非接触供电装置制造方法及图纸

非接触供电装置(1)的受电装置(3)具有以第1频率进行谐振的第1谐振电路(20)、测量来自第1谐振电路(20)的输出电压而求得该输出电压的测量值的电压检测电路(27)、以及将包含表示输出电压的测量值的信息的信号发送到送电装置(2)的发送器(28)。非接触供电装置(1)的送电装置(2)具有以低于第1频率的第2频率进行谐振的第2谐振电路(13)、对第2谐振电路(13)提供具有可调节的开关频率的交流电力的电力供给电路(10)、接收包含表示输出电压的测量值的信息的信号的接收器(16)、以及根据输出电压的测量值来控制开关频率以使第2谐振电路(13)和电力供给电路(10)持续进行软开关工作的控制电路(18)。

Non-contact power supply device

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】非接触供电装置
本专利技术涉及非接触供电装置。
技术介绍
以往以来，已经研究了不经由金属的接触点等而通过空间来传输电力的、所谓的非接触供电(也称为无线供电)技术。作为非接触供电技术之一，已知通过电磁感应来供电的方式。在通过电磁感应来供电的方式中，利用一次串联二次(受电侧)并联电容器方式(以下称为SP方式)(例如，参照非专利文献1)。在SP方式中，在一次侧(送电侧)，电容器与作为变压器的一部分而工作的发送线圈串联连接，在二次侧(受电侧)，电容器与作为变压器的其它部分而工作的接收线圈并联连接。在SP方式中，由受电侧的接收线圈和电容器构成的谐振电路进行并联谐振，因而来自谐振电路的输出成为恒流输出。因此，与在受电侧为恒压输出的、一次串联二次串联电容器方式(以下称为SS方式)相比，SP方式一般难以控制。这是由于一般的电子装置是以恒压而被控制的。此外，若将送电侧的串联谐振用于电力传递，则在送电侧的发送线圈和受电侧的接收线圈之间的耦合度非常低的状态(例如，耦合度k<0.2)下，在供电时送电侧的谐振电流增大，并且能量传输效率降低。因此，在不能维持耦合度高的状态的用途中，优选不将送电侧的串联谐振用于电力传递。此外，在不利用送电侧的串联谐振的情况下，将受电侧设为并联谐振能够传递较大的电力。因此，在耦合度非常低的情况下，在非接触供电装置中，优选成为受电侧的谐振电路主要承担电力传递的电路结构。即，与SS方式相比基于SP方式的电路结构能够提高电力传递效率。另一方面，在SP方式中，已经提出了通过将送电侧和受电侧的谐振电路的电容器的电容设为适当的值而使受电侧的输出电压为恒压的技术(例如，参照非专利文献2)。现有技术文献非专利文献非专利文献1：远井他、“基于非接触供电的最大效率的耦合系数k和线圈Q的表现”、电气学会研究会资料.SPC、半导体电力变换研究会、2011年非专利文献2：藤田他、“使用串联以及并联谐振电容器的非接触供电系统”、电气学会论文志D(产业应用部门志)、Vol.127、No.2、pp.174-180、2007年
技术实现思路
专利技术要解决的课题然而，即使是非专利文献2中公开的技术，由于用于输出电压成为恒压的谐振电路的电容器的电容依赖于耦合度，因此在耦合度动态变化的环境中使用非接触供电装置的情况下，难以应用该技术。因此，本专利技术的目的在于提供一种即使发送线圈和接收线圈之间的耦合度动态变化，也能够抑制能量传输效率的降低的非接触供电装置。用于解决课题的手段作为本专利技术的一个方式，提供具有送电装置和从送电装置通过非接触而被传输电力的受电装置的非接触供电装置。在该非接触供电装置中，受电装置具有：第1谐振电路，其具有接收来自送电装置的电力的接收线圈和与接收线圈并联连接的第1谐振电容器，并且以第1频率进行谐振；电压检测电路，测量来自第1谐振电路的输出电压，从而求得该输出电压的测量值；以及发送器，将包含表示输出电压的测量值的信息的信号发送到送电装置，送电装置具有：第2谐振电路，其具有向受电装置提供电力的发送线圈和与发送线圈串联连接的第2谐振电容器，并且以低于第1频率的第2频率进行谐振；电力供给电路，对第2谐振电路提供具有可调节的开关频率的交流电力；接收器，接收包含表示输出电压的测量值的信息的信号；以及控制电路，根据输出电压的测量值来控制开关频率，以使第2谐振电路和电力供给电路持续进行软开关工作。在该非接触供电装置中，优选送电装置的控制电路在包含发送线圈和接收线圈之间的设想的耦合度中的第1频率且不包含第2频率的频率的范围内控制开关频率。在这种情况下，优选控制开关频率的频率的范围被设定为该频率的范围的下限频率成为设想的耦合度的最小值下的第1频率。然后，若输出电压的测量值超过第1电压，则优选控制电路将开关频率设定为该频率的范围的上限频率。此外，在该非接触供电装置中，优选送电装置的控制电路控制开关频率，以使输出电压的测量值与第1谐振电路进行谐振时的输出电压的差变小。专利技术效果本专利技术涉及的非接触供电装置达到即使发送线圈和接收线圈之间的耦合度动态变化也能够抑制能量传输效率的降低的效果。附图说明图1(A)是表示在SP方式中，受电侧的谐振电路的谐振频率大于送电侧的谐振电路的谐振频率时的、受电侧的谐振电路的输出电压的频率特性的一例的图。图1(B)是表示在SP方式中，送电侧的谐振电路的谐振频率与受电侧的谐振电路的谐振频率大致相等时的、受电侧的谐振电路的输出电压的频率特性的一例的图。图2(A)表示将送电侧和受电侧的谐振电路设为与图1(A)相同的谐振电路时的、流过发送线圈的电流的频率特性。图2(B)表示将送电侧和受电侧的谐振电路设为与图1(B)相同的谐振电路时的、流过发送线圈的电流的频率特性。图3是本专利技术的一个实施方式涉及的非接触供电装置的概要结构图。图4是表示开关频率的控制与每一个耦合度的输出电压的频率特性的关系的一例的图。具体实施方式以下，参照附图说明本专利技术的一个实施方式涉及的非接触供电装置。该非接触供电装置按照SP方式从送电装置向受电装置供电。在此，专利技术者着眼于：若使送电装置的谐振电路的谐振频率与受电装置的谐振电路的谐振频率彼此接近，虽然可供电的最大电力增加，但特别在耦合度低的情况下，流过送电装置的谐振电路所包含的发送线圈的电流也增加，并且能量传输效率不一定提高。图1(A)是表示在SP方式中，受电侧的谐振电路的谐振频率大于送电侧的谐振电路的谐振频率时的、受电侧的谐振电路的输出电压的频率特性的一例的图。此外，图1B是表示在SP方式中，送电侧的谐振电路的谐振频率与受电侧的谐振电路的谐振频率大致相等时的、受电侧的谐振电路的输出电压的频率特性的一例的图。在图1(A)和图1(B)中，横轴表示频率，纵轴表示电压。然后，图1(A)所示的曲线图101表示受电侧的谐振电路的谐振频率大于送电侧的谐振电路的谐振频率时的、受电侧的谐振电路的输出电压的频率特性。此外，图1(B)所示的曲线图102表示送电侧的谐振电路的谐振频率与受电侧的谐振电路的谐振频率大致相等时的、受电侧的谐振电路的输出电压的频率特性。如曲线图101所示，在受电侧的谐振电路的谐振频率大于送电侧的谐振电路的谐振频率的情况下，在送电侧的谐振电路的谐振频率f1、或受电侧的谐振电路的谐振频率f2中，输出电压达到峰值。另一方面，如曲线图102所示，在送电侧的谐振电路的谐振频率与受电侧的谐振电路的谐振频率大致相等的情况下，在发送侧和受电侧公共的谐振频率f3中，输出电压达到峰值。然后，该峰值电压比在受电侧的谐振电路的谐振频率大于送电侧的谐振电路的谐振频率的情况下的、哪一个电压的峰值都大。图2(A)表示将送电侧和受电侧的谐振电路设为与图1(A)相同的谐振电路时的、流过送电侧的谐振电路的发送线圈的电流的频率特性。此外，图2(B)表示将送电侧和受电侧的谐振电路设为与图1(B)相同的谐振电路时的、流过送电侧的谐振电路的发送线圈的电流的频率特性。在图2(A)和图2(B)中，横轴表示频率，纵轴表示电流。然后，图2(A)所示的曲线图201表示与图1(A)所示的受电侧的谐振电路的输出电压的频率特性对应的、流过发送线圈的电流的频率特性。此外，图2(B)所示的曲线图202表示与图1(B)所示的受电侧的谐振电路的输出电压的频率特性对应的、流本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种非接触供电装置，其具有送电装置和从所述送电装置通过非接触而被传输电力的受电装置，所述受电装置具有：第1谐振电路，其具有接收来自所述送电装置的电力的接收线圈和与所述接收线圈并联连接的第1谐振电容器，并且以第1频率进行谐振；电压检测电路，测量来自所述第1谐振电路的输出电压，从而求得该输出电压的测量值；以及发送器，将包含表示所述输出电压的测量值的信息的信号发送到所述送电装置，所述送电装置具有：第2谐振电路，其具有向所述受电装置提供电力的发送线圈和与所述发送线圈串联连接的第2谐振电容器，并且以低于所述第1频率的第2频率进行谐振；电力供给电路，对所述第2谐振电路提供具有可调节的开关频率的交流电力；接收器，接收包含表示所述输出电压的测量值的信息的信号；以及控制电路，根据所述输出电压的测量值来控制所述开关频率，以使所述第2谐振电路和所述电力供给电路持续进行软开关工作。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.01.13 JP 2017-0045271.一种非接触供电装置，其具有送电装置和从所述送电装置通过非接触而被传输电力的受电装置，所述受电装置具有：第1谐振电路，其具有接收来自所述送电装置的电力的接收线圈和与所述接收线圈并联连接的第1谐振电容器，并且以第1频率进行谐振；电压检测电路，测量来自所述第1谐振电路的输出电压，从而求得该输出电压的测量值；以及发送器，将包含表示所述输出电压的测量值的信息的信号发送到所述送电装置，所述送电装置具有：第2谐振电路，其具有向所述受电装置提供电力的发送线圈和与所述发送线圈串联连接的第2谐振电容器，并且以低于所述第1频率的第2频率进行谐振；电力供给电路，对所述第2谐振电路提供具有可调节的开关频率的交流电力；接收器，...

【专利技术属性】
技术研发人员：中尾悟朗，财津俊行，
申请(专利权)人：欧姆龙株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP