專利名稱：供電裝置、受電裝置以及無線供電系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及基于用于非接觸(無線)電力供給和接收的非接觸供電方式的供電裝 置、受電裝置以及無線供電系統(tǒng)。
背景技術：
電磁感應方式是已知的作為用于無線供電的方式。此外，近年來，一種采用被稱為基于電磁共振現(xiàn)象的磁場共振方式的方式的無線 供電與充電系統(tǒng)引起了人們的關注。目前，在已經(jīng)廣泛使用的基于電磁感應方式的非接觸供電系統(tǒng)中，供電源與供電 目標(受電側)需要共享磁通量。因此，需要將供電源和供電目標設置得彼此極其接近，從 而以高效率發(fā)送電力，并且耦合的軸對準也很重要。相反，使用電磁共振現(xiàn)象的非接觸供電系統(tǒng)的優(yōu)勢在于，由于電磁共振現(xiàn)象的原 理，與電磁感應方式相比，電力可以傳輸更長的距離，并且即使在出現(xiàn)軸對準有些低時傳輸 效率也不會很大地降低。除了磁場共振方式，電場共振方式也是已知的作為基于電磁共振現(xiàn)象的方式。例如，日本專利公開第2001-185939號(下文稱作專利文獻1)公開了一種采用共 振的電磁感應型非接觸數(shù)據(jù)載波系統(tǒng)。在專利文獻1中披露的技術具有這樣的結構，其中，通過電磁感應將電力從連接 到供電電路的供電線圈傳輸?shù)焦舱窬€圈，并通過連接到共振線圈的電容和電阻器來調(diào)節(jié)頻 率和品質(zhì)因數(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
在專利文獻1公開的結構實例中，通過共振線圈單元改變共振頻率。因此，用于供 電用線圈的阻抗調(diào)節(jié)時存在以下不利之處。具體地，盡管共振頻率調(diào)節(jié)(阻抗的虛部調(diào)節(jié))是可能的，但是實部基于電阻值來 調(diào)節(jié)，因此損耗大。在所公開的方法中，相反地，其用于品質(zhì)因數(shù)的調(diào)節(jié)。此外，存在另一個缺點，S卩，如果共振線圈的品質(zhì)因數(shù)高則損耗大。需要本發(fā)明提供能夠以低損耗進行阻抗匹配的供電裝置、受電裝置以及無線供電 系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明第一實施方式，提供一種供電裝置，包括電力發(fā)生器，被配置為產(chǎn)生 應被供給的電力；供電元件，被配置為由被供給有通過電力發(fā)生器產(chǎn)生的電力的線圈形成； 共振元件，被配置為通過電磁感應耦合至供電元件；以及可變匹配單元，被配置為包括用于 在供電元件的供電點上進行阻抗匹配的功能。供電元件的直徑是可改變的，并且可變匹配 單元能夠改變供電元件的直徑。根據(jù)本發(fā)明第二實施方式，提供一種受電裝置，包括共振元件，被配置為基于磁 場共振關系接收傳輸?shù)碾娏?；供電元件，被配置為由通過電磁感應耦合至共振元件且被供
5給有接收的電力的線圈形成；共振元件，被配置為通過電磁感應耦合至供電元件；以及可 變匹配單元，配置為包括用于在電力與供電元件的負載之間的連接部分上進行阻抗匹配的 功能。供電元件的直徑是可改變的，并且可變匹配單元能夠改變供電元件的直徑。根據(jù)本發(fā)明第三實施方式，提供無線供電系統(tǒng)，包括供電裝置、以及被配置為基于 磁場共振關系接收從供電裝置傳輸?shù)碾娏Φ氖茈娧b置。供電裝置包括電力發(fā)生器，產(chǎn)生應 被供給的電力；供電元件，由被供給有通過電力發(fā)生器產(chǎn)生的電力的線圈形成；共振元件， 通過電磁感應耦合至供電元件；以及可變匹配單元，包括用于在供電元件的供電點上進行 阻抗匹配的功能。供電元件的直徑是可改變的，并且可變匹配單元能夠改變供電元件的直 徑。受電裝置包括共振元件，基于磁場共振關系接收從供電裝置傳輸?shù)碾娏?；供電元件?由通過電磁感應耦合至共振元件且被供給有接收的電力的線圈形成；共振元件，通過電磁 感應耦合至供電元件；以及可變匹配單元，包括用于在電力與供電元件的負載之間的連接 部分上進行阻抗匹配的功能。供電元件的直徑是可改變的，并且可變匹配單元能夠改變供 電元件的直徑。本發(fā)明實施方式使可變阻抗匹配能夠具有低損耗。


圖1是根據(jù)本發(fā)明實施方式的無線供電系統(tǒng)的結構實例的框圖；圖2是示意性示出根據(jù)實施方式的無線供電系統(tǒng)中電力傳輸側上的線圈與受電 側上的線圈之間的關系的示圖；圖3是示意性示出根據(jù)實施方式的包括供電線圈的直徑改變功能與可變匹配電 路的結構的示圖；圖4是用于說明磁場共振系統(tǒng)的原理的示圖；圖5是示出磁場共振系統(tǒng)中耦合量的頻率特性的示圖；圖6是示出磁場共振系統(tǒng)中共振元件之間的距離與耦合量之間的關系的示圖；圖7是示出磁場共振系統(tǒng)中假設耦合量最大時共振頻率與共振元件之間的距離 的關系的示圖；圖8是示出通用可變匹配電路的一個實例的示圖；圖9是示意性示出根據(jù)實施方式的切換供電裝置與受電裝置中的供電線圈的直 徑的結構的示圖；以及圖10是示出實施方式和比較實例中與共振線圈間隔(電力傳輸側與受電側之間 的距離)改變相關聯(lián)的電力特性的示圖。
具體實施例方式下面將參照附圖描述本發(fā)明的實施方式。描述順序如下。1.無線供電系統(tǒng)的結構實例2.供電線圈的直徑改變功能與可變匹配電路3.磁場共振系統(tǒng)的原理4.用于供電線圈的直徑的控制處理
<1.無線供電系統(tǒng)的結構實例〉圖1是示出根據(jù)本發(fā)明實施方式的無線供電系統(tǒng)的結構實例的框圖。圖2是示意性示出根據(jù)實施方式的無線供電系統(tǒng)中電力傳輸側上的線圈與受電 側上的線圈之間的關系的示圖。無線供電系統(tǒng)10具有供電裝置20和受電裝置30。供電裝置20包括電力傳輸線圈單元21、可變匹配電路22、通過/反射電力檢測電 路23、高頻電力發(fā)生電路M以及作為控制單元的控制器25。電力傳輸線圈單元21具有作為供電元件的供電線圈211和作為共振元件的共振 線圈212。盡管共振元件也被稱作共振的線圈，但是在本實施方式的描述中將使用術語“共 振線圈”。供電線圈211由供給有AC電流的空心線圈形成。配置供電線圈211使得其直徑根據(jù)由還作為直徑變換器的可變匹配電路22產(chǎn)生 的切換控制信號而改變。共振線圈212由通過電磁感應耦合到供電線圈211的空心線圈形成。當共振線圈 212的自共振頻率與受電裝置30中的共振線圈312的自共振頻率一致時，共振線圈212進 入磁場共振關系，從而以高效率傳輸電力。<2.供電線圈的直徑改變功能與可變匹配電路〉圖3是示意性示出根據(jù)本實施方式的包括供電線圈的直徑改變功能與可變匹配 電路的結構的示圖。在圖3的供電線圈211中，一端連接至單元F/E的前端的主干線部(baclibone line part)MLl 作為供電器(power feeder)。此外，供電線圈211具有均有一端連接至主干線部MLl的另一端且直徑al、a2以 及a3彼此不同的空心線圈部SLl、SL2以及SL3。形成空心線圈部SL1、SL2以及SL3，使得它們的直徑具有al < a2 < a3的關系。根據(jù)本實施方式的供電線圈211和可變匹配電路22具有用于改變供電線圈211 直徑的切換單元SWl、Sff2O例如，可以將切換單元SWl、SW2配置為可變匹配電路22的一部分或電力傳輸線圈 單元21的一部分。切換單元SWl、SW2具有端子χ、y以及ζ。在開關SWl中，端子χ連接至前端單元F/E，端子y保持在非連接狀態(tài)。此外，端子 ζ連接至空心線圈部SLl的另一端。在開關SW2中，端子χ連接至前端單元F/E，端子y連接至空心線圈部SL2的另一 端。此外，端子ζ連接至空心線圈部SL3的另一端。開關SWl與SW2根據(jù)切換控制信號CSWl與CSW2獨立地切換。具體地，例如，當切換控制信號CSWl與CSW2指定第一狀態(tài)時，開關SWl與SW2被 控制而使得端子χ與端子y彼此連接。在這種情況下，供電線圈211的直徑是空心線圈部SL2的直徑。當切換控制信號CSWl與CSW2指定第二狀態(tài)時，開關SWl與SW2被控制而使得端 子X與端子Z彼此連接。
在這種情況下，供電線圈211的直徑基本上是空心線圈部SLl的直徑。這時，空心線圈部SLl與空心線圈部SL3都保持連接狀態(tài)。然而，空心線圈部SL 的直徑是al，其是空心線圈部SLl與SL3的直徑中較小的直徑。可變匹配電路22具有用于根據(jù)由控制器25提供的控制信號CSWl與CSW2在供電 線圈211的供電點上進行阻抗匹配的功能。通過/反射電力檢測電路23具有檢測電路M與22之間的電力傳輸中的通過以 及反射的電力的功能，并且將檢測結果作為信號S23提供至控制器25。通過/反射電力檢測電路23將由高頻電力發(fā)生電路M產(chǎn)生的高頻電力提供給可 變匹配電路22。高頻電力發(fā)生電路M產(chǎn)生用于無線電力傳輸?shù)母哳l電力。通過高頻電力發(fā)生電路M產(chǎn)生的高頻電力被經(jīng)由通過/反射電力檢測電路23提 供給可變匹配電路22，并且被供給(施加給)電力傳輸線圈單元21中的供電線圈211?？刂破?5接收由通過/反射電力檢測電路23產(chǎn)生的檢測結果，并將控制信號 CSWl與CSW2輸出至可變匹配電路22，使得可以通過可變匹配電路22中的阻抗匹配來執(zhí)行 高效率的電力傳輸。換句話說，控制器執(zhí)行控制，使得共振線圈212的自共振頻率可以與受電裝置30 中的共振線圈312的自共振頻率一致，從而共振線圈212可以進入磁場共振關系以高效傳 輸電力?？刂破?5包括具有無線通信功能的無線通信單元251，并且可以通過無線通信將 包括直徑改變信息等的控制信息和關于通過/反射電力的檢測結果的信息提供給受電裝 置30側上的控制器36和從受電裝置30側上的控制器36接收包括直徑改變信息等的控制 信息和關于通過/反射電力的檢測結果的信息。受電裝置30包括受電線圈單元31、可變匹配電路32、通過/反射電力檢測電路 33、整流電路34、電壓調(diào)節(jié)電路35以及控制器36。受電線圈單元31具有作為供電元件的供電線圈311和作為共振元件的共振的 (共振)線圈312。對于供電線圈311，通過電磁感應從共振線圈312供給AC電流。供電線圈311被配置為使得它的直徑可以通過作為直徑變換器的可變匹配電路 32改變。作為通過供電線圈311和可變匹配電路32而用于供電線圈311的直徑變換器的 結構，可以采用類似于上述供電裝置20側的直徑變換器的結構。因此，省略其具體描述。
這種情況下，前端單元F/E用作受電器。共振線圈312由通過電磁感應耦合至供電線圈311的空心線圈形成。當共振線圈 312的自共振頻率與供電裝置20中的共振線圈212的自共振頻率一致時，共振線圈312進 入磁場共振關系而高效地接收電力。可變匹配電路32具有用于根據(jù)由控制器36提供的控制信號CSW31與CSW32在供 電線圈311的負載端上進行阻抗匹配的功能。通過/反射電力檢測電路33具有響應于接收的AC電力檢測電路32與34之間 的電力傳輸中的通過以及反射的電力的功能，并且將檢測結果作為信號S33提供給控制器36。通過/反射電力檢測電路33將接收的AC電力提供給整流電路34。整流電路34將接收的AC電力整流為DC電力，并且將其提供給電壓調(diào)節(jié)電路35。電壓調(diào)節(jié)電路35將通過整流電路34提供的DC電力轉換為適用于作為供給目標 的電子裝置規(guī)格的DC電壓，并且將調(diào)節(jié)的DC電壓提供給電子裝置?？刂破?6接收通過/反射電力檢測電路33的檢測結果，并且將控制信號CSW31 與CSW32輸出至可變匹配電路32，使得可以通過可變匹配電路32中的阻抗匹配來執(zhí)行高效 的電力傳輸。控制器36包括具有無線通信功能的無線通信單元361，并且可以通過無線通信將 控制信息和關于通過/反射電力的檢測結果的信息提供給供電裝置20側上的控制器25和 從供電裝置20側上的控制器25接收控制信息和關于通過/反射電力的檢測結果的信息。下面將描述上述結構的操作，主要集中在磁場共振系統(tǒng)的原理和用于供電線圈 211和311的直徑的控制處理。<3.磁場共振系統(tǒng)的原理〉首先，將參照圖4 圖7描述磁場共振系統(tǒng)的原理。圖4是用于說明磁場共振系統(tǒng)的原理的示圖。將供電線圈視為供電元件以及共振線圈視為共振元件來進行以下原理的描述。基于電磁共振現(xiàn)象的系統(tǒng)包括電場共振系統(tǒng)和磁場共振系統(tǒng)。圖4是磁場共振系 統(tǒng)的無線(非接觸)供電系統(tǒng)的示圖，示出了其中供電源側與受電側具有一對一對應關系 的基本框圖。就與圖1的結構的相關性而言，供電側具有AC電源M、供電元件211以及共振元 件212，而受電側具有共振元件312、供電元件311以及整流電路34。由于圖4是用于說明基本原理的示圖，所以在供電裝置20側上省略了可變匹配電 路22、通過/反射電力檢測電路23以及控制器25。在受電裝置30側上，省略了可變匹配電路32、通過/反射電力檢測電路33、電壓 調(diào)節(jié)電路35以及控制器36。供電元件211和311以及共振元件212和312均由空心線圈形成。在供電側上，供電元件211與共振元件212通過電磁感應彼此很強地耦合。類似 地，在受電側上，供電元件311與共振元件312通過電磁感應彼此很強地耦合。當作為供電側與受電側上的共振元件212與312的各個空心線圈的自共振的(共 振)頻率彼此一致時，共振元件212與312進入磁場共振關系，使得耦合量變?yōu)樽畲蠖鴵p耗 變?yōu)樽钚?。AC電流從AC電源M被提供給供電元件211，在共振元件212中通過電磁感應而 感應出電流。將通過AC電源M產(chǎn)生的AC電流的頻率設置為與共振元件212和共振元件312 的自共振頻率相同。以彼此磁場共振的關系設置共振元件212與共振元件312，并且在共振頻率處以 無線(非接觸)方式將AC電力從共振元件212提供給共振元件312。在受電側，通過電磁感應從共振元件312向供電元件311提供電流，并且通過整流電路34產(chǎn)生并輸出DC電流。圖5是示出磁場共振系統(tǒng)中耦合量的頻率特性的示圖。在圖5中，橫坐標表示AC電源的頻率fp而縱坐標表示耦合量。圖5示出了 AC電源的頻率與耦合量之間的關系。從圖5，可以證實，由于磁共振而導致了頻率選擇性。圖6是示出磁場共振系統(tǒng)中共振元件之間的距離與耦合量之間的關系的示圖；在圖6中，橫坐標表示共振元件之間的距離D而縱坐標表示耦合量。圖6示出耦合量與供電側上的共振元件212和受電側上的共振元件312之間的距 離D之間的關系。從圖6，可以證實的是，提供最大耦合量的距離D以某一共振頻率存在。圖7是示出磁場共振系統(tǒng)中假設耦合量最大時共振頻率與共振元件之間的距離 的關系的示圖。在圖7中，橫坐標表示頻率f而縱坐標共振元件之間的距離D。圖7示出假設耦合量最大時共振頻率與供電側上的共振元件212和受電側上的共 振元件312之間的距離D之間的關系。從圖7，可以證實的是，通過在共振頻率低時將共振元件間隔設定為寬而在共振頻 率高時將共振元件間隔設定為窄，從而可以獲得最大耦合量。<4.用于供電線圈的直徑的控制處理〉圖2示出了磁場共振型無線供電系統(tǒng)10的基本結構。在磁場共振型無線供電系統(tǒng)10中，在供電點與負載端上的阻抗匹配是非常重要 的。通常，通過電力傳輸側與受電側上的供電線圈與共振線圈之間的間隔和直徑比的 調(diào)節(jié)來執(zhí)行阻抗匹配。圖8是示出通用可變匹配電路的一個實例的示圖。通常，串聯(lián)和平行的電抗元件對于調(diào)節(jié)阻抗的實部是必要的，并且4個開關SW11、 Sff 12, Sff 13以及SW14對它們進行切換是必要的。圖9是示意性示出根據(jù)本實施方式的用來切換供電裝置和受電裝置中的供電線 圈的直徑的結構的示圖。在本實施方式中，利用磁場共振型阻抗匹配結構切換供電線圈211和311的直徑， 從而可以實現(xiàn)具有低損耗的匹配切換電路。通常，在磁場共振型無線供電系統(tǒng)中使用具有高品質(zhì)因數(shù)的共振線圈，因此，如果 將電路連接到共振線圈，則損耗很大。相反，由于將供電線圈的阻抗轉換為低阻抗，因此盡管將電路連接到供電線圈，但 損耗會很小。此外，在圖8示出的通用可變匹配電路中，以三種方式改變阻抗的實部需要8個開 關SWll SW18。相反，在根據(jù)本發(fā)明實施方式的圖3和圖9示出的方法中，可以用兩個開 關SWl和SW2來實現(xiàn)改變，因此可以以低成本實現(xiàn)改變功能。圖10是示出本實施方式和比較實例中與共振線圈間隔(電力傳輸側與受電側之 間的距離)改變相關聯(lián)的電力特性的示圖。
在圖10中，橫坐標表示共振線圈之間的距離D而縱坐標表示受電水平。圖10中，由k表示的曲線示出了本實施方式的可以改變供電線圈的直徑a時獲得 的特性。由L表示的曲線對應于作為比較實例示出的特性，并且示出了將供電線圈的直徑 a固定為272[mm]時獲得的特性。由M表示的曲線對應于作為較實例示出的特性，并且示出了將供電線圈的直徑a 固定為210[mm]時獲得的特性。由N表示的曲線對應于作為比較實例示出的特性，并且示出了將供電線圈的直徑 a固定為179[mm]時獲得的特性。通常，在磁場共振型無線供電系統(tǒng)中，當電力傳輸側和受電側上的共振線圈之間 的間隔(電力傳輸側和受電側之間的距離)發(fā)生變化時，對阻抗進行重新調(diào)節(jié)時必要的。例如，參考圖10，如果將供電線圈的直徑a固定為272mm，如曲線L所示，則在共振 線圈之間的距離D為550mm時發(fā)現(xiàn)了嚴重的特性劣化。如果將供電線圈的直徑a固定為179mm，如曲線N所示，則在共振線圈之間的距離 為550mm時表現(xiàn)出優(yōu)良的特性，然而當共振線圈之間的距離D為250mm時發(fā)現(xiàn)了嚴重的特 性劣化。相反，如果供電線圈的直徑像本實施方式那樣是可變的，如曲線k所示，盡管共振 線圈之間的距離在250mm 550mm的范圍內(nèi)變化，但仍表現(xiàn)出優(yōu)良的特性(其中特性劣化 很小)。作為本實施方式的結構實例，采用了圖3和圖9的結構(其中，執(zhí)行三個直徑之間 的切換)。然而，也可以采用以下結構，即，其中形成了具有更多個直徑的空心線圈部分并通 過切換單元執(zhí)行這些直徑之間的切換?？刂破?5和沈以如下方式執(zhí)行控制，即，當共振線圈之間的距離D越短(線圈彼 此更靠近)時供電線圈211和311的直徑變得越大，當共振線圈之間的距離D越長(線圈 彼此更遠)時供電線圈211和311的直徑變得越小。 如上所述，本實施方式可以實現(xiàn)以下有益的效果。具體地，本實施方式可以實現(xiàn)低損耗、低成本的可變匹配功能。即使在電力傳輸側與受電側上的共振線圈之間的距離(電力傳輸與受電側之間 的距離)發(fā)生變化時也可以通過最佳的阻抗匹配保持優(yōu)良的特性。本發(fā)明包含于2010年1月8日向日本專利局提交的日本專利申請JP2010-002874 中公開的主題，其全部內(nèi)容結合于此作為參考。本領域技術人員應當理解的是，根據(jù)設計要求和其它因素，可以在所附權利要求 書的范圍內(nèi)或其等同替換的范圍內(nèi)進行各種修改、組合、再組合和改進。
1權利要求
1.一種供電裝置，包括電力發(fā)生器，被配置為產(chǎn)生將被供給的電力；供電元件，被配置為由線圈形成，所述線圈被供給有由所述電力發(fā)生器產(chǎn)生的所述電力；共振元件，被配置為通過電磁感應耦合至所述供電元件；以及 可變匹配單元，被配置為包括用于在所述電力向所述供電元件的供電點上進行阻抗匹 配的功能，其中所述供電元件的直徑是可改變的，以及 所述可變匹配單元能夠改變所述供電元件的直徑。
2.根據(jù)權利要求1所述的供電裝置，其中， 所述供電元件與所述可變匹配單元包括前端單元，向所述供電元件供給由所述電力發(fā)生器產(chǎn)生的所述電力； 主干線部，其一端連接至所述前端單元；多個線圈部，具有彼此不同的直徑且均有一端連接至所述主干線部；以及 切換單元，選擇性地將所述多個線圈部的另一端連接至所述前端單元。
3.根據(jù)權利要求1所述的供電裝置，進一步包括 電力檢測器，被配置為檢測被傳輸?shù)乃鲭娏Φ臓顟B(tài)；以及控制單元，被配置為指示所述可變匹配單元根據(jù)所述電力檢測器的檢測結果設定所述 供電元件的直徑。
4.根據(jù)權利要求3所述的供電裝置，其中，所述控制單元以這樣的方式執(zhí)行控制當所述共振元件與受電側上的共振元件之間 的距離越短，所述供電元件的直徑變得越大，而所述距離越長，所述供電元件的直徑變得越
5.一種受電裝置，包括共振元件，被配置為基于磁場共振關系接收傳輸?shù)碾娏Γ还╇娫慌渲脼橛赏ㄟ^電磁感應耦合至所述共振元件且被供給有接收的所述電力 的線圈形成；共振元件，被配置為通過所述電磁感應耦合至所述供電元件；以及 可變匹配單元，被配置為包括用于在所述電力與所述供電元件的負載之間的連接部分 上進行阻抗匹配的功能，其中所述供電元件的直徑是可改變的，以及 所述可變匹配單元能夠改變所述供電元件的直徑。
6.根據(jù)權利要求5所述的受電裝置，其中， 所述供電元件與所述可變匹配單元包括 前端單元，接收由所述供電元件接收的所述電力； 主干線部，其一端連接至所述前端單元；多個線圈部，具有彼此不同的直徑且均有一端連接至所述主干線部；以及 切換單元，選擇性地將所述多個線圈部的另一端連接至所述前端單元。
7.根據(jù)權利要求5所述的受電裝置，進一步包括電力檢測器，被配置為檢測接收的所述電力的狀態(tài)；以及控制單元，被配置為指示所述可變匹配單元根據(jù)所述電力檢測器的檢測結果來設定所 述供電元件的直徑。
8.根據(jù)權利要求7所述的受電裝置，其中，所述控制單元以這樣的方式執(zhí)行控制當所述共振元件與電力傳輸側的共振元件之間 的距離越短，所述供電元件的直徑變得越大，而當所述距離越長，所述供電元件的直徑變得 越小。
9.一種無線供電系統(tǒng)，包括 供電裝置；以及受電裝置，被配置為基于磁場共振關系接收從所述供電裝置傳輸?shù)碾娏?，其中所述供電裝置包括電力發(fā)生器，產(chǎn)生將被供給的電力，供電元件，由被供給有由所述電力發(fā)生器產(chǎn)生的所述電力的線圈形成， 共振元件，通過電磁感應耦合至所述供電元件，以及可變匹配單元，包括用于在所述電力向所述供電元件的供電點上進行阻抗匹配的功能，所述供電元件的直徑是可改變的，并且所述可變匹配單元能夠改變所述供電元件的直徑，所述受電裝置包括共振元件，基于磁場共振關系接收從所述供電裝置傳輸?shù)碾娏?，供電元件，由通過電磁感應耦合至所述共振元件且被供給有接收的所述電力的線圈形成，共振元件，通過電磁感應耦合至所述供電元件，以及可變匹配單元，包括用于在所述電力與所述供電元件的負載之間的連接部分上進行阻 抗匹配的功能，所述供電元件的直徑是可改變的，以及 所述可變匹配單元能夠改變所述供電元件的直徑。
10.根據(jù)權利要求9所述的無線供電系統(tǒng)，其中，所述供電裝置中的所述供電元件和所述可變匹配單元包括 前端單元，向所述供電元件供給由所述電力發(fā)生器產(chǎn)生的所述電力； 主干線部，其一端連接所述前端單元；多個線圈部，具有彼此不同的直徑且均有一端連接所述主干線部；以及 切換單元，選擇性地將所述多個線圈部的另一端連接至所述前端單元。
11.根據(jù)權利要求9所述的無線供電系統(tǒng)，其中，所述受電裝置中的所述供電元件和所述可變匹配單元包括 前端單元，接收通過所述供電元件接收的所述電力； 主干線部，其一端連接所述前端單元；多個線圈部，具有彼此不同的直徑且均有一端連接所述主干線部；以及 切換單元，選擇性地將所述多個線圈部的另一端連接至所述前端單元。
12.根據(jù)權利要求9所述的無線供電系統(tǒng)，其中，所述供電裝置與所述受電裝置中的至少一個包括 電力檢測器，檢測電力的狀態(tài)；以及控制單元，指示所述可變匹配單元根據(jù)所述電力檢測器的檢測結果設定所述供電元件 的直徑。
13.根據(jù)權利要求12所述的無線供電系統(tǒng)，其中，所述控制單元以這樣的方式執(zhí)行控制當所述供電裝置中的所述共振元件與所述受電 裝置中的所述共振元件之間的距離越短，所述供電元件的直徑變得越大，而當所述距離越 長，所述供電元件的直徑變得越小。
14.根據(jù)權利要求12所述的無線供電系統(tǒng)，其中，所述控制單元設置在所述供電裝置及所述受電裝置中，以及所述供電裝置中的所述控制單元與所述受電裝置中的所述控制單元能夠彼此無線地 收發(fā)信息。
全文摘要
本發(fā)明涉及供電裝置、受電裝置以及無線供電系統(tǒng)。一種供電裝置包括電力發(fā)生器，被配置為產(chǎn)生應供給的電力；供電元件，被配置為由被供給有通過電力發(fā)生器產(chǎn)生的電力的線圈形成；共振元件，被配置為通過電磁感應耦合至供電元件；以及可變匹配單元，被配置為包括用于在供電元件的供電點上進行阻抗匹配的功能，其中，供電元件的直徑是可改變的，并且可變匹配單元能夠改變供電元件的直徑。
文檔編號H02J17/00GK102122848SQ201010616500
公開日2011年7月13日 申請日期2010年12月30日 優(yōu)先權日2010年1月8日
發(fā)明者小堺修 申請人:索尼公司