非接触受电装置、非接触输电装置和非接触输受电装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种非接触受电装置、非接触输电装置和非接触输受电装置，其中非接触受电装置包括：接受来自非接触输电装置的电力的受电线圈；对由受电线圈接受的电力进行整流，形成高电位侧的整流输出和低电位侧的整流输出的整流电路；被提供高电位侧的整流输出和低电位侧的整流输出的平滑电路；和将来自平滑电路的直流电压转换为第一电压的开关电源，平滑电路具有传输高电位侧的整流输出的第一电感器、传输低电位侧的整流输出的第二电感器、以及被提供传输来的高电位侧的整流输出和传输来的低电位侧的整流输出的第一平滑电容元件，低电位侧的整流输出与接地电位连接。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】非接触受电装置、非接触输电装置和非接触输受电装置
本专利技术涉及无线供电技术，涉及与例如对便携终端等小型便携设备和电动车等的蓄电池非接触地进行充电的非接触供电技术相关的非接触受电装置、非接触输电装置和非接触输受电装置。
技术介绍
近年来，在便携终端等小型便携设备等中，小型化、薄型化正在进展。小型化、薄型化进展时，成为对内置的电池充电时连接充电连接器较为繁琐的这一状况。因此，使用无线供电技术进行充电的要求正在提高。另外，在电动车中，用有线方式对内置的蓄电池充电的情况下，因为雨天时，存在水浸入充电连接器中、接点劣化的风险等，所以要求使用无线供电技术进行的充电。对于无线供电技术，研究了使用微波等电磁波的方法和使用磁耦合的电磁感应方式等。通过使用微波，能够使电力的传输距离相对变长，在传输距离的观点上是优秀的。但是传输效率差，几乎没有达到实用化。与此相对，在电磁感应方式中，虽然传输距离是几cm至十几cm程度，但输受电中使用的线圈的传输效率可以得到90％程度这样的高效率。因此，作为无线供电技术，认为使用磁场感应方式进行的传输会成为主流。电磁感应方式例如在专利文献1和专利文献2中有所记载。现有技术文献专利文献专利文献1：国际公开WO2016/035141号专利文献2：日本特表2013-513356号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题采用电磁感应方式的非接触输受电装置由输电线圈、受电线圈、使输电频率放大的输电放大器、将接受的输电电力转换为直流的整流电路和输出设定的值的直流电压的DC-DC(直流-直流)转换器构成。如上所述，线圈的传输效率、即输电线圈与受电线圈之间的传输效率能够达到90％程度，但非接触输受电装置的整体的效率不仅影响线圈的传输效率，也影响其他结构部分的效率。例如设线圈的传输效率、输电放大器的效率、整流电路的效率和DC-DC转换器的效率分别为90％的情况下，整体的效率下降至0.9×0.9×0.9×0.9＝约66％。因此，需要通过实现各结构部分的高效率化和各结构部分之间连接时的阻抗匹配而尽可能抑制效率降低。专利文献1公开了实现各结构部分之间的连接时的阻抗匹配的技术。此处，参考专利文献1的图1说明专利文献1中公开的技术。以下说明中，()内的符号示出了专利文献1的图1中附加的符号。另外，专利文献1中，将非接触输电装置叙述为谐振型电力发送装置，将非接触受电装置叙述为谐振型电力接收装置。另外，将输电线圈叙述为谐振型发送天线，将受电线圈叙述为谐振型接收天线。为了实现用语的统一，本说明书中，按非接触输电装置、非接触受电装置和输电线圈、受电线圈进行说明。专利文献1中，非接触输受电装置具有非接触输电装置(1)和非接触受电装置(2)。此处，非接触输电装置(1)具有谐振型电源(11)、匹配电路(12)和输电线圈(13)。另外，非接触受电装置(2)具有受电线圈(21)、整流电路(22)和接收电路(23)。来自非接触输电装置(1)的谐振型电源(11)的输电电力经由匹配电路(12)从输电线圈(13)输送。输送的电力被非接触受电装置(2)的受电线圈(21)接受，用整流电路(22)进行整流后，对接收电路(23)供给。此时，谐振型电源(11)和输电线圈(13)通过匹配电路(12)实现阻抗匹配。另外，在非接触受电装置(2)中，是在整流电路(22)中实现与受电线圈(21)的匹配的结构。一般的非接触受电装置中，蓄电池或蓄电池的充电电路成为负载，通过非接触受电装置的输出来进行蓄电池的充电。对蓄电池的充电例如通过供给一定的直流电压而进行，所以非接触受电装置是具备DC-DC转换器或斩波电路等开关电源，输出一定的直流电压的结构。以DC-DC转换器为例，在后文中进行说明，开关电源具有其输入等效电阻因供电的电力量和负载的状态而改变的特性。专利文献1中，没有示出DC-DC转换器的这样的特性，并且没有考虑与DC-DC转换器的特性的匹配。DC-DC转换器以在其负载电阻一定的情况下、消耗功率一定的方式工作，所以例如来自非接触输电装置的输电电力增加，非接触受电装置中的受电电力增加的情况下，以DC-DC转换器的输入电压上升时，DC-DC转换器的输入电流减少，由此接受一定的电力的方式工作。该情况下，因为DC-DC转换器的输入电流减少，所以DC-DC转换器的输入等效电阻增大。因为DC-DC转换器是使输出功率一定的特性，所以输入电压与输入电流的积一定、与DC-DC转换器的消耗功率大致相等即可。因此，例如即使输出功率是一定的，输入电压的值与输入电流的值的组合也存在多个，会收敛至与该多个组合中的某一个组合相当的输入电压的值和输入电流的值。例如如果是降压型的DC-DC转换器，如果输入电压比输出电压略高，则作为DC-DC转换器工作，所以作为收敛条件，存在多个比输出电压略高的输入电压与输入电流的组合。取决于DC-DC转换器与整流电路的匹配状态和输电线圈与受电线圈的匹配状态，会收敛至多个组合中的、例如超过构成整流电路的器件的耐压的输入电压的值。该情况下，会导致器件损坏。另外，存在收敛至多个组合中的、会使DC-DC转换器在转换效率差的状态下工作的输入电压的值的情况。例如，降压型的DC-DC转换器的情况下，具有输入电压比输出电压略高的状态的转换效率最好，输入电压越高则转换效率越降低的倾向。因此，在效率方面优选使DC-DC转换器的输入电压的值收敛至比输出电压略高的值。但是，取决于DC-DC转换器与整流电路的匹配状态和输电线圈与受电线圈的匹配状态，认为输入电压的值可能收敛至比输出电压更高的值。该情况下，DC-DC转换器会在转换效率差的状态下工作。进而，取决于匹配状态，会发生收敛至多个组合中的、比DC-DC转换器的输出电压更低、不能作为DC-DC转换器工作的输入电压的值、不能进行正常工作的现象。即，取决于匹配状态，存在发生不能效率良好地稳定地工作的状态的情况。另外，作为提高各结构部分的效率的结构，例如考虑通过使用开关方式的放大器作为输电放大器而实现高效率化。该情况下，存在输电放大器中产生开关噪声，经由输电线圈向外部辐射，对其他无线设备等造成妨碍的风险。例如，专利文献2中示出了降低差动动作的输电放大器的输出噪声的结构，但是没有考虑对于受电的信号成分在整流电压中叠加成为纹波的纹波电压的降低。即，关于非接触受电装置中产生的噪声的降低，完全没有考虑。本专利技术的目的在于提供一种能够稳定地工作的非接触输受电装置。另外，本专利技术的其他目的在于提供一种能够实现噪声的降低的非接触输受电装置。本专利技术的上述以及其他目的和新的特征，将通过本说明书的记载和附图而说明。用于解决课题的技术方案对本申请中公开的专利技术中的、代表性的专利技术的概要简单进行说明，如下所述。即，非接触受电装置包括：接受来自非接触输电装置的电力的受电线圈；对由受电线圈接受的电力进行整流，形成高电位侧的整流输出和低电位侧的整流输出的整流电路；被提供高电位侧的整流输出和低电位侧的整流输出，对其进行平滑而形成直流电压的平滑电路；和将来自平滑电路的直流电压转换为第一电压的开关电源。