本發(fā)明涉及包括具有多個發(fā)送天線的發(fā)送裝置、以及具有接收天線的接收裝置的諧振型功率傳輸系統(tǒng)、發(fā)送裝置以及供電位置控制系統(tǒng)。
背景技術:
以往,已知一種系統(tǒng),在接收天線靠近配置有多個的發(fā)送天線時,對該接收天線的位置和姿態(tài)進行推定,來與特定的發(fā)送天線之間進行功率傳輸(例如參照專利文獻1)。該專利文獻1所公開的系統(tǒng)中,在發(fā)送側,由存在檢測部檢測各供電用線圈(發(fā)送天線)的電壓,位置姿態(tài)推定部根據(jù)該檢測結果來推定接收用線圈(接收天線)的位置和姿態(tài)。此外,存儲器中預先存儲有與受電裝置(接收裝置)的輸出功率有關的表格。并且,供電控制部根據(jù)位置姿態(tài)推定部的推定結果,參照存儲在存儲器中的表格,從而選擇受電裝置的輸出功率達到最大的供電模式,并進行供電。由此,無論接收天線的位置和姿態(tài)如何,都能高效地向受電裝置提供電力。
現(xiàn)有技術文獻
專利文獻
專利文獻1:日本專利特開2013-27245號公報
技術實現(xiàn)要素:
發(fā)明所要解決的技術問題
然而,在現(xiàn)有結構中,為了進行接收天線的位置和姿態(tài)的推定,并且向受電裝置進行供電,設置有多個專用電路(存在檢測部、位置姿態(tài)推定部、存儲器、供電控制部)。由此,系統(tǒng)整體上存在難以小型化、輕量化、低成本化的問題。此外,還存在整個系統(tǒng)的耗電量由于上述專用電路的耗電量而變大的問題。
本發(fā)明為了解決上述課題而完成,其目的在于提供一種與現(xiàn)有結構相比能實現(xiàn)整個系統(tǒng)的小型化、輕量化、低成本化,還能降低整個系統(tǒng)的耗電量的諧振型功率傳輸系統(tǒng)、發(fā)送裝置以及供電位置控制系統(tǒng)。
解決技術問題所采用的技術方案
本發(fā)明的諧振型功率傳輸系統(tǒng)包括具有多個發(fā)送天線的發(fā)送裝置、以及具有接收天線的接收裝置,發(fā)送裝置具有:發(fā)送電源,該發(fā)送電源根據(jù)輸入功率輸出與發(fā)送天線的諧振頻率相匹配的功率;多個開關,該多個開關根據(jù)每個發(fā)送天線來設置,并能進行切換,來將使發(fā)送電源輸出的功率提供給該發(fā)送天線的供給線路連接或切斷;參數(shù)檢測部,該參數(shù)檢測部利用發(fā)送電源的保護功能,對因接收天線靠近發(fā)送天線而變化的與該發(fā)送電源有關的參數(shù)進行檢測;以及開關控制部,該開關控制部根據(jù)參數(shù)檢測部的檢測結果推定接收天線的位置,并根據(jù)該接收天線的位置進行開關的切換控制。
發(fā)明效果
根據(jù)本發(fā)明,由于采用上述結構,因此與現(xiàn)有結構相比,能實現(xiàn)整個系統(tǒng)的小型化、輕量化和低成本化,還能降低整個系統(tǒng)的耗電量。
附圖說明
圖1是表示本發(fā)明實施方式1的諧振型功率傳輸系統(tǒng)的結構的圖。
圖2是表示本發(fā)明實施方式1的諧振型功率傳輸系統(tǒng)的位置推定動作的流程圖(使所有發(fā)送天線同時變?yōu)榇蜷_狀態(tài)的情況)。
圖3是表示圖2所示的位置推定動作中、接收天線靠近發(fā)送天線時的信號的變化例的圖。
圖4是表示本發(fā)明實施方式1的諧振型功率傳輸系統(tǒng)的位置推定動作的流程圖(使發(fā)送天線依次變?yōu)榇蜷_狀態(tài)的情況)。
圖5是表示圖4所示的位置推定動作中、接收天線靠近發(fā)送天線時的信號的變化例的圖。
圖6是表示本發(fā)明實施方式1的諧振型功率傳輸系統(tǒng)中、能適用于所檢測的參數(shù)的位置推定方法的一覽表。
圖7是對本發(fā)明實施方式1的諧振型功率傳輸系統(tǒng)的位置推定動作進行說明的圖(以塊為單位使發(fā)送天線依次變?yōu)榇蜷_狀態(tài)的情況)。
圖8是表示本發(fā)明實施方式2的諧振型功率傳輸系統(tǒng)的結構的圖。
圖9是表示本發(fā)明實施方式3的諧振型功率傳輸系統(tǒng)的結構的圖。
圖10是表示本發(fā)明實施方式3的諧振型功率傳輸系統(tǒng)的學習動作的流程圖。
圖11是表示本發(fā)明實施方式3的諧振型功率傳輸系統(tǒng)的位置推定動作的流程圖。
圖12是說明本發(fā)明實施方式4的諧振型功率傳輸系統(tǒng)的動作的圖。
圖13是說明本發(fā)明實施方式5的諧振型功率傳輸系統(tǒng)的動作的圖。
圖14是表示本發(fā)明實施方式6的諧振型功率傳輸系統(tǒng)的結構的圖。
圖15是表示本發(fā)明實施方式7的諧振型功率傳輸系統(tǒng)的結構的圖。
圖16是表示本發(fā)明實施方式8的諧振型功率傳輸系統(tǒng)的結構的圖。
具體實施方式
以下,參照附圖對本發(fā)明實施方式進行詳細說明。
實施方式1.
圖1是表示本發(fā)明實施方式1的諧振型功率傳輸系統(tǒng)的結構的圖。
諧振型功率傳輸系統(tǒng)如圖1所示,包括具有多個發(fā)送天線13的發(fā)送裝置1、以及具有接收天線21的接收裝置2。該諧振型功率傳輸系統(tǒng)具有對靠近發(fā)送天線13的接收天線21的位置進行推定、并根據(jù)該位置來使特定的發(fā)送天線13工作的功能(供電位置控制系統(tǒng)的功能),在該工作的發(fā)送天線13與接收天線21之間進行功率傳輸。
發(fā)送裝置1如圖1所示,具有初級電源11、發(fā)送電源12、多個發(fā)送天線13以及多個開關14。
初級電源11輸出直流功率。
發(fā)送電源12根據(jù)來自初級電源11的直流功率(輸入功率)來輸出與發(fā)送天線13的諧振頻率相匹配的功率(高頻功率)。該發(fā)送電源12的詳細情況將在后文闡述。另外,圖1的示例中,對多個發(fā)送天線13設置一個發(fā)送電源12,來自發(fā)送電源12的輸出并行地輸出到各發(fā)送天線13。
發(fā)送天線13以和來自發(fā)送電源12的高頻功率的頻率相同的頻率進行諧振。在圖1的示例中,示出將20個發(fā)送天線13配置成陣列狀的情況,但設置數(shù)不限于此。
開關14按照每個發(fā)送天線13來設置,能進行切換,來將使來自發(fā)送電源12的高頻功率提供給該發(fā)送天線13的供給線路連接或切斷。在通過該開關14使供給線路連接的情況下,發(fā)送天線13變?yōu)榇蜷_狀態(tài),從而變?yōu)閭鬏斈J?。另一方面,在通過該開關14將供給線路切斷的情況下,發(fā)送天線13變?yōu)殛P閉狀態(tài),從而變?yōu)榉莻鬏斈J?。由此,發(fā)送天線13的諧振頻率因打開狀態(tài)和關閉狀態(tài)而有大幅差異,因此不會對周圍的發(fā)送天線13產(chǎn)生影響。該開關14例如能使用繼電器、光耦合器、晶體管等。
此外,發(fā)送電源12如圖1所示,具有逆變器電路121、輸入檢測部122、電源參數(shù)檢測部123、輸出檢測部124、開關控制部125以及匹配電路126。
逆變器電路121將來自初級電源11的直流功率轉換為用于輸出到各發(fā)送天線13的交流功率。
輸入檢測部122對與從初級電源11輸入到發(fā)送電源12的直流功率有關的參數(shù)進行檢測。此時,輸入檢測部122對發(fā)送電源12的輸入電流、輸入電壓中的至少一個以上進行檢測。
電源參數(shù)檢測部123對與發(fā)送電源12內部的逆變器電路121有關的參數(shù)進行檢測。此時,電源參數(shù)檢測部123例如對逆變器電路121的諧振電壓、諧振電流、諧振電壓與諧振電流的相位、逆變器電路121內的開關元件的漏極-源極間的電壓vds或電流ids、逆變器電路121內的元件(fet(fieldeffecttransistor:場效應晶體管)、電容器、電感器等)的發(fā)熱等中的至少一個以上進行檢測。
輸出檢測部124對從發(fā)送電源12輸出的功率(由逆變器電路121轉換后的交流功率)有關的參數(shù)進行檢測。此時,輸出檢測部124例如對來自逆變器電路121的輸出電壓或輸出電流(相位、振幅、有效值、頻率)、透過功率、反射功率等中的至少一個以上進行檢測。
另外,輸入檢測部122、電源參數(shù)檢測部123以及輸出檢測部124構成本發(fā)明的“參數(shù)檢測部,該參數(shù)檢測部設置于所述發(fā)送電源中,對因所述接收天線靠近所述發(fā)送天線而變化的與該發(fā)送電源有關的參數(shù)進行檢測”。并且,該參數(shù)檢測部的功能能通過利用發(fā)送電源12通常具有的保護功能(用于防止電源12的破壞的功能)來實現(xiàn),不需要專用電路。此外,圖1中,作為參數(shù)檢測部,示出了具有輸入檢測部122、電源參數(shù)檢測部123以及輸出檢測部124的全部的情況,但只要至少具有這些檢測部122~124中的至少一個以上即可。另外,通過檢測多個參數(shù),從而能提高位置推定精度。
開關控制部125具有根據(jù)參數(shù)檢測部(輸入檢測部122、電源參數(shù)檢測部123、輸出檢測部124)的檢測結果來推定接收天線21的位置的功能(位置推定功能)、以及基于該接收天線21的位置來進行開關14的切換的功能(切換控制功能)。該開關控制部125通過使用了基于軟件的cpu的程序處理來執(zhí)行。
匹配電路126對發(fā)送電源12與發(fā)送天線13的阻抗進行匹配。
另一方面,接收裝置2如圖1所示,具有接收天線21以及整流電路22。
接收天線21以和發(fā)送天線13的諧振頻率相同的頻率進行諧振。由此,從發(fā)送天線13接收高頻功率。
整流電路22將接收天線21所接收到的高頻功率(交流功率)轉換為直流功率。
接著,對上述結構的諧振型功率傳輸系統(tǒng)所涉及的接收天線21的位置推定動作進行說明。
諧振型功率傳輸系統(tǒng)的位置推定動作有使所有發(fā)送天線13同時變?yōu)榇蜷_狀態(tài)來進行接收天線21的位置推定的方法(第一位置推定方法)、以及依次使發(fā)送天線13變?yōu)榇蜷_狀態(tài)來進行接收天線21的位置推定的方法(第二位置推定方法)。
首先,參照圖2、圖3對使所有發(fā)送天線13同時變?yōu)榇蜷_狀態(tài)來進行接收天線21的位置推定的方法進行說明。
該情況如圖2所示,首先,發(fā)送裝置1的開關控制部125對開關14進行切換,以使所有發(fā)送天線13同時變?yōu)榇蜷_狀態(tài)(步驟st201)。另外,此時,可以使所有發(fā)送天線13始終為打開狀態(tài),也可以以任意的周期呈脈沖狀地變?yōu)榇蜷_狀態(tài)。
接著,參數(shù)檢測部(輸入檢測部122、電源參數(shù)檢測部123、輸出檢測部124)對與發(fā)送電源12有關的參數(shù)進行檢測,開關控制部125判斷該參數(shù)是否有變化(是否有反應)(步驟st202)。圖3(a)示出利用輸出檢測部124對圖1所示的第1個發(fā)送天線13的反射功率進行檢測的情況,圖3(b)示出利用輸出檢測部124對圖1所示的第10個發(fā)送天線13的反射功率進行檢測的情況。如該圖3(a)、(b)所示,在時刻t1,反射功率沒有變化,反射功率大于檢測閾值α1,因此能判斷為接收天線21未靠近第1個和第10個發(fā)送天線13。該步驟st202中判斷為與發(fā)送電源12有關的參數(shù)沒有變化的情況下,流程再次返回到步驟st202,變?yōu)榇龣C狀態(tài)。
另一方面,在步驟st202中,開關控制部125在判斷為參數(shù)存在變化的情況下,對接收天線21的位置進行推定(步驟st203)。即,在圖3(b)中,反射功率在時刻t2變?yōu)闄z測閾值α1以下,因此能判斷為接收天線21靠近第10個發(fā)送天線13。
之后,開關控制部125基于檢測到的接收天線21的位置來進行開關14的切換控制。圖3的示例中,對開關14進行切換,僅使第10個發(fā)送天線13變?yōu)榇蜷_狀態(tài)。之后,在接收天線21離開發(fā)送天線13的情況下,返回到初始狀態(tài)。
接著,參照圖4、圖5對依次使發(fā)送天線13變?yōu)榇蜷_狀態(tài)來進行接收天線21的位置推定的方法進行說明。
該情況如圖4所示,首先,發(fā)送裝置1的開關控制部125對開關14進行切換,以使發(fā)送天線13逐個依次變?yōu)榇蜷_狀態(tài)(步驟st401)。另外,此時的切換順序能適當設定。
接著,參數(shù)檢測部(輸入檢測部122、電源參數(shù)檢測部123、輸出檢測部124)對與發(fā)送電源12有關的參數(shù)進行檢測,開關控制部125判斷該參數(shù)是否有變化(是否有反應)(步驟st402)。圖5是表示由輸入檢測部122檢測到輸入電流的情況的圖。圖5中,示出在時刻t1時使圖1所示的第1個發(fā)送天線13變?yōu)榇蜷_狀態(tài)、在時刻t2時使第二個發(fā)送天線13變?yōu)榇蜷_狀態(tài)、之后按照圖1所示的編號順序使發(fā)送天線13變?yōu)榇蜷_狀態(tài)的情況。如圖5所示,在時刻t1~t9,輸入電流沒有變化,輸入電流低于檢測閾值α2,因此能判斷為接收天線21未靠近第1~9個發(fā)送天線13。該步驟st402中判斷為與發(fā)送電源12有關的參數(shù)沒有變化的情況下,流程再次返回到步驟st402,變?yōu)榇龣C狀態(tài)。
另一方面,在步驟st402中,開關控制部125在判斷為參數(shù)存在變化的情況下,對接收天線21的位置進行推定(步驟st403)。即,在圖5中,輸入電流在時刻t10變?yōu)闄z測閾值α2以上,因此能判斷為接收天線21靠近第10個發(fā)送天線13。另外,電流值向增加的方向變化還是向減少的方向變化取決于電路結構。
之后,開關控制部125基于檢測到的接收天線21的位置來進行開關14的切換控制。圖5的示例中,對開關14進行切換,僅使第10個發(fā)送天線13變?yōu)榇蜷_狀態(tài)。之后,在接收天線21離開發(fā)送天線13的情況下,返回到初始狀態(tài)。
圖6是表示能適用于所檢測的參數(shù)的位置推定方法的一覽表。
如該圖6所示,在使用由輸入檢測部122檢測出的參數(shù)、由電源參數(shù)檢測部123檢測出的參數(shù)的情況下,僅能適用第二位置推定方法。對于由輸出檢測部124檢測到的參數(shù),能適用第一位置推定方法或第二位置推定方法中的任一種。
如上所述,根據(jù)該實施方式1,利用使用了發(fā)送電源12的保護功能的參數(shù)檢測部(輸入檢測部122、電源參數(shù)檢測部123、輸出檢測部124)來檢測隨著接收天線21靠近發(fā)送天線13而變化的與該發(fā)送電源12有關的參數(shù),利用開關控制部125來根據(jù)參數(shù)檢測部的檢測結果推定接收天線21的位置,并基于該接收天線21的位置來進行開關14的切換控制,因此能利用發(fā)送裝置1通常具有的功能來進行接收天線21的位置推定,與現(xiàn)有結構相比,能實現(xiàn)整個系統(tǒng)的小型化、輕量化和低成本化,還能降低整個系統(tǒng)的耗電量。
另外,上文以一個接收裝置2靠近發(fā)送裝置1的情況為例進行了說明。然而,在多個接收裝置2靠近發(fā)送裝置1的情況下也同樣,能通過使各個接收裝置2的接收天線21所靠近的發(fā)送天線13變?yōu)榇蜷_狀態(tài)來進行功率傳輸。
此外,圖4、圖5中,作為第二位置推定方法,示出逐個依次將發(fā)送天線13切換為打開狀態(tài)的情況。但也可以與此相對,以塊為單位依次將發(fā)送天線13切換為打開狀態(tài)來進行接收天線21的位置推定。下面,參照圖7的示例進行動作說明。圖7中,設想接收天線21靠近第12個發(fā)送天線13的情況。此外,圖7中,灰色的發(fā)送天線13為打開狀態(tài)的發(fā)送天線13。
該情況下,如圖7(a)所示,首先,開關控制部125對開關14進行切換,來使下半部分的塊、即第1~10個發(fā)送天線13同時變?yōu)榇蜷_狀態(tài)。該情況下,由于接收天線21未靠近第1~10個發(fā)送天線13,因此與發(fā)送電源12有關的參數(shù)沒有變化。
接著,開關控制部125如圖7(b)所示,對開關14進行切換,來使上半部分的塊、即第11~20個發(fā)送天線13同時變?yōu)榇蜷_狀態(tài)。該情況下,由于與發(fā)送電源12有關的參數(shù)產(chǎn)生變化,因此能判斷為接收天線21靠近了該第11~20個發(fā)送天線13中的任意發(fā)送天線。
因此,開關控制部125如圖7(c)所示,對開關14進行切換,來使上半部分的塊中的第11~15個發(fā)送天線13同時變?yōu)榇蜷_狀態(tài)。該情況下,由于與發(fā)送電源12有關的參數(shù)產(chǎn)生變化,因此能判斷為接收天線21靠近了該第11~15個發(fā)送天線13中的任意發(fā)送天線。
因此,如圖7(d)所示,對開關14進行切換,來使從第11個發(fā)送天線13起依次變?yōu)榇蜷_狀態(tài)。該情況如圖7(e)所示,在使第12個發(fā)送天線13變?yōu)榇蜷_狀態(tài)時,與發(fā)送電源12有關的參數(shù)發(fā)生變化。由此,能判斷為接收天線21靠近了第12個發(fā)送天線13。
通過如上述那樣以塊為單位使發(fā)送天線13依次變?yōu)榇蜷_狀態(tài),與逐個使發(fā)送天線13變?yōu)榇蜷_狀態(tài)的情況相比,到位置推定為止的處理次數(shù)減少,能縮短處理時間。
實施方式2.
實施方式1示出了對多個發(fā)送天線13設置一個發(fā)送電源12的情況。也可以與此相對,如圖8所示,對每個發(fā)送天線13設置發(fā)送電源12。另外,圖8中,省略了發(fā)送裝置1的初級電源11以及接收裝置2的整流電路22的圖示。利用圖8所示的結構,能增大整個系統(tǒng)的傳輸功率。
此外,通過對每個發(fā)送天線13設置發(fā)送電源12,能使各發(fā)送電源12小型化,因此也能將發(fā)送電源12組裝到各發(fā)送天線13來形成為一體。
實施方式3.
