无线电力发送设备和电力传输系统技术方案

本发明专利技术涉及无线电力发送设备和电力传输系统。在执行规定的第一时段的电力控制和频率控制中，当输出电力的大小没有在电力控制中收敛并且输出电力的频率没有在频率控制中收敛(S11和S14中的“否”)时，电源ECU(250)停止频率控制(S16)并且仅执行规定的第二时段的电力控制(S17)。当在经过第二时段之后输出电力的大小已收敛(S18中的“是”)时，电源ECU(250)确定频率控制的条件是不适当的。当在经过第二时段之后输出电力的大小没有收敛(S18中的“否”)时，电源ECU(250)确定电力控制的条件是不适当的。

Wireless power transmission equipment and power transmission system

【技术实现步骤摘要】
无线电力发送设备和电力传输系统相关申请的交叉引用该非临时申请基于2018年5月18日向日本专利局提交的日本专利申请No.2018-095961，其全部内容通过引用结合于此。
本公开涉及无线电力发送设备和电力传输系统，并且具体地涉及用于控制被配置为将电力无线地发送到电力接收设备的无线电力发送设备中的逆变器的技术。
技术介绍
已知被配置为将电力从电力发送设备无线地转移到电力接收设备的电力传输系统(参见，例如，日本专利公开No.2013-154815、日本专利公开No.2013-146154、日本专利公开No.2013-146148、日本专利公开号2013-110822、日本专利公开No.2013-126327和日本专利公开No.2017-5865)。日本专利公开No.2017-5865公开了通过调节从被提供在电力发送设备中的逆变器输出的电压的占空比来控制发送电力的大小到目标电力，并通过调节用于逆变器的驱动频率来控制逆变器的接通电流。
技术实现思路
日本专利公开No.2017-5865中描述的无线电力发送设备无线地向电力接收设备发送电力，同时其调节从逆变器输出的电压的占空比和用于逆变器的驱动频率。在这种电力发送设备中，来自逆变器的输出电力(以及因此的发送电力)趋于不稳定。例如，当来自逆变器的输出电力的大小和频率中的至少一个不收敛时，发送电力变得不稳定。当发送电力不稳定时，它可能会过度变高。因此，当如上所述发送电力不稳定的状态在电力发送设备中继续时，确定在诊断确定中的电力发送设备中已经发生异常情况并且暂停电力发送。然而，如果能够识别出使发送电力不稳定的因素，则可以通过去除该因素能够稳定发送电力使得电力发送能够继续。例如，当发送电力由于控制条件而变得不稳定时，通过改变控制条件能够稳定发送电力。本公开是为了解决这样的问题而提出的，其目的是在发送电力变得不稳定时识别不稳定发送电力的因素，同时用于收敛电力的大小的电力控制和用于收敛电力的频率的频率控制都是在无线电力发送设备中执行。本公开中的无线电力发送设备包括被配置为向电力接收设备无线地发送电力的电力发送器、被配置为以规定的频率发电并且将所产生的电力输出到电力发送器的逆变器、被配置为检测电力损耗的损耗检测器以及被配置为控制来自逆变器的电力输出的控制器(下面也称为“输出电力”)。控制器被配置为执行电力控制以将输出电力的大小收敛到目标电力，以及执行频率控制以将输出电力的频率收敛到最佳频率，在该最佳频率处由损耗检测器检测到的电力损耗被最小化。控制器被配置为当在规定的第一时段执行的电力控制和频率控制中输出电力的大小不收敛并且输出电力的频率不收敛时停止频率控制并且仅执行规定的第二时段的电力控制，当在经过第二时段之后输出电力的大小收敛时确定频率控制的条件是不适当的，并且当在经过第二时段之后输出电力的大小不收敛时确定电力控制的条件是不适当的。根据本公开的电力传输系统包括电力发送设备和电力接收设备，该电力接收设备被配置为从电力发送设备无线地接收电力。包括上述特征的根据本公开的无线电力发送设备被提供作为电力发送设备。当在执行电力控制和频率控制的同时发送电力不稳定时，电力控制和频率控制中的至少一个的条件很可能是不适当的。然而，当输出电力的大小和频率都没有收敛时，人们不知道哪个控制条件是不适当的。在上面的无线电力发送设备和电力传输系统中，通过停止频率控制来创建仅执行电力控制的状态。然后，当输出电力的大小收敛时，频率控制的条件被确定为不适当，并且当输出电力的大小不收敛时，电力控制的条件被确定为不适当。作为该确定的结果，识别出不稳定发送电力的因素(即，其中控制条件是不适当的)。