电力发送装置制造方法及图纸

一种电力发送装置以非接触的方式将电力发送到电力接收装置。该电力发送装置包括逆变器、电力发送单元和电子控制单元。电子控制单元被配置为判定从逆变器流到电力发送单元的输出电流的电流相位是否超前于输出电压，并且当检测到电流相位相对于输出电压超前时，沿减小电流相位的超前角的方向调整AC电力的频率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力发送装置，更具体地说，涉及以非接触或无线的方式将电力发送到电力接收装置的电力发送装置。
技术介绍
在以非接触或无线的方式将电力从电力发送装置发送到电力接收装置的系统中，作为这种类型的公知的技术，已经提出了基于标准化的(normalized)输电电流来控制电力发送装置的供电频率(例如，请参阅公开号为2014-103754的日本专利申请(JP2014-103754A))。标准化的输电电流被定义为第二输电电流与第一输电电流的最大值的比率。第一输电电流被定义为：在电力发送装置和电力接收装置处于非耦合状态时测量到的电力发送装置的输电电流；第二输电电流被定义为：在电力发送装置和电力接收装置处于感应耦合状态时测量到的电力发送装置的输电电流。当标准化的输电电流等于或大于1/2时，供电频率被设定为谐振频率。当标准化的输电电流小于1/2时，供电频率被控制以进行变化，以便标准化的输电电流变为等于1/2。通过这样控制的供电频率，可以仅通过控制电力发送装置的供电频率来增加接收到的电力，并且最大化电力效率。非接触式电力传输系统的电力发送装置通常包括逆变器(inverter)，该逆变器在脉宽调制(PWM)控制下被驱动，以便调整要发送的AC电力的频率和电压。在这种情况下，逆变器一般由四个开关装置Q91-Q94，以及分别与开关装置Q91-Q94反并联连接的四个二极管D91-D94构成，如图8所示。开关装置Q91-Q94分组为两对，每对具有两个装置，这两个装置用作源(source)和汇(sink)，并且位于正总线和负总线之间，电力发送线圈的相反端子被连接到成对的开关装置的各个连接点。在上述包括逆变器的电力发送装置中，电流的相位可超前于在PWM控制下形成的交流电压的相位。图9示出开关装置Q91-Q94的接通/关断状态与逆变器的输出电压和电流之间的关系的一个实例。在图9中标记为“逆变器输出电压、电流”的部分中，实阶梯线表示输出电压，实正弦曲线表示当电流相位超前于电压相位时的电流。考虑开关装置Q91现在正从关断状态转换为接通状态，在开关装置Q91处于关断状态时的时间T1处，逆变器输出电压等于零，但是相位超前于电压相位的电流具有正值。此时，电流按照说明的顺序，从电力发送线圈侧的下电力线流到处于接通状态的开关装置Q94，处于接通状态的开关装置Q93和二极管D93，以及电力发送线圈侧的上电力线，如图10A所示。在紧接着开关装置Q91被接通之后的时间T2处，逆变器输出电压具有正值，并且电流保持为正值。此时，电流经由处于接通状态的开关装置Q91从正总线(上总线)流到电力发送线圈侧的上电力线，经由处于接通状态的开关装置Q94从电力发送线圈侧的下电力线流到负总线(下总线)，如图10B所示。在开关装置Q91处于关断状态时的时间T1处，向二极管D93施加正向偏压，在紧接着开关装置Q91被接通之后的时间T2处，向二极管D93施加反向偏压。因此，由于二极管的恢复特性，恢复电流(recoverycurrent)流过二极管D93，如图10B中的粗箭头所示。因为恢复电流导致短路电流，所以可导致电力发送装置出现异常发热或故障。
技术实现思路
本专利技术提供一种电力发送装置，在该电力发送装置中，阻止恢复电流流过二极管，以便电力发送装置不太可能或不可能出现异常发热或故障。与本专利技术相关的电力发送装置以非接触的方式将电力发送到包括电力接收单元的电力接收装置。所述电力发送装置包括：逆变器，其具有多个开关装置和多个二极管，所述逆变器被配置为将从外部电源得到的DC电力转换为AC电力；电力发送单元，其被配置为将来自所述逆变器的所述AC电力发送到所述电力接收装置的所述电力接收单元；以及电子控制单元，其被配置为通过所述逆变器的所述多个开关装置的开关控制来控制所述AC电力，所述电子控制单元被配置为判定从所述逆变器流到所述电力发送单元的输出电流的电流相位是否超前于输出电压，并且当检测到所述电流相位相对于所述输出电压超前时，沿减小所述电流相位的超前角的方向调整所述AC电力的频率。在上述电力发送装置中，当判定从所述逆变器到所述电力发送单元的电流的相位超前于所述输出电压时，沿减小所述电流相位的超前角的方向调整来自所述逆变器的所述AC电力的频率。所述调整被执行一次或两次或更多次，以便消除所述电流相位相对于所述输出电压的超前。如果所述电流相位超前于所述输出电压，则当给定的开关装置被接通时，恢复电流(短路电流)流过二极管，并且所述短路电流可能导致所述电力发送装置出现异常发热或故障。如果消除了所述电流相位相对于所述输出电压的超前，则当所述开关装置被接通时，阻止所述恢复电流(短路电流)流过所述二极管。因此，可抑制或阻止由恢复电流(短路电流)导致的所述电力发送装置的异常发热或故障。所述电子控制单元可被配置为，调整所述AC电力的频率以便消除所述电流相位的超前。所述电子控制单元可具有定义所述电力接收单元与所述电力发送单元的耦合系数、所述AC电力的频率、以及相对于所述输出电压的电压相位的所述电流相位之间的关系的映射。所述电子控制单元可计算所述电力接收单元与所述电力发送单元的耦合系数。所述电子控制单元可被配置为，使用计算出的耦合系数和所述映射，沿减小所述电流相位的超前角的方向调整所述AC电力的频率。所述AC电力的电流的频率和相位特征根据所述耦合系数变化。上面指出的映射可通过以下方式被准备为三维映射：即，借助实验等按顺序更改所述耦合系数，并且获取所述耦合系数与所述频率和电流相位之间的关系。这样，由于使用所述耦合系数和所述映射调整所述频率，因此可更适当地消除所述电流相位的超前。所述电子控制单元可被配置为，根据所述计算出的耦合系数和所述映射获取所述频率的调整量，并且调整所述AC电力的频率。所述电子控制单元可被配置为，基于所述逆变器的输出阻抗计算所述耦合系数。所述逆变器的输出阻抗可被视为所述耦合系数的函数。因此，所述电子控制单元可基于所述逆变器的输出阻抗计算所述耦合系数。所述电子控制单元可被配置为，通过将所述输出阻抗视为第一自电感、第二自电感、第一阻抗和所述耦合系数的函数来计算所述耦合系数。所述第一自电感是所述电力发送单元的自电感。所述第二自电感是所述电力接收单元的自电感。所述第一阻抗是所述电力接收装置的除所述电力接收单元之外的阻抗。一般而言，所述耦合系数可根据已接收的电力和已发送的电力来计算。但是在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电力发送装置，其以非接触的方式将电力发送到包括电力接收单元的电力接收装置，所述电力发送装置的特征在于包括：逆变器，其具有多个开关装置和多个二极管，所述逆变器被配置为将从外部电源得到的DC电力转换为AC电力；电力发送单元，其被配置为将来自所述逆变器的所述AC电力发送到所述电力接收装置的所述电力接收单元；以及电子控制单元，其被配置为通过所述逆变器的所述多个开关装置的开关控制来控制所述AC电力，所述电子控制单元被配置为判定从所述逆变器流到所述电力发送单元的输出电流的电流相位是否超前于输出电压，并且当检测到所述电流相位相对于所述输出电压超前时，沿减小所述电流相位的超前角的方向调整所述AC电力的频率。

【技术特征摘要】
2014.11.28 JP 2014-242084;2015.01.21 JP 2015-009581.一种电力发送装置，其以非接触的方式将电力发送到包括电力接收
单元的电力接收装置，所述电力发送装置的特征在于包括：
逆变器，其具有多个开关装置和多个二极管，所述逆变器被配置为将
从外部电源得到的DC电力转换为AC电力；
电力发送单元，其被配置为将来自所述逆变器的所述AC电力发送到
所述电力接收装置的所述电力接收单元；以及
电子控制单元，其被配置为通过所述逆变器的所述多个开关装置的开
关控制来控制所述AC电力，所述电子控制单元被配置为判定从所述逆变
器流到所述电力发送单元的输出电流的电流相位是否超前于输出电压，并
且当检测到所述电流相位相对于所述输出电压超前时，沿减小所述电流相
位的超前角的方向调整所述AC电力的频率。
2.根据权利要求1所述的电力发送装置，其中
所述电子控制单元被配置为，调整所述AC电力的频率以便消除所述
电流相位的超前。
3.根据权利要求1或2所述的电力发送装置，其中
所述电子控制单元具有定义所述电力接收单元与所述电力发送单元的
耦合系数、所述AC电力的频率、以及相对于所述输出电压的电压相位的
所述电流相位之间的关系的映射，
所述电子控制单元计算所述电力接收单元与所述电力发送单元的耦合
系数，并且
所述电子控制单元被配置为，使用计算出的耦合系数和所述映射，沿
减小所述电流相位的超前角的方向调整所述AC电力的频率。...

【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