圖9是表示本發(fā)明實施方式3的諧振型功率傳輸系統(tǒng)的結構的圖。該圖9所示的實施方式3所涉及的諧振型功率傳輸系統(tǒng)在圖1所示的實施方式1所涉及的諧振型功率傳輸系統(tǒng)中添加了位置信息獲取部15以及記錄部16。其他的結構相同,標注相同的標號并僅對不同部分進行說明。
位置信息獲取部15在學習動作中獲取表示配置接收天線21的位置的信息。
記錄部16是如下那樣的存儲器:即,在學習動作中,將參數(shù)檢測部的檢測結果、由位置信息獲取部15獲取到的表示相應的接收天線21的位置的信息關聯(lián)起來進行記錄。
并且,開關控制部125在推定接收天線21的位置時,也使用記錄在記錄部16中的信息。
接著,對實施方式3的諧振型功率傳輸系統(tǒng)的位置推定動作進行說明。
在實施方式3的諧振型功率傳輸系統(tǒng)中,進行事先對參數(shù)檢測部按照接收天線21的各個位置所檢測到的參數(shù)進行記錄的學習動作、以及使用了記錄在記錄部16中的信息的位置推定動作。
首先,參照圖10對諧振型功率傳輸系統(tǒng)的學習動作進行說明。
諧振型功率傳輸系統(tǒng)的學習動作中,如圖10所示,首先作業(yè)人員將接收天線21配置成依次靠近發(fā)送天線13。然后,位置信息獲取部15獲取表示此時的接收天線21的位置的信息(步驟st1001)。此時,位置信息獲取部15也可以獲取由作業(yè)人員使用輸入裝置(未圖示)輸入的表示接收天線21的位置的信息,也可以利用其它方法來獲取位置信息。
另一方面,參數(shù)檢測部(輸入檢測部122、電源參數(shù)檢測部123、輸出檢測部124)對與發(fā)送電源12有關的參數(shù)進行檢測(步驟st1002)。此時,對于所有發(fā)送天線13,可以由開關控制部125同時設為打開狀態(tài),也可以僅將任意個數(shù)的發(fā)送天線13同時設為打開狀態(tài)。
接著,記錄部16將參數(shù)檢測部的檢測結果、由位置信息獲取部15獲取到的表示相應的接收天線21的位置的信息關聯(lián)起來進行記錄(步驟st1003)。由此獲得數(shù)據(jù)庫。
接著,參照圖11對諧振型功率傳輸系統(tǒng)的位置推定動作進行說明。
該情況如圖11所示,首先,開關控制部125進行開關14的切換控制,來將所有發(fā)送天線13同時設為打開狀態(tài),參數(shù)檢測部(輸入檢測部122、電源參數(shù)檢測部123、輸出檢測部124)對與發(fā)送電源12有關的參數(shù)進行檢測,開關控制部125對該參數(shù)是否產(chǎn)生變化進行判斷(步驟st1101、1102)。該步驟st1102中判斷為與發(fā)送電源12有關的參數(shù)沒有變化的情況下,流程再次返回到步驟st1102,變?yōu)榇龣C狀態(tài)。此外,對于開關14的切換控制,可以將所有發(fā)送天線13同時設為打開狀態(tài),也可以僅將任意個數(shù)的發(fā)送天線13同時設為打開狀態(tài)。
另一方面,在步驟st1102中,開關控制部125在判斷為與發(fā)送電源12有關的參數(shù)產(chǎn)生變化的情況下,對該參數(shù)與記錄在記錄部16中的數(shù)據(jù)庫進行比較(步驟st1103)。即,判斷數(shù)據(jù)庫內是否存在相應的參數(shù)變化,在存在相應的參數(shù)變化的情況下,提取與該參數(shù)相關聯(lián)的接收天線21的位置。
然后,開關控制部125也利用該比較結果來推定接收天線21的位置(步驟st1104)。由此,能縮短位置推定的處理時間。
如上所述,根據(jù)該實施方式3,構成為在學習動作中,事先獲取表示配置接收天線21的位置的信息,并與此時所檢測出的參數(shù)關聯(lián)起來進行記錄,在檢測接收天線21的位置時也使用該信息,因此除了實施方式1的效果以外,還能縮短位置推定的處理時間。
另外,上文示出了在實施方式1的結構(對多個發(fā)送天線13設置一個發(fā)送電源12的結構)中設置實施方式3的功能的情況。也可以與此相對,在實施方式2的結構(對每個發(fā)送天線13設置發(fā)送電源12的結構)設置實施方式3的功能,從而提高了接收天線21的位置推定精度。
實施方式4.
實施方式1中,設想接收天線21靠近到一個發(fā)送天線13上并對此進行檢測的情況來進行說明。然而,接收天線21的位置也可能跨越地靠近多個發(fā)送天線13的位置。因此,實施方式4示出將這一情況考慮在內的情況。另外,實施方式4的諧振型功率傳輸系統(tǒng)與圖1所示的結構同樣,下面利用圖1的結構來僅對不同部分進行說明。
開關控制部125在推定出的接收天線21的位置跨越多個發(fā)送天線13的位置的情況下,對開關14進行切換,以將由參數(shù)檢測部檢測到的參數(shù)的變化量較大的發(fā)送天線13的供給線路連接。
例如如圖12所示,接收天線21的位置跨過第1個和第2個發(fā)送天線13的位置,并且第2個發(fā)送天線13與第1個發(fā)送天線13相比,與接收天線21的相對面積更大。此時,關于由參數(shù)檢測部檢測到的參數(shù)的變化量,第2個發(fā)送天線13最大。因此,開關控制部125對開關14進行切換,來僅將該第2個發(fā)送天線13設為打開狀態(tài)。由此,能將對接收天線2的供電效率較高的發(fā)送天線13設為打開狀態(tài)。
另外,上文示出了在實施方式1的結構(對多個發(fā)送天線13設置一個發(fā)送電源12的結構)中設置實施方式4的功能的情況。也可以與此相對,在實施方式2的結構(對每個發(fā)送天線13設置發(fā)送電源12的結構)中設置實施方式4的功能,能獲得同樣的效果。
實施方式5.
實施方式4中,示出在接收天線21的位置跨越多個發(fā)送天線13的位置的情況、僅將參數(shù)檢測部所檢測到的變化量較大的發(fā)送天線13設為打開狀態(tài)的情況。與此相對,實施方式5中,示出將接收天線21的位置所跨過的多個發(fā)送天線13設為打開狀態(tài),并利用匹配電路126控制相位差從而提高供電效率的結構。另外,實施方式4的諧振型功率傳輸系統(tǒng)與圖1所示的結構同樣,下面利用圖1的結構來僅對不同部分進行說明。
開關控制部125在推定出的接收天線21的位置跨越多個發(fā)送天線13的位置的情況下,對開關14進行切換,來將該多個發(fā)送天線13的供給線路連接,并且利用匹配電路126來控制提供給該發(fā)送天線13的功率的相位差。
例如如圖13(a)所示,假設接收天線21的位置跨過第1個和第2個發(fā)送天線13的位置。該情況下,對開關14進行切換,來將第1個和第2個發(fā)送天線13設為打開狀態(tài)。而且,如圖13(b)所示,對提供給各發(fā)送天線13的功率的相位進行控制,使得上述收發(fā)天線13、21之間的供電效率變高。此時,匹配電路126通過改變對與發(fā)送電源12相對應的發(fā)送天線13的阻抗進行控制的常數(shù),來改變對于各發(fā)送天線13的功率的相位。另外,圖13(b)中,標號1301是對于第1個發(fā)送天線13的功率的相位,標號1302是對于第2個發(fā)送天線的功率的相位。
另外,上文示出了在實施方式1的結構(對多個發(fā)送天線13設置一個發(fā)送電源12的結構)中設置實施方式5的功能的情況。也可以與此相對,在實施方式2的結構(對每個發(fā)送天線13設置發(fā)送電源12的結構)中設置實施方式5的功能,能獲得同樣的效果。
實施方式6.
圖14是表示本發(fā)明實施方式6的諧振型功率傳輸系統(tǒng)的結構的圖。該圖14所示的實施方式6所涉及的諧振型功率傳輸系統(tǒng)在圖1所示的實施方式1所涉及的諧振型功率傳輸系統(tǒng)的發(fā)送裝置1中添加了多個位置推定輔助部(發(fā)送側位置推定輔助部)17。其他的結構相同,標注相同的標號并僅對不同部分進行說明。另外,圖14中省略了初級電源11以及整流電路22的圖示。
位置推定輔助部17按照每個發(fā)送天線13來設置,為了對接收天線21的位置推定進行輔助,對接收天線21的存在進行檢測。作為該位置推定輔助部17,例如能使用壓力傳感器、光傳感器、磁傳感器等傳感器。
并且,開關控制部125在推定接收天線21的位置時,也使用位置推定輔助部17的檢測結果。由此,提高了接收天線21的位置推定精度。
另外,上文示出了在實施方式1的結構(對多個發(fā)送天線13設置一個發(fā)送電源12的結構)中設置實施方式6的功能的情況。也可以與此相對,在實施方式2的結構(對每個發(fā)送天線13設置發(fā)送電源12的結構)中設置實施方式6的功能,能獲得同樣的效果。
實施方式7.
