(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力電力を所定の周波数を有する交流電力に変換する変換器と、
前記交流電力を、第１の分配電力及び第２の分配電力を含む複数の分配電力に分配する電力分配器と、
前記第１の分配電力を第１の変調符号で符号変調して、第１の符号変調電力を生成する第１の符号変調器と、
前記第２の分配電力を第２の変調符号で符号変調して、第２の符号変調電力を生成する第２の符号変調器とを備え、
前記電力分配器は、電力の送信先の電力需要に関する情報に基づいて設定された分配比で、前記交流電力を前記複数の分配電力に分配する、
電力送信装置。
【請求項２】
前記変換器は、インバータ、又は、周波数変換器である、
請求項１に記載の電力送信装置。
【請求項３】
前記第１の符号変調器及び前記第２の符号変調器のそれぞれは、複数のスイッチを含むブリッジ回路と、前記複数のスイッチをオンオフさせる複数の制御信号を生成する制御回路とを含み、
前記ブリッジ回路は、前記複数の制御信号に基づいて符号変調を行う、
請求項１又は２に記載の電力送信装置。
【請求項４】
前記第１及び第２の変調符号は直交符号を含む、
請求項１から３のいずれか一項に記載の電力送信装置。
【請求項５】
前記第１の変調符号と、前記第２の変調符号は互いに異なる、
請求項１から４のいずれか一項に記載の電力送信装置。
【請求項６】
前記入力電力は、直流電力、又は、交流電力である、
請求項１から５のいずれか一項に記載の電力送信装置。
【請求項７】
前記第１の変調符号は、第１の電力受信装置に固有の第１の符号系列に対応し、
前記第２の変調符号は、第２の電力受信装置に固有の第２の符号系列に対応し、
前記電力送信装置は、前記第１の符号変調電力と前記第２の符号変調電力を含む複数の符号変調電力を重畳し、重畳された電力を、伝送路を介して、前記第１の電力受信装置と前記第２の電力受信装置を含む複数の電力受信装置に送信する、
請求項１から６のいずれか一項に記載の電力送信装置。
【請求項８】
複数の符号変調電力を含む入力電力を濾波して、第１の周波数を有する第１の濾波電力を通過させる第１のフィルタと、
前記入力電力を濾波して、前記第１の周波数とは異なる第２の周波数を有する第２の濾波電力を通過させる第２のフィルタと、
前記第１の濾波電力を第１の復調符号で符号復調して、第１の符号復調電力を生成する第１の符号復調器と、
前記第２の濾波電力を第２の復調符号で符号復調して、第２の符号復調電力を生成する第２の符号復調器と、
前記第１の符号復調電力と前記第２の符号復調電力とを合成する電力合成器とを備える、
電力受信装置。
【請求項９】
前記第１の符号復調器及び前記第２の符号復調器のそれぞれは、複数のスイッチを含むブリッジ回路と、前記複数のスイッチをオンオフさせる複数の制御信号を生成する制御回路とを含み、
前記ブリッジ回路は、前記複数の制御信号に基づいて符号復調を行う、
請求項８に記載の電力受信装置。
【請求項１０】
前記第１及び第２の復調符号は直交符号を含む、
請求項８又は９に記載の電力受信装置。
【請求項１１】
前記第１の復調符号と、前記第２の復調符号は互いに異なる、
請求項８から１０のいずれか一項に記載の電力受信装置。
【請求項１２】
前記第１の符号復調電力及び前記第２の符号復調電力のそれぞれは、交流電力である、
請求項８から１１のいずれか一項に記載の電力受信装置。
【請求項１３】
前記第１の周波数は、第１の電力送信装置に固有の周波数であり、
前記第２の周波数は、第２の電力送信装置に固有の周波数であり、
前記入力電力は、前記第１の電力送信装置から送信された、前記第１の周波数を有する第１の符号変調電力と、前記第２の電力送信装置から送信された、前記第２の周波数を有する第２の符号変調電力とを含む、
請求項８から１２のいずれか一項に記載の電力受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、電力送信装置と、電力受信装置と、コントローラと、それらを備える電力伝送システムとに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、遠距離送電による損失を軽減するために、局所的な小規模電力網の導入が提案されている。このような電力網に接続される電源（例えば、再生可能エネルギー電源）は、大規模な商用電力網の基幹電源よりも発電能力が乏しく、発電能力の変動が大きい傾向がある。このため、小規模電力網でエネルギーを安定的に、かつ効率的に利用するために、電力を高い伝送効率で送受電できる電力伝送システムが求められる。
【０００３】
特許文献１は、電力を非同期で融通するための多端子電力変換装置を開示している。
【０００４】
特許文献２は、他の装置と情報信号を送受信する通信部と、当該他の装置に電力を供給する電力供給部とを備える電力供給装置を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第５６１２７１８号公報
【特許文献２】特開２０１１−９１９５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本開示は、所望の電源及び負荷の組み合わせで電力伝送を行うことができる電力送信装置、及び電力受信装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の一態様に係る電力送信装置は、入力電力を所定の周波数を有する交流電力に変換する変換器と、前記交流電力の少なくとも一部を第１の変調符号で符号変調して、第１の符号変調電力を生成する第１の符号変調器とを備える。
【０００８】
本開示の一態様に係る電力受信装置は、複数の符号変調電力を含む入力電力を濾波して、第１の周波数を有する第１の濾波電力を通過させる第１のフィルタと、前記第１の濾波電力を第１の復調符号で符号復調して、第１の符号復調電力を生成する第１の符号復調器とを備える。
【０００９】
なお、これらの包括的又は具体的な態様は、システム、方法、コントローラ、コンピュータプログラム、又は、記録媒体で実現されてもよく、それらの任意な組み合わせで実現されてもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本開示に係る電力伝送システムによれば、所望の電源及び負荷の組み合わせで電力伝送を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、参考形態に係る電力伝送システムの構成例を示すブロック図である。
【図２】図２は、参考形態に係る変調電流の波形の一例を示す図である。
【図３】図３は、変調電流の波形の比較例を示す図である。
【図４】図４は、参考形態に係る符号変調器の構成の一例を示すブロック図である。
【図５】図５は、参考形態に係る符号復調器の構成の一例を示すブロック図である。
【図６】図６は、参考形態に係る符号変調器の構成の一例を示す模式的な回路図である。
【図７】図７は、参考形態に係る符号復調器の構成の一例を示す模式的な回路図である。
【図８Ａ】図８Ａは、参考形態に係る発電電流の波形の一例を示す図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、参考形態に係る変調電流の波形の一例を示す図である。
【図８Ｃ】図８Ｃは、参考形態に係る復調電流の波形の一例を示す図である。
【図９】図９は、参考形態の変形例に係る符号変調器の構成を示す模式的な回路図である。
【図１０】図１０は、参考形態の変形例に係る符号復調器の構成を示す模式的な回路図である。
【図１１】図１１は、第１の実施形態に係る電力伝送システムの構成例を示すブロック図である。
【図１２Ａ】図１２Ａは、第１の実施形態に係る発電電流の波形の一例を示す図である。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、第１の実施形態に係る第１の交流の波形の一例を示す図である。
【図１２Ｃ】図１２Ｃは、第１の実施形態に係る第２の交流の波形の一例を示す図である。
【図１２Ｄ】図１２Ｄは、第１の実施形態に係る伝送電流の波形の一例を示す図である。
【図１２Ｅ】図１２Ｅは、第１の実施形態に係る第１の復調電流の波形の一例を示す図である。
【図１２Ｆ】図１２Ｆは、第１の実施形態に係る第２の復調電流の波形の一例を示す図である。
【図１３】図１３は、第２の実施形態に係る電力伝送システムの構成例を示すブロック図である。
【図１４】図１４は、第３の実施形態に係る電力伝送システムの構成例を示すブロック図である。
【図１５】図１５は、第３の実施形態に係る電力伝送システムの概略図である。
【図１６】図１６は、第３の実施形態の第１の変形例に係る電力伝送システムの概略図である。
【図１７】図１７は、第３の実施形態の第２の変形例に係る電力伝送システムの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本開示に係る参考形態及び実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の各形態において、同様の構成要素については同一の符号及び／又は同一の名称を付している。
【００１３】
以下で説明する参考形態及び実施形態は、いずれも包括的又は具体的な例を示すものである。以下に示される数値、符号、波形、素子の種類、素子の配置及び接続、信号の流れ、回路ブロックなどは、一例であり、本開示を限定する主旨ではない。加えて、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素は、任意の構成要素である。
【００１４】
（参考形態）
［１．電力伝送システム］
図１は、参考形態に係る電力伝送システム１００の構成を示す。電力伝送システム１００は、発電機１と、符号変調器２と、伝送路３と、符号復調器４と、負荷５と、コントローラ１０とを備える。
【００１５】
発電機１は、電力（例えば直流電力）を発電する。符号変調器２は、発電電力を変調符号で符号変調し、これによって符号変調電力（すなわち符号変調波）を生成する。符号変調電力は、伝送路３を介して符号変調器２から符号復調器４に送電される。伝送路３は、例えば、有線伝送路である。符号復調器４は、符号変調電力を復調符号で符号復調し、これによって電力（例えば直流電力）を得る。得られた電力は、例えば、負荷５に供給される。
【００１６】
変調符号及び復調符号は、それぞれ、所定の符号系列からなる信号である。
【００１７】
符号変調電力は、周期的又は非周期的に流れの方向が反転する電力であって、かつ、充分に長い時間において、電流の平均値及び／又は電圧の平均値が概ね０となるような電力を意味する。「電流（又は電圧）の平均値が概ね０である」とは、符号変調された後の電流（又は電圧）の平均値の絶対値が、所定の値よりも小さいことを意味する。この所定の値は、例えば、符号変調される前の電流（又は電圧）の最大値を、変調符号の符号長で割ることによって得られる値である。符号変調電力は、例えば、その極性が所定の期間（例えば、ある単位期間の整数倍となる期間）毎に変化するような波形を有する。
【００１８】
発電機１は、例えば、電力測定器１ｍを有する。電力測定器１ｍは、発電機１の発電量を測定し、これをコントローラ１０に送信する。この発電量は、例えば、発電機１から符号変調器２に送電される電力量に相当する。なお、電力測定器１ｍは、符号変調器２の前段に設けられてもよい。
【００１９】
負荷５は、例えば、電力測定器５ｍを有する。電力測定器５ｍは、負荷５の電力使用量を測定し、これをコントローラ１０に送信する。この電力使用量は、例えば、符号復調器４から負荷５に送電される電力量に相当する。なお、電力測定器５ｍは、符号復調器４の後段に設けられてもよい。
【００２０】
発電機１及び負荷５は、例えば、電池やキャパシタ等の蓄電装置であってもよい。この場合、例えば、消費電力が少ない時間帯に発電された電力が蓄電され、この蓄電された電力が有効に活用されうる。これにより、システム全体の電力効率を向上させることができる。
【００２１】
コントローラ１０は受信した各電力量に基づいて、符号変調器２と符号復調器４の動作を制御する。例えば、コントローラ１０は、符号変調器２及び符号復調器４に、指示信号を送信する。
【００２２】
指示信号は、符号変調器２の動作と符号復調器４の動作とを同期させるための同期信号を含む。符号変調器２に送信される指示信号は、例えば、発電電力を符号変調するタイミングを示すタイミング情報を含む、符号復調器４に送信される指示信号は、例えば、符号変調電力を符号復調するタイミングを示すタイミング情報を含む。これにより、電力の符号変調及び符号復調を正確に同期させることができる。
【００２３】
符号変調器２に送信される指示信号は、例えば、変調符号に関する符号情報を含み、符号復調器４に送信される指示信号は、例えば、復調符号に関する符号情報を含む。本開示において、「符号情報」とは、符号系列そのものであってもよいし、複数の符号系列から特定の１つを指定するための指定情報であってもよいし、符号系列を生成するためのパラメータ情報であってもよい。
【００２４】
例えば、コントローラ１０は、符号変調器２に、変調符号の符号系列を送信し、符号復調器４に復調符号の符号系列を送信してもよい。
【００２５】
例えば、コントローラ１０は、変調符号の符号系列を指定する指定情報を符号変調器２に送信し、符号変調器２はこの指定情報に基づいて変調符号を生成してもよい。コントローラ１０は、復調符号の符号系列を指定する指定情報を符号復調器４に送信し、符号復調器４はこの指定情報に基づいて復調符号を生成してもよい。
【００２６】
あるいは、変調符号は符号変調器２において予め設定されていてもよく、復調符号は符号復調器４において予め設定されていてもよい。
【００２７】
例えば、電力伝送システム１００が、複数の発電機１と、複数の符号変調器２と、複数の符号復調器４と、複数の負荷５とを備える場合を想定する。この場合、例えば、コントローラ１０が、複数の符号変調器２から選択された１つに対して変調符号の符号情報を送信し、かつ、複数の符号復調器４から選択された１つに対して復調符号の符号情報を送信する。これにより、選択された符号変調器２に接続されている発電機１から、選択された符号復調器４に接続されている負荷５へ、電力が伝送されうる。
【００２８】
なお、図１には、発電電力、符号変調電力、及び符号復調電力の代わりに、発電電流Ｉ１、符号変調電流Ｉ２、及び符号変調電流Ｉ３が示されている。以下では、電流が変調／復調される例が説明されるが、本開示はこれに限定されず、例えば電圧が変調／復調されてもよい。以下の説明における「電流」は、適宜「電圧」又は「電力」に読み替えることができる。
【００２９】
［２．符号変調電力の伝送効率］
図２は、変調電流Ｉ２の波形の例を示す。また、図３は、比較例に係る変調電流Ｉ２ａの波形の例を示す。図２中の“１”と“−１”は、変調電流Ｉ２の各期間の電流値に対応する符号を示している。図３中の“１”と“０”は、変調電流Ｉ２ａの各期間の電流値に対応する符号を示している。“１”と“０”からなる符号系列は、典型的な通信システムにおいて用いられる変調符号に相当する。
【００３０】
図２に示される例では、符号変調器２は、発電電流Ｉ１を、“１”と“−１”の符号を有する変調波（すなわち変調電流Ｉ２）に変換している。そのため、変調電流Ｉ２が符号“１”を示す期間には、符号変調器２から符号復調器４へ正の電流が伝送され、変調電流Ｉ２が符号“−１”を示す期間（例えば図２中の期間Ｔａ）には、符号変調器２から符号復調器４へ負の電流が伝送される。したがって、いずれの期間においても電力が伝送され、これにより、高い伝送効率が得られる。
【００３１】
図３に示される例では、変調電流Ｉ２ａは、“１”と“０”の符号を有する変調波である。この場合、変調電流Ｉ２ａが符号“０”を示す期間（例えば図３中の期間Ｔｂ）には、変調電流Ｉ２ａが０となり、電力が伝送されない。したがって、電力の伝送効率が低下する。
【００３２】
図２及び３の比較から、符号変調電力が正の値と負の値を選択的にとる場合、特に、変調符号の符号系列が“０”を含まない場合には、高い伝送効率で電力が伝送されうることが分かる。
【００３３】
［３．符号変調器と符号復調器］
図４は、符号変調器２の構成例を示す。
【００３４】
図４において、符号変調器２は、通信回路２１と、制御回路２５と、Ｈブリッジ回路２３とを備える。制御回路２５は、例えば、制御ＩＣ２０とゲートドライバ２２とを含む。
【００３５】
通信回路２１は、コントローラ１０からの指示信号を受信して制御ＩＣ２０に出力する。通信回路２１は、例えば、アンテナと、同調回路と、検波器とを含む。
【００３６】
指示信号は、例えば、同期信号と、変調符号の符号情報とを含む。同期信号は、例えば、変調を開始させるトリガー信号であってもよいし、変調を終了させるトリガー信号であってもよい。あるいは、同期信号は、例えば、変調を開始すべき時刻を示す時刻情報であってもよいし、変調を終了すべき時刻を示す時刻情報であってもよい。これらのトリガー信号及び時刻情報は、本開示における「タイミング情報」の例である。
【００３７】
制御ＩＣ２０は、指示信号に基づいて変調符号を生成し、この変調符号に応じた制御信号をゲートドライバ２２に生成させる。制御ＩＣ２０は、プロセッサを含む。制御ＩＣ２０は、例えばマイコンである。
【００３８】
ゲートドライバ２２は、制御信号をＨブリッジ回路２３に出力し、これにより、Ｈブリッジ回路２３に符号変調動作を実行させる。
【００３９】
符号変調器２は、発電機１に接続される入力端子Ｔ１、Ｔ２と、伝送路３に接続される出力端子Ｔ３、Ｔ４とを有する。
【００４０】
図５は、符号復調器４の構成例を示す。
【００４１】
図５において、符号復調器４は、通信回路３１と、制御回路３５と、Ｈブリッジ回路３３とを備える。制御回路３５は、例えば、制御ＩＣ３０とゲートドライバ３２とを含む。
【００４２】
通信回路３１は、コントローラ１０から指示信号を受信して制御ＩＣ３０に出力する。通信回路３１は、例えば、アンテナと、同調回路と、検波器とを含む。
【００４３】
指示信号は、例えば、同期信号と、復調符号の符号情報とを含む。同期信号は、例えば、復調を開始させるトリガー信号であってもよいし、復調を終了させるトリガー信号であってもよい。あるいは、同期信号は、例えば、復調を開始すべき時刻を示す時刻情報であってもよいし、復調を終了すべき時刻を示す時刻情報であってもよい。これらのトリガー信号及び時刻情報は、本開示における「タイミング情報」の例である。
【００４４】
制御ＩＣ３０は、指示信号に基づいて復調符号を生成し、この復調符号に応じた制御信号をゲートドライバ３２に生成させる。制御ＩＣ３０は、プロセッサを含み、例えばマイコンである。
【００４５】
ゲートドライバ３２は、制御信号をＨブリッジ回路３３に出力し、これにより、Ｈブリッジ回路３３に符号復調動作を実行させる。
【００４６】
符号復調器４は、伝送路３に接続される入力端子Ｔ１１、Ｔ１２と、負荷５に接続される出力端子Ｔ１３、Ｔ１４とを有する。
【００４７】
図１において、コントローラ１０は、伝送路３とは異なる経路で、符号変調器２及び符号復調器４に制御信号を送信している。しかし、コントローラ１０は、伝送路３を介して、符号変調器２及び符号復調器４に制御信号を送信してもよい。この場合、制御信号は、例えば、符号変調電力と多重化されて伝送されうる。これにより、例えば、コントローラ１０から符号変調器２及び符号復調器４への通信経路が削減され、コストが低減されうる。
【００４８】
図６は、符号変調器２における、制御回路２５及びＨブリッジ回路２３の構成例を示す。Ｈブリッジ回路２３は、フルブリッジ接続された４個の双方向スイッチ回路ＳＳ２１〜ＳＳ２４を含む。制御回路２５は、符号系列ｍ１〜ｍ４をＨブリッジ回路２３に制御信号として出力する。
【００４９】
スイッチ回路ＳＳ２１は、スイッチＳ１と、スイッチＳ１に対して逆方向かつ並列に接続されたスイッチＳ２１とを含む。スイッチＳ１、Ｓ２１は、それぞれ、制御信号ｍ１、ｍ３に応答してオンオフされる。スイッチ回路ＳＳ２２は、スイッチＳ２と、スイッチＳ２に対して逆方向かつ並列に接続されたスイッチＳ２２とを含む。スイッチＳ２、Ｓ２２は、それぞれ、制御信号ｍ２、ｍ４に応答してオンオフされる。スイッチ回路ＳＳ２３は、スイッチＳ３と、スイッチＳ３に対して逆方向かつ並列に接続されたスイッチＳ２３とを含む。スイッチＳ３、Ｓ２３は、それぞれ、制御信号ｍ２、ｍ４に応答してオンオフされる。スイッチ回路ＳＳ２４は、スイッチＳ４と、スイッチＳ４に対して逆方向かつ並列に接続されたスイッチＳ２４とを含む。スイッチＳ４、Ｓ２４は、それぞれ、制御信号ｍ１、ｍ３に応答してオンオフされる。
