绝缘型谐振电路装置及非接触供电系统制造方法及图纸

绝缘型谐振电路装置具备：第一谐振电路，包括互相电磁耦合且电绝缘的第一及第二LC谐振电路，并根据输入的交流电压以预定的第一谐振频率进行振荡，产生振荡信号电压并输出；整流电路，包括多个开关元件，并依照预定的多个栅极信号对振荡信号电压进行切换，然后进行平滑而向负载输出预定的直流电压；第二谐振电路，具有与第一谐振频率实质上相同的第二谐振频率，与振荡信号电压谐振并进行检测，并将检测出的振荡信号电压输出；以及控制电路，通过将来自第二谐振电路的振荡信号电压与用于得到目标输出电压和/或目标输出电流的比较信号电压进行比较，产生用于控制整流电路的多个栅极信号并向整流电路输出。极信号并向整流电路输出。极信号并向整流电路输出。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】绝缘型谐振电路装置及非接触供电系统


[0001]本专利技术涉及具备例如相互电绝缘的多个LC谐振电路及控制电路的绝缘型谐振电路装置、和具备所述绝缘型谐振电路装置的非接触供电系统。

技术介绍

[0002]目前，无人搬运车(AGV(Automatic Guided Vehicle)等的移动体搭载有锂离子蓄电池等充电电池。在对该充电电池进行充电时，在使AGV移动至充电站之后，使搭载于AGV的受电线圈与充电站的送电线圈电磁耦合而在非接触充电系统中进行非接触充电。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1：日本专利第6201388号公报

技术实现思路

[0006]专利技术所要解决的技术问题
[0007]但是，在所述非接触充电系统中，如图10所示，存在以下两个课题。
[0008](课题1)若送电线圈与受电线圈之间的位置关系发生变化，则电感变化，谐振频率f
r
变化，开关频率f
sw
与f
r
变得不一致，从而造成效率恶化等的不良影响。由此，为了使开关频率与谐振频率一致，需要用于控制开关元件的驱动电路的机构。另外，由于充电电路的输出电压、输出电流等的输出特性根据电感的变化而变化，因此，用于满足充电电池的充电曲线的电路设计或控制变得复杂。
[0009](课题2)负载根据充电电池的余量而变动，其结果是，充电电路的输出电压、输出电流等的输出特性变动。由此，用于满足充电电池的充电曲线的电路设计或控制变得复杂。
[0010]在此，课题1及2例如可以通过专利文献1中公开的技术解决，但产生以下的其它课题。
[0011]例如，为了控制非接触供电系统的输出特性，需要追加送电装置的电路、或者相对于受电装置的电路的控制电路。另外，为了进行该控制，还需要利用无线通信系统。因此，存在因为构成部件的增加导致电路尺寸增大、或者因为通信延迟或中断而无法控制电路的输出特性这一课题。
[0012]本专利技术的目的在于解决以上的问题点，提供不需要用于解决所述两个课题的复杂控制，仅追加比现有技术简单的电路，就可以削减用于控制输出特性的一部分(送电装置的控制电路、或者用于控制送电装置的通信系统等)的绝缘型谐振电路装置、和使用所述绝缘型谐振电路装置的非接触供电系统。
[0013]用于解决问题的技术方案
[0014]本专利技术涉及的绝缘型谐振电路装置具备：
[0015]第一谐振电路，包括互相电磁耦合且电绝缘的第一及第二LC谐振电路，并根据输入的交流电压以预定的第一谐振频率进行振荡，产生振荡信号电压并输出；
[0016]整流电路，包括多个开关元件，并依照预定的多个栅极信号对所述振荡信号电压进行切换，然后进行平滑而向负载输出预定的直流电压；
[0017]第二谐振电路，具有与所述第一谐振频率实质上相同的第二谐振频率，与所述振荡信号电压谐振并进行检测，并将检测出的振荡信号电压输出；以及
[0018]控制电路，通过将来自所述第二谐振电路的振荡信号电压与用于得到预定的目标输出电压和/或预定的目标输出电流的比较信号电压进行比较，产生用于控制所述整流电路的所述多个栅极信号并向所述整流电路输出。
[0019]专利技术效果
[0020]因此，根据本专利技术涉及的绝缘型谐振电路装置等，通过在受电装置追加第二LC谐振电路，能够削减用于控制输出特性的一部分(送电装置的控制电路、或者用于控制送电装置的通信系统等)。由此，与现有技术相比，构成简单，可以大幅削减制造成本。
附图说明
[0021]图1是表示实施方式1涉及的非接触供电系统的构成例的框图。
[0022]图2A是表示图1的逆变电路12的构成例的电路图。
[0023]图2B是表示图1的控制电路30的构成例的框图。
[0024]图3是表示图1的非接触供电系统的动作例的各电压及信号的时序图。
[0025]图4是表示实施方式2涉及的非接触供电系统中使用的控制电路30A的构成例的框图。
[0026]图5是表示图4的非接触供电系统的动作例的各电压及信号的时序图。
[0027]图6是表示实施方式3涉及的非接触供电系统的构成例的框图。
[0028]图7是表示实施方式4涉及的非接触供电系统的构成例的框图。
[0029]图8A是表示图1等的LC谐振电路13的构成例的电路图。
[0030]图8B是表示变形例1涉及的LC谐振电路13A的构成例的电路图。
[0031]图8C是表示变形例2涉及的LC谐振电路13B的构成例的电路图。
[0032]图8D是表示变形例3涉及的LC谐振电路13C的构成例的电路图。
[0033]图8E是表示变形例4涉及的LC谐振电路13D的构成例的电路图。
[0034]图8F是表示变形例5涉及的LC谐振电路13E的构成例的电路图。
[0035]图9A是表示变形例6涉及的LC谐振电路14B的构成例的电路图。
[0036]图9B是表示变形例7涉及的LC谐振电路14C的构成例的电路图。
[0037]图9C是表示变形例8涉及的LC谐振电路14D的构成例的电路图。
[0038]图9D是表示变形例9涉及的LC谐振电路14E的构成例的电路图。
[0039]图9E是表示变形例10涉及的LC谐振电路14F的构成例的电路图。
[0040]图9F是表示变形例11涉及的LC谐振电路14G的构成例的电路图。
[0041]图10是表示用于说明现有技术涉及的问题点的非接触供电系统中的输出电压的频谱的图表。
具体实施方式
[0042]以下，参照附图对本专利技术涉及的实施方式进行说明。此外，对相同或同样的构成要
素标注相同的附图标记。
[0043](专利技术人的见解)
[0044]在以下的实施方式中，以下对于不需要在送电装置与受电装置之间进行通信，仅根据受电装置的信息控制受电装置的电路，能够相对于送电装置与受电装置之间的耦合度及负载变动而形成为所期望的输出特性(输出电压特性以及/或者输出电流特性)的绝缘型谐振电路装置及其控制方法、以及非接触供电系统进行说明。
[0045]为了解决上述现有技术中的课题，本专利技术涉及的实施方式的特征在于，其构成为仅根据受电装置的信息控制受电装置所具备的整流用逆变电路。在此，具有以下的构成。
[0046](1)若送电装置的送电线圈与受电装置的受电线圈之间的位置关系发生变化，则电感变化，或者，若耦合度发生变动，则送电装置的逆变电路的栅极信号与受电装置的整流电路(逆变电路)的栅极信号的相位差发生变化。
[0047](2)通过与受电装置的谐振电路连接的第二谐振电路检测该相位差，算出相对于负载的变动以及电感或耦合度的变动成为所期望的输出特性(输出电压或输出电流)的预定的相位差。
[0048](3)通过受电装置的控制电路控制驱动逆变电路的栅极信号的频率及相位差。此时本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种绝缘型谐振电路装置，具备：第一谐振电路，包括相互电磁耦合而电绝缘的第一LC谐振电路及第二LC谐振电路，并根据输入的交流电压以预定的第一谐振频率振荡，产生振荡信号电压并输出；整流电路，包括多个开关元件，并依照预定的多个栅极信号对所述振荡信号电压进行切换，然后进行平滑而向负载输出预定的直流电压；第二谐振电路，具有与所述第一谐振频率实质上相同的第二谐振频率，与所述振荡信号电压谐振并进行检测，并将检测出的振荡信号电压输出；以及控制电路，通过将来自所述第二谐振电路的振荡信号电压与用于得到预定的目标输出电压和/或预定的目标输出电流的比较信号电压进行比较，产生用于控制所述整流电路的所述多个栅极信号并向所述整流电路输出。2.根据权利要求1所述的绝缘型谐振电路装置，其中，所述绝缘型谐振电路装置还具备：逆变电路，设置于所述第一谐振电路的前级，所述逆变电路包括多个开关元件，并依照预定的多个栅极信号对输入电压进行切换，然后将切换后的所述交流电压向所述第一谐振电路输出，所述控制电路根据来自所述第二谐振电路的振荡信号电压生成预定的基准信号，并将所述基准信号与所述比较信号电压进行比较，从而算出所述逆变电路的多个栅极信号与所述整流电路的多个栅极信号之间的相位差，根据算出的所述相位差产生所述整流电路的多个栅极信号，使用产生的所述整流电路的多个栅极信号进行控制以使所述整流电路以所述相位差进行动作，由此以得到所述目标输出电压和/或所述目标输出电流的方式进行控制。3.根据权利要求1或2所述的绝缘型谐振电路装置，其中，所述整流电路包括：一对第一开关元件及第二开关元件，属于第一管脚；以及一对第三开关元件及第四开关元件，属于第二管脚，所述第一开关元件及所述第四开关元件是高侧的开关元件，所述第二开关元件及所述第三开关元件是低侧的开关元件，所述第一开关元件至所述第四开关元件以桥形式连接而构成，所述控制电路具备：积分单元，根据来自所述第二谐振电路的振荡信号电压产生与所述振荡信号电压同步的预定的同步信号电压；比较单元，通过将所述同步信号电压与所述比较信号电压进行比较，当所述同步信号电压达到所述比较信号电压时，产生彼此相同的第一栅极信号及第三栅极信号，并分别向所述第一开关元件及所述第三开关元件的控制端子输出；以及反相单元，将所述第一栅极信号反相，产生彼此相同的第二栅极信号及第四栅极信号，并分别向所述第二开关元件及所述第四开关元件的控制端子输出。4.根据权利要求1所述的绝缘型谐振电路装置，其中，所述整流电路包括：一对第一开关元件及第二开关元件，属于第一管脚；以及一对第三开关元件及第四开关元件，属于第二管脚，
所述第一开关元件及所述第四开关元件是高侧的开关元件，所述第二开关元件及所述第三开关元件是低侧的开关元件，所述第一开关元件至所述第四开关元件以桥形式连接而构成，所述控制电路根据来自所述第二谐振电路的振荡信号电压生成预定的基准信号，并将所述基准信号与所述比较信号电压进行比较，从而算出所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：三岛大地，伊藤勇辉，长冈真吾，上松武，
申请(专利权)人：欧姆龙株式会社，
类型：发明
国别省市：