此处，平滑电路具有传输高电位侧的整流输出的第一电感器、传输低电位侧的整流输出的第二电感器、以及被提供传输来的高电位侧的整流输出和传输来的低电位侧的整流输出的第一平滑电容元件，传输来的低电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种非接触受电装置，其特征在于，包括：接受来自非接触输电装置的电力的受电线圈；对由所述受电线圈接受的电力进行整流，形成高电位侧的整流输出和低电位侧的整流输出的整流电路；被从所述整流电路提供所述高电位侧的整流输出和所述低电位侧的整流输出，对其进行平滑而形成直流电压的平滑电路；和将来自所述平滑电路的直流电压转换为第一电压的开关电源，所述平滑电路具有传输所述高电位侧的整流输出的第一电感器、传输所述低电位侧的整流输出的第二电感器、以及被提供传输来的高电位侧的整流输出和传输来的低电位侧的整流输出的第一平滑电容元件，传输来的低电位侧的整流输出与接地电位连接。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种非接触受电装置，其特征在于，包括：接受来自非接触输电装置的电力的受电线圈；对由所述受电线圈接受的电力进行整流，形成高电位侧的整流输出和低电位侧的整流输出的整流电路；被从所述整流电路提供所述高电位侧的整流输出和所述低电位侧的整流输出，对其进行平滑而形成直流电压的平滑电路；和将来自所述平滑电路的直流电压转换为第一电压的开关电源，所述平滑电路具有传输所述高电位侧的整流输出的第一电感器、传输所述低电位侧的整流输出的第二电感器、以及被提供传输来的高电位侧的整流输出和传输来的低电位侧的整流输出的第一平滑电容元件，传输来的低电位侧的整流输出与接地电位连接。2.如权利要求1所述的非接触受电装置，其特征在于：所述平滑电路具有第二平滑电容元件，其连接在被提供所述高电位侧的整流输出的所述第一电感器与被提供所述低电位侧的整流输出的所述第二电感器之间，所述第二平滑电容元件具有阻抗比相应于所述电力的高次谐波成分的所述受电线圈的受电阻抗低的电容值。3.如权利要求1或2所述的非接触受电装置，其特征在于：所述非接触输电装置具有产生电力的输电放大器和输送来自所述输电放大器的电力的输电线圈，与所述平滑电路连接的所述开关电源的输入等效电阻随着与所述开关电源连接的负载而变化，所述第一电感器和所述第二电感器的值被设定成，与所述输电放大器的电源电压的变化相应的所述输电放大器的工作电流的变化率因所述开关电源的输入等效电阻的值而不同。4.一种非接触受电装置，其特征在于，包括：接受来自具有输电放大器的非接触输电装置的电力的受电线圈；对由所述受电线圈接受的电力进行整流的整流电路；进行所述受电线圈与所述整流电路的阻抗匹配的匹配电路；将来自所述整流电路的整流输出平滑为直流电压的平滑电路；和将来自所述平滑电路的直流电压转换为第一电压的开关电源，所述受电线圈与谐振电容元件连接而构成谐振电路，所述匹配电路具有与所述谐振电路连接的输入端子、与所述整流电路连接的输出端子、连接在所述输入端子与所述输出端子之间的第三电感器、以及与所述输入端子连接的匹配电容元件。5.如权利要求4所述的非接触受电装置，其特征在于：与所述整流电路连接的所述开关电源的输入等效电阻随着与所述开关电源连接的负载而变化，所述匹配电路的特性被设定成，与所述输电放大器的电源电压的变化相应的所述输电放大器的工作电流的变化率因所述开关电源的输入等效电阻而不同。6.如权利要求5所述的非接触受电装置，其特征在于：所述匹配电路中的匹配...

【专利技术属性】
技术研发人员：川前治，市川胜英，
申请(专利权)人：麦克赛尔株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP