專(zhuān)利名稱(chēng)：電力輸送系統(tǒng)、以及該電力輸送系統(tǒng)中采用的送電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及以未進(jìn)行物理連接的方式對(duì)電力進(jìn)行輸送的電力輸送系統(tǒng)、以及該電力輸送系統(tǒng)中采用的送電裝置。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，以非接觸方式輸送電力的電子設(shè)備開(kāi)發(fā)了很多。在電子設(shè)備中為了以非接觸方式輸送電力，多采用在電力的送電單元和電力的受電單元雙方均設(shè)置線圈模塊的磁率禹合方式的電力輸送系統(tǒng)。但是，在磁耦合方式中，通過(guò)各線圈模塊的磁通量的大小會(huì)大大影響電動(dòng)勢(shì)，為了高效率地輸送電力，對(duì)送電單元側(cè)(初級(jí)側(cè))的線圈模塊和受電單元側(cè)(次級(jí)側(cè))的線圈模塊之間的線圈的俯視方向上的相對(duì)位置的控制要求高精度。并且，由于采用線圈模塊作為耦合電極，因此變得難以實(shí)現(xiàn)送電單元以及受電單元的小型化。進(jìn)而，在便攜式設(shè)備等中，需要考慮因線圈的發(fā)熱而對(duì)蓄電池的影響，故還存在有可能成為配置設(shè)計(jì)上的瓶頸的問(wèn)題。因此，例如開(kāi)發(fā)了一種采用靜電場(chǎng)的電力輸送系統(tǒng)。在專(zhuān)利文獻(xiàn)I中，公開(kāi)了一種通過(guò)在送電單元側(cè)的耦合電極和受電單元側(cè)的耦合電極之間形成強(qiáng)電場(chǎng)從而實(shí)現(xiàn)高的電力輸送效率的能量輸送裝置。在專(zhuān)利文獻(xiàn)I中，在送電單元側(cè)具備大尺寸的被動(dòng)電極和小尺寸的主動(dòng)電極，在受電單元側(cè)也具備大尺寸的被動(dòng)電極和小尺寸的主動(dòng)電極。通過(guò)在送電單元側(cè)的主動(dòng)電極和受電單元側(cè)的主動(dòng)電極之間形成強(qiáng)的電場(chǎng)，從而實(shí)現(xiàn)高的電力輸送效率。另外，在專(zhuān)利文獻(xiàn)2中，公開(kāi)了一種從送電單元的耦合電極經(jīng)由靜電場(chǎng)而向受電單元的耦合電極輸送電力的輸送系統(tǒng)。在專(zhuān)利文獻(xiàn)2中，由于采用靜電場(chǎng)，因此不需要高精度地控制耦合電極在俯視方向的相對(duì)位置，故耦合電極的形狀設(shè)計(jì)的自由度高?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)1:日本特表2009-531009號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)2:日本特開(kāi)2009-296857號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)3:日本特開(kāi)2008-236917號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的課題但是，在采用靜電場(chǎng)的電力輸送系統(tǒng)中，在電力輸送過(guò)程中人進(jìn)行接觸等的情況下，有可能會(huì)因帶電狀態(tài)而產(chǎn)生向人體等的放電、設(shè)備的誤動(dòng)作等問(wèn)題。為了應(yīng)對(duì)該問(wèn)題，例如在專(zhuān)利文獻(xiàn)3中，常時(shí)對(duì)電壓進(jìn)行監(jiān)視，對(duì)因異物的接近所產(chǎn)生的諧振頻率的變動(dòng)而導(dǎo)致的電壓變動(dòng)進(jìn)行檢測(cè)以檢測(cè)出異物的接近。但是，在采用靜電場(chǎng)的電力輸送系統(tǒng)中，優(yōu)點(diǎn)在于受電裝置的安裝位置的自由度高，通過(guò)使送電裝置側(cè)的耦合電極比較大，從而增強(qiáng)耦合電極之間的耦合來(lái)進(jìn)行大電力的輸送。因此，由于耦合電容變大，故而即使在人體等異物接近的情況下對(duì)諧振頻率的影響也較小，存在無(wú)法檢測(cè)出因諧振頻率的變動(dòng)而導(dǎo)致的電壓變動(dòng)的問(wèn)題。本發(fā)明是鑒于上述情況而完成的，其目的在于提供一種即使在電力輸送過(guò)程中人體等異物接近的情況下，也能夠確切地檢測(cè)出異物的接近，不論因受電裝置的形狀、尺寸等而不同的耦合電極的尺寸、相對(duì)位置如何，都能夠高效率地輸送電力的電力輸送系統(tǒng)、以及該電力輸送系統(tǒng)中采用的送電裝置。用于解決課題的技術(shù)方案為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明涉及的電力輸送系統(tǒng)，包括:受電裝置，其具有用于經(jīng)由靜電場(chǎng)而相互稱(chēng)合的第一稱(chēng)合電極；和送電裝置，其具有第二稱(chēng)合電極，該電力輸送系統(tǒng)以非接觸的方式從所述送電裝置向所述受電裝置輸送電力，所述電力輸送系統(tǒng)的特征在于，所述送電裝置具備第三耦合電極，該第三耦合電極與所述第二耦合電極隔開(kāi)配置。在上述構(gòu)成中，由于送電裝置具備與第二耦合電極隔開(kāi)配置的第三耦合電極，因此能夠采用第二耦合電極進(jìn)行與受電裝置之間的電力輸送，能夠采用第三耦合電極進(jìn)行對(duì)人體等異物的接近的檢測(cè)。因而，即使在電力輸送時(shí)，也能夠確切地檢測(cè)出因異物的接近而導(dǎo)致的電壓的變動(dòng)。另外，本發(fā)明涉及的電力輸送系統(tǒng)，優(yōu)選所述第一耦合電極由第一被動(dòng)電極以及電位比該第一被動(dòng)電極高的第一主動(dòng)電極構(gòu)成，所述第二耦合電極由第二被動(dòng)電極以及電位比該第二被動(dòng)電極高的第二主動(dòng)電極構(gòu)成，所述第三耦合電極由第三電極構(gòu)成，所述第三電極的電位比所述第二被動(dòng)電極的電位高、且比所述第二主動(dòng)電極的電位低。在上述構(gòu)成中，通過(guò)使第三電極的電位設(shè)為比第二被動(dòng)電極的電位高、且比第二主動(dòng)電極的電位低的中間電位，從而能夠在第三電極中檢測(cè)出更微弱的電壓變動(dòng)，能夠確切地檢測(cè)出因異物接近而導(dǎo)致的電壓變動(dòng)。另外，本發(fā)明涉及的電力輸送系統(tǒng)，優(yōu)選所述第三電極和所述第二主動(dòng)電極之間的耦合電容比所述第二主動(dòng)電極和所述第二被動(dòng)電極之間的耦合電容小。在上述構(gòu)成中，由于第三電極和第二主動(dòng)電極之間的耦合電容比第二主動(dòng)電極和第二被動(dòng)電極之間的耦合電容小，故而因異物接近而產(chǎn)生的寄生電容的變動(dòng)幅度不同，能夠使第三電極中的電壓變動(dòng)比第二主動(dòng)電極中的電壓變動(dòng)大。因此，能夠確切地檢測(cè)出因異物接近而導(dǎo)致的電壓變動(dòng)。另外，本發(fā)明涉及的電力輸送系統(tǒng)，優(yōu)選所述送電裝置的所述第二主動(dòng)電極和所述受電裝置的所述第一主動(dòng)電極對(duì)置，所述送電裝置的所述第二被動(dòng)電極和所述受電裝置的所述第一被動(dòng)電極分別被配置在所述第二主動(dòng)電極和所述第一主動(dòng)電極對(duì)置的一側(cè)的相反側(cè)，所述第三電極被配置在所述第二主動(dòng)電極的周邊部。在上述構(gòu)成中，送電裝置的第二主動(dòng)電極和受電裝置的第一主動(dòng)電極對(duì)置，送電裝置的第二被動(dòng)電極和受電裝置的第一被動(dòng)電極分別被配置在第二主動(dòng)電極和第一主動(dòng)電極對(duì)置的一側(cè)的相反側(cè)。通過(guò)將第三電極配置在第二主動(dòng)電極的周邊部，從而能夠確切地檢測(cè)出因異物向送電裝置的第二主動(dòng)電極的接近而導(dǎo)致的電壓變動(dòng)。另外，本發(fā)明涉及的電力輸送系統(tǒng)，優(yōu)選所述送電裝置具備:設(shè)置了所述第二主動(dòng)電極的底座部；和設(shè)置了所述第二被動(dòng)電極的靠背部，所述第二主動(dòng)電極和所述第二被動(dòng)電極被配置在大致正交的方向，在夾持所述第二被動(dòng)電極而與所述第二主動(dòng)電極相反的一側(cè)配置所述第三電極。在上述構(gòu)成中，送電裝置具備設(shè)置了第二主動(dòng)電極的底座部；和設(shè)置了第二被動(dòng)電極的靠背部。通過(guò)將第二主動(dòng)電極和第二被動(dòng)電極配置在大致正交的方向，且在夾持第二被動(dòng)電極而與第二主動(dòng)電極相反的一側(cè)配置第三電極，從而能夠確切地檢測(cè)出因異物向送電裝置的第二主動(dòng)電極的接近而導(dǎo)致的電壓變動(dòng)。另外，通過(guò)將第二主動(dòng)電極和第二被動(dòng)電極大致正交，從而能夠降低寄生電容，能夠使第二主動(dòng)電極和第二被動(dòng)電極之間的耦合增強(qiáng)并提高輸送電力的效率。接著，為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明涉及的送電裝置，具有第二耦合電極、且以非接觸的方式向受電裝置輸送電力，所述受電裝置具有用于經(jīng)由靜電場(chǎng)而相互耦合的第一耦合電極，所述送電裝置的特征在于，所述送電裝置具備第三耦合電極，該第三耦合電極與所述第二耦合電極隔開(kāi)配置。在上述構(gòu)成中，由于具備與第二耦合電極隔開(kāi)配置的第三耦合電極，因此能夠采用第二耦合電極進(jìn)行與受電裝置之間的電力輸送，能夠采用第三耦合電極進(jìn)行對(duì)人體等異物的接近的檢測(cè)。因此，即使是電力輸送時(shí)，也能夠確切地檢測(cè)出因異物接近而導(dǎo)致的電壓變動(dòng)。另外，本發(fā)明涉及的送電裝置，優(yōu)選所述第一耦合電極由第一被動(dòng)電極以及電位比該第一被動(dòng)電極高的第一主動(dòng)電極構(gòu)成，所述第二耦合電極由第二被動(dòng)電極以及電位比該第二被動(dòng)電極高的第二主動(dòng)電極構(gòu)成，所述第三耦合電極由第三電極構(gòu)成，所述第三電極的電位比所述第二被動(dòng)電極的電位高、且比所述第二主動(dòng)電極的電位低。在上述構(gòu)成中，通過(guò)將第三電極的電位設(shè)為比第二被動(dòng)電極的電位高、且比第二主動(dòng)電極的電位低的中間電位，從而能夠在第三電極中檢測(cè)出更微弱的電壓變動(dòng)，能夠確切地檢測(cè)出因異物接近而導(dǎo)致的電壓變動(dòng)。另外，本發(fā)明涉及的送電裝置，優(yōu)選所述第三電極和所述第二主動(dòng)電極之間的耦合電容比所述第二主動(dòng)電極和所述第二被動(dòng)電極之間的耦合電容小。在上述構(gòu)成中，由于第三電極和第二主動(dòng)電極之間的耦合電容比第二主動(dòng)電極和第二被動(dòng)電極之間的耦合電容小，因此因異物的接近而產(chǎn)生的寄生電容的變動(dòng)幅度不同，能夠使第三電極中的電壓變動(dòng)比第二主動(dòng)電極中的電壓變動(dòng)大。因此，能夠確切地檢測(cè)出因異物接近而導(dǎo)致的電壓變動(dòng)。另外，本發(fā)明涉及的送電裝置，優(yōu)選所述第二主動(dòng)電極和所述第一主動(dòng)電極對(duì)置，所述第二被動(dòng)電極和所述第一被動(dòng)電極分別被配置在所述第二主動(dòng)電極和所述第一主動(dòng)電極對(duì)置的一側(cè)的相反側(cè)，所述第三電極被配置在所述第二主動(dòng)電極的周邊部。在上述構(gòu)成中，第二主動(dòng)電極和受電裝置的第一主動(dòng)電極對(duì)置，第二被動(dòng)電極和受電裝置的第一被動(dòng)電極分別被配置在第二主動(dòng)電極和第一主動(dòng)電極對(duì)置的一側(cè)的相反偵U。通過(guò)將第三電極配置在第二主動(dòng)電極的周邊部，從而能夠確切地檢測(cè)出因異物向第二主動(dòng)電極的接近而導(dǎo)致的電壓變動(dòng)。另外，本發(fā)明涉及的送電裝置，優(yōu)選具備:設(shè)置了所述第二主動(dòng)電極的底座部；和設(shè)置了所述第二被動(dòng)電極的靠背部，所述第二主動(dòng)電極和所述第二被動(dòng)電極被配置在大致正交的方向，在夾持所述第二被動(dòng)電極而與所述第二主動(dòng)電極相反的一側(cè)配置所述第三電極。在上述構(gòu)成中，具備設(shè)置了第二主動(dòng)電極的底座部；和設(shè)置了第二被動(dòng)電極的靠背部。通過(guò)將第二主動(dòng)電極和第二被動(dòng)電極配置在大致正交的方向，且在夾持第二被動(dòng)電極而與第二主動(dòng)電極相反的一側(cè)配置第三電極，從而能夠確切地檢測(cè)出因異物向第二主動(dòng)電極的接近而導(dǎo)致的電壓變動(dòng)。另外，通過(guò)使第二主動(dòng)電極和第二被動(dòng)電極大致正交，從而能夠降低寄生電容，能夠使第二主動(dòng)電極和第二被動(dòng)電極之間的耦合增強(qiáng)并提高輸送電力的效率。發(fā)明效果在本發(fā)明涉及的電力輸送系統(tǒng)以及送電裝置中，由于具備與第二耦合電極隔開(kāi)配置的第三耦合電極，因此能夠采用第二耦合電極進(jìn)行與受電裝置之間的電力輸送，能夠采用第三耦合電極進(jìn)行對(duì)人體等異物接近的檢測(cè)。因此，即使是電力輸送時(shí)，也能夠確切地檢測(cè)出因異物接近而導(dǎo)致的電壓變動(dòng)。另外，通過(guò)將第三電極的電位設(shè)為比第二被動(dòng)電極的電位高、且比第二主動(dòng)電極的電位低的中間電位，從而能夠在第三電極中檢測(cè)出更微弱的電壓變動(dòng)，能夠確切地檢測(cè)出因異物接近而導(dǎo)致的電壓變動(dòng)。進(jìn)而，由于第三電極和第二主動(dòng)電極之間的耦合電容比第二主動(dòng)電極和第二被動(dòng)電極之間的耦合電容小，因此因異物接近而導(dǎo)致的寄生電容的變動(dòng)幅度不同，能夠使第三電極中的電壓變動(dòng)比第二主動(dòng)電極中的電壓變動(dòng)大。因此，能夠確切地檢測(cè)出因異物接近而導(dǎo)致的電壓變動(dòng)。


圖1是示意性表示本發(fā)明的實(shí)施方式涉及的電力輸送系統(tǒng)的送電裝置的構(gòu)成的電路圖。圖2是示意性表示現(xiàn)有技術(shù)的電力輸送系統(tǒng)的構(gòu)成的等效電路圖。圖3是示意性表示本發(fā)明的實(shí)施方式涉及的電力輸送系統(tǒng)的構(gòu)成的等效電路圖。圖4是表示本發(fā)明的實(shí)施方式涉及的電力輸送系統(tǒng)的送電裝置的構(gòu)成的框圖。圖5是本發(fā)明的實(shí)施方式涉及的電力輸送系統(tǒng)的送電裝置的異物檢測(cè)用電壓計(jì)所檢測(cè)出的電壓值的例示圖。圖6是表示本發(fā)明的實(shí)施方式涉及的電力輸送系統(tǒng)的送電裝置的構(gòu)成的示意圖。圖7是表示本發(fā)明的實(shí)施方式涉及的電力輸送系統(tǒng)的送電裝置在異物未接近的狀態(tài)下的電場(chǎng)的狀態(tài)的示意圖。圖8是表示本發(fā)明的實(shí)施方式涉及的電力輸送系統(tǒng)的送電裝置在異物已接近的狀態(tài)下的電場(chǎng)的狀態(tài)的示意圖。圖9是表示本發(fā)明的實(shí)施方式涉及的電力輸送系統(tǒng)的送電裝置的其他構(gòu)成的示意圖。圖10是表示本發(fā)明的實(shí)施方式涉及的電力輸送系統(tǒng)的送電裝置在異物未接近的狀態(tài)下的電場(chǎng)的狀態(tài)的示意圖。圖11是表示本發(fā)明的實(shí)施方式涉及的電力輸送系統(tǒng)的送電裝置在異物已接近的狀態(tài)下的電場(chǎng)的狀態(tài)的示意圖。
具體實(shí)施例方式以下，針對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式中的電力輸送系統(tǒng)、以及該電力輸送系統(tǒng)中采用的送電裝置，采用附圖具體進(jìn)行說(shuō)明。以下的實(shí)施方式并非對(duì)權(quán)利要求書(shū)所記載的發(fā)明進(jìn)行限定，當(dāng)然實(shí)施方式中所說(shuō)明的特征事項(xiàng)的全部組合未必是解決方案的必要事項(xiàng)。圖1是示意性表示本發(fā)明的實(shí)施方式涉及的電力輸送系統(tǒng)的送電裝置的構(gòu)成的電路圖。如圖1(a)所示，本實(shí)施方式涉及的電力輸送系統(tǒng)的送電裝置I至少具備:高頻發(fā)生器12;升壓變壓器13;以及耦合電極(第二耦合電極)11。在圖1(a)的電路中，一旦被升壓變壓器13升壓，則主動(dòng)電極(第二主動(dòng)電極)lla變成高電壓，被動(dòng)電極(第二被動(dòng)電極)lip變成低電壓。另一方面，如圖1(b)所示，未必需要圖1(a)所示的接地線14。在這種情況下，一旦通過(guò)升壓變壓器13進(jìn)行升壓，則耦合電極11都成為高電壓，等效于多個(gè)主動(dòng)電極Ila相連接的情況。以下，雖然依照?qǐng)D1(a)的構(gòu)成進(jìn)行說(shuō)明，但根據(jù)耦合電極11的定位的觀點(diǎn)，當(dāng)然即使為圖1(b)的構(gòu)成也同樣。即，在圖1(b)的構(gòu)成下，在送電裝置I設(shè)置兩個(gè)主動(dòng)電極11a，在對(duì)應(yīng)的受電裝置也設(shè)置兩個(gè)主動(dòng)電極。圖2是示意性表示現(xiàn)有技術(shù)的電力輸送系統(tǒng)的構(gòu)成的等效電路圖。如圖2所示，送電裝置I的耦合電極(第二耦合電極)11以及受電裝置2的耦合電極(第一耦合電極)21分別由主動(dòng)電極(第二主動(dòng)電極)I la、尺寸比主動(dòng)電極I Ia大的被動(dòng)電極(第二被動(dòng)電極)llp、主動(dòng)電極(第一主動(dòng)電極)21a、以及尺寸比主動(dòng)電極21a大的被動(dòng)電極(第一被動(dòng)電極)21p構(gòu)成。即，主動(dòng)電極(第二主動(dòng)電極)lla和被動(dòng)電極(第二被動(dòng)電極)lip、以及主動(dòng)電極(第一主動(dòng)電極)21a和被動(dòng)電極(第一被動(dòng)電極)21p分別為非對(duì)稱(chēng)形狀。送電裝置I的耦合電極11以及受電裝置2的耦合電極21，由主動(dòng)電極(第二主動(dòng)電極)Ila和被動(dòng)電極(第二被動(dòng)電極)lip、以及主動(dòng)電極(第一主動(dòng)電極)21a和被動(dòng)電極(第一被動(dòng)電極)21p分別形成電容，通過(guò)將第二主動(dòng)電極I Ia和第一主動(dòng)電極21a配置在強(qiáng)電場(chǎng)中，從而能夠進(jìn)行強(qiáng)烈的電容耦合以對(duì)電力進(jìn)行輸送。被輸送的電力通過(guò)降壓變壓器23進(jìn)行降壓，并提供給負(fù)載電路22。另外，在圖2中，還包含諧振電路在內(nèi)進(jìn)行了記載，但這是為了提高電力輸送的穩(wěn)定度，并非一定需要諧振電路。另外，由送電裝置I的第二主動(dòng)電極Ila和第二被動(dòng)電極Ilp形成電極電容Cl，且由送電裝置I的第二主動(dòng)電極Ila和受電裝置2的第一主動(dòng)電極21a形成耦合電容C2。在人體等異物接近了的情況下，電極電容Cl、耦合電容C2也會(huì)發(fā)生變動(dòng)。在電極電容Cl、耦合電容C2發(fā)生變動(dòng)了的情況下，諧振電路的諧振頻率發(fā)生變動(dòng)。但是，因異物的接近而產(chǎn)生的寄生電容的變動(dòng)幅度與電極電容Cl、耦合電容C2的大小相比為較小，諧振頻率的變動(dòng)也小。因此，難以檢測(cè)出因諧振頻率的變動(dòng)而導(dǎo)致的電壓變動(dòng)。因而，在本實(shí)施方式中，在送電裝置I側(cè)，與第二主動(dòng)電極Ila單獨(dú)地設(shè)置異物檢測(cè)用電極(第三電極)。圖3是示意性表示本發(fā)明的實(shí)施方式涉及的電力輸送系統(tǒng)的構(gòu)成的等效電路圖。如圖3所示，送電裝置I的耦合電極(第二耦合電極)11以及受電裝置2的耦合電極(第一耦合電極)21分別由主動(dòng)電極(第二主動(dòng)電極)I la、尺寸比主動(dòng)電極Ila大的被動(dòng)電極(第二被動(dòng)電極)lip、主動(dòng)電極(第一主動(dòng)電極)21a、尺寸比主動(dòng)電極21a大的被動(dòng)電極(第一被動(dòng)電極)2Ip構(gòu)成。即，主動(dòng)電極(第二主動(dòng)電極)lla和被動(dòng)電極(第二被動(dòng)電極)lip、以及主動(dòng)電極(第一主動(dòng)電極)21a和被動(dòng)電極(第一被動(dòng)電極)21p分別為非對(duì)稱(chēng)形狀。與現(xiàn)有技術(shù)不同，在送電裝置I中，在與第二主動(dòng)電極Ila隔開(kāi)的位置處，具備用于檢測(cè)異物的接近的異物檢測(cè)用電極(第三電極)10作為第三耦合電極。后述的異物檢測(cè)用電壓計(jì)連接在異物檢測(cè)用電極10和接地電位之間，常時(shí)對(duì)異物檢測(cè)用電極10的電壓進(jìn)行監(jiān)視。由于異物檢測(cè)用電極10和第二主動(dòng)電極Ila之間的耦合電容C3比第二主動(dòng)電極Ila和第二被動(dòng)電極Ilp之間的電極電容Cl小，因此在人體等異物接近了的情況下產(chǎn)生的寄生電容的變動(dòng)而導(dǎo)致的異物檢測(cè)用電極10的電壓變動(dòng)變得比較大。因此，通過(guò)對(duì)異物檢測(cè)用電極10的電壓的變動(dòng)進(jìn)行檢測(cè)，從而能夠檢測(cè)異物的接近。圖4是表示本發(fā)明的實(shí)施方式涉及的電力輸送系統(tǒng)的送電裝置I的構(gòu)成的框圖。恒壓電源(DC電源)100是產(chǎn)生固定的直流電壓(例如DC5V)的電源電路。驅(qū)動(dòng)控制部103以及開(kāi)關(guān)104以恒壓電源100作為電源，產(chǎn)生例如IOOkHz 數(shù)IOMHz的高頻電壓。升壓/諧振電路105對(duì)高頻電壓進(jìn)行升壓并提供給第二主動(dòng)電極11a。I/V檢測(cè)器101對(duì)從恒壓電源100供給的電壓DCV以及電流DCI進(jìn)行檢測(cè)并傳遞給控制部102。控制部102如后述基于I/V檢測(cè)器101、過(guò)電壓檢測(cè)用電壓計(jì)106、異物檢測(cè)用電壓計(jì)107的輸出來(lái)對(duì)驅(qū)動(dòng)控制部103的動(dòng)作進(jìn)行控制。異物檢測(cè)用電極10的電位成為比送電裝置I的第二主動(dòng)電極Ila的電位低、且比送電裝置I的第二被動(dòng)電極Ilp的電位高的電位。因此，異物檢測(cè)用電極10的電位成為送電裝置I的第二主動(dòng)電極Ila的電位和送電裝置I的第二被動(dòng)電極Ilp的電位之間的中間電位。另外，在上述中，送電裝置I的第二主動(dòng)電極Ila的電位、送電裝置I的第二被動(dòng)電極IlP的電位以及異物檢測(cè)用電極10的電位，均是在將送電裝置I的高頻發(fā)生器12所生成的交流頻率設(shè)定為動(dòng)作頻率時(shí)的各電極中的交流電壓。通過(guò)I/V檢測(cè)器101檢測(cè)在通常搭載受電裝置2時(shí)得到最高電力輸送效率的頻率，并將動(dòng)作頻率設(shè)定為所檢測(cè)出的頻率。另外，在使異物檢測(cè)用電極10和第二主動(dòng)電極Ila之間的耦合電容C3設(shè)定得比第二主動(dòng)電極Ila和第二被動(dòng)電極Ilp之間的電極電容Cl小的情況下，由于人體等異物接近時(shí)所產(chǎn)生的寄生電容因耦合電容C3和電極電容Cl而不同，因此能夠使異物檢測(cè)用電極10中的電壓變動(dòng)比第二主動(dòng)電極Ila中的電壓變動(dòng)大。因此，能夠確切地檢測(cè)出因異物接近而引起的電壓變動(dòng)。過(guò)電壓檢測(cè)用電壓計(jì)106對(duì)升壓/諧振電路105的輸出電壓進(jìn)行檢測(cè)并傳遞給控制部102?？刂撇?02判斷升壓/諧振電路105的輸出電壓是否成為超過(guò)固定的電壓值的過(guò)電壓狀態(tài)?？刂撇?02在判斷出所獲取到的電壓值超過(guò)固定的電壓值的情況下，向驅(qū)動(dòng)控制部103發(fā)送斷開(kāi)信號(hào)。異物檢測(cè)用電壓計(jì)107對(duì)異物檢測(cè)用電極10的電壓值進(jìn)行檢測(cè)并傳遞給控制部102?？刂撇?02在所獲取到的電壓值的電壓幅度低于例如規(guī)定值以上、且該狀態(tài)持續(xù)固定時(shí)間以上的情況下，判斷為異物接近了，向驅(qū)動(dòng)控制部103發(fā)送斷開(kāi)信號(hào)。圖5是本發(fā)明的實(shí)施方式涉及的電力輸送系統(tǒng)的送電裝置I的異物檢測(cè)用電壓計(jì)107所檢測(cè)出的電壓值的例示圖。在人體等異物未接近的情況下，電壓幅度AVl為固定幅度，成為例如12V。然后，在時(shí)刻t = tl人體等異物接近了的情況下，電壓幅度減少，在經(jīng)過(guò)了時(shí)間T的時(shí)間點(diǎn)，電壓幅度M2也收斂為固定幅度、例如8V。
按照這樣，在異物檢測(cè)用電極10的電壓值的電壓幅度降低規(guī)定值以上、例如降低IV以上、且該狀態(tài)持續(xù)固定時(shí)間、例如持續(xù)I秒以上的情況下，控制部102判斷為異物接近了，通過(guò)向驅(qū)動(dòng)控制部103發(fā)送斷開(kāi)信號(hào)，由此中止電力的輸送。因此，能夠?qū)⑾蛉梭w等的放電的擔(dān)憂等防患于未然。圖6是表示本發(fā)明的實(shí)施方式涉及的電力輸送系統(tǒng)的送電裝置I的構(gòu)成的示意圖。如圖6所示，在與受電裝置2之間輸送電力的一側(cè)配置第二主動(dòng)電極11a，在相反側(cè)配置第二被動(dòng)電極llp，以使第二主動(dòng)電極Ila和第二被動(dòng)電極Ilp對(duì)置。在圖6的例子中，設(shè)置為平面狀的電極，但并非特別限定于此。異物檢測(cè)用電極(第三電極)10，在第二主動(dòng)電極Ila的周邊部與第二主動(dòng)電極Ila隔開(kāi)配置。由于兩者未接觸，因此能夠使異物檢測(cè)用電極10的電位和第二主動(dòng)電極Ila的電位不同。本實(shí)施方式中，將異物檢測(cè)用電極10的電位設(shè)為第二主動(dòng)電極Ila的電位和第二被動(dòng)電極I Ip的電位之間的電位、即中間電位。異物檢測(cè)用電極10，并非限定于如圖6所示那樣將第二主動(dòng)電極Ila的四方包圍的形狀，可以作為矩形狀的電極而分別設(shè)置在第二主動(dòng)電極Ila的四個(gè)邊的各個(gè)邊，也可以作為矩形狀的電極而僅設(shè)置在至少任一邊。圖7是表示本發(fā)明的實(shí)施方式涉及的電力輸送系統(tǒng)的送電裝置I在異物未接近的狀態(tài)下的電場(chǎng)的狀態(tài)的示意圖。如圖7所示，送電裝置I的第二主動(dòng)電極Ila和受電裝置2的第一主動(dòng)電極21a對(duì)置，且送電裝置I的第二被動(dòng)電極Ilp和受電裝置2的第一被動(dòng)電極21p分別配置在第二主動(dòng)電極Ila和第一主動(dòng)電極21a對(duì)置的一側(cè)的相反側(cè)。在圖7中，使異物檢測(cè)用電極10和第二主動(dòng)電極Ila之間的耦合電容C3比第二主動(dòng)電極Ila和第二被動(dòng)電極Ilp之間的電極電容Cl小。在異物未接近的情況下，在送電裝置I的第二主動(dòng)電極Ila和受電裝置2的第一主動(dòng)電極21a之間形成耦合電容C2，從送電裝置I向受電裝置2輸送電力。在第二主動(dòng)電極Ila和異物檢測(cè)用電極10之間產(chǎn)生電場(chǎng)H3，形成耦合電容C3。圖8是表示本發(fā)明的實(shí)施方式涉及的電力輸送系統(tǒng)的送電裝置I在異物接近了的狀態(tài)下的電場(chǎng)的狀態(tài)的示意圖。在圖8中，因異物80已與異物檢測(cè)用電極10接近，從而電場(chǎng)H3的一部分向異物80的接地電位81產(chǎn)生感應(yīng)。因此，由于異物檢測(cè)用電極10的電位降低，故而通過(guò)常時(shí)對(duì)異物檢測(cè)用電極10的電壓進(jìn)行監(jiān)視，從而能夠容易檢測(cè)非受電裝置2的異物80接近了。另外，本實(shí)施方式涉及的電力輸送系統(tǒng)并不限定于送電裝置I的第二主動(dòng)電極Ila和受電裝置2的第一主動(dòng)電極21a對(duì)置、且送電裝置I的第二被動(dòng)電極Ilp和受電裝置2的第一被動(dòng)電極21p分別配置在第二主動(dòng)電極Ila與第一主動(dòng)電極21a對(duì)置的一側(cè)的相反側(cè)的情況。例如送電裝置I也可以由設(shè)置了第二主動(dòng)電極的底座部、和設(shè)置了第二被動(dòng)電極的靠背部構(gòu)成。圖9是表示本發(fā)明的實(shí)施方式涉及的電力輸送系統(tǒng)的送電裝置I的其他構(gòu)成的示意圖。如圖9(a)所示，在底座部92設(shè)置第二主動(dòng)電極11a，且在靠背部91設(shè)置第二被動(dòng)電極lip?？勘巢?1和底座部92將彼此的一端相互粘接固定，且配置在相互大致正交的位置。S卩，第二主動(dòng)電極Ila和第二被動(dòng)電極Ilp被配置在大致正交的方向。異物檢測(cè)用電極10配置在夾持第二被動(dòng)電極Ilp而與第二主動(dòng)電極Ila的相反偵U。因此，能夠?qū)愇餀z測(cè)用電極10與第二主動(dòng)電極Ila確切地隔開(kāi)配置。當(dāng)然，配置異物檢測(cè)用電極10的位置，只要是與第二主動(dòng)電極Ila隔開(kāi)的位置，則不必特定限定。例如，如圖9(b)所示，也可以在靠背部91設(shè)置的第二被動(dòng)電極Ilp的兩側(cè)或者任一側(cè)配置異物檢測(cè)用電極10。另外，如圖9(c)所示，也可以在底座部92與第二主動(dòng)電極Ila隔開(kāi)配置異物檢測(cè)用電極10。與圖6同樣地，由于異物檢測(cè)用電極(第三電極)10與第二主動(dòng)電極Ila隔開(kāi)配置，因此能夠使異物檢測(cè)用電極10的電位與第二主動(dòng)電極Ila的電位不同。并且，將異物檢測(cè)用電極10的電位設(shè)為第二主動(dòng)電極Ila的電位與第二被動(dòng)電極Ilp的電位之間的電位、即中間電位。圖10是表示本發(fā)明的實(shí)施方式涉及的電力輸送系統(tǒng)的送電裝置I在異物未接近的狀態(tài)下的電場(chǎng)的狀態(tài)的示意圖。在圖10中，由于將異物檢測(cè)用電極10和第二主動(dòng)電極Ila隔開(kāi)配置，因此異物檢測(cè)用電極10與第二主動(dòng)電極Ila之間的耦合電容C3變得比第二主動(dòng)電極Ila與第二被動(dòng)電極Ilp之間的電極電容Cl小。在異物未接近的情況下，在送電裝置I的第二主動(dòng)電極Ila與受電裝置2的第一主動(dòng)電極21a之間形成耦合電容C2，從送電裝置I向受電裝置2輸送電力。在第二主動(dòng)電極Ila和異物檢測(cè)用電極10之間產(chǎn)生電場(chǎng)H3，形成耦合電容C3。圖11是表示本發(fā)明的實(shí)施方式涉及的電力輸送系統(tǒng)的送電裝置I在異物接近了的狀態(tài)下的電場(chǎng)的狀態(tài)的示意圖。在圖11中，因異物80已與異物檢測(cè)用電極10接近，從而電場(chǎng)H3的一部分向異物80的接地電位81產(chǎn)生感應(yīng)。因此，由于異物檢測(cè)用電極10的電位降低，故而通過(guò)常時(shí)對(duì)異物檢測(cè)用電極10的電壓進(jìn)行監(jiān)視，從而能夠容易檢測(cè)非受電裝置2的異物80接近了的情況。如以上所示，根據(jù)本實(shí)施方式，由于具備與第二主動(dòng)電極Ila隔開(kāi)配置的異物檢測(cè)用電極10，因此能夠采用第二主動(dòng)電極Ila進(jìn)行與受電裝置2之間的電力輸送，能夠采用異物檢測(cè)用電極10進(jìn)行對(duì)人體等異物的接近的檢測(cè)。因此，即使是電力輸送時(shí)，也能夠確切地檢測(cè)出因異物的接近而導(dǎo)致的電壓的變動(dòng)。此外，本發(fā)明并非限定于上述實(shí)施例，當(dāng)然在本發(fā)明的主旨范圍內(nèi)還能夠有多種變形、替換等。例如，送電裝置I的主動(dòng)電極Ila以及被動(dòng)電極Ilp不一定是非對(duì)稱(chēng)形狀，也可以是同一尺寸、同一形狀。同樣，受電裝置2的主動(dòng)電極21a以及被動(dòng)電極21p也不一定是非對(duì)稱(chēng)形狀，也可以是同一尺寸、同一形狀。符號(hào)說(shuō)明I 送電裝置2 受電裝置10異物檢測(cè)用電極(第三電極)11耦合電極(第二耦合電極)Ila主動(dòng)電極(第二主動(dòng)電極)I Ip被動(dòng)電極(第二被動(dòng)電極)21稱(chēng)合電極(第一稱(chēng)合電極)21a主動(dòng)電極(第一主動(dòng)電極)2 Ip被動(dòng)電極(第一被動(dòng)電極)
91靠背部92底座部
權(quán)利要求
1.一種電力輸送系統(tǒng),包括:受電裝置，其具有用于經(jīng)由靜電場(chǎng)而相互稱(chēng)合的第一率禹合電極；和送電裝置，其具有第二耦合電極，該電力輸送系統(tǒng)以非接觸的方式從所述送電裝置向所述受電裝置輸送電力，所述電力輸送系統(tǒng)的特征在于， 所述送電裝置具備第三耦合電極，該第三耦合電極與所述第二耦合電極隔開(kāi)配置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力輸送系統(tǒng)，其特征在于， 所述第一 I禹合電極由第一被動(dòng)電極以及電位比該第一被動(dòng)電極高的第一主動(dòng)電極構(gòu)成， 所述第二耦合電極由第二被動(dòng)電極以及電位比該第二被動(dòng)電極高的第二主動(dòng)電極構(gòu)成， 所述第三耦合電極由第三電極構(gòu)成， 所述第三電極的電位比所述第二被動(dòng)電極的電位高、且比所述第二主動(dòng)電極的電位低。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電力輸送系統(tǒng)，其特征在于， 所述第三電極和所述第二主動(dòng)電極之間的耦合電容比所述第二主動(dòng)電極和所述第二被動(dòng)電極之間的耦合電容小。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的電力輸送系統(tǒng)，其特征在于， 所述送電裝置的所述第二主 動(dòng)電極和所述受電裝置的所述第一主動(dòng)電極對(duì)置， 所述送電裝置的所述第二被動(dòng)電極和所述受電裝置的所述第一被動(dòng)電極分別被配置在所述第二主動(dòng)電極和所述第一主動(dòng)電極對(duì)置的一側(cè)的相反側(cè)， 所述第三電極被配置在所述第二主動(dòng)電極的周邊部。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的電力輸送系統(tǒng)，其特征在于， 所述送電裝置具備: 設(shè)置了所述第二主動(dòng)電極的底座部；和 設(shè)置了所述第二被動(dòng)電極的靠背部， 所述第二主動(dòng)電極和所述第二被動(dòng)電極被配置在大致正交的方向， 在夾持所述第二被動(dòng)電極而與所述第二主動(dòng)電極相反的一側(cè)配置所述第三電極。
6.一種送電裝置，具有第二耦合電極、且以非接觸的方式向受電裝置輸送電力，所述受電裝置具有用于經(jīng)由靜電場(chǎng)而相互耦合的第一耦合電極，所述送電裝置的特征在于， 所述送電裝置具備第三耦合電極，該第三耦合電極與所述第二耦合電極隔開(kāi)配置。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的送電裝置，其特征在于， 所述第一 I禹合電極由第一被動(dòng)電極以及電位比該第一被動(dòng)電極高的第一主動(dòng)電極構(gòu)成， 所述第二耦合電極由第二被動(dòng)電極以及電位比該第二被動(dòng)電極高的第二主動(dòng)電極構(gòu)成， 所述第三耦合電極由第三電極構(gòu)成， 所述第三電極的電位比所述第二被動(dòng)電極的電位高、且比所述第二主動(dòng)電極的電位低。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的送電裝置，其特征在于， 所述第三電極和所述第二主動(dòng)電極之間的耦合電容比所述第二主動(dòng)電極和所述第二被動(dòng)電極之間的耦合電容小。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的送電裝置，其特征在于， 所述第二主動(dòng)電極和所述第一主動(dòng)電極對(duì)置， 所述第二被動(dòng)電極和所述第一被動(dòng)電極分別被配置在所述第二主動(dòng)電極和所述第一主動(dòng)電極對(duì)置的一側(cè)的相反側(cè)， 所述第三電極被配置在所述第二主動(dòng)電極的周邊部。
10.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的送電裝置，其特征在于， 所述送電裝置具備: 設(shè)置了所述第二主動(dòng)電極的底座部；和 設(shè)置了所述第二被動(dòng)電極的靠背部， 所述第二主動(dòng)電極和所述第二被動(dòng)電極被配置在大致正交的方向， 在夾持所述第二被動(dòng)電極 而與所述第二主動(dòng)電極相反的一側(cè)配置所述第三電極。
全文摘要
本發(fā)明提供一種即使在電力輸送過(guò)程中人體等異物接近了的情況下，也能夠確切地檢測(cè)出異物的接近，不論因受電裝置的形狀、尺寸等而不同的耦合電極的尺寸、相對(duì)位置如何，都能夠高效率地輸送電力的電力輸送系統(tǒng)、以及該電力輸送系統(tǒng)中采用的送電裝置。包括受電裝置，其具有用于經(jīng)由靜電場(chǎng)而相互耦合的第一耦合電極(第一主動(dòng)電極以及第一被動(dòng)電極)；和送電裝置，其具有第二耦合電極(第二主動(dòng)電極以及第二被動(dòng)電極)，以非接觸的方式從送電裝置向受電裝置輸送電力。送電裝置具備與第二耦合電極隔開(kāi)配置的第三耦合電極，第三耦合電極由第三電極構(gòu)成，具有比第二被動(dòng)電極高、且比第二主動(dòng)電極低的電位。
文檔編號(hào)H02J17/00GK103098343SQ20118004361
公開(kāi)日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2011年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月25日
發(fā)明者土屋貴紀(jì), 市川敬一 申請(qǐng)人:株式會(huì)社村田制作所