特許 7490369 制御システムおよび制御システムの制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-05-17

(45)【発行日】2024-05-27

(54)【発明の名称】制御システムおよび制御システムの制御方法

(51)【国際特許分類】

   H02J 50/80 20160101AFI20240520BHJP

   H02J 50/05 20160101ALI20240520BHJP

   H02J 50/12 20160101ALI20240520BHJP

   H02M 7/12 20060101ALI20240520BHJP

【ＦＩ】

H02J50/80

H02J50/05

H02J50/12

H02M7/12 A

【請求項の数】 13

(21)【出願番号】P 2020006029

(22)【出願日】2020-01-17

(65)【公開番号】P2021114835

(43)【公開日】2021-08-05

【審査請求日】2023-01-13

(73)【特許権者】

【識別番号】000001007

【氏名又は名称】キヤノン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100090273

【弁理士】

【氏名又は名称】國分 孝悦

(72)【発明者】

【氏名】井出 武

【審査官】右田 勝則

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－０６３６９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１７６６９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－２０８１５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１６／０５１４８４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１８－１８３０５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－２４４６８４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｊ ５０／８０

Ｈ０２Ｊ ５０／０５

Ｈ０２Ｊ ５０／１２

Ｈ０２Ｍ ７／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

送電コイルと、
第１のクロック信号を用いて、入力電圧をスイッチングし、前記スイッチングした電圧を前記送電コイルに印加するスイッチング回路と、
前記送電コイルが送電する電力を電磁界結合により受電する受電コイルと、
前記第１のクロック信号を無線送信する送信回路と、
前記送信回路が無線送信する第１のクロック信号を無線受信する受信回路と、
前記受電コイルにより受電した電圧の位相を検出する検出回路と、
前記検出回路が検出した位相に合うように、前記受信回路が無線受信した第１のクロック信号を移相した第２のクロック信号を出力する移相回路と、
前記第２のクロック信号を用いて、前記受電コイルにより受電した電圧を整流し、前記整流した電圧を負荷に印加する整流回路とを有し、
前記移相回路は、前記受電コイルで受電した電圧が前記検出回路に関して規定される電圧より大きくなるよう前記入力電圧が設定された場合に、前記検出回路が検出した位相に合うよう前記第１のクロック信号を移相することを特徴とする制御システム。

【請求項2】

前記制御システムの起動時に、前記検出回路に関して規定される電圧より大きくなるよう前記入力電圧が設定されることを特徴とする請求項１に記載の制御システム。

【請求項3】

前記検出回路に関して規定される電圧が、前記検出回路の検出限界電圧または閾値電圧であることを特徴とする請求項１または２に記載の制御システム。

【請求項4】

前記検出回路は、前記受電コイルが受電した電圧が前記検出回路に関して規定される電圧を超える場合には、前記受電コイルが受電した電圧の位相を検出し、前記受電コイルが受電した電圧が前記検出回路に関して規定される電圧を超えない場合には、前記受電コイルが受電した電圧の位相を検出しないことを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の制御システム。

【請求項5】

前記送信回路に接続される送信結合器と、
前記受信回路に接続される受信結合器とをさらに有することを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の制御システム。

【請求項6】

前記送電コイルと前記送信結合器は長尺状であり、
前記受電コイルと前記受信結合器は、前記送電コイルと前記送信結合器より短尺状であり、
前記送信回路は、前記送信結合器の長尺方向に対して略中央に接続されることを特徴とする請求項５に記載の制御システム。

【請求項7】

前記受信結合器は、前記受電コイルで受電した電圧が前記検出回路に関して規定される電圧より大きくなるよう前記入力電圧が設定された場合に、前記送信結合器の全長の略１／４、もしくは３／４に位置することを特徴とする請求項６に記載の制御システム。

【請求項8】

前記整流回路は、前記受電コイルが受電した電圧をスイッチングする双方向スイッチング素子を有することを特徴とする請求項１～７のいずれか１項に記載の制御システム。

【請求項9】

前記負荷は、モータであることを特徴とする請求項１～８のいずれか１項に記載の制御システム。

【請求項10】

前記入力電圧を前記スイッチング回路に出力する電源をさらに有することを特徴とする請求項１～９のいずれか１項に記載の制御システム。

【請求項11】

前記第２のクロック信号を第３のクロック信号に変換し、前記第３のクロック信号を前記整流回路に出力する駆動回路をさらに有することを特徴とする請求項１～１０のいずれか１項に記載の制御システム。

【請求項12】

前記受電コイルに接続される共振回路または非共振のフィルタ回路を有することを特徴とする請求項１～１１のいずれか１項に記載の制御システム。

【請求項13】

送電コイルと、
第１のクロック信号を用いて、入力電圧をスイッチングし、前記スイッチングした電圧を前記送電コイルに印加するスイッチング回路と、
前記送電コイルが送電する電力を電磁界結合により受電する受電コイルと、
前記第１のクロック信号を無線送信する送信回路と、
前記送信回路が無線送信する第１のクロック信号を無線受信する受信回路と、
前記受電コイルにより受電した電圧の位相を検出する検出回路と、
前記検出回路が検出した位相に合うように、前記受信回路が無線受信した第１のクロック信号を移相した第２のクロック信号を出力する移相回路と、
前記第２のクロック信号を用いて、前記受電コイルにより受電した電圧を整流し、前記整流した電圧を負荷に印加する整流回路とを有する制御システムの制御方法であって、
前記移相回路は、前記受電コイルで受電した電圧が前記検出回路に関して規定される電圧より大きくなるよう前記入力電圧が設定された場合に、前記検出回路が検出した位相に合うよう前記第１のクロック信号を移相することを特徴とする制御システムの制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、制御システムおよび制御システムの制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

モータに電力を供給して駆動させるシステムがある。例えば、半導体露光装置では、ウエハを露光位置に移動させるためのステージ上に、ウエハ上にパターンを形成するためにウエハを微細移動させるモータが搭載されており、そのモータを駆動するための電力を供給する給電ケーブルがステージ上に接続されている。このケーブルは、ステージの移動に併せて動くため、ケーブルの張力がステージの位置決め精度に影響を与える。そこで、モータ駆動のための電力伝送を無線化することが考えられている。

【0003】

さらに、近年、モータ等の負荷部に印加する電圧を高精度に制御することが求められている。例えば、半導体露光装置において、ステージの位置決めの高精度化のためには、モータへ数ｍＶの微小な電圧を印加することが求められる。

【0004】

一方、無線電力伝送で一般に用いられる整流回路はダイオードで構成されるが、順方向電圧より低い電圧を整流できないため、微小な電圧を出力することができない。より低い電圧を整流するためには、スイッチング素子を用いた同期整流回路が必要である。特許文献１には、無線で電力を伝送し、同期整流回路で整流するシステムの構成が記載されている。

【0005】

同期整流回路で整流するためには、被整流波形と同期した位相で同期整流回路のスイッチング素子をスイッチング動作させる必要がある。特許文献１のシステムは、被整流波形である無線電力伝送で受電した受電波形から位相を検出して、その検出結果を基に同期整流回路のスイッチング素子のスイッチング動作を行っている。そのシステムは、受電波形から常に位相を検出し、スイッチング素子の動作位相を調整する自己駆動型同期整流器により整流動作を実現している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開２０１８－９３７２５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかし、負荷部へ微小な電圧を印加しようとする場合、無線電力伝送による受電波形の振幅も微小となる。受電波形の振幅が位相検出回路の検出限界を下回ると、位相検出結果に誤りが生じ、適切に整流動作ができない場合がある。

【0008】

本発明の目的は、無線電力伝送により供給される電力に基づいて負荷に印加する電圧を高精度に制御することができるようにすることである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明の制御システムは、送電コイルと、第１のクロック信号を用いて、入力電圧をスイッチングし、前記スイッチングした電圧を前記送電コイルに印加するスイッチング回路と、前記送電コイルが送電する電力を電磁界結合により受電する受電コイルと、前記第１のクロック信号を無線送信する送信回路と、前記送信回路が無線送信する第１のクロック信号を無線受信する受信回路と、前記受電コイルにより受電した電圧の位相を検出する検出回路と、前記検出回路が検出した位相に合うように、前記受信回路が無線受信した第１のクロック信号を移相した第２のクロック信号を出力する移相回路と、前記第２のクロック信号を用いて、前記受電コイルにより受電した電圧を整流し、前記整流した電圧を負荷に印加する整流回路とを有し、前記移相回路は、前記受電コイルで受電した電圧が前記検出回路に関して規定される電圧より大きくなるよう前記入力電圧が設定された場合に、前記検出回路が検出した位相に合うよう前記第１のクロック信号を移相する。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、無線電力伝送により供給される電力に基づいて負荷に印加する電圧を高精度に制御することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】制御システムの構成例を示すブロック図である。

【図2】位相に対する出力電圧の測定結果を示す図である。

【図3】検出回路の動作例を示すタイミングチャートである。

【図4】受信結合器の位置と遅延時間の関係を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、図面を参照して実施形態を詳しく説明する。尚、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。実施形態には複数の特徴が記載されているが、これらの複数の特徴の全てが発明に必須のものとは限らず、また、複数の特徴は任意に組み合わせられてもよい。さらに、図面においては、同一若しくは同様の構成に同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。

【0013】

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態による制御システム３００の構成例を示すブロック図である。制御システム３００は、例えば半導体露光装置であり、送電部１００と、受電部２００と、モータ４００を有する。送電部１００と受電部２００の間は、物理的には接続されていない。送電コイル１０１から受電コイル２０１へ電力が非接触で送られ、送信結合器１０２から受信結合器２０２へスイッチングクロック信号が非接触で送られる。

【0014】

送電部１００は、送電コイル１０１と、送信結合器１０２と、コントローラ１０３と、電源１０４と、送信回路１０５と、スイッチング回路１０６を有する。受電部２００は、受電コイル２０１と、受信結合器２０２と、受信回路２０３と、受電回路２０４と、ゲート駆動回路２０５と、整流回路２０６と、検出回路２０７と、移相回路２０８を有する。以下、制御システム３００の制御方法を説明する。

【0015】

コントローラ１０３は、モータ位置情報を基に、モータ４００に印加する電圧を決め、電源１０４へ入力電圧値の指示を出力する。電源１０４は、入力電圧値の指示に応じた入力電圧をスイッチング回路１０６に出力する。スイッチング回路１０６は、コントローラ１０３からのスイッチングクロック信号を基に、電源１０４から出力された入力電圧をスイッチングし、スイッチングした電圧を送電コイル１０１に印加する。送電コイル１０１は、電力を無線送電する。受電コイル２０１は、送電コイル１０１が無線送電する電力を電磁界結合により受電する。受電回路２０４は、受電コイル２０１と整流回路２０６との間に接続される。受電回路２０４は、共振回路であり、受電コイル２０１が受電した電力に基づく電圧を整流回路２０６に出力する。上記の電磁界結合には、電界結合と磁界結合の両方が含まれる。すなわち、無線送電は、電界結合によって行われてもよいし、磁界結合によって行われてもよいし、電界結合と磁界結合の両方によって行われてもよい。また、受電回路２０４は、非共振のフィルタ回路などでもよい。

【0016】

コントローラ１０３は、スイッチング回路１０６と整流回路２０６のスイッチングタイミングを決めるためのスイッチングクロック信号を生成し、スイッチングクロック信号をスイッチング回路１０６と送信回路１０５に出力する。送信回路１０５は、コントローラ１０３からのスイッチングクロック信号を、送信結合器１０２と受信結合器２０２を介して、非接触で受信回路２０３に無線送信する。送信結合器１０２は、送信回路１０５に接続される。受信結合器２０２は、受信回路２０３に接続される。受信回路２０３は、送信回路１０５が無線送信するスイッチングクロック信号を無線受信し、無線受信したスイッチングクロック信号を移相回路２０８に出力する。検出回路２０７は、受電コイル２０１による受電に応じた電圧の位相を検出し、検出した位相情報を移相回路２０８へ出力する。移相回路２０８は、検出回路２０７が検出した位相に合うように、受信回路２０３が無線受信したスイッチングクロック信号を移相し、移相したスイッチングクロック信号をゲート駆動回路２０５に出力する。移相後のスイッチングクロック信号の位相は、受電コイル２０１が受電した電圧の位相に一致する。その後、ゲート駆動回路２０５は、移相後のスイッチングクロック信号を、整流回路２０６を駆動するスイッチングクロック信号に変換し、変換したスイッチングクロック信号を整流回路２０６へ出力する。送信回路１０５と送信結合器１０２と受信結合器２０２と受信回路２０３は無線伝送部であり、コントローラ１０３から入力したスイッチングクロック信号を無線伝送し、移相回路２０８にスイッチングクロック信号を出力する。以降、検出回路２０７が位相を検出する基となる波形は電圧波形として説明するが、電流波形でもよい。

【0017】

整流回路２０６は、ゲート駆動回路２０５から入力されるスイッチングクロック信号を基に、受電回路２０４から入力された電圧をスイッチングにより整流し、整流した電圧をモータ４００に印加する。モータ４００は、負荷であり、電力に応じて回転する。

【0018】

移相回路２０８におけるスイッチングクロック信号の移相は、所定のタイミングでのみ行う。所定のタイミングとは、例えば制御システム３００の起動時である。具体的には、制御システム３００が起動し、コントローラ１０３が現在のモータ位置情報に基づき、次に移動させたい位置にモータ位置を移動させるように、電源１０４へ入力電圧値の指示を出力する前である。このときに、コントローラ１０３は、電源１０４へ規定の大きさの入力電圧値の指示を出力する。すると、電源１０４は、スイッチング回路１０６へ規定の大きさの入力電圧を出力する。スイッチング回路１０６は、規定の大きさの入力電圧を入力し、送電コイル１０１、受電コイル２０１、受電回路２０４を経て、検出回路２０７へ規定の大きさの入力電圧に対応した大きさの電圧波形を出力する。規定の大きさの入力電圧が十分大きければ、検出回路２０７は、受電コイル２０１が受電した電圧波形の位相を検出することができる。すなわち、規定の大きさの入力電圧とは、受電コイル２０１が受電する電圧が、検出回路２０７の検出限界電圧よりも大きくなるような入力電圧である。また、検出限界電圧とは、例えばコンパレータ回路の閾値電圧である。検出回路２０７が検出した位相情報を移相回路２０８へ出力することで、移相回路２０８は、受電回路２０４から整流回路２０６へ出力される電圧と、受信回路２０３より出力されるスイッチングクロック信号との位相差を把握する。そして、移相回路２０８は、その位相差分だけスイッチングクロック信号を移相することで、受電回路２０４から整流回路２０６に入力される電圧と、ゲート駆動回路２０５から整流回路２０６に入力されるスイッチングクロック信号とが同位相となる。同位相となることで、整流回路２０６は、正確な同期整流が可能となる。

【0019】

図２は、スイッチングクロック信号の位相に対する整流回路２０６の出力電圧の関係の一例を示す図である。横軸は、整流回路２０６が入力するスイッチングクロック信号の位相を示す。縦軸は、整流回路２０６の出力電圧を示す。整流回路２０６の出力電圧は、スイッチングクロック信号の位相に対して正弦波状に変化するため、正確な出力電圧を得るためには、整流回路２０６のスイッチングクロック信号の位相を正確に合わせることが重要である。さらに、移相回路２０８は、一度同位相になるように移相した後は、移相量を保持し、以降、検出回路２０７の検出した位相情報に変化があっても、この保持した移相量を固定値としてスイッチングクロック信号を移相し続けるようにする。これにより、正確に位相を合わせた状態が保持され、常に正確な出力電圧を得ることができる。

【0020】

移相回路２０８が一度同位相になるように移相した後も、移相量を保持せず、常に位相を検出してスイッチングクロック信号の位相を調整する方式における問題点について説明する。コントローラ１０３は、現在のモータ位置情報に基づき、次に移動させたい位置にモータ位置を移動させるように、電源１０４へ入力電圧値の指示を出力する。例えば、次のモータ位置が現在のモータ位置と近い場合、少しだけ移動させるために、整流回路２０６は、微小な電力をモータ４００に供給する必要がある。例えば、電源１０４は、規定の大きさの入力電圧値よりも小さな電圧をスイッチング回路１０６へ出力する場合がある。すると、検出回路２０７には、検出限界電圧よりも小さな電圧しか入力されないため、検出回路２０７は、その電圧を基に位相を検出しようとすると、正確な位相を検出できず、誤った位相情報を移相回路２０８へ出力してしまう。そして、移相回路２０８は、スイッチングクロック信号を誤った移相量で移相してしまい、整流回路２０６は、同期整流ができず、誤った電圧をモータ４００に印加してしまう。すなわち、整流回路２０６は、微小な電圧を高精度にモータ４００に印加することができない。

【0021】

一方、本実施形態によれば、スイッチング回路１０６が規定の大きさの入力電圧値を電源１０４から入力する所定のタイミングでのみ、検出回路２０７は位相を検出し、移相回路２０８はスイッチングクロック信号を移相する量を決めるため、誤った移相量で移相することがない。さらに、受電回路２０４から整流回路２０６へ入力される被整流波形と、ゲート駆動回路２０５から整流回路２０６へ入力されるスイッチングクロック信号とが、コントローラ１０３で同じ源振から生成されている。そのため、被整流回路とスイッチングクロック信号は、周波数が一致しており、時間が経過しても位相がずれることはない。すなわち、移相回路２０８が所定のタイミングで一度同位相に調整すれば、再調整せずとも、常に同位相を保つことができる。よって、整流回路２０６は、正確な同期整流が可能となり、微小な電圧を高精度にモータ４００に供給することができ、モータ４００を高精度に制御することができる。

【0022】

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態による制御システム３００を説明する。以下、第２の実施形態が第１の実施形態と異なる点について説明する。第２の実施形態による制御システム３００は、図１に示す構成において、検出回路２０７は、受電コイル２０１が受電した電圧の位相だけでなく、受電コイル２０１が受電した電圧値も検出する。検出回路２０７は、受電コイル２０１が受電した電圧が検出回路２０７の検出限界電圧を超えていることを検出したときにのみ、位相も検出する。

【0023】

図３は、検出回路２０７の動作の一例を示すタイミングチャートである。図３の上側の波形図は、検出回路２０７が検出する受電コイル２０１の電圧の時間変化を示す。図３の下側の波形図は、検出回路２０７が位相検出動作を行うタイミングを示している。また、図３の上側の波形図の点線は、検出回路２０７の検出限界電圧を示している。第１の実施形態で説明したように、制御システム３００は、起動時にコントローラ１０３からの指示により、電源１０４からスイッチング回路１０６へ規定の大きさの電圧が入力される。その大きさは、検出回路２０７の検出電圧が検出限界電圧を十分超える大きさのため、検出回路２０７の位相検出動作がオンとなり、検出回路２０７は、受電コイル２０１が受電した電圧の位相を検出する。その後、モータ制御が開始しても、検出回路２０７の検出電圧が検出限界電圧を超えない間は、位相検出動作がオフとなり、検出回路２０７は、受電コイル２０１が受電した電圧の位相を検出しない。

【0024】

検出回路２０７は、受電コイル２０１が受電した電圧が検出回路２０７の検出限界電圧を超える場合には、受電コイル２０１が受電した電圧の位相を検出する。また、検出回路２０７は、受電コイル２０１が受電した電圧が検出回路２０７の検出限界電圧を超えない場合には、受電コイル２０１が受電した電圧の位相を検出しない。そうすることで、検出回路２０７は、誤った位相情報を移相回路２０８へ出力しないようにすることができる。第１の実施形態による制御システム３００では、検出回路２０７は、このままの状態を保持する。第２の実施形態による制御システム３００では、検出回路２０７の検出電圧が検出限界電圧を超えたタイミングで、再度、位相検出動作がオンとなり、検出回路２０７は、受電コイル２０１が受電した電圧の位相を検出する。例えば、外来ノイズなどによる誤動作で、移相回路２０８は、停止し、初期化した場合、誤った移相量のまま整流回路２０６を動作させてしまい、整流回路２０６のスイッチング素子の故障などのトラブルが発生する場合がある。検出回路２０７は、検出電圧が検出限界電圧を超えたときにのみ位相検出動作を行い、移相回路２０８は、移相量を再度調整することで、故障などのトラブルを最小限に抑えることができる。

【0025】

なお、第１および第２の実施形態において、モータ４００に正負符号が反転した電圧を印加したい場合は、コントローラ１０３からスイッチング回路１０６へ出力するスイッチングクロック信号の位相を反転させればよい。このとき、検出回路２０７が検出する位相も反転してしまうが、起動時は、電源１０４から正電圧のみを入力するように決めておけば、移相回路２０８での移相量は、反転を含まず正しく設定できる。起動後は、移相回路２０８が移相をしないため、モータ４００に負電圧を印加するときにモータ駆動電圧の位相が反転しても、整流回路２０６のスイッチングクロック信号は反転しない。そのため、モータ駆動電圧とスイッチングクロック信号との位相差が反転状態となり、正しく負電圧が出力される。整流回路２０６は、負電圧を出力する場合は、整流回路２０６の各スイッチング素子のボディダイオードがオンしないように、スイッチング素子を２つ用いた双方向スイッチング素子を設けるとよい。その場合、整流回路２０６は、受電コイル２０１が受電した電圧をスイッチングする双方向スイッチング素子を有する。

【0026】

（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態による制御システム３００を説明する。以下、第３の実施形態が第１の実施形態および第２の実施形態と異なる点について説明する。第３の実施形態による制御システム３００は、図１に示す構成において、送電コイル１０１と送信結合器１０２が長尺状であり、受電コイル２０１と受信結合器２０２が送電コイル１０１と送信結合器１０２より短尺状である。この制御システム３００は、モータ４００がリニアステージ上にあるなど、１軸上で可動する状態で、無線給電する。受電コイル２０１と受信結合器２０２が送電コイル１０１と送信結合器１０２の長尺方向に沿って移動しながら、制御システム３００は、モータ駆動電力の無線給電とスイッチングクロック信号の無線伝送を行うことができる。制御システム３００は、送信回路１０５を送信結合器１０２の長尺方向に対して中央に接続することにより、受信結合器２０２の移動に伴うスイッチングクロック信号の遅延時間の変動が抑えられる。

