本发明专利技术涉及功率接收装置、功率传输装置以及控制装置。提供了一种可与根据来自功率传输装置的AC功率操作的第一负载电路连接的功率接收装置，其中所述功率接收器通过磁耦合从所述功率传输装置接收所述AC功率，所述阻抗调节器能够转换在所述功率接收器处接收的所述AC功率的电压和电流中的至少一个，所述控制器控制所述功率传输装置的输出电压的增加，当所述第一负载电路连接到所述功率接收装置时，所述AC功率通过所述阻抗调节器提供给所述第一负载电路，以及所述控制器控制所述阻抗调节器以便在其中所述功率传输装置的所述输出电压被增加的时长的至少一部分的期间所述阻抗调节器的输入阻抗低于所述第一负载电路的输入阻抗。
【技术实现步骤摘要】
这里描述的实施例涉及功率传输。
技术介绍
包括功率传输装置和从功率传输装置接收功率的功率接收装置的无线功率传输设备已公知。无线功率传输设备存在的问题在于，负载变化等等产生过度突入电流，导致功率接收侧上诸如晶体管的有源器件的损坏。常规地，为了解决此问题，采取了通过短路在功率接收侧上的电路以隔离共振电路来防止突入电流的方法。常规方法对于保护在功率接收侧的元件是有效的。然而，存在这样的可能性，在负载阻抗高(轻负载)的状态中的功率传输电压的逐渐增加会在功率传输侧上的装置中产生过量的电流。这导致在功率传输侧上的元件损坏。另外，要求使用能够容忍比实际功率传输状态中的电流值更高的电流值的器件作为功率传输装置。这导致装置成本的增加。
技术实现思路
根据一些实施例,提供了一种可与根据来自功率传输装置的AC功率操作的第一负载电路连接的功率接收装置，包括:功率接收器，阻抗调节器和控制器。所述功率接收器通过磁耦合从所述功率传输装置接收所述AC功率。所述阻抗调节器能够转换在所述功率接收器处接收的所述AC功率的电压和电流中的至少一个。所述控制器控制所述功率传输装置的输出电压的增加，当所述第一负载电路连接到所述功率接收装置时，所述AC功率通过所述阻抗调节器提供给所述第一负载电路。所述控制器控制所述阻抗调节器以便在其中所述功率传输装置的所述输出电压被增加的时长的至少一部分的期间所述阻抗调节器的输入阻抗低于所述第一负载电路的输入阻抗。附图说明图1示出了根据第一实施例的无线功率传输设备；图2示出了图1中的无线功率传输设备中的功率传输装置和功率接收装置；图3示出了根据第二实施例的无线功率传输设备；图4示出了根据第三实施例的阻抗调节器的配置实例；图5示出了根据第四实施例的阻抗调节器的配置实例；图6示出了电压增加速率和阻抗增加速率之间的关系；图7示出了根据第六实施例的无线功率传输设备；以及图8示出了根据第七实施例的阻抗调节器的配置实例。具体实施例方式下文中，参考附图详细描述实施例。图1 (a)示出了根据第一实施例的无线功率传输设备的框图。此无线功率传输设备包括:产生所述AC功率的AC功率产生器11 ;包括至少两个电感元件和至少一个电容元件的非接触功率输送器12 ;阻抗调节器(阻抗调节电路)13，转换输入电压和输出电压之间的关系或者输入电流和输出电流之间的关系或者这两者用于进行阻抗转换；控制器15控制AC功率产生器11和阻抗调节器13 ;以及消耗接收的功率的负载电路14。实际上，如图2所示，此无线功率传输设备包括两个装置，功率传输装置21和功率接收装置22。图1示出的功率输送器12包括在功率传输装置21侧的功率传输器16以及在功率接收装置22侧的功率接收器17。功率传输装置21包括AC功率产生器11和功率传输器16。功率接收装置22包括功率接收器17、阻抗调节器13、负载电路14和控制器15。替代包括在功率接收装置22中，负载电路14可以独立装置，并可以包括在其它装置中。控制器15控制阻抗调节器13和AC功率产生器11。从控制器15输出的控制信号被使用无线通信单元或者有线通信单元传输到在相对侧上的功率传输装置21。控制器15可以包括在功率传输装置21中而不是功率接收装置22中。控制器15可以与功率接收装置22和功率传输装置21分离，并且作为控制装置独立存在。替代地，控制器15可以以分布的方式包括在功率传输装置和功率接收装置两者中。在此情况中，使用无线通信单元或者有线通信单元在分布配置的控制器15之间传送信号。同样，控制装置可以作为分布方式的多个装置存在。图1 (b)示出了使用逆变器电路实现AC功率产生器11的情况的实施例。上部和下部开关21和22互补操作从而在输出端子产生AC电压和电流(AC功率)。产生的功率输入到非接触功率输送器12，更具体地，传输到功率传输器16。图1 (C)是非接触功率输送器12的实施例。非接触功率输送器12包括两个LC共振器。在功率传输侧的LC共振器包括相互串联的电容元件31和电感元件32。在功率接收侧的LC共振器包括相互串联的电感元件42和电容元件41。在功率传输侧的LC共振器对应于图2中的功率传输器16。在功率接收侧的LC共振器对应于图2中的功率接收器17。在图1 (C)的配置中，通过利用互相相对的电感元件32和42之间的磁耦合，分别与电感元件32和42串联的电容元件31和41与两个电感元件32和42在功率传输频率附近一起共振，其实现了从功率传输装置21到功率接收装置22的高效无线功率传输。在电感元件32和42之间的耦合系数“k”是根据电感元件的尺寸和传输距离的为一或更少的任意值。在此实例中，在功率传输侧和功率接收侧两者上提供电容元件。替代地，可以采纳例如，在功率接收侧提供电容元件31而在功率传输侧没有提供电容元件41的配置。在图1中的负载电路14可以是具有能量存储功能的二次电池或者不具有能量存储功能的装置。这里，负载电路14的输入阻抗，其为输入电压除以输入电流，标记为“ZL”。类似地，阻抗调节器13的输入阻抗标记为“Z2”。功率输送器12的输入阻抗标记为“Z1”。在本实施例中，当增加功率传输电压“Vs”用于激活AC功率产生器11或者增加传输功率时，在AC功率产生器11中产生由功率传输电压“Vs”除以阻抗“Z1”得到的电流。在阻抗调节器13的状态固定的情况中，在共振频率附近，“ZL”值越高，阻抗“Z1”的值变得越低。因此，在提供的电压没有达到操作电压并且负载电路14没有消耗电流或在轻负载下消耗的电流低的情况中，阻抗“ZL”变得无穷大或者大的值但是阻抗“Z1”变成低值。这在AC功率产生器11处产生过电流并且损坏开关元件等等(电流路径直到图1 (c)的功率传输侧并且电流没有到达功率接收侧)。为了解决此问题，例如，具有高承受电流值的开关元件的使用增加了用于执行AC功率产生器的成本。因此，在本实施例中，在功率输送器12和负载电路14之间提供阻抗调节器13。另夕卜，提供了用于控制阻抗调节器13和AC功率产生器11的控制器15。通过控制器15控制阻抗调节器13仅要求至少一个触发器用于引起阻抗调节器13开始调节阻抗(减少阻抗)。另外，该控制可以包括关于阻抗调节的速度、调节的时长和暂时停止的处理。通过控制器15控制AC功率产生器11仅要求至少一个触发器用于开始增加AC功率产生器11 (功率传输装置)的输出电压。另外，该控制可以包括对输出电压的增加速度、增加时长以及暂时停止的处理。阻抗调节器13可以转换通过功率接收器17接收的AC功率的电压和电流中的至少一个。在负载电路14连接到功率接收装置以允许AC功率通过阻抗调节器13提供给负载电路的情况下，控制器15控制AC功率产生器11以便功率传输电压“Vs”逐渐增加以达到目标值(负载电路的操作电压)，并且进一步控制阻抗调节器13以便在此期间满足“Z2〈ZL”。更具体地，当满足“Z2〈ZL”时，此控制器适当增加“Z2”并且当功率传输电压“Vs”达到目标值时最终实现“Z2=ZL”。该状态在最终状态处不必变为“Z2=ZL”。其中的一个可以更高。根据这样的控制，甚至在功率传输电压“Vs”达到目标值之前，电流不仅在功率传输侧而且在功率接收侧流动，并由此防止在AC功率产生器11处的过电流。注本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种可与根据来自功率传输装置的AC功率操作的第一负载电路连接的功率接收装置，包括：功率接收器，通过磁耦合从所述功率传输装置接收所述AC功率；阻抗调节器，能够转换在所述功率接收器处接收的所述AC功率的电压和电流中的至少一个；以及控制器，控制所述功率传输装置的输出电压的增加，其中当所述第一负载电路被连接到所述功率接收装置时，所述AC功率通过所述阻抗调节器提供到所述第一负载电路，以及所述控制器控制所述阻抗调节器以便在其中所述功率传输装置的所述输出电压被增加的时长的至少一部分的期间所述阻抗调节器的输入阻抗低于所述第一负载电路的输入阻抗。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：鬼冢浩平，大高章二，石原宽明，杜冢芙美，
申请(专利权)人：株式会社东芝，
类型：发明
国别省市：
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