接触供电装置及非接触供电方法

申请号 CN202280061571.9 申请日 2022-09-02 公开(公告)号 CN117941217A 公开(公告)日 2024-04-26
申请人 村田机械株式会社; 发明人 熊野俊哉;
摘要 为了使向移动体的电 力 供给稳定化,本公开的一个方式的非 接触 供电系统(100)具备:对移动体(130)所具备的受电装置(120)以非接触方式供给电力的多条供电线(12);产生电力的多个供电板(10);和其将由多个供电板(10)各自产生的电力向多条供电线(12)分配并供给的配电 电路 (11)。
权利要求

1.一种非接触供电装置,具备:
多条供电线,所述多条供电线对移动体所具备的受电装置以非接触方式供给电
多个供电板,所述多个供电板产生电力;和
配电电路,所述配电电路将由所述多个供电板各自产生的电力向所述多条供电线分配并供给。
2.根据权利要求1所述的非接触供电装置,其中,
所述多个供电板分别包括逆变器电路,通过所述逆变器电路产生交流电,所述多个供电板中的某一台即一个供电板被预先设定成第1动作模式,所述多个供电板中的除了所述一个供电板以外的其余供电板被预先设定成第2动作模式,所述一个供电板以基于在内部生成的时钟信号驱动所述一个供电板的所述逆变器电路、并且将所述时钟信号作为基准信号向所述其余供电板发送的方式动作,所述其余供电板以基于在内部生成的时钟信号以及从所述一个供电板接收到的所述基准信号驱动该逆变器电路使得从所述一个供电板输出的交流电的相位和从所述其余供电板输出的交流电的相位一致的方式动作。
3.根据权利要求2所述的非接触供电装置,其中,
所述其余供电板基于从所述一个供电板接收到的所述基准信号与在内部生成的时钟信号的相位的比较结果,使所述时钟信号的周期变动,由此以使所述交流电的相位一致的方式驱动所述逆变器电路。
4.根据权利要求2或3所述的非接触供电装置,其中,
所述多个供电板构成为能够将在内部生成的时钟信号作为基准信号相互收发,所述多个供电板分别包括异常判定部,该异常判定部基于从自身的供电板以外的其他供电板接收到的所述基准信号,判定所述其他供电板的异常。
5.根据权利要求4所述的非接触供电装置,其中,
所述多个供电板还包括变更控制部,
该变更控制部在由所述异常判定部判定出所述一个供电板的异常的情况下,变更被设定成所述第1动作模式的供电板。
6.根据权利要求4所述的非接触供电装置,其中,
所述异常判定部基于所述基准信号的状态以及与所述其他供电板之间的通信状态中的至少某一方来判定所述异常。
7.根据权利要求2或3所述的非接触供电装置,其中,
所述多个供电板包括测定部,
该测定部对与自身的供电板以外的其他供电板之间的基准信号的传输延迟进行测定,基于所述传输延迟,设定控制所述交流电的相位时的校准值。
8.根据权利要求7所述的非接触供电装置,其中,
所述多个供电板基于所述基准信号的相位与根据所述校准值延迟后的所述时钟信号的相位的比较结果,以使所述交流电的相位一致的方式驱动所述逆变器电路。
9.一种非接触供电方法,其中,
将由多个供电板产生的电力经由配电电路向多条供电线分配并供给,从多条供电线对移动体所具备的受电装置以非接触方式供给电力,
所述多个供电板中的一台即被设定成第1动作模式的一个供电板通过基于在内部生成的时钟信号驱动所述一个供电板的逆变器电路而产生交流电,并且将所述时钟信号作为基准信号向所述多个供电板中的所述一个供电板以外的其余供电板发送,所述其余供电板通过基于在内部生成的时钟信号以及从所述一个供电板接收到的所述基准信号,以使从所述一个供电板输出的交流电的相位和从所述其余供电板输出的交流电的相位一致的方式驱动逆变器电路而产生交流电。

说明书全文

接触供电装置及非接触供电方法

技术领域

[0001] 本公开涉及非接触供电装置及非接触供电方法。

背景技术

[0002] 作为现有的非接触供电系统,例如已知下述专利文献1所记载的系统。专利文献1所记载的非接触供电系统具备供电线和从供电点向供电线供给电的供电装置。在这样的结构中,搬送台车等移动体能够从供电线以非接触方式接收电力。
[0003] 现有技术文献
[0004] 专利文献
[0005] 专利文献1:国际公开WO2013/145573号公报发明内容
[0006] 在上述现有的非接触供电系统中,在由于故障等而导致来自供电装置的供电停止的情况下,从与该供电装置连接的供电线向移动体的电力供给的停止是不可避免的。
[0007] 本公开是鉴于这样的问题点而做出的,其目的在于提供一种能够使向移动体的电力供给稳定化的非接触供电装置及非接触供电方法。
[0008] 为了解决上述课题,本公开的一个方案的非接触供电装置具备:多条供电线,该多条供电线对移动体所具备的受电装置以非接触方式供给电力;多个供电板,该多个供电板产生电力;和配电电路,该配电电路将由多个供电板各自产生的电力向多条供电线分配并供给。
[0009] 根据上述一个方案,由多个供电板各自产生的电力被相对于多条供电线分配并供给,从而能够从多条供电线对移动体以非接触方式供电。由此,即使在由于故障等而来自供电板的供电停止的情况下,也能够从该供电板以外的其余供电板经由多条供电线向移动体供给电力,从而能够使向移动体的电力供给稳定化。
[0010] 或者,本公开的其他方案的非接触供电方法中,将由多个供电板产生的电力经由配电电路向多条供电线分配并供给,从多条供电线对移动体所具备的受电装置以非接触方式供给电力,多个供电板中的一台即被设定成第1动作模式的一个供电板通过基于在内部生成的时钟信号驱动一个供电板的逆变器电路而产生交流电,并且将时钟信号作为基准信号向多个供电板中的一个供电板以外的其余供电板发送,其余供电板通过基于在内部生成的时钟信号以及从一个供电板接收到的基准信号以使从一个供电板输出的交流电的相位和从其余供电板输出的交流电的相位一致的方式驱动逆变器电路而产生交流电。
[0011] 根据上述其他方案,在被预先设定成第1动作模式的一个供电板中,基于自身的时钟信号生成交流电,在被预先设定成第2动作模式的其余供电板中,基于自身的时钟信号和一个供电板的时钟信号,生成相位与一个供电板所生成的交流电一致的交流电。由此,能够使从多个供电板向供电线供给的交流电的相位一致,从而能够使向移动体供给的电力稳定化。而且,通过基于逆变器电路的控制用的时钟信号进行同步控制,无需考虑变动原因,因此能够使电力供给更稳定化。
[0012] 发明效果
[0013] 根据本公开,能够使向移动体的电力供给稳定化。附图说明
[0014] 图1是表示本公开的一个实施方式的非接触供电系统的结构的图。
[0015] 图2是表示图1的非接触供电系统的详细结构的图。
[0016] 图3是表示图2的逆变器电路的详细结构及其连接结构的图。
[0017] 图4是表示由供电板生成的各种信号的波形的例子的图。
[0018] 图5是详细地表示同步电路的功能性结构的框图
[0019] 图6是表示实现同步电路的硬件结构的框图。
[0020] 图7是表示多个供电板的同步电路之间的连接结构的图。
[0021] 图8是表示同步电路的MCU的功能结构的框图。
[0022] 图9是用于说明供电板的同步电路中的相位比较的动作的时间图。
[0023] 图10是用于说明供电板的同步电路中的基准信号SYNC的相位调整的动作的时间图。

具体实施方式

[0024] 以下,一边参照附图一边说明本公开的实施方式。此外,在附图的说明中对相同要素标注相同附图标记,并省略重复的说明。
[0025] 图1是表示作为本公开的一个实施方式的非接触供电装置的非接触供电系统100的结构的电路图。如图1所示,本实施方式的非接触供电系统100是对具备受电装置120的移动体130以非接触方式供给电力的供电系统。关于作为由非接触供电系统100供电的对象的移动体130,例示内置达并通过经由受电线圈等受电装置120接收的电力来驱动马达而在导轨等轨道上行驶的有轨搬送车。本实施方式的非接触供电系统100具备多个供电板10、配电电路11和多条供电线12。在本实施方式中,例示了具备三个供电板10A、10B、10C和三条供电线12A、12B、12C的结构,但供电板10的个数及供电线12的条数只要为2以上则不限定于特定的数量。配电电路11可以作为另外的装置设在多个供电板10的外部,也可以内置于某一个供电板10。
[0026] 供电板(供电箱、供电柜)10A、10B、10C是分别从直流电源接收恒定电压(直流电压)的供给而产生交流电的装置,具有输出交流电的一对输出端子13。供电板10A、10B、10C各自的一对输出端子13与配电电路11电连接。
[0027] 配电电路11是将在三个供电板10A、10B、10C各自中产生的交流电相对于三条供电线12A、12B、12C分配、并且相对于三条供电线12A、12B、12C分别将所分配的交流电合成并供给的电路。该配电电路11具有用于分配及合成交流电的电路部和使交流电谐振并输出的谐振电路(详情将在后叙述)。
[0028] 供电线12A、12B、12C是沿着能够供移动体130行驶的轨道(未图示)设置的送电线路。即,供电线12A、12B、12C在未图示的轨道上以彼此电绝缘的状态并行配置。供电线12A、12B、12C由并行延伸的一对送电线路14构成,一对送电线路14的端部与配电电路11电连接。
这些供电线12A、12B、12C将从配电电路11输出的交流电经由位于接近一对送电线路14的位置的受电装置120向移动体130供给。具体而言,在移动体130上安装由E型芯构成的受电装置120,一对送电线路14配置在受电装置120的E型芯的间隙。
[0029] 接下来,参照图2及图3,说明非接触供电系统100的结构的详情。图2是表示图1的非接触供电系统100的详细结构的图,图3是表示图2的逆变器电路的详细结构及其连接结构的图。
