电器Ri,并进入步骤ST11。

在步骤ST11中,判定是否存在PTix·α≤PTi(例如,PTix×0.9≤PTi)的PTi的受电器Ri。若在步骤ST11中判定为存在PTix·α≤PTi的至少一个受电器Ri(否),则进入步骤ST25(分支BB),若判定为一个都不存在(是)则进入步骤ST12。

在步骤ST12中,对最大单体供电电力PTix的受电器(第一受电器)Rix决定最佳的磁场。由此,确定各供电器中的输出的强度比以及相位,仅输出的绝对值未确定。

并且,进入步骤ST13,使用信息1计算各受电器Ri的效率(单体供电效率)ηi并进入步骤ST14,判定全部的受电器的受电效率ηip是否为规定的比率(例如,10%=β)以上。

若在步骤ST14判定为全部的受电器的受电效率ηip为规定的比率以上(ηip≥β),则进入步骤ST18,在同时馈电条件下,决定受电器(第一受电器)Rix可得到需求电力的供电输出P,并进入步骤ST19。

在步骤ST19中,判定在各受电器中是否各个受电器的需求电力PRi为实际被馈电的电力(P·ηip)以上。若在步骤ST19中判定为PRi≥P·ηip、即在全部的受电器Ri中未成为过度的馈电,则进入步骤ST20,通过供电输出P来开始供电。

另一方面,若在步骤ST19中判定为未在全部的受电器Ri中成为PRi≥P·ηip、即至少一个受电器(Rid)的馈电为过度,则进入步骤ST21。

在步骤ST21中,计算在PRi<P·ηip的各受电器Rdi中PRi=P·ηip'的失谐条件,并经由通信将该失谐条件传递给各受电器Rdi,进入步骤ST22。

在步骤ST22中,在同时馈电条件以及失谐下决定受电器Rix得到需求电力的供电输出P',并进入步骤ST23,通过该供电输出P'来开始供电。

其中,在受电器(Rdi)侧,在步骤ST24中基于在步骤ST21中计算出的失谐条件来进行失谐。该受电器Rdi中的失谐例如相当于参照图12H而说明的受电器2A2的失谐处理。

接下来,当在步骤ST14中判定为并非全部受电器的受电效率ηip为规定的比率以上(ηip≥β)、即至少存在一个受电效率ηip比规定的比率小的(ηip<β)受电器的情况下,进入步骤ST15。

在步骤ST15中,选择ηip≥β的受电器Rin,输出将该受电器Rin的共振停止的指示,并进入步骤ST16。其中,在受电器(Rin)侧,在步骤ST17中基于步骤ST15的指示,断开受电器Rin的受电共振线圈(共振系统)。该受电器Rin中的共振系统的断开例如相当于参照图12H而说明的断开受电器2A1的共振系统来停止馈电的处理。

在步骤ST16中,针对除了ηip≥β的受电器Rin之外的受电器Ri,使用信息1来计算各受电器Ri各自的受电效率ηip,并进入步骤ST18,进行与上述相同的处理。

如上述那样,若在步骤ST11中判定为至少存在一个PTix·α≤PTi的受电器Ri(否),则进入步骤ST25(分支BB)。在步骤ST25中,针对满足PTix·α≤PTi的多个Rix',计算能够保持PRi之比的磁场。

这里,由于PTix·α≤PTi的受电器(受电器组)Rix'包含最大单体供电电力PTix的受电器(第一受电器)Rix,所以Rix'的数目为多个(至少两个)。

并且,进入步骤ST26,判定在各受电器Rix'中是否全部的受电器的单体供电效率(效率)ηix'为规定的值(γ)以上,若判定为全部的受电器为ηix'≥γ,则进入步骤ST27。

在步骤ST27中,与上述的步骤ST12相同,确定各供电器中的输出的强度比以及相位,仅输出的绝对值未确定,进入步骤ST13(汇合CC),进行与上述相同的处理。

另一方面,若在步骤ST26中判定为至少一个受电器为ηix'<γ,则进入步骤ST28,分割受电器组Rix',并进入步骤ST29,将同时馈电对象的受电器Ri重新作为Rix',进入步骤ST27。

此外,该受电器组Rix'的分割处理、以及参照图14A~图14D的流程图而说明的处理仅是一个例子,当然能够进行各种变形以及变更。

在以上的说明中,供电器以及受电器主要作为一个或者两个进行了说明,但它们也可以进一步增多。另外,各实施例的说明主要以利用了磁场谐振的电力传输为例,但本实施方式也能够应用于利用了电场谐振的电力传输。

这里记载的全部例子以及条件的用语都是为了在读者理解本发明和为了技术的进展而由发明人赋予的概念时提供帮助,是以教育的目的为意图的。

另外,应该解释为并不限定于具体记载的上述的例子及条件、以及与表示本发明的优越性和劣等性有关的本说明书中的例子的构成。

并且,虽然详细地说明了本发明的实施例,但应该理解为在不脱离本发明的精神以及范围的情况下,能够附加各种变更、置换以及修正。符号说明

1…供电器(初级侧:供电侧),1A、1B…供电器,2…受电器(次级侧:受电侧),2A、2B、2A1~2A3、2B1、2B2、2C1、2C2…受电器,10A、10B…外部电源,11、11A、11B…无线供电部,11a、11aA、11aB、11a1、11a2…供电共振线圈(供电线圈:第二线圈:LC共振器),11b…电力供给线圈(第一线圈),12、12A、12B…高频电源部,13、13B…供电控制部,13A…供电控制部(控制装置),14、14A、14B…通信电路部(第一通信电路部),21、21A、21B…无线受电部,21a、21aA、21aB…受电共振线圈(受电线圈:第三线圈:LC共振器),21b…电力取出线圈(第四线圈),22、22A、22B…受电电路部(整流部),23、23A、23B…受电控制部,24、24A、24B…通信电路部(第二通信电路部),25、25A、25B…电池部(设备主体、负载)。

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