电力接收装置以及电力接收方法制造方法及图纸

电力接收装置(3)的电力接收线圈(13)通过磁场谐振从电力输送装置(2)的电力输送线圈(12)接收能量的供给。电力接收线圈(13)的能量被由开关(31)选择的电力取出线圈(14_1～14_4)中的任一个作为电力取出、并被用于电池(34)的充电。控制电路(35)通过基于电池(34)的充电状态选择电力取出线圈(14_1～14_4)中的任一个来提高电池(34)的充电效率。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及。
技术介绍
以往，研究了利用电磁感应或电磁波来通过无线供给电力的技术。此外近年来，研究了通过使磁场谐振的磁场谐振来无线供给电力的技术。磁场谐振是磁场在谐振的两个线圈之间发生耦合，并发生能量传送的现象，也称为磁场共振。 在先技术文献专利文献专利文献I :日本专利文献特开2009-106136号公报；专利文献2 :日本专利文献特表2009-501510号公报；专利文献3 日本专利文献特表2002-544756号公报；专利文献4 :日本专利文献特开2008-301918号公报；专利文献5 :日本专利文献特开2008-160312号公报；专利文献6 :日本专利文献特开2006-230129号公报。
技术实现思路
通过在线圈之间传送能量，将负载连接到能量的取出侧的线圈，能够对负载供给电力。该电力供给的效率依赖于负载的阻抗。在连接电池作为负载情况下，由于电池的充电状态而负载的阻抗逐渐变化。因此，在以往的技术中，在从电池的放电状态到充满电状态之间，会发生电力供给的效率下降的状况。本专利技术的技术是鉴于上述的问题作出的，其目的在于提供提高对电池电力供给效率的。在本申请公开的中，电力接收装置包括从作为电力的供给源的线圈取出电力的多个电力取出线圈，通过开关选择多个电力取出线圈中的任一个使其与电池连接。多个电力取出线圈直径或者与电力取出线圈的距离或者圈数(匝数)不同。本专利技术的装置以及方法检测电池的充电状态从而切换开关。另外，在本申请公开的中，电力接收装置包括从作为电力的供给源的线圈取出电力并对电池充电的电力取出线圈，以及控制作为电力的供给源的线圈与电力取出线圈的位置关系的位置控制机构。本专利技术的装置以及方法检测电池的充电状态从而控制位置控制机构。专利技术效果根据本申请公开的，能够提高对电池的电力供给效率。附图说明图I是包括本实施例涉及的电力接收装置的电力输送接收系统的构成图；图2是图I所示的具有四个线圈的磁场谐振型电力输送接收系统的等价电路图；图3是说明锂离子电池充电的序列的说明图；图4是说明由于负载的变动造成电力输送效率下降的说明图；图5是说明对电力接收装置3的电力输送效率的说明图；图6是说明电力取出线圈的具体例子的说明图(其一)； 图7是说明电力取出线圈的具体例子的说明图(其二)；图8是电力接收装置3的电路构成图；图9是说明控制电路35的处理动作的流程图；图10是说明电力输送接收系统的变形例的说明图(其一)；图11是说明电力输送接收系统的变形例的说明图(其二)。具体实施例方式以下，基于附图详细地说明本专利技术涉及的的实施例。此外，本实施例不是用来限定公开的技术的实施例。实施例图I是包含本实施例涉及的电力接收装置的电力输送接收系统的构成图，图2是图I所示的具有四个线圈的磁场谐振型电力输送接收系统的等价电路图。图I所示的电力输送接收系统I是包括电力输送装置2和电力接收装置3的系统。电力输送装置2在其内部包括交流电源21、电力供给线圈11、以及电力输送线圈12。另外，电力接收装置3包括电力接收线圈13、四个电力取出线圈14_1 14_4、开关31、整流电路32、DD转换器(直流·直流转换器)33、电池(充电电池)34、以及控制电路35。电力输送线圈12和电力接收线圈13分别是LC振荡电路。LC振荡电路的电容器要素可以通过元件来实现，也可以开放线圈的两端，通过杂散电容来实现。在LC振荡电路中，当设电感为L，电容器电容为C时，由式⑴确定的外即为谐振频率。 8 -··:γ-…(I)在电力输送线圈12的谐振频率和电力接收线圈13的谐振频率十分接近，并且电力输送线圈12和电力接收线圈13的距离非常小的情况下，在电力输送线圈12和电力接收线圈13之间能够产生磁场谐振。因此，当在电力输送线圈12处于谐振状态并发生磁场谐振时，能够从电力输送线圈12向电力接收线圈13传送磁场能量。磁场谐振方式具有如下优点与使用了电磁波的情况相比能够传送更大电力，与电磁感应方式相比可获得更长的电力输送距离。电力供给线圈11将从交流电源21获得的电力通过电磁感应供给至电力输送线圈12。电力供给线圈11和电力输送线圈12的配置为能够产生电磁感应的距离以及配置。通过经由电力供给线圈11通过电磁感应使电力输送线圈12谐振，能够不需要电气性地连接电力输送线圈12和其他的电路，从而能够任意地并且高精度地设计电力输送线圈12的谐振频率。电力取出线圈14_1 14_4配置在这些线圈与电力接收线圈13之间产生电磁感应的位置。开关31选择电力取出线圈14_1 14_4中的任一个，使其与整流电路32连接。当电力接收线圈13通过磁场谐振而谐振时，从电力接收线圈13向电力取出线圈14_1 14_4中的开关31选择的线圈发生通过电磁感应的能量移动。移动至开关31所选择的线圈的能量被作为电力取出，经由开关31、整流电路32、DD转换器33提供给电池34电池34。这样通过经由电力取出线圈14_1 14_4通过电磁感应从电力接收线圈13取出电力，能够不需要电气性地连接电力接收线圈13和其他的电路，从而能够任意地并且高精度地设计电力接收线圈13的谐振频率。交流电源21输出预定频率以及振幅的交流电流。下面将该交流电源21的频率称为驱动频率。与交流电源21电连接的电源供给线圈11以驱动频率进行振动。因此，电力 输送线圈12以驱动频率进行谐振。同样地，电力接收线圈13也是以驱动频率进行谐振。这样，在电力输送接收系统I中，交流电源21的电力经过电源供给线圈11与电力输送线圈12的电磁感应、电力输送线圈12与电力接收线圈13的磁场谐振、以及电力接收线圈13与电力取出线圈14_1 14_4的电磁感应而被作为电力取出。被取出的电力被通过整流电路32转换成直流，并接受DD转换器33进行的电压转换而被用于电池34的充电。对于无线电力输送所要求的性能，可以例举出从电力输送部到电力接收部的电力输送效率。在图I、图2所示的例子中，将被输入到电力供给线圈11的有效电力和被与电力取出线圈14连接的负载电阻所消耗的电力之比设为电力输送效率。在对便携电话等移动设备或电动汽车(EV Electric Vehicle)进行供电的情况下，负载电阻部包括整流电路32、DD转换器33、以及电池34。一般地在锂离子电池充电过程中，如图3所示，采取在接近放电状态时进行恒定电流充电、当达到某种程度的充电量时进行恒定电压充电的序列。在这种情况下，从磁场谐振型无线电力输送系统角度来看，负载部的阻抗是逐渐变化的。因此，在固定了单个电力取出线圈的构成中，如图4所示的那样，难以始终实现良好的电力输送效率。在图4所示的例子中，如果负载电阻是10欧姆左右，那么能够获得O. 8以上的良好的电力输送效率。但是，当负载电阻为100欧姆时，电力输送效率为O. 55左右，当负载电阻为1000欧姆时，电力输送效率变为O. I左右。因此，图I所示的电力接收装置3为了抑制电力输送效率随着电池34的充电量的变化，即负载阻抗的变化而恶化或者变动，而根据电池34的充电状态进行电力取出线圈14_1 14_4的切换控制。电力取出线圈14_1 14_4与负载阻抗的变化对应，其直径的大小不同。电力取出线圈14_1 14_4如果配置为例如同心圆状，则不需要确保新的多余的空间。设本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：下川聪，
申请(专利权)人：富士通株式会社，
类型：
国别省市：