非接触电力供给装置和充电系统制造方法及图纸

在此公开了非接触电力供给装置和充电系统。用于使用磁场谐振对至少一个设备进行充电的非接触电源包括ＡＣ电源；至少一个电路；充电表面；以及至少一个指示器，其用于根据磁场强度来指示相对于充电表面的充电优先级。相比于在指示器指示为具有更低充电优先级的充电表面的地带附近放置的外部设备，指示器指示为具有高优先级的充电表面的地带附近放置的设备将会更迅速地充电。可以由不同材料、图案、形状或偏移来指示充电表面上充电优先级地带的指示。另外，该非接触电源可以具有多于一个的高充电优先级地带。

【技术实现步骤摘要】
相关申请的交叉引用本申请包含与2009年7月23日向日本专利局提交的日本优先权专利申请JP 2009-171798中公开的主题有关的主题，将其全部内容通过引用的方式合并在此。
本专利技术涉及使用谐振现象(如，磁场谐振或电场谐振)来发射AC电力的非接触电力供给装置、用于使用谐振现象来接收AC电力的非接触电力接收装置以及非接触电力供给装置和非接触电力接收装置中所使用的优先度显示方法。
技术介绍
作为用于允许以非接触形式传输电能的技术，电磁感应方法和磁场谐振方法是可用的。电磁感应方法和磁场谐振方法具有如下面所述这样的各种差异，而近年来，关注于使用磁场谐振方法的能量传输。图14是磁场谐振型的非接触电力供给系统的配置的示意图，其中，电力供给源和电力供给对象或目的地相对于彼此以一对一的关系对应。参照图14，磁场谐振型的非接触电力供给装置包括电力供给源100和电力供给目的地200。电力供给源100例如可以是充电支架(cradle)，并包括AC(交流)电源101、激励元件102和谐振元件103。同时，电力供给目的地200可以是便携式电话终端，并包括谐振元件201、激励元件202和整流电路203。电力供给源100的激励元件102和谐振元件103以及电力供给目的地200的谐振元件201和激励元件202中的每一个均由空心线圈(air-core coil)形成。在电力供给源100的内部，激励元件102和谐振元件103通过电磁感应而彼此强耦合。类似地，在电力供给目的地200的内部，谐振元件201和激励元件202通过电磁感应而彼此强耦合。当电力供给源100的空心线圈形式的谐振元件103和电力供给目的地200的空心线圈形式的谐振元件201的自谐振频率彼此一致时，谐振元件103和谐振元件201被置入耦合量最大而损耗最小的磁场谐振关系。具体而言，图14的非接触电力供给系统以下列方式工作。首先，在电力供给源100中，将作为来自AC电源101的AC电流的能量的、预定频率的AC电力提供给激励元件102，在激励元件102中，通过AC电源101的电磁感应而感应出对于谐振元件103的AC电力。这里，AC电源101中生成的AC电力的频率等于电力供给源100的谐振元件103和电力供给目的地200的谐振元件201的自谐振频率。如上所述，电力供给源100的谐振元件103和电力供给目的地200的谐振元件201以磁场谐振关系而布置。因此，利用谐振频率，以非接触形式将作为AC电流等的能量的AC电力从谐振元件103提供至谐振元件201。在电力供给目的地200中，由谐振元件201接受来自电力供给源100的谐振元件103的AC电力。通过电磁感应，来自谐振元件201的AC电力经由激励元件202而被提供至-->整流电路203，并且由整流电路203转换并输出为DC(直流)电力。这样，以非接触形式将AC电力从电力供给源100提供至电力供给目的地200。注意，将从整流电路203输出的DC电力例如提供至与电池(未示出)连接的充电电路(未示出)，以便对电池进行充电。以上面结合图14所述的这种方式配置的电力供给源100和电力供给目的地200相对于彼此以一对一的关系对应的非接触电力供给系统具有下列特性。非接触电力供给系统在AC电源的频率和耦合量之间具有如图15A中那样的关系。在图15A中，即使AC电源的频率很低或者相反地很高，耦合量也不高，而是仅在出现磁场谐振现象的预定频率上呈现其最大量。换言之，耦合量依据磁场谐振而呈现频率选择性。进一步，图15B中图示了非接触电力供给系统的谐振元件103和201间的距离与耦合量之间的关系。在图15B中，耦合量随着各谐振元件之间的距离的增大而减小。然而，即使各谐振元件之间的距离很小，耦合量也不一定很大，而是在特定谐振频率上，耦合量在特定距离呈现最大值。进一步，在图15B中，如果各谐振元件之间的距离保持在某一范围内，则可以确保高于固定级别(level)的耦合量。进一步，图15C中图示了在非接触电力供给系统中谐振频率与获得了最大耦合量的各谐振元件间的距离之间的关系。在图15C中，在谐振频率很低的情况下，各谐振元件之间的距离很大。此外，在谐振频率很高的情况下，通过减小各谐振元件之间的距离而获得了最大耦合量。在当前广泛使用的电磁感应型的非接触电力供给系统中，电力供给源和电力供给目的地需要共享磁通量，并且为了有效地发送电力，电力供给源和电力供给目的地需要彼此靠近地布置。此外，要彼此耦合的电力供给源和电力供给目的地的轴向配准(axial registration)是重要的。同时，使用磁场谐振现象的非接触电力供给系统的优点在于：在非接触电力供给系统中，相比于电磁感应方法，可以在更大的距离上发送电力，并且即使轴向配准不是非常好，发送效率也不会显著地下降。根据上述，由于下列原因，磁场谐振型的非接触电力供给系统优于电磁感应型的非接触电力供给系统。首先，磁场谐振型的非接触电力供给系统容许各谐振元件之间的发送和接收线圈之间的位移，并且允许更长的发送距离。因此，磁场谐振型的非接触电力供给系统可以如图17中那样进行电力供给。具体而言，参照图17，可以将作为图17中的便携式终端的多个电力供给目的地放置在作为图17中的电力供给支架的单个电力供给源上，从而由后者对它们进行充电。然而，电力供给源或电力供给支架上所放置的多个电力供给目的地或便携式终端可能包括如下这样的电力供给目的地：其相比于其它电力供给目的地应当被更迅速地充电；或者可能包括如下这样的电力供给目的地：其例如可以在随后一天开始使用其之前而被充电。作为可以以这种方式的优先顺序对多个电力供给目的地进行充电的常规系统，日本专利特开No.2004-207137(下文将其称为专利文献1)中公开了接触型的电池组充电适配器。专利文献1中公开的电池组充电适配器可以同时对多个电池组进行充电，并且可-->以包括优先切换以便将充电的优先顺序应用于与其连接的电池组。然而，在常规的电池组充电适配器中，通过接触型连接建立充电适配器和电池组之间的电连接，并且电池组与充电适配器的连接位置是固定的。上文参考图13到图16所述的磁场谐振型的非接触电力供给系统进行非接触充电，并且具有如图16中那样的如下特性：电力供给目的地200和300相对于充电器形式的电力供给源100的放置位置是不确定的。因此，在磁场谐振型的非接触电力供给系统中，从其结构不能确定用于将电力提供给对象电力供给目的地的优先顺序。进一步，此不定性适用于磁场谐振型的非接触电力供给系统以及任何其他谐振型(如，电场谐振型)的非接触电力供给系统两者。
技术实现思路
根据上述，期望提供如下这样的谐振型的非接触电力供给系统：在所述系统中，可以将电力供给优先度应用于从电力供给源接收电力供给的电力供给目的地的每一个装置。根据本专利技术的示例性实施方式，使用磁场谐振发射AC电力的非接触电力供给装置包含用于生成AC电流的AC电源。该非接触电力供给装置还包括：至少一个电路，用于根据所述AC电源生成的AC电流而生成磁场；以及充电表面，用于根据电磁感应电路生成的磁场，通过使用磁场谐振而对在物理上与所述充电表面邻近的至少一个设备进行充电。该非接触电力供给装置中还包括至少一个指示器，用于根据磁场的磁场强度来指示相对于所述充电表本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非接触电力供给装置，其使用磁场谐振来发射ＡＣ电力，包括：ＡＣ电源，用于生成ＡＣ电流；至少一个电路，用于根据所述ＡＣ电源生成的ＡＣ电流而生成磁场；充电表面，用于根据所述至少一个电路生成的磁场，通过使用磁场谐振而对在物理上与所述充电表面邻近的至少一个设备进行充电；以及至少一个指示器，用于根据磁场的磁场强度，指示相对于所述充电表面的充电优先级。

【技术特征摘要】
JP 2009-7-23 171798/091.一种非接触电力供给装置，其使用磁场谐振来发射AC电力，包括：AC电源，用于生成AC电流；至少一个电路，用于根据所述AC电源生成的AC电流而生成磁场；充电表面，用于根据所述至少一个电路生成的磁场，通过使用磁场谐振而对在物理上与所述充电表面邻近的至少一个设备进行充电；以及至少一个指示器，用于根据磁场的磁场强度，指示相对于所述充电表面的充电优先级。2.如权利要求1所述的非接触电力供给装置，其中，所述至少一个指示器包括以同心方式排列在所述充电表面上的多个预定形状。3.如权利要求2所述的非接触电力供给装置，其中，最内部的预定形状指示最高充电优先级。4.如权利要求2所述的非接触电力供给装置，其中，最外部的预定形状指示最高充电优先级。5.如权利要求2所述的非接触电力供给装置，其中，所述预定形状是相同的。6.如权利要求4所述的非接触电力供给装置，其中，所述预定形状是圆形和方形中的一个。7.如权利要求1所述的非接触电力供给装置，其中，所述至少一个指示器包括以同心方式排列在所述充电表面上的多个色彩地带。8.如权利要求7所述的非接触电力供给装置，其中，最内部的色彩地带指示最高充电优先级。9.如权利要求7所述的非接触电力供给装置，其中，最外部的色彩地带指示最高充电优先级。10.如权利要求1所述的非接触电力供给装置，其中，基于所述至少一个设备相对于所述充电表面的物理位置，在所述至少一个设备的屏幕上显示所述至少一个指示器。11.如权利要求1所述的非接触电力供给装置，其中，所述至少一个指示器包括排列在所述充电表面上的垂直偏移地带，其中基于垂直偏移地带的垂直偏移来指示充电优先级。12.如权利要求1所述的非接触电力供给装置，其中，所述至少一个指示器至少包括由第一材料形成...

【专利技术属性】
技术研发人员：小堺修，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]