无线受电装置及使用其的无线电力传送装置以及整流器制造方法及图纸

本发明专利技术提供无线受电装置、无线电力传送装置和整流器，抑制用于切换桥式整流电路和倍压整流电路系统的复杂化、大型化、高成本化。无线受电装置(3)具备通过磁场接收交流电力的受电线圈(40)、将受电线圈(40)接收的交流电力转换成直流电力并输出给负载(5)的整流器(51)。整流器(51)具有：桥连接的多个二极管(D1～D4)；第一电容器(Cd1)，其与多个二极管(D1～D4)中的阳极被连接于整流器(51)的一输入端的二极管(D3)并联连接；第二电容器(Cd2)，其与阴极被连接于一输入端的二极管(D4)并联连接。将交流电力的频率设为f、将负载(5)的最大电阻值设为RLmax时，第一电容器(Cd1)及第二电容器(Cd2)的各静电电容小于1/(2fRLmax)。 1

Wireless power receiving device and wireless power transmission device and rectifier using it

The invention provides wireless electricity receiving device, wireless power transmission device and rectifier, and restraining the complexity, large scale and high cost of switching bridge rectifier circuit and voltage doubling rectifier circuit system. A wireless receiving device (3) has a coil (40) that receives alternating electric power through a magnetic field, converts AC electric power received by a electric coil (40) into DC power and outputs a rectifier (51) to a load (5). The rectifier (51) has: a plurality of diodes (D1 to D4) connected by a bridge; a first capacitor (Cd1), which is connected to a plurality of diodes (D1 to D4) with an anode connected to a diode (D3) connection at an input end of the rectifier (51); a second capacitor (Cd2), which is connected to a diode (D4) connected to the cathode at an input end. When the frequency of the AC power is set to f and the maximum resistance value of the load (5) is set to RLmax, the electrostatic capacitance of the first capacitor (Cd1) and the two capacitor (Cd2) is less than 1/ (2fRLmax). One

【技术实现步骤摘要】
无线受电装置及使用其的无线电力传送装置以及整流器
本专利技术涉及优选用于从供电侧向受电侧无线传送电力的无线电力传送装置的受电装置，将交流电力转换为直流电力的整流器的结构。
技术介绍
已知一种无线电力传送技术，其利用相对的初级(供电)线圈和次级(受电)线圈之间的磁耦合，将赋予初级线圈的交流电流的能量无线地传送给次级线圈。这种无线电力传送技术中，随着根据负载的状态而产生的阻抗的变化，电力传送效率降低被视为问题。为了解决这种问题，例如，在专利文献1中提出以下方案：检测充电部的阻抗，检测出的阻抗较低的情况下，选择桥式整流电路，检测的阻抗达到较高的值的情况下，选择倍压整流电路，由此，抑制传输效率的降低。现有技术文献专利文献专利文献1：国际公开第2013/136409号
技术实现思路
但是，在专利文献1中公开的技术中，需要切换桥式整流电路和倍压整流电路的开关、检测充电部的阻抗的检测单元、控制开关的接通/关断的控制电路等硬件。特别是在要处理的电力较大的情况下，需要大型的开关，因此，产生高成本化和设置空间确保的问题。另外，软件中，需要检测负载的阻抗且控制开关的接通/关断的时机的主动的控制运算法，还存在系统复杂化的问题。另外，在专利文献1中，与整流二极管并联连接电容器虽然作为倍压整流电路发挥作用，但是关于其对作为高次谐波的产生源的整流二极管的影响没有考虑到，在这一点上还有改进的空间。本专利技术是鉴于上述课题而开发的，其目的在于，不必另外设置需要主动控制的阻抗变换器，减少了高次谐波成分，抑制了从整流器的输入侧观察到的负载阻抗的变动。用于解决课题的技术方案为了解决上述课题，本专利技术提供一种无线受电装置，其特征在于，具备通过磁场取入交流电力的受电线圈和将所述受电线圈接收的交流电力转换为直流电力并输出到负载的整流器，所述整流器具有：被桥式连接的多个二极管；第一电容器，其与所述多个二极管中的、阳极被连接于所述整流器一个输入端的二极管并联连接；第二电容器，其与阴极被连接于所述一个输入端的二极管并联连接，将所述交流电力的频率设为f，将所述负载的最大电阻值设为RLmax时，所述第一电容器的静电电容C1和所述第二电容器的静电电容C2满足C1、C2＜1/(2fRLmax)。根据本专利技术，能够使整流器作为桥式整流电路或倍压整流电路进行动作，能够根据与整流器的输出连接的负载的阻抗变化，使整流器作为桥式整流电路进行动作的桥式整流模式和作为倍压整流电路进行动作的倍压整流模式的时间比率被动地变化。即，在负载的阻抗较低时，能够延长桥式整流模式下的动作期间，在负载的阻抗较高时，能够延长倍压整流模式下动作期间。因此，不必另外设置需要主动控制的阻抗转换器，能够抑制从整流器输入侧观察的负载的阻抗变动。另外，根据本专利技术，能够将倍压整流模式相对于输入整流器的交流电力的半周期的时间比率的上限值设定为小于100％。因此，能够在负载的阻抗变动范围内使两个模式以适当的时间比率进行动作，由此，能够抑制负载阻抗的变动。进而，通过将与二极管并联连接的电容器设定为适当的电容，能够使该电容器具有作为高次谐波滤波器的作用。在本专利技术中，所述第一电容器及第二电容器的静电电容C1、C2都优选满足1/(80×2fRLmax)＜C1、C2。根据这种构成，能够使倍压整流模式相对于输入整流器的交流电力的半周期的时间比率的上限值大于10％。因此，能够在负载阻抗的变动范围内使两个模式以适当的时间比率进行动作，能够进一步提高抑制负载阻抗变动的效果。在本专利技术中，优选所述第一电容器及第二电容器静电电容C1、C2大致相等。根据这种构成，能够将在整流器的输入电流的极性的反转前后的输出电流的波形设为大致对称。其结果是，能够减少向负载输入电流的纹波。另外，本专利技术的无线电力传送装置，其特征为，具备具有供电线圈的无线供电装置和接收从所述无线供电装置无线传送的电力的上述本专利技术的无线受电装置。此外，本专利技术提供一种整流器，将输入交流电力转换为直流电力并输出到负载，其特征在于，具有：被桥式连接的多个二极管；第一电容器，其与所述多个二极管中的阳极被连接于所述整流器一个输入端的二极管并联连接；第二电容器，其与阴极被连接于所述一个输入端的二极管并联连接，将所述交流电力的频率设为f，将所述负载的最大电阻值设为RLmax时，所述第一电容器的静电电容C1和所述第二电容器的静电电容C2满足C1、C2＜1/(2fRLmax)。专利技术效果根据本专利技术，能够提供不必另外设置需要主动控制的阻抗转换器,减少高次谐波成分，同时，可以抑制从整流器的输入侧观察的负载阻抗变动的整流器及使用其的无线受电装置以及无线电力传送装置。附图说明图1是表示根据本专利技术的第一实施方式的无线电力传送装置的构成的框图；图2是表示包含整流器51的受电装置的构成的电路图；图3(a)及(b)是整流器51设为桥式整流电路的动作模式的说明图；图4(a)和(b)是整流器51设为倍压整流电路的动作模式的说明图；图5是表示桥式整流电路及倍压整流电路的电力传送效率的时间变化的一个例子的曲线图；图6是整流器51的等效电路图；图7是表示整流器51的输入和输出电流的波形图；图8(a)和(b)是等效电路，(a)是桥式整流动作模式下的等效电路，(b)是倍电压整流动作模式下的等效电路；图9是表示整流器51的输入电压vrect的波形图。图10(a)及(b)是分别表示模式的切换点的位置的输入电压vrect的波形图，(a)表示切换时机晚(D较大)的情况，(b)表示切换时机较早(D较小)的情况。图11是表示从整流器51的输入侧观察的负载阻抗|Zac|和实际负载阻抗RL的关系的曲线图；图12是表示第二实施方式的受电装置的构成的电路图；图13是表示第三实施方式的受电装置的构成的电路图。符号说明1无线电力传送装置2供电装置3受电装置4交流电源5负载10电源部11转换器20逆变器30供电线圈40受电线圈40U受电线圈单元50输出电路部51整流器C1、C2静电电容Ca串联电容器Cb并列电容器Cd1第一电容器Cd2第二电容器Cs平滑电容器D模式的切换点D1～D4二极管La串联线圈P1、P2整流器的一对输入端P3、P4整流器的一对输出端RL负载阻抗具体实施方式以下，参照附图对本专利技术的优选实施方式详细地进行说明。图1是表示本专利技术的第一实施方式的无线电力传送装置的构成的框图。如图1所示，无线电力传送装置1由供电装置2(无线供电装置)和受电装置3(无线受电装置)的组合构成，无线地从供电装置2向受电装置3传送电力。供电装置2具备：电源部10，其将从交流电源4供给的交流电压转换成规定的直流电压；逆变器20，其将电源部10输出的直流电压转换为规定的频率(例如100kHz)的交流电压(矩形波)；供电线圈30，其接收交流电压而生成磁通量。电源部10的构成没有特别限定，例如由PFC(功率因数校正电路)和非绝缘型DCDC转换器构成，从交流电源4供给的交流电力通过PFC转换为直流电压，再通过非绝缘型DCDC转换器转换为规定的电压电平。受电装置3具备：通过供电线圈30产生的磁场取入交流电力的受电线圈40和包含将受电线圈40接收的交流电力转换为直流电力的整流器的输出电路部50。输出电路部50的输出电压供给至负载5。图2是表示受电装置3的构成的电路图。如图2所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无线受电装置，其特征在于，

【技术特征摘要】
2016.12.07 JP 2016-2376391.一种无线受电装置，其特征在于，具备：通过磁场取入交流电力的受电线圈；以及将所述受电线圈接收的交流电力转换为直流电力并输出到负载的整流器，所述整流器具有：被桥式连接的多个二极管；第一电容器，其与所述多个二极管中的、阳极被连接于所述整流器的一个输入端的二极管并联连接；以及第二电容器，其与阴极被连接于所述一个输入端的二极管并联连接，将所述交流电力的频率设为f，将所述负载的最大电阻值设为RLmax时，所述第一电容器的静电电容C1和所述第二电容器的静电电容C2满足C1、C2＜1/(2fRLmax)。2.根据权利要求1所述的无线受电装置，其中，所述第一电容器的静电电容C1和所述第二电容器的静电电容C2满足1/(80×2fRLmax)＜C1、C2。3.根据权利要求1或2所述的无线受电装置，其中，所述第一电容器的静电电容C1和所述第二电容器的静电电容...

【专利技术属性】
技术研发人员：伊井彰宏，
申请(专利权)人：TDK株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP