电力传送系统技术方案

本发明专利技术提供一种电力传送系统，能够通过简单的控制来提高电力传送效率，并且能够适当地控制向负载提供的电力。在受电装置的负载开路的状态下，在第一谐振电路与第二谐振电路发生了耦合的情况下，将谐振频率划分为低频侧的谐振频率(fe)和高频侧的谐振频率(fm)。在低频侧的谐振频率(fe)和高频侧的谐振频率(fm)的中间，存在耦合电极上所带有的高频高电压(ACV)变得极小的频率。由此，在对第二谐振电路的负载较轻的状态下，将高频高电压(ACV)变得极小的频率确定为驱动频率。在安放了受电装置的状态下测量谐振频率的特性而确定了驱动频率之后，在该驱动频率处高效率进行电力传送。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种无线地传送电力的电力传送系统。
技术介绍
作为有代表性的无线电力传送系统，已知的有利用磁场从送电装置的初级线圈向受电装置的次级线圈传送电力的磁场耦合方式的电力传送系统。但是，在通过磁场耦合来传送电力的情况下，由于通过各线圈的磁通的大小对电动势具有较大影响，对初级线圈与次级线圈的相对位置关系具有较高的精度要求。另外，由于利用线圈，难以实现装置的小型化。另一方面，如专利文献1中所公开的那样的电场耦合方式的无线电力传送系统也是已知的。在该系统中，通过电场从送电装置的耦合电极向受电装置的耦合电极传送电力。 在该方式中，耦合电极的相对位置精度要求相对不严，另外，还可以实现耦合电极的小型、薄型化。图1是专利文献1的电力传送系统100的框图。该电力传送系统100包括供电装置152和受电装置154。供电装置152具备谐振部62和供电电极64、66。受电装置IM具备受电电极80、82、谐振部184、整流部86、电路负载88、电力测量部120和阻抗控制部130。 电力测量部120通过检测电路负载88的两端电压来测量当前提供给电路负载88的电力值，并且将测量出的电力值输出到阻抗控制部130。阻抗控制部130基于从电力测量部120 输出的电力值，控制诸如使用了变容二极管的可变电容元件Cvl的两端电压或可变感应元件Lvl的电感，并且使所提供的电力值最大化。专利文献2公开了由无线电力传送系统构成充电装置，并且考虑到了在该二次电池充满电后的再充电。图2是专利文献2的电力传送系统的框图。送电装置1具备振荡电路11、驱动时钟生成电路12、驱动器控制电路13、驱动器电路14a、14b、电容器15a、15b、初级线圈16、电流检测电路17、以及控制电路18。初级线圈16与受电装置2侧的次级线圈21电磁耦合，通过电磁感应作用从初级线圈16侧向次级线圈21侧传送电力。电流检测电路17检测流到初级线圈16的电流。将该检测电流输入到控制电路18。控制电路18基于电流检测电路17的检测电流来进行给定的供电控制。受电装置2接收从送电装置1送出的电力，并且通过该电力对二次电池沈进行充电。受电装置2具备次级线圈21、整流电路22、平滑用电容器23、调节器(regulator) M、 监视电路25、以及二次电池26。次级线圈21与送电装置1侧的初级线圈16电磁耦合以感应出电压。初级线圈16 和次级线圈21的任一个均由在同一平面内将绕线卷为螺旋状的平面状的平面线圈形成， 并且通过使该平面彼此对置地接近来产生电磁感应作用。整流电路22对次级线圈21的感应电压进行整流。平滑用电容器23对来自整流电路22的输出电压进行平滑化。将该平滑化电压提供给调节器M。调节器M基于上述的平滑化电压，生成所期望的稳定后的电压，并且将该生成电压分别提供给监视电路25和二次电池沈。将负载27与二次电池沈连接。监视电路25根据来自调节器M的输出电压进行动作，并监视二次电池26的电压或电流。专利文献1 JP特开2009-296857号公报专利文献2 JP特开2008-236968号公报在专利文献1的电力传送系统中，通过对电路负载88的两端电压进行检测来测量当前正在向电路负载88提供的电力，并且通过按照使所提供的电力值最大化的方式来控制可变电容元件的电容值或可变感应元件的电感值，来控制交流信号生成部生成的交流信号的频率，但是该控制较为复杂。在专利文献2的电力传送系统中，在二次电池充满电之后进行再充电的情况下， 在每个给定的定时处对初级线圈进行驱动，并且在从该驱动开始经过给定时间之后检测流过初级线圈的电流，基于该检测电流来控制初级线圈，但是由于被初级线圈所感应的电流较为微弱，存在系统变得复杂的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种电力传送系统，能够通过简单的控制来提高电力传送效率，并且能够适当地控制向负载提供的电力。本专利技术的电力传送系统具有以下构成。本专利技术的电力传送系统具备送电装置，其具备初级侧耦合电极、向该初级侧耦合电极施加高频的高电压的高频高电压产生电路、以及向所述高频高电压产生电路提供驱动电力的驱动电源电路；受电装置，其具备与和所述初级侧耦合电极耦合的次级侧耦合电极、 以及与所述次级侧耦合电极连接的负载电路，其中，具备电压检测单元，用于检测所述高频高电压产生电路的产生电压；中心频率检测单元，用于检测中心频率，所述中心频率是相对于所述高频高电压产生电路所产生的高频电压的频率变化、所述产生电压变得极小或基本上极小的频率；以及控制单元，通过将作为所述高频高电压产生电路所产生的高频电压的频率的驱动频率确定为所述中心频率或所述中心频率附近的频率，向所述受电装置进行电力提供。根据该构成，能够使送电装置要产生的高电压的频率最优化，并且能够容易地使从送电装置向受电装置传送的电力最大化。在本专利技术的电力传送系统中，由所述初级侧耦合电极和所述高频高电压产生电路形成的第一谐振电路的谐振频率与由所述次级侧耦合电极和所述负载电路形成的第二谐振电路的谐振频率大致相等，所述中心频率检测单元在包括在所述第一谐振电路与所述第二谐振电路发生了耦合的状态下所产生的两个耦合模式的频率(fe，fm)的频率范围内，检测所述高频电压。通过该构成，能够在短时间内设定能够得到最高耦合度的频率。在本专利技术的电力传送系统中，由所述初级侧耦合电极和所述高频高电压产生电路形成的第一谐振电路的谐振频率与由所述次级侧耦合电极和所述负载电路形成的第二谐振电路的谐振频率大致相等，所述控制单元在从所述第一谐振电路与所述第二谐振电路发生了耦合的状态下所产生的两个耦合模式的频率(fe，fm)中的高频带侧的频率(fm)到所述中心频率的频率范围内，设定所述驱动频率。根据该构成，能够抑制次级侧耦合电极的电位变化，并且能够抑制不必要的电磁场的泄漏。在本专利技术的电力传送系统中，所述控制单元在由所述电压检测单元所得到的检测电压低于阈值时，停止从所述驱动电源电路向所述高频高电压产生电路的电力提供。根据该构成，能够在从送电装置向受电装置传送的电力下降到给定量时进行自动停止。在在本专利技术的电力传送系统中，所述送电装置具备电流检测单元，用于检测从所述驱动电源电路向所述高频高电压产生电路的提供电流量、或者从所述高频高电压产生电路向所述初级侧耦合电极的提供电流量，所述控制单元监视在使所述高频高电压产生电路在与所述驱动频率不同的监视用频率处进行动作的状态下的所述提供电流量，并且在所述提供电流量变为了阈值以上时，通过使所述高频高电压产生电路在所述驱动频率处进行动作来向所述受电装置进行电力提供。根据该构成，可以通过简单的控制来检测受电装置相对于送电装置的耦合、以及电力传送的开始。在本专利技术的电力传送系统中，所述送电装置具备电流检测单元，用于检测从所述驱动电源电路向所述高频高电压产生电路的提供电流量、或者从所述高频高电压产生电路向所述初级侧耦合电极的提供电流量，所述控制单元在所述提供电流量变为了阈值以下时，停止从所述驱动电源电路向所述高频高电压产生电路的电力提供。根据该构成，能够通过简单的控制来检测从送电装置向受电装置传送的电力下降到给定量，从而进行自动停止。根据本专利技术，能够使送电装置要产生的高电压的频率最优化，并且能够容易地使从送电装置向受电装置传送的电力最大化本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种电力传送系统，具备：送电装置，其具备初级侧耦合电极、向该初级侧耦合电极施加高频的高电压的高频高电压产生电路、以及向所述高频高电压产生电路提供驱动电力的驱动电源电路；和受电装置，其具备与所述初级侧耦合电极耦合的次级侧耦合电极、以及与所述次级侧耦合电极连接的负载电路，其中，具备：电压检测单元，用于检测所述高频高电压产生电路的产生电压；中心频率检测单元，用于在使所述次级侧耦合电极与所述负载电路的耦合变弱的状态下，检测中心频率，所述中心频率是相对于所述高频高电压产生电路所产生的高频电压的频率变化、所述产生电压变得极小或基本上极小的频率；以及控制单元，通过将作为所述高频高电压产生电路所产生的高频电压的频率的驱动频率确定在所述中心频率或所述中心频率附近的频率，向所述受电装置进行电力提供。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：市川敬一，
申请(专利权)人：株式会社村田制作所，
类型：发明
国别省市：JP