【００５０】
スイッチＳ１〜Ｓ４、及びＳ２１〜Ｓ２４は、例えば、ＭＯＳトランジスタである。
【００５１】
スイッチＳ１〜Ｓ４、及びＳ２１〜２４は、例えば、“１”を示す信号が入力されている間、オン状態となり、“０”を示す信号が入力されている間、オフ状態となる。
【００５２】
図７は、符号復調器４における、制御回路３５及びＨブリッジ回路３３の構成例を示す。Ｈブリッジ回路３３は、フルブリッジ接続された４個の双方向スイッチ回路ＳＳ３１〜ＳＳ３４を含む。制御回路３５は、符号系列ｄ１〜ｄ４をＨブリッジ回路３３に制御信号として出力する。
【００５３】
スイッチ回路ＳＳ３１は、スイッチＳ１１と、スイッチＳ１１に対して逆方向かつ並列に接続されたスイッチＳ３１とを含む。スイッチＳ１１、Ｓ３１は、それぞれ、制御信号ｄ２、ｄ４に応答してオンオフされる。スイッチ回路ＳＳ３２は、スイッチＳ１２と、スイッチＳ１２に対して逆方向かつ並列に接続されたスイッチＳ３２とを含む。スイッチＳ１２、Ｓ３２は、それぞれ、制御信号ｄ１、ｄ３に応答してオンオフされる。スイッチ回路ＳＳ３３は、スイッチＳ１３と、スイッチＳ１３に対して逆方向かつ並列に接続されたスイッチＳ３３とを含む。スイッチＳ１３、Ｓ３３は、それぞれ、制御信号ｄ１、ｄ３に応答してオンオフされる。スイッチ回路ＳＳ３４は、スイッチＳ１４と、スイッチＳ１４に対して逆方向かつ並列に接続されたスイッチＳ３４とを含む。スイッチＳ１４、Ｓ３４は、それぞれ、制御信号ｄ２、ｄ４に応答してオンオフされる。
【００５４】
スイッチＳ１１〜Ｓ１４、及びＳ３１〜Ｓ３４は、例えば、ＭＯＳトランジスタである。
【００５５】
スイッチＳ１１〜Ｓ１４、及びＳ３１〜３４は、例えば、“１”を示す信号が入力されている間、オン状態となり、“０”を示す信号が入力されている間、オフ状態となる。
【００５６】
［４．動作］
［４−１．制御信号］
表１は、符号変調器２のスイッチＳ１〜Ｓ４、Ｓ２１〜Ｓ２４に入力される制御信号ｍ１〜ｍ４の符号系列の例と、符号復調器４のスイッチＳ１１〜Ｓ１４、Ｓ３１〜Ｓ３４に入力される制御信号ｄ１〜ｄ４の符号系列の例を示す。
【００５７】
【表１】
0006715464.tif 000002
【００５８】
この例において、制御信号ｍ１、ｍ２、ｍ３、及びｍ４の符号系列は、それぞれ、制御信号ｄ１、ｄ２、ｄ３、及びｄ４の符号系列と同一である。表１において、符号系列ｃ１ｂは、符号系列ｃ１ａの全ビットをビット反転させたものであり、符号系列ｃ０は、全ビットが“０”の符号系列である。符号系列ｃ１ａ、ｃ１ｂ、ｃ０の時間幅は、交流の発電電流Ｉ１の半周期と一致している。
【００５９】
［４−２．符号変調器の動作］
符号変調器２の動作について説明する。ここでは、発電電流Ｉ１が、第１半周期（すなわち、１周期の前半部分）において正となり、第２半周期（すなわち、１周期の後半部分）において負となる場合を想定する。
【００６０】
［４−２−１．第１半周期における符号変調器の動作］
第１半周期において、スイッチＳ１〜Ｓ４は制御信号ｍ１、ｍ２によってオンオフされ、スイッチＳ２１〜Ｓ２４はオフ状態に維持される。
【００６１】
制御信号ｍ１が“１”であって、かつ、制御信号ｍ２が“０”のとき、スイッチＳ１、Ｓ４はオン状態であり、スイッチＳ２、Ｓ３がオフ状態である。このとき、正の発電電流Ｉ１は、図６の矢印Ａ１の方向に流れ、これにより、端子Ｔ３、Ｔ４に正の変調電流Ｉ２が流れる。すなわち、発電電流Ｉ１は“１”で符号変調される。
【００６２】
一方、制御信号ｍ１が“０”であって、かつ、制御信号ｍ２が“１”のとき、スイッチＳ１、Ｓ４はオフ状態であり、かつ、スイッチＳ２、Ｓ３はオン状態である。このとき、正の発電電流Ｉ１は、図６の矢印Ａ２の方向に流れ、これにより、端子Ｔ３、Ｔ４に負の変調電流Ｉ２が流れる。すなわち、発電電流Ｉ１は“−１”で符号変調される。
【００６３】
したがって、符号変調器２は、第１半周期において、端子Ｔ３、Ｔ４を介して伝送路３に変調電流Ｉ２を出力する。
【００６４】
［４−２−２．第２半周期における符号変調器の動作］
第２半周期において、スイッチＳ１〜Ｓ４はオフ状態に維持され、スイッチＳ２１〜Ｓ２４が制御信号ｍ３、ｍ４によってオンオフされる。
【００６５】
制御信号ｍ３が“１”であって、かつ、制御信号ｍ４が“０”のとき、スイッチＳ２１、Ｓ２４はオン状態であり、かつ、スイッチＳ２２、Ｓ２３はオフ状態である。このとき、符号変調器２に入力された負の発電電流Ｉ１は、図６の矢印Ｂ１の方向に流れ、これにより、端子Ｔ３、Ｔ４に負の変調電流Ｉ２が流れる。すなわち、発電電流Ｉ１は“１”で符号変調される。
【００６６】
一方、制御信号ｍ３が“０”であって、かつ、制御信号ｍ４が“１”のとき、スイッチＳ２１、Ｓ２４はオフ状態であり、かつ、スイッチＳ２２、Ｓ２３はオン状態である。このとき、符号変調器２に入力された負の発電電流Ｉ１は、図６の矢印Ｂ２の方向に流れ、これにより、端子Ｔ３、Ｔ４に正の変調電流Ｉ２が流れる。すなわち、発電電流Ｉ１は“−１”で符号変調される。
【００６７】
したがって、符号変調器２は、第２半周期においても、端子Ｔ３、Ｔ４を介して伝送路３に変調電流Ｉ２を出力する。
【００６８】
［４−２−３．補足］
表１の制御信号ｍ１〜ｍ４に基づく一連のスイッチ動作は、発電電流Ｉ１を下記の変調符号Ｍ１で符号変調する操作に相当する。
【００６９】
Ｍ１＝［1 -1 1 1 1 -1 -1 1 -1 1 1 1 -1 -1］
【００７０】
変調符号Ｍ１において、“１”の数は“−１”の数よりも多い。しかし、変調電流Ｉ２の平均は０となりうる。なぜなら、発電電流Ｉ１は第１半周期で正、第２半周期で負となり、かつ、変調符号Ｍ１の第１半周期の部分系列と第２半周期の部分系列は同一であるためである。
【００７１】
［４−３．符号復調器の動作］
符号復調器４の動作について説明する。
【００７２】
［４−３−１．第１半周期における符号復調器の動作］
第１半周期において、スイッチＳ１１〜Ｓ１４は制御信号ｄ１、ｄ２によってオンオフされ、スイッチＳ３１〜Ｓ３４はオフ状態に維持される。
【００７３】
第１半周期において正の変調電流Ｉ２が符号復調器４に入力されるとき、制御信号ｄ１は“１”であって、かつ、制御信号ｄ２は“０”である。このとき、スイッチＳ１２、Ｓ１３はオン状態であって、かつ、スイッチＳ１１、Ｓ１４はオフ状態である。そのため、正の変調電流Ｉ２は、図７の矢印Ｃ１の方向に流れ、これにより、端子Ｔ１３、Ｔ１４に正の復調電流Ｉ３が流れる。すなわち、変調電流Ｉ２は“１”で符号復調される。
【００７４】
第１半周期において負の変調電流Ｉ２が符号復調器４に入力されるとき、制御信号ｄ１は“０”であって、かつ、制御信号ｄ２は“１”である。このとき、スイッチ素子Ｓ１２、Ｓ１３はオフ状態であって、かつ、スイッチＳ１１、Ｓ１４はオン状態である。そのため、負の変調電流Ｉ２は、図７の矢印Ｃ１の方向に流れ、これにより、端子Ｔ１３、Ｔ１４に正の復調電流Ｉ３が流れる。すなわち、変調電流Ｉ２は“−１”で符号復調される。
【００７５】
したがって、符号復調器４は、第１半周期の間、端子Ｔ１３、Ｔ１４を介して正の復調電流Ｉ３を出力する。
【００７６】
［４−３−２．第２半周期における符号復調器の動作］
第２半周期において、スイッチＳ１１〜Ｓ１４はオフ状態に維持され、スイッチＳ３１〜Ｓ３４が制御信号ｄ３、ｄ４によってオンオフされる。
【００７７】
第２半周期において正の変調電流Ｉ２が符号復調器４に入力されるとき、制御信号ｄ３は“１”であって、かつ、制御信号ｄ４は“０”である。このとき、スイッチＳ３２、Ｓ３３はオン状態であり、かつ、スイッチＳ３１、Ｓ３４はオフ状態である。そのため、正の変調電流Ｉ２は、図７の矢印Ｃ２の方向に流れ、これにより、端子Ｔ１３、Ｔ１４に負の復調電流Ｉ３が流れる。すなわち、変調電流Ｉ２は“−１”で符号復調される。
【００７８】
第２半周期において負の変調電流Ｉ２が符号復調器４に入力されるとき、制御信号ｄ３は“０”であって、かつ、制御信号ｄ４は“１”である。このとき、スイッチＳ３２、Ｓ３３はオフ状態であって、かつ、スイッチＳ３１、Ｓ３４はオン状態である。そのため、負の変調電流Ｉ２は、図７の矢印Ｃ２の方向に流れ、これにより、端子Ｔ１３、Ｔ１４に負の復調電流Ｉ３が流れる。すなわち、変調電流Ｉ２は“１”で符号復調される。
【００７９】
したがって、符号復調器４は、第２半周期の間、端子Ｔ１３、Ｔ１４を介して負の復調電流Ｉ３を出力する。言い換えると、符号復調器４は、第１半周期において正となり、第２半周期において負となるような交流を復調電流Ｉ３として生成し、その波形は発電電流Ｉ１の波形と概ね一致する。
【００８０】
［４−３−３．補足］
表１の制御信号ｄ１〜ｄ４に基づく一連のスイッチ動作は、変調電流Ｉ２を下記の復調符号Ｄ１で符号復調する操作に相当する。
【００８１】
Ｄ１＝［1 -1 1 1 1 -1 -1 1 -1 1 1 1 -1 -1］
【００８２】
変調電流Ｉ２に復調符号Ｄ１を乗算した結果は、発電電流Ｉ１にＭ１×Ｄ１を乗算した結果に相当する。ここで、Ｍ１×Ｄ１は、次に示される符号系列を有する。
【００８３】
Ｍ１×Ｄ１＝［1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1］
【００８４】
したがって、符号変調と符号復調によって、発電電流Ｉ１と同等の直流電流が、復調電流Ｉ３として復元されうる。
【００８５】
［４−４．各電流の波形］
図８Ａ−８Ｃは、それぞれ、発電電流Ｉ１、変調電流Ｉ２、復調電流Ｉ３の波形の例を示す。
【００８６】
図８Ａに示される発電電流Ｉ１は、周波数５ｋＨｚの矩形波形を有する交流であった。図８Ｂに示される変調電流Ｉ２は、発電電流Ｉ１に変調符号Ｍ１を乗算することによって得られた。図８Ｂに示される変調電流Ｉ２は、正の値と負の値を選択的にとっていた。図８Ｃに示される復調電流Ｉ３は、変調電流Ｉ２に復調符号Ｄ１を乗算することによって得られた。変調符号Ｍ１及び復調符号Ｄ１の周波数は３５ｋＨｚであり、各符号の時間幅は、{１／（３５ｋＨｚ）}／２＝１４．３マイクロ秒であった。図８Ｃに示されるように、符号変調と符号復調によって、発電電流Ｉ１と同等の交流が、復調電流Ｉ３として復元された。
【００８７】
［５．動作の変形例］
表２は、符号変調器２のスイッチＳ１〜Ｓ４、及びＳ２１〜Ｓ２４に入力される制御信号ｍ１〜ｍ４の符号系列の変形例と、符号復調器４のスイッチＳ１１〜Ｓ１４、及びＳ３１〜Ｓ３４に入力される制御信号ｄ１〜ｄ４の符号系列の変形例を示す。
【００８８】
【表２】
0006715464.tif 000003
【００８９】
表２に示される制御信号ｍ３、ｍ４、ｄ３、ｄ４は、スイッチＳ２１〜Ｓ２４、Ｓ３１〜Ｓ３４をオフ状態に維持する。表２に示される制御信号ｍ１、ｍ２、ｄ１、ｄ２は、符号変調器２及び符号復調器４に、直流の発電電力を変復調させうる。
【００９０】
したがって、本参考形態に係る符号変調器及び符号復調器は、制御信号を変更することで、直流電力の変復調と、交流電力の変復調の両方に対応しうる。
【００９１】
［６．符号変調器と符号復調器の変形例］
図９は、符号変調器２におけるＨブリッジ回路２３の変形例を示す。図９に示されるＨブリッジ回路２３Ａは、図６に示される双方向スイッチ回路ＳＳ２１〜ＳＳ２４の代わりに、双方向スイッチ回路ＳＳ２１Ａ〜ＳＳ２４Ａを備える。
【００９２】
双方向スイッチ回路ＳＳ２１Ａは、スイッチＳ４１、スイッチＳ５１、ダイオードＤｉ１、及びダイオードＤｉ１１を含む。スイッチＳ４１及びスイッチＳ５１は直列に接続されている。ダイオードＤｉ１は、スイッチＳ４１に並列に接続されている。ダイオードＤｉ１１は、スイッチＳ５１に並列に接続されている。ダイオードＤｉ１は、端子Ｔ３から端子Ｔ１に電流を流す。ダイオードＤｉ１１は、端子Ｔ１から端子Ｔ３に電流を流す。双方向スイッチ回路ＳＳ２２Ａ〜ＳＳ２４Ａは、双方向スイッチ回路ＳＳ２１Ａと類似の構造を有するため、その説明が省略される。
【００９３】
制御回路２５は、制御信号ｍ１をスイッチＳ４１、Ｓ４４に出力し、制御信号ｍ２をスイッチＳ４２、４３に出力し、制御信号ｍ３をスイッチＳ５１、Ｓ５４に出力し、制御信号ｍ４をスイッチＳ５２、５３に出力する。制御信号ｍ１〜ｍ４は、例えば、表１に示されるものであってもよい。
【００９４】
図１０は、符号復調器４におけるＨブリッジ回路３３の変形例を示す。図１０に示されるＨブリッジ回路３３Ａは、図７に示される双方向スイッチ回路ＳＳ３１〜ＳＳ３４の代わりに、双方向スイッチ回路ＳＳ３１Ａ〜ＳＳ３４Ａを備える。
【００９５】
双方向スイッチ回路ＳＳ３１Ａは、スイッチＳ６１、スイッチＳ７１、ダイオードＤｉ２１、及びダイオードＤｉ３１を含む。スイッチＳ６１及びスイッチＳ７１は直列に接続されている。ダイオードＤｉ２１は、スイッチＳ６１に並列に接続されている。ダイオードＤｉ３１は、スイッチＳ７１に並列に接続されている。ダイオードＤｉ２１は、端子Ｔ１３から端子Ｔ１２に電流を流す。ダイオードＤｉ３１は、端子Ｔ１２から端子Ｔ１３に電流を流す。双方向スイッチ回路ＳＳ３２Ａ〜ＳＳ３４Ａは、双方向スイッチ回路ＳＳ３１Ａと類似の構造を有するため、その説明が省略される。
【００９６】
制御回路３５は、制御信号ｄ１をスイッチＳ６２、Ｓ６３に出力し、制御信号ｄ２をスイッチＳ６１、６４に出力し、制御信号ｄ３をスイッチＳ７２、Ｓ７３に出力し、制御信号ｄ４をスイッチＳ７１、７４に出力する。制御信号ｄ１〜ｄ４は、例えば、表１に示されるものであってもよい。
【００９７】
スイッチＳ４１〜Ｓ４４、Ｓ５１〜Ｓ５４、Ｓ６１〜Ｓ６４、Ｓ７１〜Ｓ７４は、例えばＭＯＳトランジスタであってもよい。その場合、ダイオードＤｉ１〜Ｄｉ４、Ｄｉ１１〜Ｄｉ１４、Ｄｉ２１〜Ｄｉ２４、Ｄｉ３１〜Ｄｉ３４は、例えば、ＭＯＳトランジスタのボディダイオードであってもよい。これにより、双方向スイッチ回路ＳＳ２１Ａ〜ＳＳ２４Ａ、ＳＳ３１Ａ〜ＳＳ３４Ａが小型化されうる。
【００９８】
（第１の実施形態）
以下では、第１の実施形態のうち、参考形態と異なる点について説明される。
【００９９】
［１．電力伝送システム］
［１−１．電力伝送システムの構成］
図１１は、第１の実施形態に係る電力伝送システム１００Ａの構成例を示す。電力伝送システム１００Ａは、発電機１から負荷５ａ、５ｂの少なくとも一方に電力を伝送しうる。
【０１００】
電力伝送システム１００Ａは、発電機１、電力送信装置２００、伝送路３、電力受信装置４００ａ、４００ｂ、負荷５ａ、５ｂ、及びコントローラ１０Ａを備える。
【０１０１】
電力送信装置２００は、変換器２０１、電力分配器２０２、及び符号変調器２０３ａ、２０３ｂを備える。電力受信装置４００ａは、フィルタ４０１ａ、符号復調器４０２ａ、及び変換器４０３ａを備える。電力受信装置４００ｂは、フィルタ４０１ｂ、符号復調器４０２ｂ、及び変換器４０３ｂを備える。
【０１０２】
発電機１、符号復調器４０２ａ、４０２ｂ、負荷５ａ、５ｂは、それぞれ、電力測定器１ｍ、４０２ｍａ、４０２ｍｂ、５ｍａ、５ｍｂを有する。
【０１０３】
［１−２．コントローラ］
コントローラ１０Ａは、例えば、種々の指示信号を生成するプログラムが格納されたメモリと、プログラムを実行するプロセッサとを含む。コントローラ１０Ａは、例えば、通信回路をさらに含む。
【０１０４】
コントローラ１０Ａは、電力送信装置２００、及び電力受信装置４００ａ、４００ｂのそれぞれに指示信号を送信する。電力送信装置２００への指示信号は、例えば、符号変調器２０３ａで用いられる第１の変調符号の符号情報と、符号変調器２０３ｂで用いられる第２の変調符号の符号情報とを含む。電力受信装置４００ａへの指示信号は、例えば、符号復調器４０２ａで用いられる第１の復調符号の符号情報を含む。電力受信装置４００ｂへの指示信号は、例えば、符号復調器４０２ｂで用いられる第２の復調符号の符号情報を含む。第１の変調符号は第１の復調符号に対応し、第２の変調符号は第２の復調符号に対応する。
【０１０５】
以下の説明では、一例として、第１の変調符号と第１の復調符号は、第１の符号系列を共通して有し、かつ、第２の変調符号と第２の復調符号は、第２の符号系列を共通して有する場合を想定する。この場合、コントローラ１０Ａは、電力受信装置４００ａ、４００ｂに固有の符号系列をそれぞれ割り当て、さらに、これらの割り当てられた符号系列の情報を電力送信装置２００に通知してもよい。これにより、第１の符号系列が符号変調器２０３ａ及び符号復調器４０２ａに共通して設定され、第２の符号系列が符号変調器２０３ｂ及び符号復調器４０２ｂに共通して設定される。
【０１０６】
第１の符号系列と第２の符号系列は互いに異なる。第１の符号系列と第２の符号系列のそれぞれは、直交符号を含んでもよい。直交符号の例としては、直交Ｇｏｌｄ系列、及び直交ｍ系列が挙げられる。
【０１０７】
コントローラ１０Ａは、電力測定器１ｍから、発電機１の発電量の情報を取得してもよく、電力測定器５ｍａ、５ｍｂから、負荷５ａ、５ｂの消費電力量の情報をそれぞれ取得してもよい。コントローラ１０Ａは、電力測定器４０２ｍａ、４０２ｍｂから、電力受信装置４００ａ、４００ｂの受電量の情報をそれぞれ取得してもよい。
【０１０８】
コントローラ１０Ａは、これらの情報に基づいて、電力送信装置２００及び電力受信装置４００ａ、４００ｂを制御する。例えば、コントローラ１０Ａは、負荷５ａ、５ｂの消費電力量、及び／又は、電力受信装置４００ａ、４００ｂの受電量の情報に基づいて、電力分配器２０２における電力の分配比を設定してもよい
【０１０９】
［１−３．発電機］
発電機１は、直流又は交流の電力を発電し、電力送信装置２００に送る。直流電力を生成する発電機１は、例えば、太陽光発電機であってもよい。交流電力を生成する発電機１は、例えば、タービンの回転を利用する発電機であってもよい。そのような発電機の例としては、火力発電機、水力発電機、風力発電機、原子力発電機、及び潮力発電機が挙げられる。
【０１１０】
［１−４．電力送信装置］
電力送信装置２００は、変換器２０１、電力分配器２０２、及び符号変調器２０３ａ、２０３ｂを備える。
【０１１１】
変換器２０１は、発電電力を、所定の周波数を有する交流電力に変換し、電力分配器２０２に送る。発電電力が直流電力である場合、変換器２０１は、例えば、インバータである。発電電力が交流電力である場合、変換器２０１は、例えば、周波数変換器である。
【０１１２】
電力分配器２０２は、交流電力を、所定の分配比で、複数の分配電力に分配する。複数の分配電力は、それぞれ、符号変調器２０３ａ、２０３ｂに送られる。電力分配器２０２は、例えば、抵抗分配回路を有してもよい。抵抗分配回路は、例えば、入力ポート及び第１出力ポートの間に配置された第１の抵抗器と、入力ポート及び第２出力ポートの間に配置された第２の抵抗器と、を含む。この場合、入力ポート及び第１出力ポート間の抵抗値と、入力ポート及び第２出力ポート間の抵抗値との比に応じて、電力が分配されうる。あるいは、電力分配器２０２は、分配用のトランスを有してもよい。トランスは、例えば、入力側コイルと、入力側コイルと結合する２つの出力側コイルを有する。この場合、入力側コイル及び第１の出力側コイルの結合係数と、入力側コイル及び第２の出力側コイルの結合係数との比に応じて、電力が分配されうる。
【０１１３】
符号変調器２０３ａ、２０３ｂのそれぞれは、例えば、参考形態で説明された符号変調器２と同様に構成される。符号変調器２０３ａ、２０３ｂのそれぞれは、分配電力を、指定された符号系列を有する変調符号で符号変調する。例えば、符号変調器２０３ａは、第１の符号系列を有する変調符号で第１の分配電力を符号変調し、符号変調された電力を伝送路３に出力する。符号変調器２０３ｂは、第２の符号系列を有する変調符号で第２の分配電力を符号変調し、符号変調された電力を伝送路３に出力する。
【０１１４】
［１−５．伝送路］
これらの符号変調電力は重畳され、伝送路３を介して、電力送信装置２００から電力受信装置４００ａ、４００ｂに伝送される。伝送路３は、例えば、有線伝送路である。
【０１１５】
［１−６．電力受信装置］
電力受信装置４００ａは、フィルタ４０１ａ、符号復調器４０２ａ、及び変換器４０３ａを備える。電力受信装置４００ｂは、フィルタ４０１ｂ、符号復調器４０２ｂ、及び変換器４０３ｂを備える。
【０１１６】
フィルタ４０１ａは、伝送路３を介して伝送された電力を濾波して、所定の周波数を有する電力成分を通過させる。フィルタ４０１ａは、パッシブフィルタであってもよいし、アクティブフィルタであってもよい。フィルタ４０１ａは、例えば、抵抗器とキャパシタを含むＲＣフィルタであってもよいし、抵抗器とインダクタを含むＲＬフィルタであってもよいし、抵抗器とインダクタとキャパシタを含むＲＬＣ回路であってもよい。フィルタ４０１ａは、例えば、オペアンプ及び／又はトランジスタを含んでもよい。フィルタ４０１ａは、デジタルフィルタであってもよく、例えば、アナログ−デジタル変換器と、演算回路と、デジタル‐アナログ変換器とを含んでもよい。
【０１１７】
符号復調器４０２ａは、例えば、参考形態で説明された符号復調器４と同様に構成される。符号復調器４０２ａは、濾波された電力を、指定された符号系列（例えば、第１の符号系列）を有する復調符号で符号復調し、符号復調された電力を変換器４０３ａに送る。
【０１１８】
変換器４０３ａは、符号復調電力を所定の出力電力に変換し、負荷５ａに出力する。図１１では、変換された電力を出力電流Ｉ２３ａとして示す。符号復調電力が直流電力である場合、変換器４０３ａは、例えば、インバータであってもよいし、ＤＣ−ＤＣコンバータである。符号復調電力が交流電力である場合、変換器４０３ａは、例えば、周波数変換器である。
【０１１９】
フィルタ４０１ｂ、符号復調器４０２ｂ、及び変換器４０３ｂは、それぞれ、フィルタ４０１ａ、符号復調器４０２ａ、及び変換器４０３ａと同様に構成される。ただし、符号復調器４０２ｂは、濾波された電力を、符号復調器４０２ａとは異なる符号系列（例えば、第２の符号系列）を有する復調符号で符号復調する。
【０１２０】
［１−７．負荷］
負荷５ａ、５ｂは、例えば、負荷回路であってもよいし、モータであってもよい。
【０１２１】
［１−８．補足］
なお、図１１には、発電電力、交流電力、第１の分配電力、第２の分配電力、第１の符号変調電力、第２の符号変調電力、第１の濾波電力、第２の濾波電力、第１の符号復調電力、第２の符号復調電力、第１の出力電力、及び、第２の出力電力の代わりに、それぞれ、発電電流Ｉ１１、交流Ｉ１２、第１の分配電流Ｉ１３ａ、第２の分配電流Ｉ１３ｂ、第１の変調電流Ｉ１４ａ、第２の変調電流Ｉ１４ｂ、第１の濾波電流Ｉ２１ａ、第２の濾波電流Ｉ２１ｂ、第１の復調電流Ｉ２２ａ、第２の復調電流Ｉ２２ｂ、第１の出力電流Ｉ２３ａ、及び、第２の出力電流Ｉ２３ｂが示されている。以下では、電流が変調／復調される例が説明されるが、本開示はこれに限定されず、例えば電圧が変調／復調されてもよい。以下の説明における「電流」は、適宜「電圧」又は「電力」に読み替えることができる。
【０１２２】
［２．動作例］
図１２Ａ〜１２Ｆは、電力伝送システム１００Ａの動作例を示す。図１２Ａ〜１２Ｆは、それぞれ、発電電流Ｉ１１、第１の分配電流Ｉ１３ａ、第２の分配電流Ｉ１３ｂ、伝送電流Ｉ２０（＝Ｉ１４ａ＋Ｉ１４ｂ）、第１の復調電流Ｉ２２ａ、第２の復調電流Ｉ２２ｂの波形の例を示す。
【０１２３】
本動作例では、電力受信装置４００ａが１００ｍＡの電流を要求し、電力受信装置４００ｂが５０ｍＡの電流を要求している場合が想定されている。
【０１２４】
図１２Ａに示すように、発電電流Ｉ１１は、１５０ｍＡの直流であった。
【０１２５】
直流Ｉ１１は、５０００Ｈｚの交流Ｉ１２に変換された。交流Ｉ１２は、２つの交流Ｉ１３ａ、Ｉ１３ｂに、分配比２：１で分配された。図１２Ｂに示されるように、交流Ｉ１３ａは、１００ｍＡの振幅を有していた。図１２Ｃに示されるように、交流Ｉ１３ｂは、５０ｍＡの振幅を有していた。交流Ｉ１３ａは、第１の符号系列で符号変調されて変調電流Ｉ１４ａとなった。交流Ｉ１３ｂは、第２の符号系列で符号変調されて変調電流Ｉ１４ｂとなった。ここで、第１の符号系列と第２の符号系列とは、互いに直交していた。
【０１２６】
変調電流Ｉ１４ａ、Ｉ１４ｂは、伝送路３上で合成され、伝送電流Ｉ２０となった。図１２Ｄに示されるように、伝送電流Ｉ２０は、−１５０ｍＡから１５０ｍＡの範囲内で変動していた。
【０１２７】
伝送電流Ｉ２０の一部が、第１の符号系列で符号復調されて復調電流Ｉ２２ａとなった。伝送電流Ｉ２０の他部が、第２の符号系列で符号復調されて復調電流Ｉ２２ｂとなった。図１２Ｅに示されるように、復調電流Ｉ２２ａは、１００ｍＡの直流であった。図１２Ｆに示されるように、復調電流Ｉ２２ｂは、５０ｍＡの直流であった。
【０１２８】
［３．効果］
複数の符号変調電力のそれぞれは、例えば、電力受信装置毎に割り当てられた固有の符号系列に基づいて識別される。これにより、複数の電力が、共通の伝送路を介して、同時かつ独立して伝送されうる。伝送路が共通化されるため、例えば、伝送路がケーブルである場合には、ケーブルの本数を減らすことができる。複数の電力が同時に伝送されるため、例えば、時分割で伝送される場合よりも短い時間で伝送することができる。複数の電力が独立して伝送されるため、他の電力伝送に影響を与えることなく、電力伝送を行うことができる。
【０１２９】
発電電力は、例えば複数の電力受信装置及び／又は複数の負荷の電力需要に応じて、発電電力を選択的かつ柔軟に分配されうる。例えば、送信側における電力の分配比、及び、変調符号の符号系列を変更することによって、複数の負荷の電力需要の変化に柔軟に対応することができる。例えば、変調符号と復調符号のペアリングのパターン数が増大した場合であっても、回路規模の大型化が抑止されうる。そのため、小型化の装置で電力伝送が実現されうる。
【０１３０】
（第２の実施形態）
以下では、第２の実施形態のうち、参考形態及び第１の実施形態と異なる点について説明される。
【０１３１】
［１．電力伝送システム］
［１−１．電力伝送システムの構成］
図１３は、第２の実施形態に係る電力伝送システム１００Ｂの構成例を示す。電力伝送システム１００Ｂは、発電機１ａ、１ｂの少なくとも一方から負荷５に電力を伝送しうる。
【０１３２】
電力伝送システム１００Ｂは、発電機１ａ、１ｂ、電力送信装置２１０ａ、２１０ｂ、伝送路３、電力受信装置４１０、負荷５、及びコントローラ１０Ｂを備える。
【０１３３】
電力送信装置２１０ａは、変換器２１１ａ、及び符号変調器２１３ａを備える。電力送信装置２１０ｂは、変換器２１１ｂ、及び符号変調器２１３ｂを備える。電力受信装置４１０は、フィルタ４１１ａ、４１１ｂ、符号復調器４１２ａ、４１２ｂ、変換器４１３ａ、４１３ｂ、及び電力合成器４１４を備える。
【０１３４】
発電機１ａ、１ｂ、符号復調器４１２ａ、４１２ｂ、負荷５は、それぞれ、電力測定器１ｍａ、１ｍｂ、４１２ｍａ、４１２ｍｂ、５ｍを有する。
【０１３５】
［１−２．コントローラ］
コントローラ１０Ｂは、例えば、種々の指示信号を生成するプログラムが格納されたメモリと、プログラムを実行するプロセッサとを含む。コントローラ１０Ｂは、例えば、通信回路をさらに含む。
【０１３６】
コントローラ１０Ｂは、電力送信装置２１０ａ、２１０ｂ、及び電力受信装置４１０のそれぞれに指示信号を送信する。電力送信装置２１０ａへの指示信号は、符号変調器２１３ａで用いられる第１の変調符号の符号情報を含む。電力送信装置２１０ｂへの指示信号は、符号変調器２１３ｂで用いられる第２の変調符号の符号情報を含む。電力受信装置４１０への指示信号は、例えば、符号復調器４１２ａで用いられる第１の復調符号の符号情報と、符号復調器４１２ｂで用いられる第２の復調符号の符号情報とを含む。第１の変調符号は第１の復調符号に対応し、第２の変調符号は第２の復調符号に対応する。
【０１３７】
以下の説明では、一例として、第１及び第２の変調符号と第１及び第２の復調符号が、共通の符号系列を有する場合を想定する。この場合、コントローラ１０Ｂは、電力受信装置４１０に固有の符号系列を割り当て、さらに、この割り当てられた符号系列の情報を電力送信装置２１０ａ、２１０ｂに通知してもよい。これにより、共通の符号系列が、符号変調器２１３ａ、２１３ｂ及び符号復調器４１２ａ、４１２ｂに設定される。
【０１３８】
コントローラ１０Ｂは、電力測定器１ｍａ、１ｍｂから、発電機１ａ、１ｂの発電量の情報をそれぞれ取得してもよく、電力測定器５ｍから、負荷５の消費電力量の情報を取得してもよい。コントローラ１０Ｂは、電力測定器４１２ｍａ、４１２ｍｂから、電力受信装置４１０の受電量の情報を取得してもよい。コントローラ１０Ｂは、電力受信装置４１０からフィルタ４１１ａ、４１１ｂの通過周波数の情報を取得してもよい。あるいは、コントローラ１０Ｂは、電力送信装置２１０ａ、２１０ｂから、符号変調電力の周波数の情報を取得してもよい。
【０１３９】
コントローラ１０Ｂは、これらの情報に基づいて、電力送信装置２１０ａ、２１０ｂ及び電力受信装置４１０を制御する。
【０１４０】
例えば、コントローラ１０Ｂは、発電機１ａ、１ｂの発電量、及び／又は、符号復調器４１２ａ、４１２ｂの受電量の情報に基づいて、電力合成器４１４における電力の合成比を設定してもよい。
【０１４１】
例えば、コントローラ１０Ｂは、フィルタ４１１ａ、４１１ｂの通過周波数の情報に基づいて、電力送信装置２１０ａ、２１０ｂで生成される符号変調電力の周波数を設定してもよい。あるいは、コントローラ１０Ｂは、電力送信装置２１０ａ、２１０ｂで生成される符号変調電力の周波数の情報に基づいて、フィルタ４１１ａ、４１１ｂの通過周波数を設定してもよい。あるいは、コントローラ１０Ｂは、電力送信装置２１０ａ、２１０ｂで生成される符号変調電力の周波数と、フィルタ４１１ａ、４１１ｂの通過周波数とをそれぞれ設定してもよい。
【０１４２】
［１−３．発電機］
発電機１ａ、１ｂのそれぞれは、第１の実施形態で説明された発電機１と同様に構成される。
【０１４３】
［１−４．電力送信装置］
電力送信装置２１０ａは、変換器２１１ａ及び符号変調器２１３ａを備える。電力送信装置２１０ｂは、変換器２１１ｂ及び符号変調器２１３ｂを備える。
【０１４４】
変換器２１１ａ、２１１ｂのそれぞれは、第１の実施形態で説明された変換器２０１と同様に構成される。ただし、変換器２１１ａによって変換された交流電力は、第１の周波数を有し、変換器２１１ｂによって変換された交流電力は第２の周波数を有する。第１の周波数と第２の周波数は異なる。
【０１４５】
符号変調器２１３ａ、２１３ｂのそれぞれは、例えば、参考形態で説明された符号変調器２と同様に構成される。
【０１４６】
［１−５．伝送路］
符号変調電力は重畳され、伝送路３を介して、電力送信装置２１０ａ、２１０ｂから電力受信装置４１０に伝送される。電力送信装置２１０ａ、２１０ｂから出力された符号変調電力は、互いに異なる周波数を有するので、電力受信装置４１０で適切に分離されうる。伝送路３は、例えば、有線伝送路である。
【０１４７】
［１−６．電力受信装置］
電力受信装置４１０は、フィルタ４１１ａ、４１１ｂ、符号復調器４１２ａ、４１２ｂ、変換器４１３ａ、４１３ｂ、及び電力合成器４１４を備える。
【０１４８】
フィルタ４１１ａ、４１１ｂは、それぞれ、第１の実施形態で説明されたフィルタ４０１ａ、４０１ｂと同様に構成される。ただし、フィルタ４１１ａは、第１の通過周波数の電力成分を濾波し、フィルタ４１１ｂは、第２の通過周波数の電力成分を濾波する。
【０１４９】
符号復調器４１２ａ、４１２ｂのそれぞれは、参考形態で説明された符号復調器４と同様に構成される。
【０１５０】
変換器４１３ａ、４１３ｂは、それぞれ、第１の実施形態で説明された変換器４０３ａ、４０３ｂと同様に構成される。
【０１５１】
電力合成器４１４は、変換器４１３ａ、４１３ｂによって変換された電力を合成し、合成された電力を負荷５に出力する。電力合成器４１４は、例えば、抵抗合成回路を有してもよい。抵抗合成回路は、例えば、第１入力ポート及び出力ポートの間に配置された第１の抵抗器と、第２入力ポート及び出力ポートの間に配置された第２の抵抗器と、を含む。あるいは、電力合成器４１４は、合成用のトランスを有してもよい。トランスは、例えば、２つの入力側コイルと、これらの入力側コイルと結合する１つの出力側コイルを有する。
【０１５２】
［１−７．負荷］
負荷５は、参考形態又は第１の実施形態で説明された負荷５と同様に構成される。
【０１５３】
［２．効果］
複数の符号変調電力のそれぞれは、例えば、電力送信装置毎に割り当てられた固有の周波数に基づいて識別される。これにより、複数の電力が、共通の伝送路を介して、同時かつ独立して伝送されうる。
【０１５４】
複数の符号復調電力は、例えば複数の発電機の電力供給に応じて、選択的かつ柔軟に合成されうる。
【０１５５】
（第３の実施形態）
第３の実施形態は、第１及び第２の実施形態の組み合わせである。以下では、第３の実施形態のうち、参考形態、並びに、第１及び第２の実施形態と異なる点について説明される。
【０１５６】
［１．電力伝送システム］
［１−１．電力伝送システムの構成］
図１４は、第３の実施形態に係る電力伝送システム１００Ｃの構成例を示す。電力伝送システム１００Ｃは、発電機１ａ、１ｂの少なくとも一方から負荷５ａ、５ｂの少なくとも一方に電力を伝送しうる。
【０１５７】
電力伝送システム１００Ｃは、発電機１ａ、１ｂ、電力送信装置２２０ａ、２２０ｂ、伝送路３、電力受信装置４２０ａ、４２０ｂ、負荷５ａ、５ｂ、及びコントローラ１０Ｃを備える。
【０１５８】
電力送信装置２２０ａは、変換器２２１ａ、電力分配器２２２ａ、及び符号変調器２２３ａａ、２２３ａｂを備える。電力送信装置２２０ｂは、変換器２２１ｂ、電力分配器２２２ｂ、及び符号変調器２２３ｂａ、２２３ｂｂを備える。電力受信装置４２０ａは、フィルタ４２１ａａ、４２１ａｂ、符号復調器４２２ａａ、４２２ｂａ、及び変換器４２３ａａ、４２３ａｂ、電力合成器４２４ａを備える。電力受信装置４２０ｂは、フィルタ４２１ｂａ、４２１ｂｂ、符号復調器４２２ｂａ、４２２ｂｂ、及び変換器４２３ｂａ、４２３ｂｂ、電力合成器４２４ｂを備える。
【０１５９】
発電機１ａ、１ｂ、符号復調器４２２ａａ、４２２ａｂ、４２２ｂａ、４２２ｂｂ、負荷５ａ、５ｂは、それぞれ、電力測定器１ｍａ、１ｍｂ、４２２ｍａａ、４２２ｍａｂ、４２２ｍｂａ、４２２ｍｂｂ、５ｍａ、５ｍｂを有する。
【０１６０】
［１−２．コントローラ］
コントローラ１０Ｃは、例えば、種々の指示信号を生成するプログラムが格納されたメモリと、プログラムを実行するプロセッサとを含む。コントローラ１０Ｃは、例えば、通信回路をさらに含む。
【０１６１】
コントローラ１０Ｃは、電力送信装置２２０ａ、２２０ｂ、及び電力受信装置４２０ａ、４２０ｂのそれぞれに指示信号を送信する。電力送信装置２２０ａへの指示信号は、例えば、符号変調器２２３ａａで用いられる第１の変調符号の符号情報と、符号変調器２２３ａｂで用いられる第２の変調符号の符号情報とを含む。電力送信装置２２０ｂへの指示信号は、例えば、符号変調器２２３ｂａで用いられる第３の変調符号の符号情報と、符号変調器２２３ｂｂで用いられる第４の変調符号の符号情報とを含む。電力受信装置４２０ａへの指示信号は、例えば、符号復調器４２２ａａで用いられる第１の復調符号の符号情報と、符号復調器４２２ａｂで用いられる第２の復調符号の符号情報とを含む。電力受信装置４２０ｂへの指示信号は、例えば、符号復調器４２２ａｂで用いられる第３の復調符号の符号情報と、符号復調器４２２ｂｂで用いられる第４の復調符号の符号情報とを含む。例えば、第１の変調符号は第１の復調符号と対応し、第２の変調符号は第３の復調符号と対応し、第３の変調符号は第２の復調符号と対応し、第４の変調符号は第４の復調符号と対応する。
【０１６２】
以下の説明では、一例として、第１及び第３の変調符号と第１及び第２の復調符号が、第１の符号系列を共通して有し、第２及び第４の変調符号と第３及び第４の復調符号が、第２の符号系列を共通して有する場合を想定する。この場合、コントローラ１０Ｃは、電力受信装置４２０ａ、４２０ｂに、固有の符号系列をそれぞれ割り当て、さらに、これらの割り当てられた符号系列の情報を電力送信装置２２０ａ、２２０ｂに通知してもよい。
【０１６３】
第１の符号系列と第２の符号系列は互いに異なる。第１の符号系列と第２の符号系列のそれぞれは、直交符号を含んでもよい。直交符号の例としては、直交Ｇｏｌｄ系列、直交ｍ系列が挙げられる。
【０１６４】
電力送信装置２２０ａ、２２０ｂへの指示信号は、符号変調のタイミングを示すタイミング情報を含んでもよい。このタイミング情報は、符号変調を開始すべき時刻と、符号変調を終了すべき時刻とを示す時刻情報であってもよい。電力受信装置４２０ａ、４２０ｂへの指示信号は、符号復調のタイミングを示すタイミング情報を含んでもよい。このタイミング情報は、符号復調を開始すべき時刻と、符号復調を終了すべき時刻とを示す時刻情報であってもよい。
【０１６５】
コントローラ１０Ｃは、電力測定器１ｍａ、１ｍｂから、発電機１ａ、１ｂの発電量の情報をそれぞれ取得してもよく、電力測定器５ｍａ、５ｍｂから、負荷５ａ、５ｂの消費電力量の情報をそれぞれ取得してもよい。コントローラ１０Ｃは、電力測定器４２２ｍａａ、４２２ｍａｂ、４２２ｍｂａ、４２２ｍｂｂから、電力受信装置４２０ａ、４２０ｂの受電量の情報を取得してもよい。コントローラ１０Ｃは、電力受信装置４２０ａ、４２０ｂからフィルタ４２１ａａ、４２１ａｂ、４２１ｂａ、４２１ｂｂの通過周波数の情報を取得してもよい。あるいは、コントローラ１０Ｃは、電力送信装置２２０ａ、２２０ｂから、符号変調電力の周波数の情報を取得してもよい。
【０１６６】
コントローラ１０Ｃは、これらの情報に基づいて、電力送信装置２２０ａ、２２０ｂ及び電力受信装置４２０ａ、４２０ｂを制御する。
【０１６７】
例えば、コントローラ１０Ｃは、フィルタ４２１ａａ、４２１ａｂ、４２１ｂａ、４２１ｂｂの通過周波数の情報に基づいて、電力送信装置２２０ａ、２２０ｂで生成される符号変調電力の周波数を設定してもよい。あるいは、コントローラ１０Ｃは、電力送信装置２２０ａ、２２０ｂで生成される符号変調電力の周波数の情報に基づいて、フィルタ４２１ａａ、４２１ａｂ、４２１ｂａ、４２１ｂｂの通過周波数を設定してもよい。あるいは、コントローラ１０Ｃは、電力送信装置２２０ａ、２２０ｂで生成される符号変調電力の周波数と、フィルタ４２１ａａ、４２１ａｂ、４２１ｂａ、４２１ｂｂの通過周波数を設定してもよい。
【０１６８】
例えば、コントローラ１０Ｃは、電力分配器２２２ａ、２２２ｂにおける電力の分配比を設定してもよい。これにより、例えば、電力料金を考慮して、発電機１ａ、１ｂから負荷５ａ、５ｂへ電力を振り分けることが可能になる。例えば、コントローラ１０Ｃは、電力合成器４２４ａ、４２４ｂにおける電力の合成比を設定してもよい。
【０１６９】
例えば、コントローラ１０Ｃは、発電機１ａ、１ｂの発電量、符号復調器４２２ａａ、４２２ａｂ、４２２ｂａ、４２２ｂｂの受電量、及び／又は、負荷５ａ、５ｂの消費電力量の情報を参照することにより、どの発電機からの電力が、どの負荷に、どのくらい送電されたか識別することができる。従って、ビジネスとして電力を売買する際に有用である。
【０１７０】
［１−３．発電機］
発電機１ａ、１ｂのそれぞれは、第１の実施形態で説明された発電機１と同様に構成される。
【０１７１】
［１−４．電力送信装置］
電力送信装置２２０ａは、第１の実施形態で説明された電力送信装置２００と同様に構成される。変換器２２１ａは、発電電力を第１の周波数を有する交流電力に変換する。符号変調器２２３ａａは、第１の符号系列で第１の分配電力を符号変調し、符号変調器２２３ａｂは、第２の符号系列で第２の分配電力を符号変調する。
【０１７２】
電力送信装置２２０ｂは、第１の実施形態で説明された電力送信装置２００と同様に構成される。変換器２２１ｂは、発電電力を第２の周波数を有する交流電力に変換する。第１の周波数と第２の周波数とは互いに異なる。符号変調器２２３ｂａは、第１の符号系列で第１の分配電力を符号変調し、符号変調器２２３ｂｂは、第２の符号系列で第２の分配電力を符号変調する。
【０１７３】
［１−５．伝送路］