[0030] 供电板10A、10B、10C分别具有同步电路15、逆变器电路16和一对电感元件17a、17b。
[0031] 逆变器电路16是将恒定电压转换成交流电压的电路,由包括绝缘栅双极晶体管(IGBT:Insulated Gate Bipolar Transistor)的H桥电路构成。即,逆变器电路16包括四个IGBT18a、18b、18c、18d,在IGBT18a、18c的集电极被施加作为恒定电压的正电压,在IGBT18b、18d的发射极被施加作为恒定电压的负电压,IGBT18a、18c的发射极各自与IGBT18b、18d的集电极电连接而构成。该逆变器电路16以通过对IGBT18a、18b、18c、18d的基极各自施加时钟信号而在构成一对输出端子的IGBT18a、18c的两个发射极之间生成交流电压的方式动作。一对电感元件17a、17b各自的一端与逆变器电路16的一对输出端子连接,它们的另一端成为供电板10A、10B、10C中的一对输出端子13。
[0032] 同步电路15是生成对逆变器电路16的动作进行控制的四个时钟信号的电路。同步电路15构成为能够将时钟信号的生成动作设定成第1动作和第2动作这两种。在被设定成第1动作时,同步电路15通过将由内置的晶体振荡器产生的动作时钟分频而生成作为时钟信号的基准信号SYNC,并基于所生成的基准信号SYNC,生成对逆变器电路16内的IGBT18a、
18b、18c、18d的基极施加的控制信号(时钟信号)Va、Vb、Vc、Vd,将这些控制信号Va、Vb、Vc、Vd施加到逆变器电路16的IGBT18a、18b、18c、18d。与此同时,被设定成第1动作模式的同步电路15将所生成的基准信号SYNC向外部的供电板10发送。另一方面,被设定成第2动作模式时,同步电路15接收从被设定成第1动作模式的外部的同步电路15发送的基准信号SYNC作为参考信号REF,并通过与参考信号REF的相位进行比较来调整与上述同样地在内部生成的基准信号SYNC的相位,基于调整了相位后的基准信号SYNC生成控制信号(时钟信号)Va、Vb、Vc、Vd,将这些控制信号Va、Vb、Vc、Vd施加到逆变器电路16的IGBT18a、18b、18c、18d。与此同时,被设定成第2动作模式的同步电路15将调整了相位后的基准信号SYNC向外部的供电板
10发送。
[0033] 在本实施方式的非接触供电系统100中,多个供电板10中的一台即一个供电板的同步电路15被预先设定成第1动作模式,多个供电板10中的除了一个供电板以外的其余供电板的同步电路15被预先设定成第2动作模式。并且,多个供电板10的同步电路15构成为相互收发在逆变器电路16的驱动中使用的基准信号SYNC。
[0034] 配电电路11具有与多条供电线12相对应的个数的多个谐振电路19、以及将谐振电路19和多个供电板10电连接的连接电路20。连接电路20构成为相对于多个供电板10的一对输出端子13经由电容器22以交流的方式并联连接各个谐振电路19的一对输入端子。多个谐振电路19分别具有一对输入端子21和与多条供电线12各自连接的一对输出端子23,使施加于一对输入端子的交流电压谐振而生成交流电,并将所生成的交流电朝向各个供电线12输出。通过这样构成的配电电路11,将由多个供电板10各自生成的交流电向多条供电线12分配,并且所分配的交流电按每多条供电线12的每一条被合成后朝向各个供电线12供给。
[0035] 接下来,示出由供电板10生成的各种信号的波形的例子。在图4中示出了被设定成第2动作模式的情况下的波形的例子。
[0036] 被设定成第2动作模式的供电板10在从被设定成第1动作模式的外部的供电板10接收到的参考信号REF与在内部生成的基准信号SYNC之间进行相位比较,并基于其比较结果调整基准信号SYNC的相位。然后,被设定成第2动作模式的供电板10以与调整相位后的基准信号SYNC同步的方式生成四个控制信号Va、Vb、Vc、Vd,并基于该控制信号Va、Vb、Vc、Vd驱动逆变器电路16,由此从逆变器电路16输出交流电压Vu‑Vv。从供电板10输出的交流电压Vu‑Vv通过经由配电电路11而成形为平滑变化的交流波形的交流电压VOUT,交流电压VOUT被供给到供电线12。
[0037] 此外,供电板10为了防止逆变器电路16中产生穿透电流,而在控制信号Va的导通期间与控制信号Vb的导通期间之间、以及控制信号Vc的导通期间与控制信号Vd的导通期间之间设置休止期间,并且与基准信号SYNC同步地以控制信号Va、Vd和控制信号Vb、Vc交替地成为高电平的方式生成四个控制信号Va、Vb、Vc、Vd。此时,供电板10为了抑制逆变器电路16的输出侧的电感的反电动势,而以设置控制信号Va和控制信号Vc同时为导通的重复期间、以及控制信号Vb和控制信号Vd同时为导通的重复期间的方式生成四个控制信号Va、Vb、Vc、Vd。
[0038] 接下来,参照图5~图7,说明供电板10的同步电路15的结构的详情。图5是详细地表示同步电路15的功能性结构的框图,图6是表示实现同步电路15的硬件结构的框图,图7是表示多个供电板10的同步电路15之间的连接结构的图。在图5~7中示出了构成非接触供电系统100的供电板10的台数为四台的情况下的结构例。
[0039] 如图5所示,作为功能性结构要素,同步电路15具有振荡器24、选择器25、驱动器26及包含选择器27、同步器28和可变延迟元件29的三个同步信号生成部301、302、303。在该同步电路15设置有从整体的供电板10的台数减去1后的数量的同步信号生成部301、302、303。在此,对四台供电板10的同步电路15分别预先分配并设定四个标识符ID“0”、“1”、“2”、“3”中的一个,设定有标识符ID“0”的同步电路15构成为在第1动作模式下动作,设定有标识符ID“1”、“2”、“3”中的某一个的同步电路15构成为在第2动作模式下动作。另外,四台供电板
10的同步电路15各自构成为以能够与其他三台供电板10的同步电路15通信的方式通过通信线连接,且能够相互收发在四台供电板10的同步电路15中生成的基准信号SYNC。在以下的说明中,将从预先设定有标识符ID“0”的供电板10发送的基准信号SYNC表述成参考信号REF0,将从预先设定有标识符ID“1”的供电板10发送的基准信号SYNC表述成参考信号REF1,将从预先设定有标识符ID“2”的供电板10发送的基准信号SYNC表述成参考信号REF2,将从预先设定有标识符ID“3”的供电板10发送的基准信号SYNC表述成参考信号REF3。
[0040] 振荡器24内置晶体振荡器、PLL、分频器等,通过将在晶体振荡器中产生的动作时钟分频而生成作为时钟信号的基准信号SYNC。例如,动作时钟被设定成20MHz,基准信号SYNC被设定成8.9kHz。
[0041] 说明构成同步信号生成部301、302、303的选择器27、同步器28及可变延迟元件29的功能。选择器27选择从其他的三台供电板10中的两台发送的两个参考信号REF中的一个并输入到同步器28。可变延迟元件29接收由振荡器24生成的基准信号SYNC、或由同步器28调整了相位后的基准信号SYNC并在内部采样后,使基准信号SYNC以与由选择器27选择的参考信号REF的传输延迟相当的延迟时间延迟后输入到同步器28。同步器28对由选择器27选择的参考信号REF的相位和从可变延迟元件29输入的基准信号SYNC的相位进行比较,并在检测到基准信号SYNC的相位延迟的情况下,以将在振荡器24中生成的基准信号SYNC的周期一点一点缩短的方式(以使其变动的方式)调整基准信号SYNC。相反地,同步器28在通过相位的比较而检测到基准信号SYNC的相位提前的情况下,以将在振荡器24中生成的基准信号SYNC的周期一点一点延长的方式(以使其变动的方式)调整基准信号SYNC。此时,由于基准信号SYNC的相位的调整处理发生延迟,所以具有在相位延迟的检测与相位提前的检测之间产生冲突的情况。该情况下,同步器28不进行相位的调整处理。另外,同步器28仅在检测到规定范围内的相位差的情况下进行调整处理,在检测到超出规定范围的相位差的情况下、或者在基准信号SYNC的一个周期期间未能检测到参考信号REF的电平转变的情况下,检测到发生了参考信号REF的失步(同步异常)。
[0042] 此外,三个同步信号生成部301、302、303以在四个参考信号REF0~REF3中从自外部的供电板10接收到的三个参考信号REF中选择一个信号的方式使选择器27动作。另外,三个同步信号生成部301、302、303的同步器28在自身的同步电路15被设定成第1动作模式的情况下,仅进行由外部的同步电路15生成的参考信号REF相对于基准信号SYNC的失步的检测。另一方面,在自身的同步电路15被设定成第2动作模式的情况下,选择输入来自在第1动作模式下动作的外部的同步电路15的参考信号REF的同步器28进行上述的相位比较及基准信号SYNC的相位调整,除此以外的两个同步器28仅进行参考信号REF相对于基准信号SYNC的失步的检测。
[0043] 选择器25从由振荡器24生成的基准信号SYNC及由三台同步器28调整的基准信号SYNC选择一个信号并输入到驱动器26。即,选择器25在同步电路15被设定成第1动作模式的情况下,选择来自振荡器24的基准信号SYNC。另一方面,在同步电路15被设定成第2动作模式的情况下,选择来自三个同步器28中的执行基准信号SYNC的相位调整的同步器28的基准信号SYNC。
[0044] 驱动器26接收由选择器25选择输出的基准信号SYNC,并以与基准信号SYNC同步的方式生成逆变器电路16的驱动用的控制信号Va、Vb、Vc、Vd,将控制信号Va、Vb、Vc、Vd施加于逆变器电路16。通过这样的结构,能够以使从四台供电板10的逆变器电路16向各个供电线12输出的交流电的相位彼此一致的方式驱动逆变器电路16。
[0045] 此外,如图5所示,同步电路15具有四个参考信号REF0~REF3用的信号端口。同步电路15根据对自身的供电板10设定的标识符ID将设定信号EN0~EN3中的某一个有效化,由此仅四个参考信号REF0~REF3用的信号端口中的一个被切换成基准信号SYNC的输出用端口,其他端口被设定成来自外部的供电板10的参考信号REF的输入用端口。由此,向从四个信号端口中选择出的一个信号端口输出基准信号SYNC。
[0046] 如图6所示,同步电路15通过在集成电路上构建的计算机系统即MCU(Micro Controller Unit,微控制器)41、和集成有可编程的器件即FPGA(Field Programmable Gate Array,现场可编程门阵列)42而实现。在FPGA42内内置有用于利用非同步的半双工通信方式实现供电板10之间的通信的通信机即UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter,通用异步接收器/发送器)43a、43b。该UART43a、43b与将供电板10之间连接的通信线及连接器一起采用双工结构。在FPGA42内构建有图5所示的各电路部。此外,在MCU41具备充分的处理能力的情况下,MCU41也能够在功能上具备同步电路15的功能。而且,UART43a、43b也可以内置在MCU41内。
[0047] 参照图7,说明构成非接触供电系统100的四台供电板10的同步电路15之间的连接结构。四台供电板10的同步电路15构成为能够经由板间通信用的传送路收发基准信号SYNC、命令信号CMD及响应信号RSP。在此,在板间通信用的传送路中,包括通信机、通信线、连接器在内被双工化。即,被预先设定有标识符ID“0”的一台供电板10的FPGA42将由内部的振荡器24生成的基准信号SYNC作为参考信号REF0向其他三台供电板10的FPGA42同时发送。另一方面,被预先设定有标识符ID“1”、“2”、“3”的三台供电板10的FPGA42分别将基于参考信号REF0调整相位后的基准信号作为参考信号REF1、REF2、REF3向其他三台供电板10的FPGA42同时发送。四台供电板10的MCU41相互指定发送目标的供电板10的标识符ID,并收发命令信号CMD及响应信号RSP。
[0048] 参照图8,说明同步电路15的MCU41的功能结构。作为功能性结构要素,MCU41具备异常判定部51、变更控制部52及测定部53。
[0049] 异常判定部51基于由自身的供电板10生成的基准信号SYNC以及从自身的供电板10以外的其他供电板10接收到的参考信号REF的状态,判定多个供电板10各自的异常。例如,异常判定部51在通过同步电路15检测到参考信号REF的同步异常的情况下判定成产生了与该参考信号REF相对应的其他供电板10的同步异常。此时,异常判定部51在与多个供电板10之间使用命令信号CMD及响应信号RSP交换与多个供电板10相关的同步异常的判定结果。并且,异常判定部51判断多个供电板10之间的判定结果的匹配性,并基于该判断结果确定多个供电板10各自有无故障。例如,异常判定部51基于与其他供电板10的同步异常的判定结果的不一致来确定某供电板10的电路或传送路的故障。另外,异常判定部51在通过多个供电板10同时判定成同步异常的供电板10中确定为电路或传送路有故障。
[0050] 另外,异常判定部51还具有基于在多个供电板10之间作为心跳命令而收发的命令信号CMD及响应信号RSP的通信状态来判定多个供电板10的异常的功能。具体而言,被设定成第1动作模式的同步电路15的异常判定部51定期地将命令信号CMD向其他供电板10发送,与此相对,其他供电板10的同步电路15的异常判定部51返回用于响应该命令信号CMD的响应信号RSP。然后,被设定成第1动作模式的同步电路15的异常判定部51基于响应信号RSP的接收状态确定被设定成第2动作模式的其他供电板10的异常。此时,异常判定部51也可以与上述的供电板10的同步异常的判定结果组合来确定包括自身的供电板10在内的多个供电板10的异常。
[0051] 另外,异常判定部51还具有通过监视逆变器电路16的输出电流来判定自身的供电板10内的逆变器电路16的故障的功能。
[0052] 变更控制部52具有基于由异常判定部51判定出的异常确定结果来变更多个供电板10的动作模式的功能。具体而言,变更控制部52在判定出自身的供电板10的异常且被设定成第1动作模式的情况下,停止基准信号SYNC及参考信号REF的输出而停止交流电的供给,并将使其他供电板10中的一台变更成第1动作模式的命令信号CMD以广播方式向其他供电板10发送。接收到该命令信号CMD后,其他供电板10的变更控制部52以变更成第1动作模式的同步处理、或变更第2动作模式下的同步目标的参考信号REF的方式进行控制。另外,变更控制部52在判定出自身的供电板10的异常且被设定成第2动作模式的情况下,停止基准信号SYNC及参考信号REF的输出而停止交流电的供给。
[0053] 另外,变更控制部52在判定出其他供电板10的异常、其他供电板10被设定成第1动作模式、且自身的供电板10接下来应该被设定成第1动作模式的情况下,以将用于动作模式变更的命令信号CMD以广播方式向其他供电板10发送、且将自身的供电板10变更成第1动作模式的方式进行控制。接收到该命令信号CMD后,其他供电板10以变更第2动作模式下的同步目标的方式进行控制,在第1动作模式下动作的供电板10停止供电。另外,变更控制部52在判定出其他供电板10的异常且该供电板10被设定成第2动作模式的情况下,将通知检测出异常的命令信号CMD向该供电板10发送。接收到该命令信号CMD后,该供电板10停止基准信号SYNC及参考信号REF的输出,停止交流电的供给。
[0054] 测定部53测定多个供电板10之间的基准信号SYNC的传输延迟,并据此可变地设定基于同步电路15内的多个可变延迟元件29设置的延迟时间。具体而言,作为非接触供电系统100的起动时的初始化处理,测定部53从自身的供电板10朝向其他供电板10发送参考信号REF,与之相对,测定从其他供电板10送回的参考信号REF的延迟时间,将该延迟时间的一半的值计算为自身的供电板10与其他供电板10之间的传输延迟时间(等待时间,latency)。测定部53反复进行这样的测定并计算自身的供电板10与其他供电板10之间的等待时间,基于该等待时间的值(校准值),设定在来自其他供电板10各自的参考信号REF的相位比较中使用的可变延迟元件29的延迟时间。多个供电板10的测定部53各自在初始化处理时执行上述的延迟时间的设定处理。
[0055] 图9是用于说明供电板10的同步电路15中的相位比较的动作的时间图。像这样,在供电板10的同步电路15中,从其他供电板10接收参考信号REF2,参考信号REF2相对于从参考信号REF延迟了路径延迟的量的参考信号REF1进一步延迟了同步电路15中的采样等待时间,其中该路径延迟包括内置于多个供电板10的收发器IC中的传播延迟和板间通信用的传送路中的传输延迟。同步电路15能够在使内部生成或相位调整后的基准信号SYNC延迟与由测定部53计算出的校准值相对应的时间而调整到基准信号SYNC1后,在基准信号SYNC1与参考信号REF2之间进行相位比较。
[0056] 图10是用于说明在第2动作模式下动作的供电板10的同步电路15中的基准信号SYNC的相位调整的动作的时间图,(a)是检测到基准信号SYNC1的延迟的情况下的时间图,(b)是检测到基准信号SYNC1的提前的情况下的时间图。像这样,同步电路15在附加延迟时间后的基准信号SYNC1中检测到相对于来自在第1动作模式下动作的供电板10的参考信号REF的相位延迟的情况下,以使基准信号SYNC的周期一点一点缩短的方式控制振荡器24。另一方面,同步电路15在附加延迟时间后的基准信号SYNC1中检测到相对于来自在第1动作模式下动作的供电板10的参考信号REF的相位提前的情况下,以使基准信号SYNC的周期一点一点延长的方式控制振荡器24。由此,同步电路15能够以使基准信号SYNC的相位和发生路径延迟前的参考信号REF的相位一致的方式调整基准信号SYNC的相位。
[0057] 接下来,说明使用本实施方式的非接触供电系统100的非接触供电方法的步骤。
[0058] 以构成非接触供电系统100的多个供电板10中的某一个供电板10起动为契机,从该供电板10向其他供电板10发送用于起动指示的命令信号CMD。与之相应地,设定多个供电板10各自的同步电路15中的同步处理的模式。
[0059] 然后,通过在多个供电板10中被设定成第1动作模式的一个供电板10的同步电路15,基于由内部的振荡器24生成的基准信号SYNC驱动一个供电板10的逆变器电路16,开始基于一个供电板10朝向多条供电线12供给交流电。与此同时,从被设定成第1动作模式的一个供电板10的同步电路15朝向一个供电板10以外的其余供电板10发送基准信号SYNC来作为参考信号REF。
[0060] 与之相对,通过一个供电板10以外的其余供电板10的同步电路15,在由内部的振荡器24生成的基准信号SYNC与从一个供电板10发送的参考信号REF之间进行相位比较,调整基准信号SYNC的相位。并且,通过其余供电板10的同步电路15,基于调整相位后的基准信号SYNC驱动其余供电板10的逆变器电路16,开始基于其余供电板10朝向多条供电线12供给交流电。
[0061] 说明利用以上所说明的本实施方式的非接触供电系统100及使用了该非接触供电系统100的非接触供电方法得到的效果。
[0062] 根据本实施方式,将由多个供电板10各自产生的交流电相对于多条供电线12分配并供给,能够从多条供电线12对移动体130以非接触方式供电。由此,即使在由于故障等而来自供电板10的供电停止的情况下,也能够从该供电板10以外的其余供电板10经由多条供电线12向移动体130供给电力,从而能够使向移动体130的电力供给稳定化。
[0063] 在本实施方式中,在被预先设定成第1动作模式的一个供电板10中,基于自身生成的基准信号SYNC生成交流电,并在被预先设定成第2动作模式的其余供电板10中,基于自身生成的基准信号SYNC和由一个供电板10生成的参考信号REF,生成相位与一个供电板10所生成的交流电一致的交流电。由此,能够使从多个供电板10向供电线12供给的交流电的相位一致,从而能够从供电板10效率良好地向移动体130供给电力。
[0064] 另外,在本实施方式中,基于其余供电板10从一个供电板10接收到的参考信号REF与在内部生成的基准信号SYNC的相位的比较结果,使基准信号SYNC的周期变动,由此驱动逆变器电路16。根据上述结构,能够高效地调整其余供电板10的基准信号SYNC的相位,从而能够使相对于一个供电板10所生成的交流电的相位调整其余供电板10所生成的交流电的相位的处理高效化。
[0065] 而且,在本实施方式中,多个供电板10构成为能够相互收发在内部生成的基准信号SYNC,多个供电板10分别构成为基于从自身的供电板10以外的其他供电板10接收到的基准信号SYNC判定其他供电板10的异常。该情况下,多个供电板10能够高效地检测其他供电板10的异常。
[0066] 另外,在本实施方式中,多个供电板10在判定出被设定成第1动作模式的一个供电板10的异常的情况下,以变更被设定成第1动作模式的供电板10的方式动作。根据上述结构,能够使在多个供电板10之间调整交流电的相位的处理稳定化,从而能够可靠地使向移动体130的电力供给稳定化。
[0067] 另外,在本实施方式中,多个供电板10以基于参考信号REF的状态、以及与其他供电板10之间的通信状态中的至少某一方判定异常的方式动作。该情况下,能够高效地判定其他供电板10的异常。
[0068] 另外,在本实施方式中,多个供电板10具有对与自身的供电板10以外的其他供电板10之间的参考信号REF的传输延迟进行测定的功能,以基于传输延迟设定控制交流电的相位时的校准值的方式动作。根据上述结构,能够考虑多个供电板10之间的传输延迟来调整交流电的相位,从而能够使向移动体130的电力供给更加稳定化。
[0069] 而且,在本实施方式中,多个供电板10基于参考信号REF的相位与根据校准值延迟后的基准信号SYNC的相位的比较结果,以使交流电的相位一致的方式驱动逆变器电路16。该情况下,通过考虑多个供电板10之间的传输延迟来比较基准信号SYNC的相位,能够更高程度地调整交流电的相位。
[0070] 以上,在优选的实施方式中图示并说明了本公开的原理,但对于本领域技术人员来说,认识到本公开能够不脱离这样的原理对配置及详情进行变更。本公开并不限定于本实施方式所公开的特定结构。因此,对从权利要求书及其精神范围引申出来的所有修正及变更要求保护。
[0071] 在上述实施方式的非接触供电装置中,优选的是,多个供电板分别包括逆变器电路,通过逆变器电路产生交流电,多个供电板中的某一台即一个供电板被预先设定成第1动作模式,多个供电板中的除了一个供电板以外的其余供电板被预先设定成第2动作模式,一个供电板以基于在内部生成的时钟信号驱动一个供电板的逆变器电路、并且将时钟信号作为基准信号向其余供电板发送的方式动作,其余供电板以基于在内部生成的时钟信号以及从一个供电板接收到的基准信号驱动该逆变器电路使得从一个供电板输出的交流电的相位和从其余供电板输出的交流电的相位一致的方式动作。
[0072] 该情况下,在被预先设定成第1动作模式的一个供电板中,基于自身的时钟信号生成交流电,在被预先设定成第2动作模式的其余供电板中,基于自身的时钟信号和一个供电板的时钟信号,生成相位与一个供电板所生成的交流电一致的交流电。由此,能够使从多个供电板向供电线供给的交流电的相位一致,从而能够从供电板效率良好地向移动体供给电力。
[0073] 另外,在上述实施方式的非接触供电装置中,也优选的是,其余供电板基于从一个供电板接收到的基准信号与在内部生成的时钟信号的相位的比较结果,使时钟信号的周期变动,由此以交流电的相位一致的方式驱动逆变器电路。根据上述结构,能够高效地调整其余供电板的时钟信号的相位,从而能够使相对于一个供电板所生成的交流电的相位调整其余供电板所生成的交流电的相位的处理高效化。
[0074] 而且,在上述实施方式的非接触供电装置中,也优选的是,多个供电板构成为能够将在内部生成的时钟信号作为基准信号相互收发,多个供电板分别包括异常判定部,该异常判定部基于从自身的供电板以外的其他供电板接收到的基准信号,判定其他供电板的异常。该情况下,多个供电板能够高效地检测其他供电板的异常。
[0075] 另外,在上述实施方式的非接触供电装置中,也优选的是,多个供电板还包括变更控制部,该变更控制部在由异常判定部判定出一个供电板的异常的情况下,变更被设定成第1动作模式的供电板。根据上述结构,能够使在多个供电板之间调整交流电的相位的处理稳定化,从而能够可靠地使向移动体的电力供给稳定化。
[0076] 另外,在上述实施方式的非接触供电装置中,也优选的是,异常判定部基于基准信号的状态以及与其他供电板之间的通信状态中的至少某一方来判定异常。该情况下,能够高效地判定其他供电板的异常。
[0077] 另外,在上述实施方式的非接触供电装置中,也优选的是,多个供电板包括测定部,该测定部对与自身的供电板以外的其他供电板之间的基准信号的传输延迟进行测定,基于传输延迟,设定控制交流电的相位时的校准值。根据上述结构,能够考虑多个供电板之间的传输延迟来调整交流电的相位,从而能够使向移动体的电力供给更加稳定化。
[0078] 而且,在上述实施方式的非接触供电装置中,也优选的是,多个供电板基于基准信号的相位与根据校准值延迟后的时钟信号的相位的比较结果,以使交流电的相位一致的方式驱动逆变器电路。该情况下,通过考虑多个供电板之间的传输延迟来比较时钟信号的相位,能够更高程度地调整交流电的相位。
[0079] 实施方式的非接触供电装置是,[1]“一种非接触供电装置,具备:多条供电线,该多条供电线对移动体所具备的受电装置以非接触方式供给电力;多个供电板,该多个供电板产生电力;和配电电路,该配电电路将由多个供电板各自产生的电力向多条供电线分配并供给”。
[0080] 实施方式的非接触供电装置也可以是,[2]“在上述[1]所记载的非接触供电装置中,多个供电板分别包括逆变器电路,通过逆变器电路产生交流电,多个供电板中的某一台即一个供电板被预先设定成第1动作模式,多个供电板中的除了一个供电板以外的其余供电板被预先设定成第2动作模式,一个供电板以基于在内部生成的时钟信号驱动一个供电板的逆变器电路、并且将时钟信号作为基准信号向其余供电板发送的方式动作,其余供电板以基于在内部生成的时钟信号及从一个供电板接收到的基准信号驱动该逆变器电路使得从一个供电板输出的交流电的相位和从其余供电板输出的交流电的相位一致的方式动作”。
[0081] 实施方式的非接触供电装置也可以是,[3]“在上述[2]所记载的非接触供电装置中,其余供电板基于从一个供电板接收到的基准信号与在内部生成的时钟信号的相位的比较结果,使时钟信号的周期变动,由此以使交流电的相位一致的方式驱动逆变器电路”。
[0082] 实施方式的非接触供电装置也可以是,[4]“在上述[2]或[3]所记载的非接触供电装置中,多个供电板构成为能够将在内部生成的时钟信号作为基准信号相互收发,多个供电板分别包括异常判定部,该异常判定部基于从自身的供电板以外的其他供电板接收到的基准信号,判定其他供电板的异常”。
[0083] 实施方式的非接触供电装置也可以是,[5]“在上述[4]所记载的非接触供电装置中,多个供电板还包括变更控制部,该变更控制部在由异常判定部判定出一个供电板的异常的情况下,变更被设定成第1动作模式的供电板”。
[0084] 实施方式的非接触供电装置也可以是,[6]“在上述[4]或[5]所记载的非接触供电装置中,异常判定部基于基准信号的状态及与其他供电板之间的通信状态中的至少某一方来判定异常”。
[0085] 实施方式的非接触供电装置也可以是,[7]“在上述[2]~[6]中任一项所记载的非接触供电装置中,多个供电板包括测定部,该测定部对与自身的供电板以外的其他供电板之间的基准信号的传输延迟进行测定,基于传输延迟,设定控制交流电的相位时的校准值”。
[0086] 实施方式的非接触供电装置也可以是[8],“在上述[7]所记载的非接触供电装置中,多个供电板基于基准信号的相位与根据校准值延迟后的时钟信号的相位的比较结果,以使交流电的相位一致的方式驱动逆变器电路”。
[0087] 实施方式的非接触供电方法是,[9]“一种非接触供电方法,将由多个供电板产生的电力经由配电电路向多条供电线分配并供给,从多条供电线对移动体所具备的受电装置以非接触方式供给电力,多个供电板中的一台即被设定成第1动作模式的一个供电板通过基于在内部生成的时钟信号驱动一个供电板的逆变器电路而产生交流电,并且将时钟信号作为基准信号向多个供电板中的一个供电板以外的其余供电板发送,其余供电板通过基于在内部生成的时钟信号以及从一个供电板接收到的基准信号,以从一个供电板输出的交流电的相位和从其余供电板输出的交流电的相位一致的方式驱动逆变器电路而产生交流电”。
[0088] 附图标记说明
[0089] 100…非接触供电系统(非接触供电装置),10、10A、10B、10C…供电板,11…配电电路,12、12A、12B、12C…供电线,16…逆变器电路,51…异常判定部,52…变更控制部,53…测定部,120…受电装置,130…移动体,SYNC…基准信号,REF…参考信号,Va、Vb、Vc、Vd…控制信号(时钟信号)。
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