共振型非接触供电系统技术方案

本发明专利技术提供一种共振型非接触供电系统，从电源部被供给电力的共振系统至少由一次侧共振线圈、二次侧共振线圈以及负载构成。而且，上述电源部的输出频率fo被设定在频率f1≤fo≤频率f2、频率f3≤fo≤频率f4、……、频率f2n－1≤fo≤频率f2n的范围中的任意一个。上述频率f1、f2、f3、f4、……、f2n－1、f2n（f1＜f2＜f3＜……＜f2n－1＜f2n）是在将向上述共振系统供给上述频率的电力时的上述共振系统的输入阻抗设为Z1、Z2、Z3、……、Z2n－1、Z2n时成为Z1＝Z2、Z3＝Z4、……、Z2n－1＝Z2n的频率。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】共振型非接触供电系统
本专利技术涉及共振型非接触供电系统。
技术介绍
以往，提出有利用磁场共振来传送电力的方式(例如，参照专利文献I)。另外，提出有设计、制造容易的非接触电力传送装置的设计方法(例如，参照专利文献2)。在专利文献2的非接触电力传送装置的设计方法中，在用图表示共振系统的输入阻抗和频率的关系的情况下的上述输入阻抗成为极大的频率、和比上述输入阻抗成为极大的频率高并且输入阻抗成为极小的频率之间设定交流电源的频率。专利文献1:国际公开第2007/008646号专利文献2:日本特开2010-114964号公报可是，专利文献I未示出进行磁场共振的共振系统的共振频率的具体的确定方法。因此，难以设计并制造高效地传送电力的共振型非接触供电系统。专利文献2公开有共振系统的共振频率的具体的确定方法，能够容易地设计共振型的非接触电力传送装置。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种设计、制造容易，且电力传送效率高的共振型非接触供电系统。为了实现上述的目的，本专利技术的一种方式是一种共振型非接触供电系统，该共振型非接触供电系统具备供电设备，其具备电源部、和从上述电源部接受电力供给的一次侧共振线圈；以及受电设备，其具备对来自上述一次侧共振线圈的电力进行磁场共振并接受电力的二次侧共振线圈、和被供给上述二次侧共振线圈接受的电力的负载，该共振型非接触供电系统至少由上述一次侧共振线圈、上述二次侧共振线圈以及上述负载构成共振系统。而且，上述电源部的输出频率f。被设定在频率( f。^频率f2、频率f3< f。^频率f4>……、频率f2n — i≤f。≤频率f2n的范围中的任意一个，上述频率……、f2n —!> f2n Cf1 < f2 < f3 <……< < f2n)是在将向上述共振系统供给上述频率的电力时的上述共振系统的输入阻抗设为Z1、Z2、Z3、……、Z2n—1、Z2n时成为Z1 = z2、z3 = z4、……、Z2n-1 = Z2n 的频率。在该方式中，因为电源部的输出频率f。满足上述条件，所以能够提高电力传送效率。另外，在设计共振型非接触供电系统的情况下，电源部的输出频率需要设定为满足在电波法中允许使用的条件的频率，该频率需要设定为共振型非接触供电系统的共振系统的共振频率或者与共振频率接近的值。在该专利技术的共振型非接触供电系统中，能够将使用与应该向负载传送的电力的大小对应的部件作为构成共振系统的一次共振线圈、二次共振线圈等部件而构成的共振系统的共振频率容易地设定为满足在电波法中允许使用的条件的频率。因此，共振型非接触供电系统的设计、制造容易。在本专利技术的一方式中，上述供电设备以及上述受电设备的至少一方设置有将从上述电源部接受供给的电力通过电磁感应向上述一次侧共振线圈供给的感应线圈、或者将通过上述二次侧共振线圈接受的电力通过电磁感应取出的感应线圈，共振系统至少由上述感应线圈、上述一次侧共振线圈、上述二次侧共振线圈以及上述负载构成。共振型非接触供电系统为了在供电设备和受电设备之间进行非接触供电，至少存在一次侧共振线圈以及二次侧共振线圈两个共振线圈即可。可是，设置有将从电源部接受供给的电力通过电磁感应向一次侧共振线圈供给的感应线圈以及将由二次侧共振线圈接受的电力通过电磁感应取出的感应线圈中的至少一方的感应线圈的情况下,调整为匹配状态变得容易。另外，具备一次侧共振线圈、二次侧共振线圈以及两个感应线圈的全部的构成的情况下，调整为匹配状态更容易。在本专利技术的一方式中，上述感应线圈设置于上述供电设备以及上述受电设备双方。因此，与感应线圈仅设置于供电设备或者受电设备的一方的情况相比，调整为匹配状态变得容易。在本专利技术的一方式中，上述供电设备具备匹配器，其进行上述共振系统的输入阻抗和从上述共振系统的输入端观察上述电源部侧的阻抗的匹配；以及匹配器控制单元(匹配器控制部)，其调整上述匹配器。在该专利技术中，装备于供电设备的匹配器被匹配器控制单元调整为进行共振系统的输入阻抗和从上述共振系统的输入端观察上述电源部侧的阻抗的匹配。因此，即使共振系统的输入阻抗变化，也能够使电力的传送效率维持在良好的状态。另外，能够不取得受电设备的信息而在供电设备中与共振系统的输入阻抗的变化对应。根据本专利技术，能够提供一种设计、制造容易，电力传送效率高的共振型非接触供电系统。【附图说明】图1是一实施方式的共振型非接触充电系统的构成图。图2是省略一部分地表示图1的系统的电路图。图3是表示以不同的频率供给电力的情况的输入阻抗的实部和虚部的关系的图表。图4是表示高频电源的输出频率和电力传送效率的关系的图表。图5是省略一部分地表示第2实施方式的共振型非接触充电系统的电路图。图6是表示以不同的频率供给电力的情况的输入阻抗的实部和虚部的关系的图表。图7是表示高频电源的输出频率和电力传送效率的关系的图表。【具体实施方式】(第I实施方式)以下，参照图1?图4对将本专利技术具体化为用于对车载电池进行充电的共振型非接触充电系统的第I实施方式进行说明。如图1所示，作为共振型非接触供电系统的共振型非接触充电系统由设置于地上侧的供电设备10和安装于作为移动体的车辆的受电设备30构成。供电设备10具备作为电源部的高频电源11、与高频电源11的输出部连接的匹配器12、一次侧线圈13、阻抗测定单元(阻抗测定部)14以及电源侧控制器15。作为阻抗测定单元14使用电力测定器和相位测定器。受电设备具备二次侧线圈31、整流器32、充电器33、与充电器33连接的电池(二次电池)34、以及车辆侧控制器35。整流器32、充电器33以及电池34构成负载。共振系统由一次侧线圈13、二次侧线圈31以及负载(整流器32、充电器33以及电池34)构成。如图2所示，一次侧线圈13由作为感应线圈的一次线圈13a和一次侧共振线圈13b构成。一次线圈13a经由匹配器12与高频电源11连接。一次线圈13a和一次侧共振线圈13b以位于同轴上的方式配设，一次侧共振线圈13b连接有电容C。一次线圈13a通过电磁感应与一次侧共振线圈13b结合,从高频电源11向一次线圈13a供给的交流电力通过电磁感应向一次侧共振线圈13b供给。如图2所示，匹配器12由两个可变电容16、17和电感线圈18构成。一方的可变电容16与高频电源11连接，另一方的可变电容17与一次线圈13a并联连接。电感线圈18在两个可变电容16、17之间连接。通过可变电容16、17的容量变更从而匹配器12的阻抗变更。阻抗测定单元14与一次侧线圈13的一次线圈13a连接，其测定结果向电源侧控制器15输出。电源侧控制器15基于阻抗测定单元14的测定结果，将匹配器12调整为进行共振系统的输入阻抗和从共振系统的输入端观察高频电源11侧的阻抗的匹配。所谓从共振系统的输入端观察高频电源11侧的阻抗，换言之在本实施方式中是从电源部(高频电源11)到共振系统的输入端为止的阻抗。电源侧控制器15也作为匹配器控制单元(匹配器控制部)发挥作用。二次侧线圈31由作为感应线圈的二次线圈31a和二次侧共振线圈31b构成。二次线圈31a和二次侧共振线圈31b以位于同轴上的方式配设，二次侧共振线圈31b连接有电容C。二次线圈31a通过电磁感应与二次侧共振线圈31b本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种共振型非接触供电系统，其具备供电设备和受电设备，并至少由一次侧共振线圈、二次侧共振线圈以及负载构成共振系统，所述供电设备具备电源部和从所述电源部接受电力的供给的所述一次侧共振线圈，所述受电设备具备对来自所述一次侧共振线圈的电力进行磁场共振并接受电力的所述二次侧共振线圈和被供给所述二次侧共振线圈接受的电力的所述负载，其中，所述电源部的输出频率fo被设定为频率f1≤fo≤频率f2、频率f3≤fo≤频率f4、……、频率f2n－1≤fo≤频率f2n的范围中的任意一个，所述频率f1、f2、f3、f4、……、f2n－1、f2n（f1＜f2＜f3＜……＜f2n－1＜f2n）是在将向所述共振系统供给所述频率的电力时的所述共振系统的输入阻抗设为Z1、Z2、Z3、……、Z2n－1、Z2n时成为Z1＝Z2、Z3＝Z4、……、Z2n－1＝Z2n的频率。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.06.17 JP 2011-1353901.一种共振型非接触供电系统，其具备供电设备和受电设备，并至少由一次侧共振线圈、二次侧共振线圈以及负载构成共振系统，所述供电设备具备电源部和从所述电源部接受电力的供给的所述一次侧共振线圈，所述受电设备具备对来自所述一次侧共振线圈的电力进行磁场共振并接受电力的所述二次侧共振线圈和被供给所述二次侧共振线圈接受的电力的所述负载，其中， 所述电源部的输出频率f。被设定为频率fi ( 4<频率4、频率&<4<频率&、……、频率f2n— i≤fo≤频率f2n的范围中的任意一个， 所述频率 f\、f2> f3> f4、……、f2n— 1、f2? Cf1 < f2 < f3 <……< f2n— i < f2n)是在将向所述共振系统供给所述频率的电力时的所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：田口雄一，山口敦，
申请(专利权)人：株式会社丰田自动织机，
类型：
国别省市：