符号変調電力は重畳され、伝送路３を介して、電力送信装置２２０ａ、２２０ｂから電力受信装置４２０ａ、４２０ｂに伝送される。電力送信装置２２０ａ、２２０ｂから出力された符号変調電力は互いに異なる周波数を有するので、伝送路３上で重畳されても、電力受信装置４２０ａ、４２０ｂで適切に分離されうる。伝送路３は、例えば、有線伝送路である。
【０１７４】
［１−６．電力受信装置］
電力受信装置４２０ａは、第２の実施形態で説明された電力受信装置４１０と同様に構成される。フィルタ４２１ａａは、第１の通過周波数を有する電力成分を通過させ、符号復調器４２２ａａは、この濾波された電力成分を第１の符号系列で符号復調する。フィルタ４２１ａｂは、第２の通過周波数を有する電力成分を通過させ、符号復調器４２２ａｂは、この濾波された電力成分を第１の符号系列で符号復調する。
【０１７５】
電力受信装置４２０ｂは、第２の実施形態で説明された電力受信装置４１０と同様に構成される。フィルタ４２１ｂａは、第１の通過周波数を有する電力成分を通過させ、符号復調器４２２ｂａは、この濾波された電力成分を第２の符号系列で符号復調する。フィルタ４２１ｂｂは、第２の通過周波数を有する電力成分を通過させ、符号復調器４２２ｂｂは、この濾波された電力成分を第２の符号系列で符号復調する。
【０１７６】
［１−７．負荷］
負荷５ａ、５ｂのそれぞれは、参考形態又は第１の実施形態で説明された負荷５と同様に構成される。
【０１７７】
［２．動作］
図１５を参照しながら、電力伝送システム１００Ｃにおける電力伝送を説明する。
【０１７８】
図１５において、ｆ１は電力送信装置２２０ａに設定された固有の周波数を示し、ｆ２は電力送信装置２２０ｂに設定された固有の周波数を示し、ｓ１は電力受信装置４２０ａに設定された固有の符号系列を示し、ｓ２は電力受信装置４２０ｂに設定された固有の符号系列を示す。
【０１７９】
電力送信装置２２０ａは、周波数ｆ１を有し、かつ、符号系列ｓ１で符号変調された電力Ｐ（ｆ１，ｓ１）を出力し、周波数ｆ１を有し、かつ、符号系列ｓ２で符号変調された電力Ｐ（ｆ１，ｓ２）を出力する。電力Ｐ（ｆ１，ｓ１）の係数ａ１１及び電力Ｐ（ｆ１，ｓ２）の係数ａ１２は、電力分配の比率を表し、例えば、ａ１１２＋ａ１２２＝１を満たす。
【０１８０】
電力送信装置２２０ｂは、周波数ｆ２を有し、かつ、符号系列ｓ１で符号変調された電力Ｐ（ｆ２，ｓ１）を出力し、周波数ｆ２を有し、かつ、符号系列ｓ２で符号変調された電力Ｐ（ｆ２，ｓ２）を出力する。電力Ｐ（ｆ２，ｓ１）の係数ａ２１及び電力Ｐ（ｆ２，ｓ２）の係数ａ２２は、電力分配の比率を表し、例えば、ａ２１２＋ａ２２２＝１を満たす。
【０１８１】
電力受信装置４２０ａは、電力ａ１１×Ｐ（ｆ１，ｓ１）＋ａ２１×Ｐ（ｆ２，ｓ１）を受信して、負荷５ａに送る。
【０１８２】
電力受信装置４２０ｂは、電力ａ１２×Ｐ（ｆ１，ｓ２）＋ａ２２×Ｐ（ｆ２，ｓ２）を受信して、負荷５ｂに送る。
【０１８３】
［３．効果］
複数の符号変調電力のそれぞれは、例えば、電力送信装置毎に割り当てられた固有の周波数と、電力受信装置毎に割り当てられた固有の符号系列との組み合わせに基づいて、識別される。これにより、複数の電力が、共通の伝送路を介して、同時かつ独立して伝送されうる。
【０１８４】
複数の発電機からの発電電力は、例えば、複数の発電機の電力供給と複数の負荷の電力需要とに応じて、選択的かつ柔軟に、複数の負荷に供給されうる。
【０１８５】
［４．変形例］
［４−１．第1の変形例］
図１６は、第３の実施形態の第１の変形例に係る電力伝送システム１００Ｄの概略図である。
【０１８６】
図１６の電力伝送システム１００Ｄは、発電機１ａ、１ｂ、電力送信装置２２０Ａ、２２０Ｂ、伝送路３、電力受信装置４２０ａ、４２０ｂ、４２０ｃ、及び負荷５ａ、５ｂ、５ｃを備える。
【０１８７】
電力送信装置２２０Ａ、２２０Ｂのそれぞれは、発電電力を３つに分配し、３つの分配電力をそれぞれ符号変調する。その他の点では、電力送信装置２２０Ａ、２２０Ｂは、上述の電力送信装置２２０ａ、２２０ｂと同様に構成される。
【０１８８】
電力受信装置４２０ｃは、電力受信装置４２０ａ、４２０ｂと同様に構成される。図１６において、ｓ３は電力受信装置４２０ｃに設定された固有の符号系列を示す。
【０１８９】
負荷５ｃは、負荷５ａ、５ｂと同様に構成される。
【０１９０】
電力送信装置２２０Ａは、周波数ｆ１を有し、かつ、符号系列ｓ１で符号変調された電力Ｐ（ｆ１，ｓ１）を出力し、周波数ｆ１を有し、かつ、符号系列ｓ２で符号変調された電力Ｐ（ｆ１，ｓ２）を出力し、周波数ｆ１を有し、かつ、符号系列ｓ３で符号変調された電力Ｐ（ｆ１，ｓ３）を出力する。電力Ｐ（ｆ１，ｓ１）の係数ａ１１、電力Ｐ（ｆ１，ｓ２）の係数ａ１２、及び力Ｐ（ｆ１，ｓ３）の係数ａ１３は、電力分配の比率を表し、例えば、ａ１１２＋ａ１２２＋ａ１３２＝１を満たす。
【０１９１】
電力送信装置２２０Ｂは、周波数ｆ２を有し、かつ、符号系列ｓ１で符号変調された電力Ｐ（ｆ２，ｓ１）を出力し、周波数ｆ２を有し、かつ、符号系列ｓ２で符号変調された電力Ｐ（ｆ２，ｓ２）を出力し、周波数ｆ２を有し、かつ、符号系列ｓ３で符号変調された電力Ｐ（ｆ２，ｓ３）を出力する。電力Ｐ（ｆ２，ｓ１）の係数ａ２１、電力Ｐ（ｆ２，ｓ２）の係数ａ２２、及び力Ｐ（ｆ２，ｓ３）の係数ａ２３は、電力分配の比率を表し、例えば、ａ２１２＋ａ２２２＋ａ２３２＝１を満たす。
【０１９２】
電力受信装置４２０ｃは、電力ａ１３×Ｐ（ｆ１，ｓ３）＋ａ２３×Ｐ（ｆ２，ｓ３）を受信して、負荷５ｃに送る。
【０１９３】
［４−２．第２の変形例］
図１７は、第３の実施形態の第２の変形例に係る電力伝送システム１００Ｅの概略図である。
【０１９４】
図１７の電力伝送システム１００Ｅは、発電機１ａ、１ｂ、１ｃ、電力送信装置２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃ、伝送路３、電力受信装置４２０Ａ、４２０Ｂ、及び負荷５ａ、５ｂを備える。
【０１９５】
発電機１ｃは、発電機１ａ、１ｂと同様に構成される。
【０１９６】
電力送信装置２２０ｃは、電力送信装置２２０ａ、２２０ｂと同様に構成される。図１７において、ｆ３は電力送信装置２２０ｃに設定された固有の周波数を示す。
【０１９７】
電力受信装置４２０Ａ、４２０Ｂのそれぞれは、電力送信装置２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃから電力を受信し、これらの電力をそれぞれ符号復調する。その他の点では、電力受信装置４２０Ａ、４２０Ｂは、上述の電力受信装置４２０ａ、４２０ｂと同様である。
【０１９８】
電力送信装置２２０ｃは、周波数ｆ３を有し、かつ、符号系列ｓ１で符号変調された電力Ｐ（ｆ３，ｓ１）を出力し、周波数ｆ３を有し、かつ、符号系列ｓ２で符号変調された電力Ｐ（ｆ３，ｓ２）を出力する。電力Ｐ（ｆ３，ｓ１）の係数ａ３１及び電力Ｐ（ｆ３，ｓ２）の係数ａ３２は、電力分配の比率を表し、例えば、ａ３１２＋ａ３２２＝１を満たす。
【０１９９】
電力受信装置４２０Ａは、電力ａ１１×Ｐ（ｆ１，ｓ１）＋ａ２１×Ｐ（ｆ２，ｓ１）＋ａ３１×Ｐ（ｆ３，ｓ１）を受信して、負荷５ａに送る。電力受信装置４２０Ｂは、電力ａ１２×Ｐ（ｆ１，ｓ２）＋ａ２２×Ｐ（ｆ２，ｓ２）＋ａ３２×Ｐ（ｆ３，ｓ２）を受信して、負荷５ｂに送る。
【０２００】
（その他の実施形態）
本開示は、上記の実施形態で説明された具体例に限定されない。本開示技術は、種々の実施形態で説明された特定の例に限定されず、それらの実施形態に対して、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った形態をも含む。また、本開示は、複数の実施形態及び／又は参考形態が組み合わされた形態をも含む。
【０２０１】
電力伝送システムに含まれる発電機の個数及び負荷の個数は、第１、第２及び第３の実施形態において例示されたものに限定されない。電力伝送システムは、４つ以上の発電機を備えてもよいし、４つ以上の負荷を備えてもよい。例えば、電力伝送システムがＮ１個の発電機とＮ２個の負荷を備える場合、電力伝送システムは、Ｎ１×Ｎ２個の符号変調器と、Ｎ１×Ｎ２個の符号復調器を備えてもよい。
【０２０２】
電力伝送システムに含まれる電力送信装置の個数及び電力受信装置の個数は、第１、第２及び第３の実施形態において例示されたものに限定されない。１つの電力送信装置に含まれる符号変調器の個数は任意であり、１つの電力受信装置に含まれる符号復調器の個数は任意である。
【０２０３】
第１、第２及び第３の実施形態において例示された電力送信装置は、任意の電力伝送システムの中で使用されてもよく、特定のシステムに限定されない。同様に、第１、第２及び第３の実施形態において例示された電力受信装置は、任意の電力伝送システムの中で使用されてもよく、特定のシステムに限定されない。第１、第２及び第３の実施形態において例示されたコントローラは、任意の電力伝送システムの中で使用されてもよく、特定のシステムに限定されない。
【０２０４】
第１、第２及び第３の実施形態において、コントローラは、電力送信装置及び電力受信装置の外部に存在するものとして説明されたが、本開示はこれに限定されない。コントローラの機能は、電力送信装置及び／又は電力受信装置の少なくとも１つに組み込まれていてもよい。
【０２０５】
第1、第２及び第３の実施形態において、フィルタは任意の構成であり、省略されてもよい。
【０２０６】
例えば、図１１に示される電力伝送システム１００Ａにおいて、フィルタ４０１ａ、４０１ｂが省略されてもよい。
【０２０７】
例えば、図１３に示される電力伝送システム１００Ｂにおいて、フィルタ４１１ａ、４１１ｂが省略されてもよい。この場合、例えば、符号変調器２１３ａ、２１３ｂで用いられる変調符号の符号系列が互いに異なっていてもよく、符号復調器４１２ａ、４１２ｂで用いられる復調符号の符号系列が互いに異なっていてもよい。
【０２０８】
例えば、図１４に示される電力伝送システム１００Ｃにおいて、フィルタ４２１ａａ、４２１ａｂ、４２１ｂａ、４２１ｂｂが省略されてもよい。この場合、例えば、符号変調器２２３ａａ、２２３ａｂ、２２３ｂａ、２２３ｂｂで用いられる変調符号の符号系列が互いに異なっていてもよく、符号復調器４２２ａａ、４２２ａｂ、４２２ｂａ、４２２ｂｂで用いられる復調符号の符号系列が互いに異なっていてもよい。
