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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024157284
(43)【公開日】2024-11-07
(54)【発明の名称】電力供給システム及び無線電力伝送システム
(51)【国際特許分類】
H02J 50/27 20160101AFI20241030BHJP
H02J 50/12 20160101ALI20241030BHJP
H01Q 21/06 20060101ALI20241030BHJP
【ＦＩ】
H02J50/27
H02J50/12
H01Q21/06
【審査請求】有
【請求項の数】17
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023071560
(22)【出願日】2023-04-25
(11)【特許番号】
(45)【特許公報発行日】2024-09-26
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）令和３年度 国立研究開発法人情報通信研究機構「革新的情報通信技術研究開発委託研究／完全ワイヤレス社会実現を目指したワイヤレス電力伝送の高周波化および通信との融合技術」、産業技術力強化法第１７条の適用を受ける特許出願
(71)【出願人】
【識別番号】501440684
【氏名又は名称】ソフトバンク株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100098626
【弁理士】
【氏名又は名称】黒田 壽
(74)【代理人】
【識別番号】100128691
【弁理士】
【氏名又は名称】中村 弘通
(72)【発明者】
【氏名】平川 昂
(72)【発明者】
【氏名】長谷川 直輝
(72)【発明者】
【氏名】中本 悠太
(72)【発明者】
【氏名】太田 喜元
【テーマコード（参考）】
5J021
【Ｆターム（参考）】
5J021AA09
(57)【要約】
【課題】複数の給電対象に対して、それぞれが要求する電気的特性を満たしながら給電できる電力供給システムを提供する。
【解決手段】電力供給システムは、無線電力伝送の受信アンテナ装置に接続された複数の整流回路を含むレクテナアレイ部と、レクテナアレイ部に接続された入力部をそれぞれ有する複数のＤＣ－ＤＣコンバータとを備える。複数のＤＣ－ＤＣコンバータはそれぞれ、互いに異なる給電対象が接続される出力部を有してもよい。電力供給システムは、レクテナアレイ部から出力される複数の直流電力を単一の直流電力に変換して出力する接続回路を備え、複数のＤＣ－ＤＣコンバータは、接続回路を介してレクテナアレイ部に接続されていてもよい。電力供給システムは、レクテナアレイ部又は接続回路に接続されるＤＣ－ＤＣコンバータを切り替える切替部を備えてもよく、ＤＣ－ＤＣコンバータの切り替えを制御する制御部を備えてもよい。
【選択図】図１
【解決手段】電力供給システムは、無線電力伝送の受信アンテナ装置に接続された複数の整流回路を含むレクテナアレイ部と、レクテナアレイ部に接続された入力部をそれぞれ有する複数のＤＣ－ＤＣコンバータとを備える。複数のＤＣ－ＤＣコンバータはそれぞれ、互いに異なる給電対象が接続される出力部を有してもよい。電力供給システムは、レクテナアレイ部から出力される複数の直流電力を単一の直流電力に変換して出力する接続回路を備え、複数のＤＣ－ＤＣコンバータは、接続回路を介してレクテナアレイ部に接続されていてもよい。電力供給システムは、レクテナアレイ部又は接続回路に接続されるＤＣ－ＤＣコンバータを切り替える切替部を備えてもよく、ＤＣ－ＤＣコンバータの切り替えを制御する制御部を備えてもよい。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
電力供給システムであって、
無線電力伝送の受信アンテナ装置に接続された複数の整流回路を含むレクテナアレイ部と、
前記レクテナアレイ部に接続された入力部をそれぞれ有する複数のＤＣ－ＤＣコンバータと、
を備える、ことを特徴とする電力供給システム。
無線電力伝送の受信アンテナ装置に接続された複数の整流回路を含むレクテナアレイ部と、
前記レクテナアレイ部に接続された入力部をそれぞれ有する複数のＤＣ－ＤＣコンバータと、
を備える、ことを特徴とする電力供給システム。
【請求項2】
請求項１の電力供給システムにおいて、
前記複数のＤＣ－ＤＣコンバータはそれぞれ、共通の給電対象に接続された出力部を有する、
ことを特徴とする電力供給システム。
前記複数のＤＣ－ＤＣコンバータはそれぞれ、共通の給電対象に接続された出力部を有する、
ことを特徴とする電力供給システム。
【請求項3】
請求項１の電力供給システムにおいて、
前記複数のＤＣ－ＤＣコンバータはそれぞれ、互いに異なる給電対象が接続される出力部を有する、
ことを特徴とする電力供給システム。
前記複数のＤＣ－ＤＣコンバータはそれぞれ、互いに異なる給電対象が接続される出力部を有する、
ことを特徴とする電力供給システム。
【請求項4】
請求項１の電力供給システムにおいて、
前記レクテナアレイ部から出力される複数の直流電力を単一の直流電力に変換して出力する接続回路を備え、
前記複数のＤＣ－ＤＣコンバータの入力部は、前記接続回路を介して前記レクテナアレイ部に接続されている、
ことを特徴とする電力供給システム。
前記レクテナアレイ部から出力される複数の直流電力を単一の直流電力に変換して出力する接続回路を備え、
前記複数のＤＣ－ＤＣコンバータの入力部は、前記接続回路を介して前記レクテナアレイ部に接続されている、
ことを特徴とする電力供給システム。
【請求項5】
請求項１乃至４のいずれかの電力供給システムにおいて、
前記複数のＤＣ－ＤＣコンバータの間で、前記レクテナアレイ部又は前記接続回路に接続されるＤＣ－ＤＣコンバータを切り替える切替部を備える、
ことを特徴とする電力供給システム。
前記複数のＤＣ－ＤＣコンバータの間で、前記レクテナアレイ部又は前記接続回路に接続されるＤＣ－ＤＣコンバータを切り替える切替部を備える、
ことを特徴とする電力供給システム。
【請求項6】
請求項５の電力供給システムにおいて、
前記複数のＤＣ－ＤＣコンバータはそれぞれ、前記ＤＣ－ＤＣコンバータごとに設定された互いに異なるオン・オフ時間比で入力電力のオン・オフを制御する入力回路を有する、
ことを特徴とする電力供給システム。
前記複数のＤＣ－ＤＣコンバータはそれぞれ、前記ＤＣ－ＤＣコンバータごとに設定された互いに異なるオン・オフ時間比で入力電力のオン・オフを制御する入力回路を有する、
ことを特徴とする電力供給システム。
【請求項7】
請求項５の電力供給システムにおいて、
前記切替部による前記ＤＣ－ＤＣコンバータの切り替えを制御する制御部を備える、
ことを特徴とする電力供給システム。
前記切替部による前記ＤＣ－ＤＣコンバータの切り替えを制御する制御部を備える、
ことを特徴とする電力供給システム。
【請求項8】
請求項７の電力供給システムにおいて、
前記制御部は、前記複数のＤＣ－ＤＣコンバータの間の出力電圧の大小関係に応じて前記ＤＣ－ＤＣコンバータの切り替えを制御する、
ことを特徴とする電力供給システム。
前記制御部は、前記複数のＤＣ－ＤＣコンバータの間の出力電圧の大小関係に応じて前記ＤＣ－ＤＣコンバータの切り替えを制御する、
ことを特徴とする電力供給システム。
【請求項9】
請求項７の電力供給システムにおいて、
前記制御部は、前記給電対象からフィードバックされた情報及び前記ＤＣ－ＤＣコンバータからフィードバックされた情報の少なくとも一方に基づいて、前記切替部を制御する、
ことを特徴とする電力供給システム。
前記制御部は、前記給電対象からフィードバックされた情報及び前記ＤＣ－ＤＣコンバータからフィードバックされた情報の少なくとも一方に基づいて、前記切替部を制御する、
ことを特徴とする電力供給システム。
【請求項10】
請求項５の電力供給システムにおいて、
前記切替部と前記複数のＤＣ－ＤＣコンバータとを含むユニットを、複数組備える、
ことを特徴とする電力供給システム。
前記切替部と前記複数のＤＣ－ＤＣコンバータとを含むユニットを、複数組備える、
ことを特徴とする電力供給システム。
【請求項11】
無線電力伝送システムであって、
請求項１乃至４のいずれかの電力供給システムと、
前記電力供給システムの受信アンテナ装置に向けて送電信号を送信する送電装置と、
を備える、ことを特徴とする無線電力伝送システム。
請求項１乃至４のいずれかの電力供給システムと、
前記電力供給システムの受信アンテナ装置に向けて送電信号を送信する送電装置と、
を備える、ことを特徴とする無線電力伝送システム。
【請求項12】
無線電力伝送システムであって、
請求項５の電力供給システムと、
前記電力供給システムの受信アンテナ装置に向けて送電信号を送信する送電装置と、
を備える、ことを特徴とする無線電力伝送システム。
請求項５の電力供給システムと、
前記電力供給システムの受信アンテナ装置に向けて送電信号を送信する送電装置と、
を備える、ことを特徴とする無線電力伝送システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、無線電力伝送に適用可能な電力供給システム及び無線電力伝送システムに関する。
【背景技術】
【0002】
従来、マイクロ波等の電波を介して電力を伝送する無線電力伝送の受電装置が知られている。例えば、特許文献１には、複数のアンテナで受信した受信信号を整流する複数の整流回路（直流電源回路）を備える受電装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１９－２１３３１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
無線電力伝送の受電装置では、複数の給電対象に対して、それぞれが要求する電気的特性を満たしながら給電したい、という課題がある。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明の一態様に係る電力供給システムは、無線電力伝送の受信アンテナ装置に接続された複数の整流回路を含むレクテナアレイ部と、前記レクテナアレイ部に接続された入力部をそれぞれ有する複数のＤＣ－ＤＣコンバータと、を備える。
【0006】
前記電力供給システムにおいて、前記複数のＤＣ－ＤＣコンバータはそれぞれ、共通の給電対象に接続された出力部を有してもよい。
【0007】
前記電力供給システムにおいて、前記複数のＤＣ－ＤＣコンバータはそれぞれ、互いに異なる給電対象が接続される出力部を有してもよい。
【0008】
前記電力供給システムにおいて、前記レクテナアレイ部から出力される複数の直流電力を単一の直流電力に変換して出力する接続回路を備え、前記複数のＤＣ－ＤＣコンバータの入力部は、前記接続回路を介して前記レクテナアレイ部に接続されていてもよい。
【0009】
前記電力供給システムにおいて、前記複数のＤＣ－ＤＣコンバータの間で、前記レクテナアレイ部又は前記接続回路に接続されるＤＣ－ＤＣコンバータを切り替える切替部を備えてもよい。
【0010】
前記電力供給システムにおいて、前記複数のＤＣ－ＤＣコンバータはそれぞれ、前記ＤＣ－ＤＣコンバータごとに設定された互いに異なるオン・オフ時間比で入力電力のオン・オフを制御する入力回路を有してもよい。
【0011】
前記電力供給システムにおいて、前記切替部による前記ＤＣ－ＤＣコンバータの切り替えを制御する制御部を備えてもよい。
【0012】
前記電力供給システムにおいて、前記制御部は、前記複数のＤＣ－ＤＣコンバータの間の出力電圧の大小関係に応じて前記ＤＣ－ＤＣコンバータの切り替えを制御してもよい。
【0013】
前記電力供給システムにおいて、前記制御部は、前記給電対象からフィードバックされた情報及び前記ＤＣ－ＤＣコンバータからフィードバックされた情報の少なくとも一方に基づいて、前記切替部を制御してもよい。
【0014】
前記電力供給システムにおいて、前記切替部と前記複数のＤＣ－ＤＣコンバータとを含むユニットを、複数組備えてもよい。
【0015】
本発明の一態様に係る無線電力伝送システムは、前記いずれかの電力供給システムと、前記電力供給システムの受信アンテナ装置に向けて送電信号を送信する送電装置と、を備える。
【0016】
前記電力供給システム及び無線電力伝送システムにおいて、前記ＤＣ－ＤＣコンバータは、降圧コンバータ、昇圧コンバータ又は昇降圧コンバータであってもよい。
【0017】
また、前記制御に用いられるプログラムの一部又は全部は、機械学習によって作成された学習済モデルであってもよい。
【発明の効果】
【0018】
本発明によれば、複数の給電対象に対して、それぞれが要求する電気的特性を満たしながら給電することができる。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【発明を実施するための形態】
【0020】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
本書に記載された実施形態に係るシステムは、無線電力伝送（ＷＰＴ）の受電装置のレクテナアレイ部から出力される直流電力を、ＤＣ－ＤＣコンバータを介して複数の供給対象に出力可能な電力の多入力多出力装置として機能する電力供給システムである。特に、本実施形態に係る電力供給システムは、レクテナアレイ部から直流電力が入力されるＤＣ－ＤＣコンバータを切り替えることにより、複数の給電対象に対して、それぞれが要求する電気的特性を満たしながら給電することができる。
本書に記載された実施形態に係るシステムは、無線電力伝送（ＷＰＴ）の受電装置のレクテナアレイ部から出力される直流電力を、ＤＣ－ＤＣコンバータを介して複数の供給対象に出力可能な電力の多入力多出力装置として機能する電力供給システムである。特に、本実施形態に係る電力供給システムは、レクテナアレイ部から直流電力が入力されるＤＣ－ＤＣコンバータを切り替えることにより、複数の給電対象に対して、それぞれが要求する電気的特性を満たしながら給電することができる。
【0021】
図１は、本実施形態に係る電力供給システム１０の構成の一例を示すブロック図である。本実施形態の電力供給システム１０は、無線電力伝送（ＷＰＴ）の受電装置（以下「ＷＰＴ受電装置」ともいう。）２２と、ＷＰＴ受電装置２２に対して並列接続される複数（２又は３以上の）のＤＣ－ＤＣコンバータ（「ＤＣ－ＤＣ変換回路」又は「ＤＣ－ＤＣ変換装置」ともいう。）４５（１）～４５（ｎ）と、を備える。
【0022】
ＷＰＴ受電装置２２は、複数のレクテナを有するレクテナアレイ部２２０と、ＤＣ接続回路２２３とを有する。ＤＣ接続回路２２３は、レクテナアレイ部２２０からの複数の直流電力が入力される複数組のプラス入力部２２４及びマイナス入力部２２５と、複数（ｎ個）のＤＣ－ＤＣコンバータ４５（１）～４５（ｎ）に対する共通の電圧Ｖｒｅｃｔの直流電力を出力する１組のプラス入力部２２４及びマイナス入力部２２５とを有する。ＤＣ接続回路２２３は、複数組のプラス入力部２２４及びマイナス入力部２２５と１組のプラス入力部２２４及びマイナス入力部２２５との間の接続状態を切り替えることができるスイッチング回路であってもよい。
【0023】
複数のＤＣ－ＤＣコンバータ４５（１）～４５（ｎ）において、複数組（ｎ組）のプラス及びマイナスの入力部４５１（１）～４５１（ｎ）は、ＤＣ接続回路２２３の１組のプラス入力部２２４及びマイナス入力部２２５に接続される。また、複数組（ｎ組）のプラス及びマイナスの出力部４５２（１）～４５２（ｎ）は、複数の給電対象９０（１）～９０（ｎ）に接続される。複数のＤＣ－ＤＣコンバータ４５（１）～４５（ｎ）から出力される所定の電圧Ｖｏｕｔ＿１～Ｖｏｕｔ＿ｎの直流電力はそれぞれ、ＤＣ－ＤＣ変換回路ごとに、対応する給電対象９０に供給される。
【0024】
複数のＤＣ－ＤＣコンバータ４５（１）～４５（ｎ）はそれぞれ、例えば、降圧コンバータ、昇圧コンバータ又は昇降圧コンバータである。
【0025】
給電対象９０（１）～９０（ｎ）は、特定の装置に限定されない。例えば、給電対象９０（１）～９０（ｎ）は、移動通信システムの通信機能を有する端末装置（例えば、ユーザ装置、ＩｏＴデバイス等）、移動通信システムの通信機能を有していないセンサなどのＩｏＴデバイスである。
【0026】
図１の電力供給システム１０によれば、ＷＰＴ受電装置２２から出力される直流電力を、複数のＤＣ－ＤＣコンバータ４５（１）～４５（ｎ）によって複数の給電対象９０（１）～９０（ｎ）のそれぞれに必要な電圧Ｖｏｕｔ＿１～Ｖｏｕｔ＿ｎの直流電力に変換し、給電対象９０（１）～９０（ｎ）のそれぞれに供給することができる。
【0027】
なお、図１の構成例では、複数のＤＣ－ＤＣコンバータ４５（１）～４５（ｎ）の出力部４５２（１）～４５２（ｎ）は、互いに異なる複数の給電対象９０（１）～９０（ｎ）に接続されるが、共通の給電対象に接続されるようにしてもよい。
【0028】
また、複数のＤＣ－ＤＣコンバータ４５（１）～４５（ｎ）の前段又は後段に、ＭＰＰＴ（最大電力点追従）制御回路及び整流回路の少なくとも一方の回路を設けてもよい。
【0029】
図２は、本実施形態に係る電力供給システム１０に接続されるＷＰＴ受電装置２２を含む無線電力伝送システム８００の概略構成の一例を示す説明図である。無線電力伝送システム８００は、送電信号の電波を送信する送電装置８０と、送電装置８０から送信された電波を受信して直流の電力を出力するＷＰＴ受電装置（直流電力源）２２とを備える。無線電力伝送の電波は例えばマイクロ波又はミリ波である。
【0030】
送電装置８０は、複数のアンテナ素子（以下「アンテナ」ともいう。）が２次元的に配列したアレーアンテナからなるアンテナ装置８１を有する。送電装置８０のアレーアンテナは複数のアンテナが１次元的に又は３次元的に配置されたものであってもよい。
【0031】
ＷＰＴ受電装置２２は、複数のアンテナ２２１ａが２次元配列したアレーアンテナからなるアンテナ装置２２１を有する。ＷＰＴ受電装置２２のアレーアンテナは複数のアンテナ２２１ａが１次元に又は３次元に配置されたものであってもよい。また、ＷＰＴ受電装置２２は、アンテナ装置２２１の複数のアンテナ２２１ａに対応するように設けられた複数の整流回路（直流電力源）からなる整流回路群２２２を有する。１組のアンテナ２２１ａと整流回路との組み合わせはレクテナとも呼ばれる。前述のレクテナアレイ部２２０は、アンテナ装置２２１複数のアンテナ２２１ａと整流回路群２２２とを含む。
【0032】
図３は、本実施形態に係るＷＰＴ受電装置２２の構成の一例を示すブロック図である。なお、図３では、アンテナ装置２２１のアンテナの数及び整流回路の数がそれぞれ４個（＝２×２）の場合について示しているが、この数に限定されない。例えば、ＷＰＴ受電装置２２におけるアンテナの数及び整流回路の数はそれぞれ、９個（＝３×３）、１６個（＝４×４）、又は、２５個（＝５×５）などであってもよい。
【0033】
図３において、アンテナ装置２２１からの入力電力を受ける整流回路群２２２の後段にＤＣ接続回路２２３を設けている。ＤＣ接続回路２２３は、複数の直流整流回路としての整流回路のプラス出力端子が接続される複数のプラス入力部２２４（１）～２２４（４）と、複数の整流回路のマイナス出力端子が接続される複数のマイナス入力部２２５（１）～２２５（４）と、プラス出力部２２６と、マイナス出力部２２７とを有する。図３の構成例のＤＣ接続回路２２３は、複数の整流回路とプラス出力部２２６及びマイナス出力部２２７との間の接続状態を切り替えるようにオン・オフ制御可能な複数のスイッチを有するスイッチング回路である。スイッチング回路に設けられた複数のスイッチは、制御部２２８によってオン・オフ制御（アクティブ制御）される。制御部２２８のアクティブ制御により、ＷＰＴ受電装置２２の全体における受電効率を向上させることができる。
【0034】
図３に示すＤＣ接続回路２２３としてスイッチング回路を備えたＷＰＴ受電装置２２によれば、整流回路群２２２の複数の整流回路の接続の切り替え制御により、複数の整流回路のあらゆる接続を実現できる。
【0035】
図４は、本実施形態に係る電力供給システム１０の構成の他の例を示すブロック図である。なお、図５は、図４の電力供給システム１０におけるスイッチ３５１によるＤＣ－ＤＣコンバータの切り替えの一例を示す説明図である。図４及び図５において、前述の図１～図３と共通する部分については、同じ符号を付し、説明を省略する。
【0036】
図４において、複数のＤＣ－ＤＣコンバータ４５（１）～４５（ｎ）はそれぞれ、ＤＣ－ＤＣコンバータごとに設定された互いに異なるオン・オフ時間比（以下「ディーティ比」ともいう。）Ｄ１～Ｄｎで入力電力のオン・オフを制御する入力回路を有する。
【0037】
ここで、ＤＣ－ＤＣコンバータ４５のディーティ比をＤとし、入力電圧及び入力電流をそれぞれＶｉｎ，Ｉｉｎとすると、出力電圧Ｖｏｕｔ及び出力電流Ｉｏｕｔは関数ｆ（Ｖｉｎ，Ｉｉｎ，Ｄ）で表される。例えば、ＤＣ－ＤＣコンバータ４５が昇降圧コンバータの場合、出力電圧Ｖｏｕｔ及び出力電流Ｉｏｕｔは次の式（１）及び式（２）で表され、ＤＣ－ＤＣコンバータ４５が降圧コンバータの場合、出力電圧Ｖｏｕｔは次の式（３）で表される。
【0038】
【数1】
【数2】
【数3】
【0039】
上記ディーティ比Ｄで入力電力のオン・オフを制御する入力回路を有するＤＣ－ＤＣコンバータ４５において、ＤＣ－ＤＣコンバータ４５への入力が電圧源からの電圧の場合は、損失が生じない。しかしながら、ＤＣ－ＤＣコンバータ４５への入力が、本実施形態のＷＰＴ受電装置２２のような電力源からの電力の場合は、ＤＣ－ＤＣコンバータ４５の入力回路のスイッチオフ期間において損失が発生する。
【0040】
そこで、上記損失を低減するために、本実施形態の電力供給システム１０は、複数のＤＣ－ＤＣコンバータ４５（１）～４５（ｎ）の間で、レクテナアレイ部２２０又はＤＣ接続回路２２３に接続されるＤＣ－ＤＣコンバータ４５を切り替えるコンバータ切替部３５と、コンバータ切替部３５によるＤＣ－ＤＣコンバータ４５の切り替えを制御する制御部５０とを備える。コンバータ切替部３５は、例えば図５に示すようにスイッチ３５１で構成され、制御部５０でスイッチ３５１を制御することにより、ＤＣ－ＤＣコンバータ４５を切り替えることができる。
【0041】
制御部５０は、例えば、複数のＤＣ－ＤＣコンバータ４５（１）～４５（ｎ）の間の出力電圧Ｖｏｕｔ＿１～Ｖｏｕｔ＿ｎの大小関係（例えば、比又は差分）に応じてＤＣ－ＤＣコンバータ４５（１）～４５（ｎ）の切り替えを制御する。例えば、複数のＤＣ－ＤＣコンバータ４５（１）～４５（ｎ）のうち、ディーティ比Ｄが大きく出力電圧が大きいＤＣ－ＤＣコンバータ４５についてはレクテナアレイ部２２０又はＤＣ接続回路２２３に接続される時間を標準時間よりも長めにし、ディーティ比Ｄが小さく出力電圧が小さいＤＣ－ＤＣコンバータ４５についてはレクテナアレイ部２２０又はＤＣ接続回路２２３に接続される時間を標準時間よりも短めにするように、ＤＣ－ＤＣコンバータ４５（１）～４５（ｎ）の切り替えを制御する。
【0042】
上記ＤＣ－ＤＣコンバータ４５（１）～４５（ｎ）の切り替えの制御により、レクテナアレイ部２２０又はＤＣ接続回路２２３から出力される直流電力がＤＣ－ＤＣコンバータ４５（１）～４５（ｎ）に入力されないオフ期間が短くなるため、電力供給システム１０における電力損失を低減することができる。
【0043】
なお、図４の電力供給システム１０において、制御部５０は、給電対象群９１に含まれる複数の給電対象９０（１）～９０（ｎ）の少なくとも一つからフィードバックされた情報に基づいて、コンバータ切替部３５を制御してもよい。また、制御部５０は、制御部５０は、直流制御回路ユニット４０に含まれる複数のＤＣ－ＤＣコンバータ４５（１）～４５（ｎ）の少なくとも一つからフィードバックされた情報の少なくとも一方に基づいて、コンバータ切替部３５を制御してもよい。
【0044】
また、制御部５０は、予め組み込まれた制御情報に基づいて上記制御を行うことができる。また、制御部５０は、サーバ、管理装置、センター装置等の外部装置から制御情報を受信し、その制御情報に基づいて、上記制御を行ってもよい。
【0045】
図６は、実施形態に係る電力供給システム１０の構成の更に他の例を示すブロック図である。本実施形態に係る電力供給システム１０の構成の他の例を示すブロック図である。なお、図６において、前述の図１～図５と共通する部分については、同じ符号を付し、説明を省略する。図６の電力供給システム１０は、複数組の直流制御回路ユニット４０（１）～４０（ｍ）を備える。複数組の直流制御回路ユニット４０（１）～４０（ｍ）はそれぞれ、コンバータ切替部３５と複数のＤＣ－ＤＣコンバータ４５（１）～４５（ｎ）とを含む。図６の電力供給システム１０によれば、複数種類の給電対象群９１（１）～９１（ｍ）について、給電対象群９１ごとに適した直流電力を供給することができる。
【0046】
以上、本実施形態によれば、複数の給電対象９０（１）～９０（ｎ）に対して、それぞれが要求する電気的特性を満たしながら給電できる。
また、本実施形態によれば、電力供給システム１０におけるＷＰＴ受電装置２２から出力される直流電力の損失を低減できる。
また、本実施形態によれば、電力供給システム１０におけるＷＰＴ受電装置２２から出力される直流電力の損失を低減できる。
【0047】
また、本発明は、ＷＰＴ受電装置から複数の給電対象のそれぞれに給電できるとともに、ＷＰＴ受電装置から出力される直流電力の損失を低減できる電力供給システムを提供できるため、持続可能な開発目標（ＳＤＧｓ）の目標９「産業と技術革新の基盤をつくろう」の達成に貢献できる。
【0048】
なお、本明細書で説明された処理工程並びにシステムの構成要素は、様々な手段によって実装することができる。例えば、これらの工程及び構成要素は、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、又は、それらの組み合わせで実装されてもよい。
【0049】
ハードウェア実装については、実体（例えば、受電装置、送電装置、整流回路、レクテナ、コンバータ切替部（スイッチ）、ＤＣ－ＤＣコンバータ、各種無線通信装置、基地局装置（Ｎｏｄｅ Ｂ、Ｎｏｄｅ Ｇ）、端末装置、ハードディスクドライブ装置、又は、光ディスクドライブ装置）において上記工程及び構成要素を実現するために用いられる処理ユニット等の手段は、１つ又は複数の、特定用途向けＩＣ（ＡＳＩＣ）、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、デジタル信号処理装置（ＤＳＰＤ）、プログラマブル・ロジック・デバイス（ＰＬＤ）、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）、プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、電子デバイス、本明細書で説明された機能を実行するようにデザインされた他の電子ユニット、コンピュータ、又は、それらの組み合わせの中に実装されてもよい。
【0050】
また、ファームウェア及び／又はソフトウェア実装については、上記構成要素を実現するために用いられる処理ユニット等の手段は、本明細書で説明された機能を実行するプログラム（例えば、プロシージャ、関数、モジュール、インストラクション、などのコード）で実装されてもよい。一般に、ファームウェア及び／又はソフトウェアのコードを明確に具体化する任意のコンピュータ／プロセッサ読み取り可能な媒体が、本明細書で説明された上記工程及び構成要素を実現するために用いられる処理ユニット等の手段の実装に利用されてもよい。例えば、ファームウェア及び／又はソフトウェアコードは、例えば制御装置において、メモリに記憶され、コンピュータやプロセッサにより実行されてもよい。そのメモリは、コンピュータやプロセッサの内部に実装されてもよいし、又は、プロセッサの外部に実装されてもよい。また、ファームウェア及び／又はソフトウェアコードは、例えば、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、不揮発性ランダムアクセスメモリ（ＮＶＲＡＭ）、プログラマブルリードオンリーメモリ（ＰＲＯＭ）、電気的消去可能ＰＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）、フラッシュメモリ、フロッピー（登録商標）ディスク、コンパクトディスク（ＣＤ）、デジタルバーサタイルディスク（ＤＶＤ）、磁気又は光データ記憶装置、などのような、コンピュータやプロセッサで読み取り可能な媒体に記憶されてもよい。そのコードは、１又は複数のコンピュータやプロセッサにより実行されてもよく、また、コンピュータやプロセッサに、本明細書で説明された機能性のある態様を実行させてもよい。
【0051】
また、前記媒体は非一時的な記録媒体であってもよい。また、前記プログラムのコードは、コンピュータ、プロセッサ、又は他のデバイス若しくは装置機械で読み込んで実行可能であればよく、その形式は特定の形式に限定されない。例えば、前記プログラムのコードは、ソースコード、オブジェクトコード及びバイナリコードのいずれでもよく、また、それらのコードの２以上が混在したものであってもよい。
【0052】
また、本明細書で開示された実施形態の説明は、当業者が本開示を製造又は使用するのを可能にするために提供される。本開示に対するさまざまな修正は当業者には容易に明白になり、本明細書で定義される一般的原理は、本開示の趣旨又は範囲から逸脱することなく、他のバリエーションに適用可能である。それゆえ、本開示は、本明細書で説明される例及びデザインに限定されるものではなく、本明細書で開示された原理及び新規な特徴に合致する最も広い範囲に認められるべきである。
【符号の説明】
【0053】
１０ ：電力供給システム
２２ ：ＷＰＴ受電装置
３５ ：コンバータ切替部
４０（１）～４０（ｍ） ：直流制御回路ユニット
４５（１）～４５（ｎ） ：ＤＣ－ＤＣコンバータ
５０ ：制御部
８０ ：送電装置
８１ ：アンテナ装置
９０（１）～９０（ｎ） ：給電対象
２２０ ：レクテナアレイ部
２２１ ：アンテナ装置
２２１ａ ：アンテナ
２２２ ：整流回路群
２２３ ：ＤＣ接続回路（スイッチング回路）
２２４ ：プラス入力部
２２５ ：マイナス入力部
２２６ ：プラス出力部
２２７ ：マイナス出力部
３５１ ：スイッチ
４５１（１）～４５１（ｎ） ：入力部
４５２（１）～４５２（ｎ） ：出力部
８００ ：無線電力伝送システム
２２ ：ＷＰＴ受電装置
３５ ：コンバータ切替部
４０（１）～４０（ｍ） ：直流制御回路ユニット
４５（１）～４５（ｎ） ：ＤＣ－ＤＣコンバータ
５０ ：制御部
８０ ：送電装置
８１ ：アンテナ装置
９０（１）～９０（ｎ） ：給電対象
２２０ ：レクテナアレイ部
２２１ ：アンテナ装置
２２１ａ ：アンテナ
２２２ ：整流回路群
２２３ ：ＤＣ接続回路（スイッチング回路）
２２４ ：プラス入力部
２２５ ：マイナス入力部
２２６ ：プラス出力部
２２７ ：マイナス出力部
３５１ ：スイッチ
４５１（１）～４５１（ｎ） ：入力部
４５２（１）～４５２（ｎ） ：出力部
８００ ：無線電力伝送システム
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【手続補正書】
【提出日】2024-07-18
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
電力供給システムであって、
無線電力伝送の受信アンテナ装置に接続された複数の整流回路を含むレクテナアレイ部と、
前記レクテナアレイ部に接続された入力部をそれぞれ有する複数のＤＣ－ＤＣコンバータと、
前記レクテナアレイ部から出力される複数の直流電力を単一の直流電力に変換して出力する接続回路と、を備え、
前記複数のＤＣ－ＤＣコンバータの入力部は、前記接続回路を介して前記レクテナアレイ部に接続されている、
ことを特徴とする電力供給システム。
無線電力伝送の受信アンテナ装置に接続された複数の整流回路を含むレクテナアレイ部と、
前記レクテナアレイ部に接続された入力部をそれぞれ有する複数のＤＣ－ＤＣコンバータと、
前記レクテナアレイ部から出力される複数の直流電力を単一の直流電力に変換して出力する接続回路と、を備え、
前記複数のＤＣ－ＤＣコンバータの入力部は、前記接続回路を介して前記レクテナアレイ部に接続されている、
ことを特徴とする電力供給システム。
【請求項2】
請求項１の電力供給システムにおいて、
前記複数のＤＣ－ＤＣコンバータの間で、前記接続回路に接続されるＤＣ－ＤＣコンバータを切り替える切替部を備える、
ことを特徴とする電力供給システム。
前記複数のＤＣ－ＤＣコンバータの間で、前記接続回路に接続されるＤＣ－ＤＣコンバータを切り替える切替部を備える、
ことを特徴とする電力供給システム。
【請求項3】
請求項２の電力供給システムにおいて、
前記複数のＤＣ－ＤＣコンバータはそれぞれ、前記ＤＣ－ＤＣコンバータごとに設定された互いに異なるオン・オフ時間比で入力電力のオン・オフを制御する入力回路を有する、
ことを特徴とする電力供給システム。
前記複数のＤＣ－ＤＣコンバータはそれぞれ、前記ＤＣ－ＤＣコンバータごとに設定された互いに異なるオン・オフ時間比で入力電力のオン・オフを制御する入力回路を有する、
ことを特徴とする電力供給システム。
【請求項4】
請求項２の電力供給システムにおいて、
前記切替部による前記ＤＣ－ＤＣコンバータの切り替えを制御する制御部を備える、
ことを特徴とする電力供給システム。
前記切替部による前記ＤＣ－ＤＣコンバータの切り替えを制御する制御部を備える、
ことを特徴とする電力供給システム。
【請求項5】
請求項４の電力供給システムにおいて、
前記制御部は、前記複数のＤＣ－ＤＣコンバータの間の出力電圧の大小関係に応じて前記ＤＣ－ＤＣコンバータの切り替えを制御する、
ことを特徴とする電力供給システム。
前記制御部は、前記複数のＤＣ－ＤＣコンバータの間の出力電圧の大小関係に応じて前記ＤＣ－ＤＣコンバータの切り替えを制御する、
ことを特徴とする電力供給システム。
【請求項6】
請求項４の電力供給システムにおいて、
前記制御部は、給電対象からフィードバックされた情報及び前記ＤＣ－ＤＣコンバータからフィードバックされた情報の少なくとも一方に基づいて、前記切替部を制御する、
ことを特徴とする電力供給システム。
前記制御部は、給電対象からフィードバックされた情報及び前記ＤＣ－ＤＣコンバータからフィードバックされた情報の少なくとも一方に基づいて、前記切替部を制御する、
ことを特徴とする電力供給システム。
【請求項7】
請求項２の電力供給システムにおいて、
前記切替部と前記複数のＤＣ－ＤＣコンバータとを含むユニットを、複数組備える、
ことを特徴とする電力供給システム。
前記切替部と前記複数のＤＣ－ＤＣコンバータとを含むユニットを、複数組備える、
ことを特徴とする電力供給システム。
【請求項8】
電力供給システムであって、
無線電力伝送の受信アンテナ装置に接続された複数の整流回路を含むレクテナアレイ部と、
前記レクテナアレイ部に接続された入力部をそれぞれ有する複数のＤＣ－ＤＣコンバータと、
前記複数のＤＣ－ＤＣコンバータの間で、前記レクテナアレイ部に接続されるＤＣ－ＤＣコンバータを切り替える切替部と、を備え、
前記複数のＤＣ－ＤＣコンバータはそれぞれ、前記ＤＣ－ＤＣコンバータごとに設定された互いに異なるオン・オフ時間比で入力電力のオン・オフを制御する入力回路を有する、
ことを特徴とする電力供給システム。
無線電力伝送の受信アンテナ装置に接続された複数の整流回路を含むレクテナアレイ部と、
前記レクテナアレイ部に接続された入力部をそれぞれ有する複数のＤＣ－ＤＣコンバータと、
前記複数のＤＣ－ＤＣコンバータの間で、前記レクテナアレイ部に接続されるＤＣ－ＤＣコンバータを切り替える切替部と、を備え、
前記複数のＤＣ－ＤＣコンバータはそれぞれ、前記ＤＣ－ＤＣコンバータごとに設定された互いに異なるオン・オフ時間比で入力電力のオン・オフを制御する入力回路を有する、
ことを特徴とする電力供給システム。
【請求項9】
電力供給システムであって、
無線電力伝送の受信アンテナ装置に接続された複数の整流回路を含むレクテナアレイ部と、
前記レクテナアレイ部に接続された入力部をそれぞれ有する複数のＤＣ－ＤＣコンバータと、
前記複数のＤＣ－ＤＣコンバータの間で、前記レクテナアレイ部に接続されるＤＣ－ＤＣコンバータを切り替える切替部と、
前記切替部による前記ＤＣ－ＤＣコンバータの切り替えを制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記複数のＤＣ－ＤＣコンバータの間の出力電圧の大小関係に応じて前記ＤＣ－ＤＣコンバータの切り替えを制御する、
ことを特徴とする電力供給システム。
無線電力伝送の受信アンテナ装置に接続された複数の整流回路を含むレクテナアレイ部と、
前記レクテナアレイ部に接続された入力部をそれぞれ有する複数のＤＣ－ＤＣコンバータと、
前記複数のＤＣ－ＤＣコンバータの間で、前記レクテナアレイ部に接続されるＤＣ－ＤＣコンバータを切り替える切替部と、
前記切替部による前記ＤＣ－ＤＣコンバータの切り替えを制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記複数のＤＣ－ＤＣコンバータの間の出力電圧の大小関係に応じて前記ＤＣ－ＤＣコンバータの切り替えを制御する、
ことを特徴とする電力供給システム。
【請求項10】
請求項９の電力供給システムにおいて、
前記切替部と前記複数のＤＣ－ＤＣコンバータとを含むユニットを、複数組備える、
ことを特徴とする電力供給システム。
前記切替部と前記複数のＤＣ－ＤＣコンバータとを含むユニットを、複数組備える、
ことを特徴とする電力供給システム。
【請求項11】
電力供給システムであって、
無線電力伝送の受信アンテナ装置に接続された複数の整流回路を含むレクテナアレイ部と、
前記レクテナアレイ部に接続された入力部をそれぞれ有する複数のＤＣ－ＤＣコンバータと、
前記複数のＤＣ－ＤＣコンバータの間で、前記レクテナアレイ部に接続されるＤＣ－ＤＣコンバータを切り替える切替部と、
前記切替部による前記ＤＣ－ＤＣコンバータの切り替えを制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、給電対象からフィードバックされた情報及び前記ＤＣ－ＤＣコンバータからフィードバックされた情報の少なくとも一方に基づいて、前記切替部を制御する、
ことを特徴とする電力供給システム。
無線電力伝送の受信アンテナ装置に接続された複数の整流回路を含むレクテナアレイ部と、
前記レクテナアレイ部に接続された入力部をそれぞれ有する複数のＤＣ－ＤＣコンバータと、
前記複数のＤＣ－ＤＣコンバータの間で、前記レクテナアレイ部に接続されるＤＣ－ＤＣコンバータを切り替える切替部と、
前記切替部による前記ＤＣ－ＤＣコンバータの切り替えを制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、給電対象からフィードバックされた情報及び前記ＤＣ－ＤＣコンバータからフィードバックされた情報の少なくとも一方に基づいて、前記切替部を制御する、
ことを特徴とする電力供給システム。
【請求項12】
請求項１１の電力供給システムにおいて、
前記切替部と前記複数のＤＣ－ＤＣコンバータとを含むユニットを、複数組備える、
ことを特徴とする電力供給システム。
前記切替部と前記複数のＤＣ－ＤＣコンバータとを含むユニットを、複数組備える、
ことを特徴とする電力供給システム。
【請求項13】
請求項１乃至１２のいずれかの電力供給システムにおいて、
前記複数のＤＣ－ＤＣコンバータはそれぞれ、共通の給電対象に接続された出力部を有する、
ことを特徴とする電力供給システム。
前記複数のＤＣ－ＤＣコンバータはそれぞれ、共通の給電対象に接続された出力部を有する、
ことを特徴とする電力供給システム。
【請求項14】
請求項１乃至１２のいずれかの電力供給システムにおいて、
前記複数のＤＣ－ＤＣコンバータはそれぞれ、互いに異なる給電対象が接続される出力部を有する、
ことを特徴とする電力供給システム。
前記複数のＤＣ－ＤＣコンバータはそれぞれ、互いに異なる給電対象が接続される出力部を有する、
ことを特徴とする電力供給システム。
【請求項15】
無線電力伝送システムであって、
請求項１乃至１２のいずれかの電力供給システムと、
前記電力供給システムの受信アンテナ装置に向けて送電信号を送信する送電装置と、
を備える、ことを特徴とする無線電力伝送システム。
請求項１乃至１２のいずれかの電力供給システムと、
前記電力供給システムの受信アンテナ装置に向けて送電信号を送信する送電装置と、
を備える、ことを特徴とする無線電力伝送システム。
【請求項16】
無線電力伝送システムであって、
請求項１３の電力供給システムと、
前記電力供給システムの受信アンテナ装置に向けて送電信号を送信する送電装置と、
を備える、ことを特徴とする無線電力伝送システム。
請求項１３の電力供給システムと、
前記電力供給システムの受信アンテナ装置に向けて送電信号を送信する送電装置と、
を備える、ことを特徴とする無線電力伝送システム。
【請求項17】
無線電力伝送システムであって、
請求項１４の電力供給システムと、
前記電力供給システムの受信アンテナ装置に向けて送電信号を送信する送電装置と、
を備える、ことを特徴とする無線電力伝送システム。
請求項１４の電力供給システムと、
前記電力供給システムの受信アンテナ装置に向けて送電信号を送信する送電装置と、
を備える、ことを特徴とする無線電力伝送システム。