当在上面的确定中能够将电力控制和频率控制中的一个的控制条件识别为不适当时，能够容易地确定另一个中的控制条件是否适当。例如，当在将被确定为不适当的控制条件改变为适当的条件之后通过再次执行电力控制和频率控制发送电力被稳定时，另一个中的控制条件是适当的，并且当发送电力仍然不稳定时，另一个中的控制条件是不适当的。在针对第一时段执行的电力控制和频率控制中，控制器可以被配置为当输出电力的大小在电力控制中收敛并且输出电力的频率不在频率控制中收敛时确定频率控制的条件是不适当的，并且当输出电力的频率在频率控制中收敛并且输出电力的大小不在电力控制中收敛时确定电力控制的条件是不适当的。根据这样的配置，当输出电力的大小和频率中的仅一个也不收敛时，能够识别不稳定的发送电力的因素。当电力控制的条件被确定为不适当时，控制器可以被配置为降低电力控制中的控制增益。当由于不适当的电力控制条件而使发送电力变得不稳定时，电力控制中的操作的电力变化的灵敏度很可能过高。因此，通过降低电力控制中的控制增益，很可能设置适当的条件(或条件更接近适当的条件)。控制器可以包括下面将描述的第一发生器、提取器、乘法器、计算器和第二发生器。第一发生器产生指示用于振荡输出电力的频率的第一频率操作量的波形的振荡信号。提取器从前面描述的损耗检测器循环检测的电力损耗的波形中提取高频分量。乘法器获得由损耗变化量乘以第一频率操作量得到的乘法值，该损耗变化量由高频分量表示，第一频率操作量由振荡信号表示。计算器计算用于使乘法值更接近0的第二频率操作量。第二发生器通过使用规定的参考频率、第二频率操作量和振荡信号产生针对逆变器的驱动信号。从控制精确度和稳定性以及成本的观点来看，上述配置特别优选作为用于控制器执行频率控制的配置。当如前所述的确定频率控制的条件是不适当的时，控制器可以被配置为扩展振荡信号的振荡周期。当由于频率控制的不适当的条件而使发送电力变得不稳定时，电力变化对频率控制中的操作的灵敏度很可能过高。因此，通过扩展振荡输出电力频率的振荡信号的振荡周期，很有可能设置适当的条件(或条件更接近适当的条件)。在无线电力发送设备中，电力发送器可以包括谐振电路，其包括电力发送线圈。逆变器可以包括由来自控制器的驱动信号驱动的开关元件和与开关元件并联连接的续流二极管。损耗检测器可以被配置为通过使用流过电力发送线圈的电流、流过逆变器的电流以及表示在来自逆变器的输出电压上升时来自逆变器的输出电流的接通电流来检测电力损耗。使用这种损耗检测器，能够高精度且适当地检测无线电力发送设备中的电力损耗。当结合附图，通过以下本公开的详细描述，本公开的前述和其他目的、特征、方面和优点将变得更加明显。附图说明图1是根据本公开的实施例的电力传输系统的整体配置的示意图；图2是示出图1中所示的电力传输系统的电力发送器和电力接收器的电路配置的一个示例的示意图；图3是示出图1中所示的逆变器的电路配置的一个示例的示意图；图4是示出图1所示的逆变器的切换波形，输出电压的波形和输出电流的波形的示意图；图5是表示在来自图1所示的逆变器的输出电力的大小恒定的情况下，电力发送设备的电力损耗和来自逆变器的输出频率之间的关系的一个示例的示意图；图6是根据本公开的实施例的无线电力发送设备中的电力本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无线电力发送设备，包括：/n电力发送器，所述电力发送器被配置为将电力无线地发送到电力接收设备；/n逆变器，所述逆变器被配置为：以规定的频率产生电力，并且将所产生的电力输出到所述电力发送器；/n损耗检测器，所述损耗检测器被配置为检测电力损耗；以及/n控制器，所述控制器被配置为控制来自所述逆变器的输出电力，/n所述控制器被配置为执行：/n用于将所述输出电力的大小收敛到目标电力的电力控制；以及/n用于将所述输出电力的频率收敛到最佳频率的频率控制，在所述最佳频率处由所述损耗检测器检测到的电力损耗被最小化；/n所述控制器被配置为：/n当在规定的第一时段所执行的所述电力控制和所述频率控制中所述输出电力的大小没有收敛并且所述输出电力的频率没有收敛时，停止所述频率控制并且在规定的第二时段仅执行所述电力控制；/n当在经过所述第二时段之后所述输出电力的大小收敛时，将所述频率控制的条件确定为是不适当的；以及/n当在经过所述第二时段之后所述输出电力的大小没有收敛时，将所述电力控制的条件确定为是不适当的。/n

【技术特征摘要】
20180518 JP 2018-0959611.一种无线电力发送设备，包括：
电力发送器，所述电力发送器被配置为将电力无线地发送到电力接收设备；
逆变器，所述逆变器被配置为：以规定的频率产生电力，并且将所产生的电力输出到所述电力发送器；
损耗检测器，所述损耗检测器被配置为检测电力损耗；以及
控制器，所述控制器被配置为控制来自所述逆变器的输出电力，
所述控制器被配置为执行：
用于将所述输出电力的大小收敛到目标电力的电力控制；以及
用于将所述输出电力的频率收敛到最佳频率的频率控制，在所述最佳频率处由所述损耗检测器检测到的电力损耗被最小化；
所述控制器被配置为：
当在规定的第一时段所执行的所述电力控制和所述频率控制中所述输出电力的大小没有收敛并且所述输出电力的频率没有收敛时，停止所述频率控制并且在规定的第二时段仅执行所述电力控制；
当在经过所述第二时段之后所述输出电力的大小收敛时，将所述频率控制的条件确定为是不适当的；以及
当在经过所述第二时段之后所述输出电力的大小没有收敛时，将所述电力控制的条件确定为是不适当的。


2.根据权利要求1所述的无线电力发送设备，其中，
在所述第一时段所执行的所述电力控制和所述频率控制中，所述控制器被配置为：
当所述输出电力的大小在所述电力控制中收敛并且所述输出电力的所述频率在所述频率控制中没有收敛时，将所述频率控制的条件确定为是不适当的；以及
当所述输出电力的所述频率在所述频率控制中收敛并且所述输出电力的大小在所述电力控制中没有收敛时，将所述电力控制的条件确定为是不适当的。


3.根据权利要求1或2所述的无线电力发送设备，其中，
当所述电力控制的条件被确定为不适当时，所述控制器被配置为降低在所述电力控制中的控制增益。


4.根据权利要求1至3中的任一项所述的无线电力发送设备，其中，
所述控制器包括：
第一发生器，所述第一发生器被配置为产生振荡信号，所述振荡信号指示用于振荡所述输出电力的频率的第一频率操作量的波形；
提取器，所述提取器被配置为从由所述损耗检测器周期性地检测到的电力损耗的波形来提取高频分量；
乘法器，所述乘法器被配置为获得从将损耗变化量乘以所述第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：三泽崇弘，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP