受电装置以及无线电力传输系统制造方法及图纸

本公开涉及受电装置以及无线电力传输系统，受电装置具备：从送电天线接受交流电力的受电天线；将所述交流电力转换成直流电力的整流电路；检测所述直流电力的检测电路；通过所述直流电力进行驱动的负载；蓄积所述直流电力的蓄电器；对i)所述整流电路与所述负载的连接/非连接以及ii)所述负载与所述蓄电器的连接/非连接进行切换的切换电路；以及控制所述受电装置的控制电路。在从所述整流电路向所述负载供给所述直流电力的状态下，当所述直流电力的功率值成为功率阈值以下时，所述控制电路使得成为使所述整流电路与所述负载非连接并使所述负载与所述蓄电器连接的状态，通过充电到所述蓄电器的所述直流电力来驱动所述负载。

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及在以无线方式传输电力的无线电力传输系统中使用的受电装置。
技术介绍
近年来，正在开发以无线(非接触)方式向便携电话机或电动汽车等伴有移动性的设备传输电力的无线(非接触)电力传输技术。例如专利文献1公开了能够将以非接触方式传输的电力的整流后的电压控制为恒定的非接触电力传输系统。现有技术文献专利文献1：日本特开2007-336717号公报
技术实现思路
在现有的无线电力传输系统中，通常而言，重负载(大功率)时的传输效率高，而低负载(小功率)时的传输效率低。因此，在向多产生轻负载状态这样的负载供电时，存在单位时间的功率效率变低的技术问题。为了解决上述技术问题，本公开的一个技术方案涉及的受电装置，从包括以无线方式输送交流电力的送电天线的送电装置接受所述交流电力，所述受电装置具备：接受所述交流电力的受电天线；将所述交流电力转换成直流电力的整流电路；检测所述直流电力的功率值的检测电路；通过所述直流电力进行驱动的负载；蓄积所述直流电力的蓄电器；对i)所述整流电路与所述负载的连接/非连接以及ii)所述负载与所述蓄电器的连接/非连接进行切换的切换电路；以及控制所述受电装置的控制电路，所述控制电路，首先，使所述整流电路与所述负载连接、并使所述整流电路与所述蓄电器非连接，在从所述整流电路向所述负载供给所述直流电力的状态下，判断使用所述检测电路检测出的所述直流电力的功率值是否成为功率阈值以下，在所述直流电力的功率值成为所述功率阈值以下时，判断为成为所述负载的驱动不需要预定功率以上的所述交流电力的状态，将所述切换电路控制为使所述整流电路与所述负载非连接并使所述负载与所述蓄电器连接的状态，通过充电到所述蓄电器的所述直流电力来驱动所述负载。上述的总括性或具体的技术方案可以通过系统、方法、集成电路、计算机程序或者记录介质来实现。或者，也可以通过系统、装置、方法、集成电路、计算机程序和记录介质的任意组合来实现。根据本公开的一个技术方案，在无线电力传输的传输效率变低的低负载状态下，通过蓄电器来驱动负载，基于无线电力传输的送电仅在效率变高的一定值以上的负载状态下实施。由此，能够提高单位时间的功率效率。附图说明图1是表示无线电力传输系统10的构成例(比较例)的框图。图2A是表示比较例那样的具有一般构成的无线电力传输中的功率-效率特性的一例的图。图2B是表示在负载为马达的情况下，马达的转速以及流经马达的电流的时间变化的一例的图。图3是表示本公开的实施方式1的无线电力传输系统的构成的框图。图4是表示具有串联谐振电路结构的送电天线110以及受电天线210的等效电路的一例的图。图5A是表示逆变电路130的构成例的图。图5B是表示逆变电路130的另一构成例的图。图6A是表示切换电路240的第1构成例的图。图6B是表示切换电路240的第2构成例的图。图6C是表示切换电路240的第3构成例的图。图6D是表示切换电路240的第4构成例的图。图7A是表示整流电路230与负载320连接、整流电路230与蓄电器310非连接、且负载320与蓄电器310非连接的状态的图。图7B是表示整流电路230与负载320连接、整流电路230与蓄电器310连接、且负载320与蓄电器310连接的状态的图。图7C示出了整流电路230与负载320非连接、整流电路230与蓄电器310非连接、且负载320与蓄电器310连接的状态。图7D示出了整流电路230与负载320非连接、整流电路230与蓄电器310连接、且负载320与蓄电器310非连接的状态。图8是表示比较例中的送电控制时序的图。图9A是表示本实施方式中的送电控制时序的一例的图。图9B是表示本实施方式中的送电控制时序的另一例的图。图10是表示功率-效率特性的例子的图。图11是表示从受电电路220供给的电力以及蓄电器310的电压(或蓄电量)的时间变化与各定时(timing)时的电力供给状态以及蓄电开关的状态的关系的例子的图。图12是表示由受电控制电路250执行的负载驱动时的电力路径的切换工作的一例的流程图。图13是表示由受电控制电路250执行的负载驱动时的电力路径的切换工作的另一例的流程图。图14是表示由受电控制电路250执行的停止了向负载420供电时的充电处理的一例的流程图。图15是表示由受电控制电路250执行的停止了向负载420供电时的充电处理的另一例的流程图。标号的说明50电源100送电装置110送电天线120送电电路130逆变电路150送电控制电路160脉冲生成电路180送电侧接收器200受电装置210受电天线220受电电路230整流电路240切换电路250受电控制电路260功率检测电路(第1检测电路)270蓄电电压检测电路(第2检测电路)280受电侧发送器310蓄电器(蓄电装置)320负载具体实施方式(成为本公开的基础的见解)在说明本公开的实施方式之前，说明成为本公开的基础的见解。图1是表示无线电力传输系统10的构成例(比较例)的框图。该无线电力传输系统10具备送电装置100和受电装置200。在图1中，也示出了作为无线电力传输系统10的外部要素的电源50以及负载驱动装置300。电源50以及负载驱动装置300也可以包含在无线电力传输系统10中。送电装置100具有送电天线110、逆变电路130、送电控制电路150和送电侧接收器180。受电装置200具有受电天线210、整流电路(整流器)230、受电控制电路250和受电侧发送器280。负载驱动装置300具有蓄电器(蓄电装置)310和动力装置330。送电天线110和受电天线210是具有线圈和电容器的谐振器。通过送电天线110的线圈与受电天线210的线圈的磁场耦合，以非接触方式传输电力。逆变电路130连接在电源50与送电天线110之间。逆变电路130将从电源50供给的直流电力变换成交流电力并供给到送电天线110。逆变电路130受送电控制电路150控制。整流电路230连接在受电天线210与蓄电器310之间。整流电路230将受电天线210接受的交流电力变换成直流电力并供给到蓄电器310。受电控制电路250检测从整流电路230输出的直流电力的电压值，使受电侧发送器280发送该电压值的信息。送电控制电路150基于送电侧接收器180接收到的受电装置200侧的电压的信息，调整从逆变电路130输出的交流电力的电压。由此，进行将向负载驱动装置300供给的直流电压维持为恒定的反馈控制。负载驱动装置300具有电池(二次电池)或电容器等蓄电器310、和马达等动力装置330。蓄电器310通过从整流电路230输出的直流电力进行充电。动力装置330通过蓄电器310所蓄积的电力进行驱动。本专利技术人在比较例的构成中发现了如下技术问题：在低负载时(即低功率时)电力传输效率低下。以下，说明该技术问题。图2A是表示上述的比较例那样的具有一般构成的无线电力传输中的功率-效率特性的一例的图。无线电力传输系统通常设计成在重视重负载时(大功率时)的峰值效率的同时对从轻负载的状态到重负载的状态都能够应对。即，设定送电装置100和受电装置200内的各电路的阻抗，以使重负载时的峰值效率尽可能高。其结果是，如图2A所示，通常而言，虽然在送电功率大时传输效率高，但在送电功率小时传输效率变低。如此，具有轻负载时(低功率时本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种受电装置，从包括以无线方式输送交流电力的送电天线的送电装置接受所述交流电力，所述受电装置具备：接受所述交流电力的受电天线；将所述交流电力转换成直流电力的整流电路；检测所述直流电力的功率值的检测电路；通过所述直流电力进行驱动的负载；蓄积所述直流电力的蓄电器；对i)所述整流电路与所述负载的连接/非连接以及ii)所述负载与所述蓄电器的连接/非连接进行切换的切换电路；以及控制所述受电装置的控制电路，所述控制电路，首先，使所述整流电路与所述负载连接、并使所述整流电路与所述蓄电器非连接，在从所述整流电路向所述负载供给所述直流电力的状态下，判断使用所述检测电路检测出的所述直流电力的功率值是否成为功率阈值以下，在所述直流电力的功率值成为所述功率阈值以下时，判断为成为所述负载的驱动不需要预定功率以上的所述交流电力的状态，将所述切换电路控制为使所述整流电路与所述负载非连接并使所述负载与所述蓄电器连接的状态，通过充电到所述蓄电器的所述直流电力来驱动所述负载。

【技术特征摘要】
2016.03.18 JP 2016-055569;2015.10.02 US 62/2363421.一种受电装置，从包括以无线方式输送交流电力的送电天线的送电装置接受所述交流电力，所述受电装置具备：接受所述交流电力的受电天线；将所述交流电力转换成直流电力的整流电路；检测所述直流电力的功率值的检测电路；通过所述直流电力进行驱动的负载；蓄积所述直流电力的蓄电器；对i)所述整流电路与所述负载的连接/非连接以及ii)所述负载与所述蓄电器的连接/非连接进行切换的切换电路；以及控制所述受电装置的控制电路，所述控制电路，首先，使所述整流电路与所述负载连接、并使所述整流电路与所述蓄电器非连接，在从所述整流电路向所述负载供给所述直流电力的状态下，判断使用所述检测电路检测出的所述直流电力的功率值是否成为功率阈值以下，在所述直流电力的功率值成为所述功率阈值以下时，判断为成为所述负载的驱动不需要预定功率以上的所述交流电力的状态，将所述切换电路控制为使所述整流电路与所述负载非连接并使所述负载与所述蓄电器连接的状态，通过充电到所述蓄电器的所述直流电力来驱动所述负载。2.一种受电装置，从包括以无线方式输送交流电力的送电天线的送电装置接受所述交流电力，所述受电装置具备：接受所述交流电力的受电天线；将所述交流电力转换成直流电力的整流电路；检测所述直流电力的功率值的第1检测电路；通过所述直流电力进行驱动的负载；蓄积所述直流电力的蓄电器；检测所述蓄电器的蓄电量的第2检测电路；对i)所述整流电路与所述负载的连接/非连接、ii)所述整流电路与所述蓄电器的连接/非连接、以及iii)所述负载与所述蓄电器的连接/非连接进行切换的切换电路；以及控制所述受电装置的控制电路，所述控制电路，首先，使所述整流电路与所述负载连接、使所述整流电路与所述蓄电器非连接、并使所述负载与所述蓄电器非连接，在从所述整流电路向所述负载供给所述直流电力的状态下，判断使用所述第1检测电路检测出的所述直流电力的功率值是否成为功率阈值以下，在所述直流电力的功率值成为所述功率阈值以下时，判断为成为所述负载的驱动不需要预定功率以上的所述交流电力的状态，将所述切换电路控制为使所述整流电路与所述负载连接、使所述整流电路与所述蓄电器连接、并使所述负载与所述蓄电器连接的状态，在所述蓄电器有第1蓄电阈值以上的蓄电量的情况下，将所述切换电路控制为使所述整流电路与所述负载非连接、使所述整流电路与所述蓄电器非连接、并使所述负载与所述蓄电器连接的状态，通过充电到所述蓄电器的所述直流电力来驱动所述负载。3.根据权利要求2所述的受电装置，在所述蓄电器没有所述第1蓄电阈值以上的蓄电量的情况下，所述控制电路将所述切换电路控制为使所述整流电路与所述负载非连接、使所述整流电路与所述蓄电器连接、并使所述负载与所述蓄电器非连接的状态，使来自所述整流电路的所述直流电力充电到所述蓄电器。4.根据权利要求2所述的受电装置，在所述蓄电器没有所述第1蓄电阈值以上的蓄电量的情况下，所述控制电路将所述切换电路控制为使所述整流电路与所述负载连接、并使所述整流电路与所述蓄电器连接的状态，使来自所述整流电路的所述直流电力充电到所述蓄电器。5.根据权利要求2所述的受电装置，在开始了从所述蓄电器向所述负载供给所述直流电力之后，在所述蓄电器的蓄电量成为第2蓄电阈值以下的情况下，所述控制电路使所述整流电路与所述负载连接，使所述整流电路与所述蓄电器连接，从所述整流电路向所述负载供给所述直流电力，使来自所述整流电路的所述直流电力充电到所述蓄电器...

【专利技术属性】
技术研发人员：高桥英治，坂田勉，菊池悟，菅野浩，
申请(专利权)人：松下知识产权经营株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP