非接触供电系统以及非接触供电装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供不需要进行与天线间距离对应的供电侧的交流电力的频率控制，就能够维持较高的供电效率的非接触供电系统以及非接触供电装置。非接触供电系统具备受电侧天线、供电侧天线、交流电力驱动器、匹配电路和控制电路。受电侧天线被安装于设备，通过电磁耦合接受电力。供电侧天线通过电磁耦合对受电侧天线供电。交流电力驱动器将从电源接受的电力转换为能够从供电侧天线向受电侧天线供电的交流电力。匹配电路被设置在交流电力驱动器和供电侧天线之间，能够调整传输线路的阻抗。控制交流电力驱动器以及匹配电路的控制电路在将交流电力驱动器控制为使得交流电力的频率成为供电侧天线的谐振频率的状态下，控制匹配电路进行阻抗匹配。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本申请涉及以非接触的方式向设备供电的技术。·
技术介绍
近些年，作为汽车车辆的新的行驶驱动技术，将电能作为动力源，利用电动机产生驱动力的电动汽车、利用内燃机和电动机的补充产生驱动力的所谓的混合动力汽车被不断开发，且正被实用化。利用安装于车辆的蓄电装置将电能蓄积在车辆内。一般情况下，蓄电装置使用镍氢电池、锂电池等可再充电的二次电池，利用来自于车辆外部的电源的供电进行对二次电池的充电。作为供电的方法，除了利用电缆连接车辆外部的电源和包含二次电池的蓄电装置间的情况之外，以非接触状态供电的方法也受到关注。公开有一种为了从车辆外部的电源以非接触状态对电动车辆供给充电电力，而具备高频电力驱动器、一次线圈和一次自谐振线圈的车辆用供电装置。利用高频电力驱动器将来自电源的电力转换为高频电力，通过一次线圈供给至一次自谐振线圈。一次自谐振线圈与车辆中的二次自谐振线圈之间磁耦合，以非接触状态向车辆供给电力(专利文献I)。另外，作为相关技术，公开有专利文献2、非专利文献I。专利文献I :日本特开2009 - 106136号公报专利文献2 :日本特表2009 - 501510号公报非专利文献I :Aristeidis Karalis,其他 2 人，“Efficient wirelessnon-radiative mid-range energy transfer，，，[online], 2007 年 4 月 27 日，Annals ofPhysics 323(2008)p. 34-48, [2009 年 11 月 20 日检索]，网络< URL:www. sciencedirect.com >然而，
技术介绍
仅例示了用于利用天线以非接触状态进行供电的电路构成。在使天线以非接触状态对置来进行供电的情况下，通过使供电侧的交流电力的频率与谐振频率一致，能够最高效地进行供电，但谐振频率伴随着互感随天线间距离变化而变化。因此，若天线间距离根据供电装置和车辆的位置关系而变动，则因谐振频率的变化，导致供电侧的交流电力的频率从谐振频率偏离，存在不能够进行有效供电的问题。另外，以往针对该问题也提出了根据随天线间距离变化的谐振频率来控制供电侧的交流电力的频率。然而，存在谐振频率处于供电侧电路的能够动作的频率范围外的情况下不能够调整，在处于电路动作范围内的情况下也需要复杂的控制的问题，所以不优选。
技术实现思路
本申请的目的在于提供不需要与天线间距离对应的供电侧的交流电力的频率控制，而能够维持较高的供电效率的非接触供电系统以及非接触供电装置。本申请公开的非接触供电系统是以非接触状态对将电能作为动力源利用的设备进行供电的系统，具备受电侧天线、供电侧天线、交流电力驱动器、匹配电路和控制电路。受电侧天线被安装于设备，通过电磁耦合接受电力。供电侧天线通过电磁耦合对受电侧天线供电。交流电力驱动器将从电源接受的电力转换为能够从供电侧天线向受电侧天线供电的交流电力。匹配电路被设置在交流电力驱动器和供电侧天线之间，能够调整传输线路的阻抗。控制交流电力驱动器以及匹配电路的控制电路在将交流电力驱动器控制为使得交流电力的频率成为供电侧天线的谐振频率或受电侧天线的谐振频率的状态下，控制匹配电路进行阻抗匹配。 另外，本申请公开的非接触供电装置是以非接触状态对将电能作为动力源进行利用的设备进行供电的供电装置，具备供电侧天线、交流电力驱动器、匹配电路和控制电路。供电侧天线通过电磁耦合对安装于设备的受电侧天线供电。交流电力驱动器将从电源接受的电力转换为能够从供电侧天线向受电侧天线供电的交流电力。匹配电路被设置在交流电力驱动器和供电侧天线之间，能够调整传输线路的阻抗。控制交流电力驱动器以及匹配电路的控制电路在将交流电力驱动器控制为使得交流电力的频率成为供电侧天线的谐振频率或受电侧天线的谐振频率的状态下，控制匹配电路进行阻抗匹配。根据本申请公开的非接触供电系统、非接触供电装置，使交流电力驱动器的交流电力的频率与供电侧天线的谐振频率或受电侧天线的谐振频率一致。而且，利用匹配电路进行阻抗匹配。通过供电侧天线的谐振频率或受电侧天线的谐振频率下的阻抗匹配的实施，不需要进行与天线间距离对应的供电侧的交流电力的频率控制，就能够维持较高的供电效率。附图说明图I是表示非接触供电系统的图。图2是表示供电动作中的谐振频率的图。图3是供电装置的电路框图。图4是受电装置的电路框图。图5是表示匹配电路的具体例的电路框图。图6是阻抗匹配处理的流程图。图7是表示匹配电路的变形例的电路框图。具体实施例方式图I是将非接触供电系统应用于对电动汽车或混合动力汽车进行供电的情况下的系统构成图。车辆2是电动汽车或混合动力汽车。表示车辆2入库于供电区域I的状态。在供电区域I埋设有供电装置10，与安装于车辆2的受电装置20之间进行非接触供电。在非接触供电中，供电装置10的供电侧天线11和受电装置20的受电侧天线21谐振，通过电磁耦合进行电力的供给。沿供电区域I的地表面配置供电侧天线11的进行电磁耦合的耦合面11A。沿车辆2的下表面配置受电侧天线21的进行电磁耦合的耦合面21A。供电侧天线11被包含供给交流电力的交流电力驱动器的供电部12驱动。供电部12被控制电路13控制。另外，通过受电侧天线21接受的交流电力被受电部22整流而蓄积至蓄电池等。受电部22被控制电路23控制。接下来，对非接触供电中的天线间距离和谐振频率的一般关系进行说明。图2表示包含供电侧天线11以及受电侧天线21的系统的谐振频率的特性。横轴是供电侧天线11和受电侧天线21的间隔距离(D)，纵轴是谐振频率(f)。间隔距离(D)为D = DO以上的区域是忽视与受电侧天线21的电磁耦合的影响的区域。系统不包含受电侧天线21，以供电侧天线11所具有的固有的谐振频率(f = f0)谐振。在间隔距离(D)为D = DO以下的区域，系统成为供电侧天线11和受电侧天线21电磁耦合的状态。是受到伴随电磁耦合的互感的影响的区域。在该区域，谐振频率随间隔距离(D)而变化。隔着供电侧天线11的固有的谐振频率(f = f0)存在2个谐振点，随着间隔距离(D)变短，2个谐振点远离。另外，以该区域的谐振频率能够得到较高的供电效率。图3是供电装置10的电路框图。供电装置10具备控制电路13、振荡器14、驱动电路12A、匹配电路12B、SWR (Standing Wave Ratio :驻波比，以下简记为SWR)计12C以及供电侧天线11。并且，在供电区域I具备区域内检测传感器15。·将从振荡器14输出的时钟信号输入至控制电路13，用于控制电路13内的动作时钟以及驱动电路12A的交流电力的供给等的周期控制。控制电路13以从振荡器14、SffR计12C以及区域内检测传感器15接收的信号为基础，控制驱动电路12A、匹配电路12B。驱动电路12A包含由变频器等构成的交流电力驱动器，通过匹配电路12B以及SWR计12C向供电侧天线11供给交流电力。控制电路13对该交流电力进行周期控制。匹配电路12B为了将从驱动电路12A供给的交流电力高效地供给至供电侧天线11，根据来自控制电路13的控制，取得供电侧天线11和驱动电路12A的阻抗匹配。SffR计12C对从驱动电路12A向供电侧天线11发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.01.26 JP 2010-0140941.一种非接触供电系统，以非接触状态对将电能作为动力源进行利用的设备进行供电，其特征在于，具备 受电侧天线，其被安装于所述设备，通过电磁耦合接受电力； 供电侧天线，其通过所述电磁耦合对所述受电侧天线进行供电； 交流电力驱动器，其将从电源接受的电力转换为能够从所述供电侧天线向所述受电侧天线供电的交流电力； 匹配电路，其被设置在所述交流电力驱动器和所述供电侧天线之间，能够调整传输线路的阻抗；和 控制电路，其控制所述交流电力驱动器以及所述匹配电路， 所述控制电路在将所述交流电力驱动器控制为使得所述交流电力的频率成为所述供电侧天线的谐振频率或所述受电侧天线的谐振频率的状态下，控制所述匹配电路来进行阻抗匹配。2.根据权利要求I所述的非接触供电系统，其特征在于， 所述匹配电路具备线圈、电容器、以及能够对是否将所述线圈和所述电容器各自与所述传输线路连接进行切换的开关， 所述控制电路通过切换所述开关的接通与断开来调整所述匹配电路的电感以及电容的值，从而进行阻抗匹配。3.根据权利要求2所述的非接触供电系统，其特征在于， 该非接触供电系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：山川博幸，伊藤泰雄，牛来直树，
申请(专利权)人：爱考斯研究株式会社，
类型：发明
国别省市：