【0027】

図４（ａ）は、送信回路１０５を送信結合器１０２の端部に接続した場合の、受信結合器２０２の位置に対する無線給電されるモータ駆動電力と無線伝送されるスイッチングクロック信号の遅延時間を表した図である。モータ駆動電力の遅延時間を点線で示し、スイッチングクロック信号の遅延時間を実線で示している。送信回路１０５を送信結合器１０２の端部に接続した場合、スイッチングクロック信号は、送信結合器１０２の送信回路１０５が接続される端部から他方の端部まで伝搬する。それにより、受信結合器２０２は、送信結合器１０２の長尺方向のどの位置に移動しても、スイッチングクロック信号を無線で受信することができる。しかし、送信結合器１０２を伝搬するスイッチングクロック信号には、伝搬遅延が発生するため、送信回路１０５が接続される端部と他方の端部では、伝搬遅延の分だけ位相が回る。よって、受信結合器２０２が受信するスイッチングクロック信号は、送信結合器１０２に対する位置によって位相が変わる。送電コイル１０１も送信結合器１０２と同様に長尺であるが、送電コイル１０１は、渦巻き状となるため長尺方向の位置によって位相は変化しない。よって、同期整流されるモータ駆動電力と、同期整流を駆動するスイッチングクロック信号には、受信結合器２０２の長尺方向の位置に応じた位相差が発生し、同期整流動作を乱してしまう。例えば、送信回路１０５が接続される端部の位置の遅延時間差、すなわち位相差を０°とすると、他方の端部で位相差が最も大きくなる。

【0028】

図４（ｂ）は、送信回路１０５を送信結合器１０２の中央に接続した場合の、受信結合器２０２の位置に対する無線給電されるモータ駆動電力と無線伝送されるスイッチングクロック信号の遅延時間を表した図である。送信回路１０５は、送信結合器１０２の長尺方向に対して中央に接続される。その場合、送信結合器１０２を伝搬するスイッチングクロック信号の端部における伝搬遅延は、送信回路１０５を端部に接続した場合と比較して半分となる。よって、同期整流されるモータ駆動電力と、同期整流を駆動するスイッチングクロック信号との最大の位相差も半分となり、受信結合器２０２の移動に伴うスイッチングクロック信号の位相変動が抑えられる。なお、送信回路１０５は、送信結合器１０２の長尺方向に対して略中央に接続されていればよい。

【0029】

さらに、図４（ｂ）の構成で、移相回路２０８が第１の実施形態で記載した所定のタイミングで位相を調整するときの受信結合器２０２の位置を、送信結合器１０２の端部と中央の略中間（送信結合器１０２全長の略１／４、もしくは３／４の位置）とするとよい。端部や中央で位相調整を行うと、受信結合器２０２の位置変動による位相変動が２倍大きくなってしまう。遅延時間の最大／最小値の中央値となる受信結合器２０２の位置で移相回路２０８が所定のタイミングで位相を調整することで、位相変動が最も小さくなる。

【0030】

なお、第１～第３の実施形態において、送信結合器１０２と受信結合器２０２は、電磁界結合または光結合により無線伝送してもよい。送信結合器１０２と受信結合器２０２は、電波を用いてもよいが、処理遅延や反射波による通信エラーなどにより制御周期が遅くなる。

【0031】

また、受信回路２０３とゲート駆動回路２０５を動作させるための電源は、モータ４００の印加電圧から昇降圧回路等を用いて生成してもよいし、別途送電コイルと受電コイルを設けてもよい。

【0032】

また、送電コイル１０１と受電コイル２０１は、プリント基板の配線で形成してもよい。さらには、プリント基板に磁性シートを貼付して電磁界結合時の損失を低減してもよい。また、送電コイル１０１と受電コイル２０１は、フェライト等の磁性体とリッツ線等の巻線を用いた巻線トランスでもよい。

【0033】

本発明は、上記実施形態に制限されるものではなく、様々な変更および変形が可能である。

【符号の説明】

【0034】

１００ 送電部、１０１ 送電コイル、１０２ 送信結合器、１０３ コントローラ、１０４ 電源、１０５ 送信回路、１０６ スイッチング回路、２００ 受電部、２０１ 受電コイル、２０２ 受信結合器、２０３ 受信回路、２０４ 受電回路、２０５ ゲート駆動回路、２０６ 整流回路、２０７ 検出回路、２０８ 移相回路、３００ 制御システム、４００ モータ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】