實施方式6示出在發(fā)送裝置1中設置位置推定輔助部17的情況。與此相對,在實施方式7中示出在接收裝置2中設置位置推定輔助部23的情況。
圖15是表示本發(fā)明實施方式7的諧振型功率傳輸系統(tǒng)的結構的圖。該圖15所示的實施方式7所涉及的諧振型功率傳輸系統(tǒng)在圖1所示的實施方式1所涉及的諧振型功率傳輸系統(tǒng)的接收裝置2中添加了位置推定輔助部(接收側位置推定輔助部)23以及電池24。其他的結構相同,標注相同的標號并僅對不同部分進行說明。另外,圖15中僅示出一個發(fā)送天線13,并省略了開關14的圖示。
位置推定輔助部23設置在接收裝置2中,為了對接收天線21的位置推定進行輔助,在接收天線21靠近發(fā)送天線13時,將該接收天線21的存在通知給發(fā)送裝置1。作為該位置推定輔助部23,例如能使用在與發(fā)送天線13接觸時對這一情況進行檢測的壓力傳感器、對接收天線21的當前位置進行檢測的陀螺傳感器等傳感器、將該傳感器的檢測結果通知給發(fā)送電源12的開關控制部125的通信器。該位置推定輔助部23由設置在接收裝置2中的電池24進行驅動。
并且,開關控制部125在推定接收天線21的位置時,也使用位置推定輔助部23的通知結果。由此,提高了接收天線21的位置推定精度。
另外,實施方式7的結構也能適用于實施方式1的結構(對多個發(fā)送天線13設置一個發(fā)送電源12的結構)和實施方式2的結構(對每個發(fā)送天線13設置發(fā)送電源12的結構)中的任意結構。
實施方式8.
實施方式7示出了位置推定輔助部23由設置在接收裝置2中的電池24進行驅動的情況。也可以與此相對,如圖16所示,利用接收天線21靠近發(fā)送天線13時提供的功率來驅動位置推定輔助部23。
另外,實施方式8的結構也能適用于實施方式1的結構(對多個發(fā)送天線13設置一個發(fā)送電源12的結構)和實施方式2的結構(對每個發(fā)送天線13設置發(fā)送電源12的結構)中的任意結構。
此外,實施方式1~8中,示出將供電位置控制系統(tǒng)的功能適用于諧振型功率傳輸系統(tǒng)并進行功率傳輸?shù)那闆r。然而并不限于此,也能將供電位置控制系統(tǒng)適用于進行功率傳輸以外的動作的系統(tǒng)。例如,也可以適用于如下那樣的系統(tǒng):即,對靠近發(fā)送天線13的接收天線21的位置進行推定,并進行切換,來使相應的發(fā)送天線13動作,從而在該發(fā)送天線13與接收天線21之間進行可見光通信或音頻通信。
另外,本申請發(fā)明可以在其發(fā)明的范圍內對各實施方式進行自由組合,或對各實施方式的任意構成要素進行變形、或省略各實施方式中的任意的構成要素。
工業(yè)上的實用性
本發(fā)明的諧振型功率傳輸系統(tǒng)與現(xiàn)有結構相比,能實現(xiàn)整個系統(tǒng)的小型化、輕量化和低成本化,此外能降低耗電量,適用于包括具有多個發(fā)送天線的發(fā)送裝置、以及具有接收天線的接收裝置的諧振型功率傳輸系統(tǒng)等。
標號說明
1發(fā)送裝置
2接收裝置
11初級電源
12發(fā)送電源
13發(fā)送天線
14開關
15位置信息獲取部
16記錄部
17位置推定輔助部(發(fā)送側位置推定輔助部)
21接收天線
22整流電路
23位置推定輔助部(接收側位置推定輔助部)
24電池
121逆變器電路
122輸入檢測部
123電源參數(shù)檢測部
124輸出檢測部
125開關控制部
126匹配電路