【０２０９】
第1、第２及び第３の実施形態において、電力受信装置の変換器は任意の構成であり、省略されてもよい。
【０２１０】
参考形態において、制御信号、変調符号、及び復調符号のそれぞれの符号長は、１４ビットであったが、これに限定されない。符号長が長いほど、より多くの直交符号が生成されうる。また、符号長を長くすることで、相互相関がより小さくなり、電力の分離がより正確に行える。参考形態を参照する第１、第２及び第３の実施形態においても同様である。
【０２１１】
参考形態において、符号変調器及び符号復調器は、それぞれ、図６及び７に示される回路であるものとして説明されたが、これらに限定されない。例えば、発電機の発電電力と、負荷の要求電力がいずれも直流電力である場合には、図６に示したＨブリッジ回路２３から、スイッチＳ２１〜Ｓ２４が省略されてもよく、図７に示したＨブリッジ回路３３から、スイッチＳ３１〜Ｓ３３が省略されてもよい。この場合、符号変調器及び符号復調器の回路構成が簡略化され、低コスト化及び装置の小型化が実現されうる。参考形態を参照する第１、第２及び第３の実施形態においても同様である。
【０２１２】
参考形態、並びに第1、第２及び第３の実施形態における発電電力は、本開示における「入力電力」の一例である。
【０２１３】
（実施形態の概要）
第１の態様に係る電力送信装置は、
有線伝送路を介して少なくとも１つの電力受信装置に電力を送信する電力送信装置であって、
前記少なくとも１つの電力受信装置のそれぞれには、電力受信装置ごとに異なる少なくとも１つの固有の符号系列が割り当てられ、
前記電力送信装置は、
電力源から得た電力を、当該電力送信装置に固有の予め決められた周波数になるように周波数変換する周波数変換器と、
前記周波数変換された電力を１つ又は複数に分配する電力分配器と、
前記少なくとも１つの電力受信装置のうちの電力を送信すべき電力受信装置の符号系列により前記分配された電力をそれぞれ符号変調する少なくとも１つの符号変調器とを備える。
【０２１４】
第２の態様に係る電力送信装置は、第１の態様に係る電力送信装置において、
前記符号系列は所定の直交符号である。
【０２１５】
第３の態様に係る電力送信装置は、第１又は第２の態様に係る電力送信装置において、
前記電力源から得た電力は直流である。
【０２１６】
第４の態様に係る電力送信装置は、第１又は第２の態様に係る電力送信装置において、
前記電力源から得た電力は交流である。
【０２１７】
第５の態様に係る電力送信装置は、第１〜第４のうちの１つの態様に係る電力送信装置において、
前記電力分配器は、前記周波数変換された電力を、前記電力を送信すべき各電力受信装置の電力需要に応じて分配する。
【０２１８】
第６の態様に係る電力受信装置は、
有線伝送路を介して少なくとも１つの電力送信装置から電力を受信する電力受信装置であって、
前記少なくとも１つの電力送信装置は、電力送信装置ごとに異なる固有の周波数の電力を送信し、
前記電力受信装置は、当該電力受信装置に固有の予め決められた少なくとも１つの符号系列のうちの１つの符号系列により符号変調されて受信された電力を、前記１つの符号系列により符号復調する少なくとも１つの符号復調器を備える。
【０２１９】
第７の態様に係る電力受信装置は、第６の態様に係る電力受信装置において、
前記電力受信装置は、前記少なくとも１つの電力送信装置のうちの電力を受信すべき電力送信装置の周波数を有する電力をそれぞれ通過する少なくとも１つのフィルタをさらに備え、
前記少なくとも１つの符号復調器のそれぞれは、前記少なくとも１つのフィルタのうちの１つを通過した電力を、当該電力受信装置に固有の予め決められた共通の１つの符号系列により符号復調する。
【０２２０】
第８の態様に係る電力受信装置は、第６の態様に係る電力受信装置において、
前記電力受信装置は複数の符号復調器を備え、
前記複数の符号復調器のそれぞれは、符号復調器ごとに異なる複数の符号系列のうちの１つの符号系列により符号復調する。
【０２２１】
第９の態様に係る電力受信装置は、第６〜第８のうちの１つの態様に係る電力受信装置において、
前記符号系列は所定の直交符号である。
【０２２２】
第１０の態様に係る電力伝送システムは、
第１〜第５のうちの１つの態様に係る少なくとも１つの電力送信装置と、
第６〜第９のうちの１つの態様に係る少なくとも１つの電力受信装置とを備える。
【０２２３】
第１１の態様に係る電力伝送システムは、第１０の態様に係る電力伝送システムにおいて、
前記電力伝送システムは、前記電力送信装置及び前記電力受信装置を制御するコントローラを備え、
前記コントローラは、
前記符号系列の内容と、符号変調の開始時刻及び終了時刻とを通知する制御信号を前記符号変調器に送り、
前記符号系列の内容と、符号復調の開始時刻及び終了時刻とを通知する制御信号を前記符号復調器に送り、
前記符号変調器は、前記制御信号に基づいて、前記符号系列を生成し、前記分配された電力を符号変調し、
前記符号復調器は、前記制御信号に基づいて、前記符号系列を生成し、前記フィルタを通過した電力を符号復調する。
【０２２４】
本開示の一態様に係る電力伝送システムは、
少なくとも１つの発電機から少なくとも１つの負荷となる電気設備に電力を送る電力伝送装置であって、
前記発電機から発電された電力を符号変調する符号変調器と、
前記符号変調器により符号変調された電力を符号復調し、前記電気設備に復調された電力を供給する符号復調器と、を備え、
前記符号変調器は予め設定された符号系列により前記発電された電力を符号変調し、前記符号復調器は予め設定された符号系列を用いて符号復調することで、
前記発電機で発電された電力を所望の電気設備に送電することができる。
【０２２５】
さらに、前記発電機及び前記負荷となる電気設備が複数ある場合には、
前記発電機から発電された電力を周波数変換する周波数変換器と、
前記周波数変換された電力を電力分配する電力分配器とを備え、
前記発電機毎に発電された電力に予め設定された固有の周波数を与えて電力分配し、前記発電機及び前記電気設備毎に予め設定された固有の直交符号を与えることで、伝送される電力を符号復調器において所望の電力に電力分配することが可能になり、前記複数の電気設備毎に同時に電力を供給することが可能になる。
【０２２６】
また、前記発電機毎に発電された電力に固有の周波数を与えたことで、どの発電機からの電力が、どの電気設備に、どのくらい送電されたのかを識別可能になる。
【０２２７】
前記態様によると、送電される電力をより確実に識別、分割する電力伝送システムを提供できる。
【産業上の利用可能性】
【０２２８】
本開示に係る電力伝送システムは、太陽光発電、風力発電、水力発電等の発電機から、鉄道車両、ＥＶ車両等へ電力を伝送することに有用である。
【符号の説明】
【０２２９】
１、１ａ、１ｂ、１ｃ    発電機
２、２０３ａ、２０３ｂ、２１３ａ、２１３ｂ、２２３ａａ、２２３ａｂ、２２３ｂａ、２２３ｂｂ    符号変調器
３    伝送路
４、４０２ａ、４０２ｂ、４１２ａ、４１２ｂ、４２２ａａ、４２２ａｂ、４２２ｂａ、４２２ｂｂ    符号復調器
５、５ａ、５ｂ、５ｃ    負荷
１ｍ、１ｍａ、１ｍｂ、５ｍ、５ｍａ、５ｍｂ、４０２ｍａ、４０２ｍｂ、４１２ｍａ、４１２ｍｂ、４２２ｍａａ、４２２ｍａｂ、４２２ｍｂａ、４２２ｍｂｂ    電力測定器
１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ    コントローラ
２０、３０    制御ＩＣ
２１、３１    通信回路
２２、３２    ゲートドライバ
２３、２３Ａ、３３、３３Ａ    Ｈブリッジ回路
２５、３５    制御回路
１００、１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄ、１００Ｅ    電力伝送システム
２００、２１０ａ、２１０ｂ、２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃ、２２０Ａ、２２０Ｂ    電力送信装置
２０１、２１１ａ、２１１ｂ、２２１ａ、２２１ｂ、４０３ａ、４０３ｂ、４１３ａ、４１３ｂ、４２３ａａ、４２３ａｂ、４２３ｂａ、４２３ｂｂ    変換器
２０２、２２２ａ、２２２ｂ    電力分配器
４００ａ、４００ｂ、４１０、４２０ａ、４２０ｂ、４２０ｃ、４２０Ａ、４２０Ｂ    電力受信装置
４０１ａ、４０１ｂ、４１１ａ、４１１ｂ、４２１ａａ、４２１ａｂ、４２１ｂａ、４２１ｂｂ    フィルタ
４１４、４２４ａ、４２４ｂ    電力合成器
ｄ１〜ｄ４    制御信号
Ｄ１    復調符号
Ｄｉ１〜Ｄｉ４、Ｄｉ１１〜Ｄｉ１４、Ｄｉ２１〜Ｄｉ２４、Ｄｉ３１〜Ｄｉ３４    ダイオード
Ｉ１、Ｉ１１    発電電流
Ｉ１２    交流
Ｉ１３ａ、Ｉ１３ｂ    分配電流
Ｉ２、Ｉ２ａ、Ｉ１４ａ、Ｉ１４ｂ    変調電流
Ｉ２０    伝送電流
Ｉ２１ａ、Ｉ２１ｂ    濾波電流
Ｉ３、Ｉ２２ａ、Ｉ２２ｂ    復調電流
Ｉ２３ａ、Ｉ２３ｂ    出力電流
ｍ１〜ｍ４    制御信号
Ｍ１    変調符号
Ｓ１〜Ｓ４、Ｓ１１〜Ｓ１４、Ｓ２１〜Ｓ２４、Ｓ３１〜Ｓ３４、Ｓ４１〜Ｓ４４、Ｓ５１〜Ｓ５４、Ｓ６１〜Ｓ６４、Ｓ７１〜Ｓ７４    スイッチ
ＳＳ２１〜ＳＳ２４、ＳＳ３１〜ＳＳ３４、ＳＳ２１Ａ〜ＳＳ２４Ａ、ＳＳ３１Ａ〜ＳＳ３４Ａ    スイッチ回路
Ｔ１〜Ｔ４、Ｔ１１〜Ｔ１４    端子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【図１２Ｄ】
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【図１２Ｅ】
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【図１２Ｆ】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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