本發(fā)明總體涉及一種電源設(shè)備，更特別地，涉及一種包括諧振電路的電源設(shè)備。

背景技術(shù)：

常規(guī)電源設(shè)備包括諧振電路(例如，參見專利文獻(xiàn)1)。

專利文獻(xiàn)1的無線電力傳輸裝置包括諧振電路。所述無線電力傳輸裝置包括諧振電路和可變電壓源。另外，所述諧振電路包括電感器和多個(gè)電容器，所述多個(gè)電容器被配置成包括變?nèi)荻O管。另外，所述變?nèi)荻O管具有這種特性：從可變電壓源施加的電壓值增加時(shí)，電容值下降。因此，該無線電力傳輸裝置能調(diào)整電感器的電感產(chǎn)生的諧振頻率，并通過調(diào)整可變電壓源的電壓值調(diào)整多個(gè)電容器的電容值(綜合電容值)。因此，即使在諧振電路的諧振頻率和可變電壓源的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻率不同(偏移)的情況下，通過調(diào)整施加在變?nèi)荻O管上的電壓值，也可使諧振電路的諧振頻率和驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻率基本相等。

因此，即使諧振電路的諧振頻率由于諧振電路的電容器的電容值(電容)相對(duì)于設(shè)計(jì)值具有可變性而存在偏移，專利文獻(xiàn)1的無線電力傳輸裝置也能向電力接收設(shè)備有效傳輸電力。

引用列表

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1第2011-166883號(hào)日本專利申請(qǐng)公開

根據(jù)專利文獻(xiàn)1的無線電力傳輸裝置(電源設(shè)備)，使用變?nèi)荻O管調(diào)整諧振頻率。一般來說，與普通電容器(具有預(yù)定電容值的電容器)相比，變?nèi)荻O管的缺點(diǎn)在于其耐壓和耐受電流較小。因此，在專利文獻(xiàn)1的無線電力傳輸裝置(電源設(shè)備)中，當(dāng)諧振電路的電容相對(duì)于設(shè)計(jì)值具有可變性時(shí)，可能難以提供相對(duì)較大的電力(例如，100mW功率或以上)。雖然可以設(shè)想出生產(chǎn)電源設(shè)備時(shí)單獨(dú)手動(dòng)調(diào)整諧振電路的電容的方法，但該方法需要較長的調(diào)整操作時(shí)間，批量生產(chǎn)性較低(不適合批量生產(chǎn))。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式的電源設(shè)備，即使在諧振電路的電容與設(shè)計(jì)值之間具有可變性的情況下，也可有效提供相對(duì)較大的電力，并具有較高的批量生產(chǎn)性。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式的電源設(shè)備可包括：諧振電路，其包括電源線圈和集總參數(shù)元件；驅(qū)動(dòng)單元，其驅(qū)動(dòng)諧振電路；以及，切換單元，其在第一諧振狀態(tài)與第二諧振狀態(tài)之間切換，在第一諧振狀態(tài)下，諧振電路的諧振頻率變成高于驅(qū)動(dòng)單元的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻率的第一頻率，在第二諧振狀態(tài)下，諧振頻率變成低于驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻率的第二頻率。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式，如上所述，所述電源設(shè)備可包括切換單元，所述切換單元在第一諧振狀態(tài)與第二諧振狀態(tài)之間切換，在第一諧振狀態(tài)下，由電源線圈和集總參數(shù)元件確定的諧振頻率變成高于驅(qū)動(dòng)單元的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻率的第一頻率，在第二諧振狀態(tài)下，諧振頻率變成低于驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻率的第二頻率。因此，由于可通過在第一諧振狀態(tài)與第二諧振狀態(tài)之間切換使驅(qū)動(dòng)信號(hào)的相位與電源線圈的電流(或電壓)的相位之間的相位差平均基本為0(在一定程度的時(shí)間段內(nèi)相位差平均基本為0)，從而在提供相對(duì)較大電力的同時(shí)，可基本將諧振電路的諧振頻率與驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻率人工匹配。另外，由于諧振電路的諧振頻率與驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻率可利用切換單元基本人工匹配，從而不需要手動(dòng)調(diào)整諧振電路的電容。因此，即使在諧振電路的電容相對(duì)于設(shè)計(jì)值具有可變性的情況下，也可有效提供相對(duì)較大的電力，并可提高批量生產(chǎn)性。

在一個(gè)方面，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式的電源設(shè)備可配置為：基于驅(qū)動(dòng)信號(hào)的相位與電源線圈中流動(dòng)的至少電流或電壓的相位之間的相位差(變?yōu)閺恼祩?cè)或負(fù)值側(cè)向接近0的方向，基本變?yōu)?)，進(jìn)行第一諧振狀態(tài)與第二諧振狀態(tài)之間的切換；通過以這種方式進(jìn)行配置，在第一諧振狀態(tài)與第二諧振狀態(tài)之間進(jìn)行切換，使相位差接近0，因此，基本可更可靠地匹配諧振電路的諧振頻率與驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻率。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式，在相位差基本變?yōu)?后，電源線圈中流動(dòng)的電流的值基本變?yōu)?時(shí)，所述切換單元可在第一諧振狀態(tài)與第二諧振狀態(tài)之間切換。因此，第一諧振狀態(tài)與第二諧振狀態(tài)之間的切換是在電源線圈中流動(dòng)的電流的值基本為0的狀態(tài)下進(jìn)行的；因此，可抑制集總參數(shù)元件(例如，電容器)中所充的能量隨著切換而損失。

在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式的電源設(shè)備中，切換單元在第一諧振狀態(tài)與第二諧振狀態(tài)之間切換的周期長于驅(qū)動(dòng)信號(hào)的周期。由于驅(qū)動(dòng)單元的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻率一般設(shè)為相對(duì)較高的頻率，存在這種情況：難以將另一個(gè)部件(切換單元)配置為能夠以高于驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻率的頻率被驅(qū)動(dòng)。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式，通過使第一諧振狀態(tài)與第二諧振狀態(tài)之間的切換周期長于驅(qū)動(dòng)信號(hào)的周期，可使用于驅(qū)動(dòng)切換單元的驅(qū)動(dòng)頻率低于驅(qū)動(dòng)單元的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻率。因此，可易于配置切換單元。

在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式的電源設(shè)備中，所述集總參數(shù)元件包括與電源線圈連接的第一電容器和第二電容器，所述切換單元可在第一諧振狀態(tài)與第二諧振狀態(tài)之間切換，在第一諧振狀態(tài)下，諧振頻率變成由電源線圈和第一電容器確定的第一頻率，在第二諧振狀態(tài)下，諧振頻率變成由電源線圈、第一電容器和第二電容器確定的第二頻率。根據(jù)該配置，通過適當(dāng)?shù)卦O(shè)置第一電容器的電容和第一電容器與第二電容器的綜合電容，可易于將電源設(shè)備配置為具有第一諧振狀態(tài)和第二諧振狀態(tài)。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式，所述第一電容器可與電源線圈串聯(lián)，所述第二電容器可與第一電容器并聯(lián)，所述切換單元包括與第一電容器和第二電容器連接的開關(guān)，所述開關(guān)可在第一諧振狀態(tài)與第二諧振狀態(tài)之間切換，在第一諧振狀態(tài)下，第一電容器和第二電容器電斷開，在第二諧振狀態(tài)下，第一電容器和第二電容器電連接。根據(jù)該配置，通過驅(qū)動(dòng)開關(guān)，將第一電容器和第二電容器電連接或斷開，可易于在第一諧振狀態(tài)與第二諧振狀態(tài)之間進(jìn)行切換。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式，在包括第一電容器和第二電容器的電源設(shè)備中，所述驅(qū)動(dòng)單元包括與第一電容器連接的第一驅(qū)動(dòng)單元和與第二電容器連接的第二驅(qū)動(dòng)單元，所述切換單元可在第一驅(qū)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)諧振電路的第一諧振狀態(tài)與第一驅(qū)動(dòng)單元和第二驅(qū)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)諧振電路的第二諧振狀態(tài)之間切換。根據(jù)該配置，與作為切換單元的開關(guān)用于與諧振電路連接的情況不同，可抑制由于在驅(qū)動(dòng)切換單元的情況下出現(xiàn)的切換損耗和導(dǎo)通電阻而導(dǎo)致的性質(zhì)劣化。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式，所述電源設(shè)備進(jìn)一步可包括檢測施加在電源線圈上的電壓的相位的電壓相位檢測器；其中，所述切換單元可基于驅(qū)動(dòng)單元的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的相位與施加在電源線圈上的電壓的相位之間的相位差基本變?yōu)?而在第一諧振狀態(tài)與第二諧振狀態(tài)之間切換。在檢測電源線圈的電流的相位的情況下，需要使用會(huì)造成能量損失的分流電阻器或使電源線圈的電流的相位產(chǎn)生偏移的耦合器。與此相反，在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式中，通過給電源設(shè)備提供檢測施加在電源線圈上的電壓的相位的電壓相位檢測器，可在無需使用造成能量損失的分流電阻器或使電源線圈的電流的相位產(chǎn)生偏移的耦合器的情況下檢測驅(qū)動(dòng)單元的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的相位與施加在電源線圈上的電壓的相位之間的相位差。因此，與檢測電源線圈的電流的相位的情況相比，可抑制能量損失和電源線圈的電流相位的偏移。另外，通過抑制電源線圈的電流相位的偏移，可更精確地使驅(qū)動(dòng)信號(hào)的相位與電源線圈的電流(或電壓)的相位之間的相位差基本平均為0。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式，電源設(shè)備可包括：諧振電路，其確定諧振頻率；驅(qū)動(dòng)單元，其驅(qū)動(dòng)諧振電路；以及控制器，其促使諧振頻率在第一諧振頻率和第二諧振頻率之間變換。第一諧振頻率可高于驅(qū)動(dòng)單元的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻率，第二諧振頻率可低于驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻率。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式，一種用于控制電源設(shè)備的方法可包括：基于驅(qū)動(dòng)單元的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的相位與電源線圈中流動(dòng)的電流和電壓的至少其中之一的相位之間的相位差正被消除，使諧振頻率在第一諧振頻率和第二諧振頻率之間變換。第一諧振頻率可高于驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻率，第二諧振頻率可低于驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻率。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式，如上所述，即使在諧振電路的電容相對(duì)于設(shè)計(jì)值具有可變性的情況下，也可有效提供相對(duì)較大的電力，并可提高批量生產(chǎn)性。

附圖說明

圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的第一示例的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式的電源設(shè)備的整體配置的框圖。

圖2是概略地示出根據(jù)本發(fā)明的第一示例的電源電路的諧振電路的電路圖。

圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的第一示例的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式的電源設(shè)備的切換控制器的配置的框圖。

圖4是描述根據(jù)本發(fā)明的第一示例的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式的電源設(shè)備的驅(qū)動(dòng)信號(hào)和電源線圈中流動(dòng)的電流的波形之間的關(guān)系以及相位差的簡圖。

圖5是示出根據(jù)本發(fā)明的第一示例的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式的電力接收設(shè)備的配置的框圖。

圖6是示出根據(jù)本發(fā)明的第一示例的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式的電源設(shè)備與根據(jù)一個(gè)比較示例的電源設(shè)備之間的比較結(jié)果的簡圖。

圖7是概略地示出根據(jù)本發(fā)明的第二示例的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式的電源電路的諧振電路的電路圖。

圖8是概略地示出根據(jù)本發(fā)明的第三示例的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式的電源電路的諧振電路的電路圖。

圖9是概略地示出根據(jù)本發(fā)明的第三示例的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式的電源電路的第一驅(qū)動(dòng)單元和第二驅(qū)動(dòng)單元的電路圖。

圖10是概略地示出根據(jù)本發(fā)明的修改第一示例的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式的電源電路的諧振電路的電路圖。

具體實(shí)施方式

下文將參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。在本發(fā)明的實(shí)施方式中，為了便于更徹底理解本發(fā)明，下文提出了多個(gè)具體細(xì)節(jié)。但是，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)理解的是，本發(fā)明可在無這些特定細(xì)節(jié)的情況下實(shí)施。其他實(shí)例中未對(duì)已知特征進(jìn)行詳細(xì)說明，以避免混淆本發(fā)明。

(第一示例)

(電源設(shè)備的配置)

下文將參照?qǐng)D1至圖4對(duì)本發(fā)明的第一示例的實(shí)施方式進(jìn)行說明。在無需在電源設(shè)備100與電力接收設(shè)備200之間提供線路等的情況下，根據(jù)本發(fā)明的第一示例的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式的電源設(shè)備可向布置在電源設(shè)備100附近的電力接收設(shè)備200提供電力(作為非接觸式電源設(shè)備)。

如圖1所示，電源設(shè)備100包括諧振電路1、驅(qū)動(dòng)單元2、切換控制器3、電力源4、主體控制器5、振蕩電路6和電流檢測器7。另外，如圖2所示，諧振電路1包括電源線圈11、集總參數(shù)元件12和開關(guān)13。切換控制器3和開關(guān)13是“切換單元”的示例。

根據(jù)本發(fā)明的第一示例的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式，切換控制器3和開關(guān)13可在第一諧振狀態(tài)與第二諧振狀態(tài)之間切換，在第一諧振狀態(tài)下，由電源線圈11和集總參數(shù)元件12確定的諧振頻率f變成高于驅(qū)動(dòng)單元2的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)頻率fd的第一頻率f1，在第二諧振狀態(tài)下，諧振頻率f變成低于驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)頻率fd的第二頻率f2。即，在具有第一頻率f1的供電磁場與具有第二頻率f2的供電磁場之間切換的同時(shí)，電源設(shè)備100可通過諧振電路1向電力接收設(shè)備200提供電力。

(電源設(shè)備的每個(gè)單元的配置)

通過從驅(qū)動(dòng)單元2施加在諧振電路1上的根據(jù)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的電壓，交流電流在諧振電路1內(nèi)流動(dòng)(參見圖4)。該交流電流的頻率變成由電源線圈11的電感和諧振電路1中的集總參數(shù)元件12的電容(和電感)確定的諧振頻率f。

根據(jù)本發(fā)明的第一示例的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式，如圖2所示，諧振電路1的集總參數(shù)元件12包括與電源線圈11串聯(lián)的第一電容器12a和與第一電容器12a并聯(lián)的第二電容器12b。另外，開關(guān)13與第一電容器12a和第二電容器12b連接，并在第一電容器12a和第二電容器12b電斷開的狀態(tài)(開關(guān)13關(guān)閉的狀態(tài))與第一電容器12a和第二電容器12b電連接的狀態(tài)(開關(guān)13打開的狀態(tài))之間切換。

在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式中，第一電容器12a和第二電容器12b電斷開的狀態(tài)并不限于(例如)第一電容器12a的兩極與第二電容器12b的兩極之間的連接完全斷開的狀態(tài)，并被描述為表示變成電路的狀態(tài)，在這種狀態(tài)下，在包括驅(qū)動(dòng)單元2和電源線圈11的電路中，第二電容器12b中沒有電流流過。另外，第一電容器12a和第二電容器12b電連接的狀態(tài)被描述為表示變成電路的狀態(tài)，在這種狀態(tài)下，在包括驅(qū)動(dòng)單元2和電源線圈11的電路中，第一電容器12a和第二電容器12b中有電流流過。

開關(guān)13將第一電容器12a和第二電容器12b斷開時(shí)，第二電容器12b中沒有電流流過，但第一電容器12a和電源線圈11中有電流流過。在這種情況下，諧振頻率f變成由第一電容器12a的電容C1和電源線圈11的電感L確定的第一頻率f1。

另外，在開關(guān)13將第一電容器12a和第二電容器12b連接的情況下，第二電容器12b、第一電容器12a和電源線圈11中均有電流流過。在這種情況下，諧振頻率f變成由第一電容器12a和第二電容器12b的綜合電容(C1+C2)和電源線圈11的電感L確定的第二頻率f2。在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式中，驅(qū)動(dòng)單元2在第一頻率f1下驅(qū)動(dòng)諧振電路1的狀態(tài)被定義為第一諧振狀態(tài)，驅(qū)動(dòng)單元2在第二頻率f2下驅(qū)動(dòng)諧振電路1的狀態(tài)被定義為第二諧振狀態(tài)。

另外，諧振電路1的電感或電容的值增加越多，諧振頻率f越低。即，由于綜合電容(C1+C2)大于第一頻率f1的電容(C1)，從而第二頻率f2低于第一頻率f1。另外，對(duì)第一電容器12a的電容C1和第二電容器12b的電容C2所設(shè)置的值使第一頻率f1大于驅(qū)動(dòng)單元2的驅(qū)動(dòng)頻率fd并且第二頻率f2小于驅(qū)動(dòng)頻率fd。

驅(qū)動(dòng)單元2包括門極驅(qū)動(dòng)電路和多個(gè)切換元件，并與電力源4連接。另外，驅(qū)動(dòng)單元2基于來自具有驅(qū)動(dòng)頻率fd的振蕩電路6的信號(hào)，通過由門極驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)多個(gè)切換元件，將電力源4提供的電力轉(zhuǎn)換成驅(qū)動(dòng)頻率fd下的交流電力，并將其輸出給諧振電路1。

驅(qū)動(dòng)頻率fd設(shè)為(例如)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)等(A4WP等)確定的頻率(6.78MHz)。因此，電源設(shè)備100可根據(jù)磁共振法進(jìn)行供電。

電力源4包括(例如)交流-直流轉(zhuǎn)換器，從在電源設(shè)備100外部提供的商用電力源獲取交流電力(或從在電源設(shè)備100內(nèi)部提供的電池獲取電力)，將交流整流成直流，并輸出獲取的電力。另外，電力源4可基于來自主體控制器5的命令改變要輸出的電壓值。

主體控制器5包括CPU(中央處理器)等，并可對(duì)整個(gè)電源設(shè)備1進(jìn)行控制，包括(例如)電源單元4。

振蕩電路6可基于來自主體控制器5的命令輸出具有驅(qū)動(dòng)頻率fd的信號(hào)。另外，振蕩電路6可向驅(qū)動(dòng)單元2和切換控制器3傳輸具有驅(qū)動(dòng)頻率fd的信號(hào)。驅(qū)動(dòng)單元2的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的相位和具有驅(qū)動(dòng)頻率fd的信號(hào)的相位基本相同。

電流檢測器7包括(例如)耦合器、分流電阻器等，如圖2所示，可檢測電源線圈11(諧振電路1)中流動(dòng)的電流的電流值和相位。另外，電流檢測器7與切換控制器3連接，并可將電源線圈11中流動(dòng)的電流的電流值和相位的信息傳輸給切換控制器3。

(切換單元的配置)

如圖3所示，切換控制器3包括相位比較器31、周期調(diào)節(jié)器32和同步器33。另外，切換控制器3與振蕩電路6和電流檢測器7連接，并可從振蕩電路6獲取具有驅(qū)動(dòng)頻率fd的信號(hào)，并獲取從電流檢測器7流向電源線圈11的電流的電流值和相位的信息。

根據(jù)本發(fā)明的第一示例的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式，如圖4所示，切換控制器3可基于驅(qū)動(dòng)信號(hào)的相位(具有驅(qū)動(dòng)頻率fd的信號(hào)的相位)與電源線圈11中流動(dòng)的電流的相位之間的相位差(在第一諧振狀態(tài)下從負(fù)值側(cè)向接近0的方向變化，基本變成0)從第一諧振狀態(tài)切換為第二諧振狀態(tài)，隨后可基于相位差(在第二諧振狀態(tài)下從正值側(cè)向接近0的方向變化，基本變成0)從第二諧振狀態(tài)切換為第一諧振狀態(tài)。換句話說，基于驅(qū)動(dòng)信號(hào)的相位(具有驅(qū)動(dòng)頻率fd的信號(hào)的相位)與電源線圈11中流動(dòng)的電流和電壓的至少其中之一的相位之間的相位差正被消除，切換控制器3可促使諧振頻率f在第一諧振頻率與第二諧振頻率之間變換。第一諧振的諧振頻率(第一諧振頻率)可高于驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻率，第二諧振的諧振頻率(第二諧振頻率)可低于驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻率。正值側(cè)的相位差被定義為電源線圈11中流動(dòng)的電流的相位早于驅(qū)動(dòng)信號(hào)的相位的狀態(tài)，負(fù)值側(cè)的相位差被定義為電源線圈11中流動(dòng)的電流的相位晚于驅(qū)動(dòng)信號(hào)的相位的狀態(tài)。具體如下所述。

相位比較器31包括比較器電路、低通濾波電路和差動(dòng)電路，并可將具有驅(qū)動(dòng)頻率fd的信號(hào)的相位與電源線圈11中流動(dòng)的電流的相位之間的相位差輸出為與相位差成比例的電壓值。圖4示出了相位比較器31輸出的電壓值(相位差)。

另外，在本發(fā)明的第一示例的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式中，在相位差基本變?yōu)?(與圖4所示的點(diǎn)t1和t4對(duì)應(yīng))后，在電源線圈11中流動(dòng)的電流的值基本變?yōu)?(點(diǎn)t3和t6)時(shí)，周期調(diào)節(jié)器32和同步器33可在第一諧振狀態(tài)(時(shí)間周期T1和T3)與第二諧振狀態(tài)(時(shí)間周期T2)之間切換。(具體如下所述)

特別地，在相位差從負(fù)值側(cè)向接近0的方向變化，基本變?yōu)?(點(diǎn)t1)后，在過去一個(gè)預(yù)定時(shí)間周期之后，周期調(diào)節(jié)器32將進(jìn)行切換的信號(hào)傳輸給同步器33(進(jìn)行從第一諧振狀態(tài)向第二諧振狀態(tài)的切換的信號(hào))。

另外，同步器33包括(例如)D型等類型的觸發(fā)電路，并可檢測電源線圈11中流動(dòng)的電流的零交叉點(diǎn)(電流值基本變?yōu)?的點(diǎn))。另外，在獲取了進(jìn)行切換的信號(hào)之后，同步器33發(fā)出一個(gè)信號(hào)(打開的信號(hào))，該信號(hào)命令開關(guān)13在電源線圈11中流動(dòng)的電流的值基本變?yōu)?時(shí)將第一電容器12a與第二電容器12b連接。上文對(duì)從周期調(diào)節(jié)器32向同步器33傳輸信號(hào)的配置的一個(gè)示例進(jìn)行了圖解說明，但也可采用這種配置：在周期調(diào)節(jié)器32中提供D型等類型的觸發(fā)電路，周期調(diào)節(jié)器32也起同步器33的作用，進(jìn)行處理。

另外，通過獲取了命令將第一電容器12a與第二電容器12b連接的信號(hào)(打開的信號(hào))，并從斷開狀態(tài)切換成連接狀態(tài)(打開開關(guān)13)，開關(guān)13將諧振電路1從第一諧振狀態(tài)切換成第二諧振狀態(tài)。

另外，在相位差從正值側(cè)向接近0的方向變化，基本變?yōu)?(點(diǎn)t4)的情況下，在過去一個(gè)預(yù)定時(shí)間周期之后，周期調(diào)節(jié)器32將進(jìn)行切換的信號(hào)傳輸給同步器33(進(jìn)行從第二諧振狀態(tài)向第一諧振狀態(tài)的切換的信號(hào))。在獲取了進(jìn)行切換的信號(hào)之后，同步器33發(fā)出一個(gè)信號(hào)(關(guān)閉的信號(hào))，該信號(hào)命令開關(guān)13在電源線圈11中流動(dòng)的電流值基本變?yōu)?(點(diǎn)t6)時(shí)將第一電容器12a與第二電容器12b置于斷開狀態(tài)。

另外，通過獲取了命令斷開的信號(hào)(關(guān)閉的信號(hào))，并從連接狀態(tài)切換成斷開狀態(tài)，開關(guān)13將諧振電路1從第二諧振狀態(tài)切換成第一諧振狀態(tài)。

根據(jù)本發(fā)明的第一示例的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式，開關(guān)13在第一諧振狀態(tài)與第二諧振狀態(tài)之間切換的周期(時(shí)間周期T1)長于驅(qū)動(dòng)信號(hào)的周期(驅(qū)動(dòng)頻率fd的倒數(shù))(時(shí)間周期Td)。特別地，在相位差從正值側(cè)或負(fù)值側(cè)向接近0的方向變化，基本變?yōu)?的情況下，在過去一個(gè)預(yù)定時(shí)間周期后，周期調(diào)節(jié)器32可將進(jìn)行切換的信號(hào)傳輸給同步器33。另外，所述預(yù)定時(shí)間周期設(shè)為(例如)驅(qū)動(dòng)信號(hào)周期的1.5倍。因此，開關(guān)13在第一諧振狀態(tài)與第二諧振狀態(tài)之間切換的周期長于驅(qū)動(dòng)信號(hào)的周期。預(yù)定時(shí)間周期并不限于驅(qū)動(dòng)信號(hào)周期的1.5倍，可設(shè)為除驅(qū)動(dòng)信號(hào)周期的1.5倍之外的其他時(shí)間周期。

(電力接收設(shè)備的配置)

接下來將參照?qǐng)D5對(duì)電力接收設(shè)備200的配置進(jìn)行說明。

電力接收設(shè)備200包括電力接收天線201、整流器202、電力轉(zhuǎn)換器203、負(fù)載204和控制器205。例如，電力接收設(shè)備200由手機(jī)(智能手機(jī))組成。

電力接收天線201包括諧振電路(包括天線線圈、諧振電容器等)，并能與電源線圈11電磁耦合。另外，電力接收天線201可通過與電源線圈11電磁耦合而從電源設(shè)備100接收電力。

整流器202包括多個(gè)二極管等，并可將由電力接收天線201接收的交流電流轉(zhuǎn)換成直流電流。另外，電力轉(zhuǎn)換器203包括直流-直流轉(zhuǎn)換器，可轉(zhuǎn)換成適用于驅(qū)動(dòng)負(fù)載204的預(yù)定電壓，并對(duì)負(fù)載204施加來自整流器202的電力的電壓。

負(fù)載204由(例如)二次電池組成，所述二次電池可用來自電力轉(zhuǎn)換器203的電力充電。另外，控制器205可對(duì)整個(gè)電力接收設(shè)備200進(jìn)行控制。

(諧振電路和切換單元的運(yùn)行)

接下來將參照?qǐng)D4對(duì)根據(jù)本發(fā)明的第一示例的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式的電源設(shè)備100的諧振電路1和開關(guān)13的運(yùn)行進(jìn)行說明。

圖4示出了施加在諧振電路1上的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的電壓波形(驅(qū)動(dòng)電壓的波形)和電源線圈11中流動(dòng)的電流的電流波形(線圈電流的波形)的一個(gè)示例。另外，圖4示出了驅(qū)動(dòng)信號(hào)的相位與電源線圈11中流動(dòng)的電流的相位之間的相位差與上述波形對(duì)應(yīng)的暫時(shí)變化的一個(gè)方面的一個(gè)示例。

在時(shí)間周期T1和T3內(nèi)，通過切換控制器3和開關(guān)13將諧振電路1置于第一諧振狀態(tài)(第一頻率f1>驅(qū)動(dòng)頻率fd)。另外，在時(shí)間周期T2內(nèi)，通過切換控制器3和開關(guān)13將諧振電路1置于第二諧振狀態(tài)(第二頻率f2<驅(qū)動(dòng)頻率fd)。如上所述，驅(qū)動(dòng)信號(hào)的周期Td存在以下關(guān)系：T1>Td、T2>Td，以及T3>Td。

在圖4中，點(diǎn)t1是相位差從負(fù)值側(cè)向接近0的方向變化，基本變?yōu)?時(shí)的第一諧振狀態(tài)中的點(diǎn)。在這種情況下，在過去一個(gè)預(yù)定時(shí)間周期(例如，1.5×Td)后的點(diǎn)t2，進(jìn)行切換的信號(hào)從周期調(diào)節(jié)器32傳輸給同步器33。

隨后，在電源線圈11的電流值基本變?yōu)?的點(diǎn)t3，開關(guān)13由同步器33控制，并且諧振電路1由開關(guān)13從第一諧振狀態(tài)切換成第二諧振狀態(tài)。從點(diǎn)t1到點(diǎn)t3，諧振電路1在第一諧振狀態(tài)下被驅(qū)動(dòng)，相位差從負(fù)值側(cè)經(jīng)過0變?yōu)檎祩?cè)。

隨后，從點(diǎn)t3到t4，由于諧振電路1在第二諧振狀態(tài)下被驅(qū)動(dòng)，相位差從正值側(cè)向0變化。

在點(diǎn)t4，相位差從正值側(cè)向接近0的方向變化，基本變?yōu)?。在這種情況下，在過去一個(gè)預(yù)定時(shí)間周期(例如，1.5×Td)后的點(diǎn)t5，進(jìn)行切換的信號(hào)從周期調(diào)節(jié)器32傳輸給同步器33。

隨后，在電源線圈11的電流值基本變?yōu)?的點(diǎn)t6，開關(guān)13由同步器33控制，并且諧振電路1由開關(guān)13從第二諧振狀態(tài)切換成第一諧振狀態(tài)。隨后，如上所述，在諧振電路1中，第一諧振狀態(tài)與第二諧振狀態(tài)之間的切換由開關(guān)13和切換控制器3進(jìn)行，相位差進(jìn)入基本平均為0的狀態(tài)。

(根據(jù)第一示例的實(shí)施方式的電源設(shè)備與根據(jù)比較示例的電源設(shè)備之間的比較結(jié)果)

接下來參考圖6對(duì)根據(jù)本發(fā)明的第一示例的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式的電源設(shè)備100和根據(jù)一個(gè)比較示例，未設(shè)有第二電容器12b、切換控制器3和開關(guān)13的電源設(shè)備的比較結(jié)果進(jìn)行說明。

通過改變第一電容器12a的電容的偏移量，比較根據(jù)本發(fā)明的第一示例的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式的電源設(shè)備100與根據(jù)比較示例的電源設(shè)備之間的電源線圈11中流動(dòng)的電流值。所述偏移量為0％表示諧振電路1的諧振頻率f與驅(qū)動(dòng)頻率fd匹配。

在根據(jù)比較示例的電源設(shè)備中，諧振電路由第一電容器和電源線圈組成，未設(shè)有第二電容器12b、切換控制器3和開關(guān)13。另外，在根據(jù)本發(fā)明的第一示例的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式的電源設(shè)備100與根據(jù)比較示例的電源設(shè)備中，驅(qū)動(dòng)頻率fd均設(shè)為1MHz，電源線圈11的電感均設(shè)為10μH；第一電容器12a的電容為2.503nF時(shí)將偏移量設(shè)為0％，并將諧振電路1的Q值(品質(zhì)因數(shù))設(shè)為600，從而進(jìn)行電源線圈11中流動(dòng)的電流值的測量。

首先，在對(duì)根據(jù)本發(fā)明的第一示例的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式的電源設(shè)備100的第一電容器12a和根據(jù)比較示例的電源設(shè)備均采用偏移量為0％的2.503nF電容器的情況下，根據(jù)本發(fā)明的第一示例的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式的電源設(shè)備100的電源線圈11和根據(jù)比較示例的電源設(shè)備的電源線圈中均流動(dòng)有6A的電流。

另外，在對(duì)根據(jù)本發(fā)明的第一示例的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式的電源設(shè)備100的第一電容器12a和根據(jù)比較示例的電源設(shè)備均采用偏移量為0.10％的2.500nF電容器，且電源設(shè)備100的第二電容器12b的電容設(shè)為0.006nF的情況下，根據(jù)本發(fā)明的第一示例的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式的電源設(shè)備100的電源線圈11和根據(jù)比較示例的電源設(shè)備的電源線圈中均流動(dòng)有6A的電流。

接下來，在對(duì)根據(jù)本發(fā)明的第一示例的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式的電源設(shè)備100的第一電容器12a和根據(jù)比較示例的電源設(shè)備均采用偏移量為1％的2.478nF電容器，且電源設(shè)備100的第二電容器12b的電容設(shè)為0.05nF的情況下，根據(jù)本發(fā)明的第一示例的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式的電源設(shè)備100的電源線圈11中流動(dòng)有6A的電流，而根據(jù)比較示例的電源設(shè)備的電源線圈中流動(dòng)有3.5A的電流。

另外，在對(duì)根據(jù)本發(fā)明的第一示例的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式的電源設(shè)備100的第一電容器12a和根據(jù)比較示例的電源設(shè)備均采用偏移量為5％的2.378nF電容器，且電源設(shè)備100的第二電容器12b的電容設(shè)為0.25nF的情況下，根據(jù)本發(fā)明的第一示例的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式的電源設(shè)備100的電源線圈11中流動(dòng)有6A的電流，而根據(jù)比較示例的電源設(shè)備的電源線圈中流動(dòng)有1.0A的電流。

即，可以看出，在使用偏移量為1％至5％的電容器作為第一電容器12a的情況下，根據(jù)比較示例的電源設(shè)備中的電源的效率(從諧振電路到驅(qū)動(dòng)單元輸送電力的效率)降低，而根據(jù)本發(fā)明的第一示例的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式的電源設(shè)備100中的電源的效率沒有降低。

接下來，在對(duì)根據(jù)本發(fā)明的第一示例的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式的電源設(shè)備100的第一電容器12a和根據(jù)比較示例的電源設(shè)備均采用偏移量為10％的2.253nF電容器，且電源設(shè)備100的第二電容器12b的電容設(shè)為0.5nF的情況下，根據(jù)本發(fā)明的第一示例的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式的電源設(shè)備100的電源線圈11中流動(dòng)有4.8A的電流，而根據(jù)比較示例的電源設(shè)備的電源線圈中流動(dòng)有0.9A的電流。

另外，在對(duì)根據(jù)本發(fā)明的第一示例的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式的電源設(shè)備100的第一電容器12a和根據(jù)比較示例的電源設(shè)備均采用偏移量為25％的1.878nF電容器，且電源設(shè)備100的第二電容器12b的電容設(shè)為1.25nF的情況下，根據(jù)本發(fā)明的第一示例的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式的電源設(shè)備100的電源線圈11中流動(dòng)有1.6A的電流，而根據(jù)比較示例的電源設(shè)備的電源線圈中流動(dòng)有0.15A的電流。

即，可以看出，在使用偏移量為10％至25％的電容器作為第一電容器12a的情況下，根據(jù)比較示例的電源設(shè)備中的電源的效率明顯降低，而根據(jù)本發(fā)明的第一示例的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式的電源設(shè)備100中抑制了電源效率的降低。

根據(jù)上述結(jié)果，可以看出，在根據(jù)本發(fā)明的第一示例的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式的電源設(shè)備100中，即使在諧振電路1的電容與設(shè)計(jì)值相比具有可變性(偏移量)的情況下，也可有效地向電力接收設(shè)備200提供相對(duì)較大的電力(例如，100mA或以上)。

(第一示例的效果)

根據(jù)本發(fā)明的第一示例的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式，可獲得以下效果中的一個(gè)或多個(gè)。

根據(jù)本發(fā)明的第一示例的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式，如上所述，電源設(shè)備100包括切換控制器3和開關(guān)13，所述切換控制器3和開關(guān)13可在第一諧振狀態(tài)與第二諧振狀態(tài)之間切換，在第一諧振狀態(tài)下，由電源線圈11和集總參數(shù)元件12確定的諧振電路1的諧振頻率f變成高于驅(qū)動(dòng)單元2的驅(qū)動(dòng)頻率fd的第一頻率f1，在第二諧振狀態(tài)下，諧振頻率f變成低于驅(qū)動(dòng)頻率fd的第二頻率f2。因此，由于可通過在第一諧振狀態(tài)與第二諧振狀態(tài)之間切換使驅(qū)動(dòng)信號(hào)的相位與電源線圈11的電流的相位之間的相位差平均基本為0(在一定程度的時(shí)間段內(nèi)相位差平均基本為0的情況下)，在提供相對(duì)較大電力的同時(shí)，可基本將諧振電路1的諧振頻率f與驅(qū)動(dòng)頻率fd人工匹配。另外，由于諧振電路1的諧振頻率f與驅(qū)動(dòng)頻率fd可利用切換控制器3和開關(guān)13基本人工匹配，從而不需要手動(dòng)調(diào)整諧振電路1的(第一電容器12a的)電容。由于上述原因，即使在諧振電路1的(第一電容器12a的)電容與設(shè)計(jì)值相比具有可變性的情況下，也可有效提供相對(duì)較大的電力，并可提高批量生產(chǎn)性。

另外，根據(jù)本發(fā)明的第一示例的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式，如上所述，切換控制器3和開關(guān)13被配置成基于驅(qū)動(dòng)信號(hào)的相位與電源線圈11中流動(dòng)的電流的相位之間的相位差(從正值側(cè)或負(fù)值側(cè)向接近0的方向變化，基本變?yōu)?)在第一諧振狀態(tài)與第二諧振狀態(tài)之間切換。即，切換控制器3和開關(guān)13被配置成基于驅(qū)動(dòng)信號(hào)的相位與電源線圈11中流動(dòng)的電流的相位之間的相位差(在第一諧振狀態(tài)下從一側(cè)(正值側(cè)或負(fù)值側(cè))向接近0的方向變化，基本變?yōu)?)從第一諧振狀態(tài)切換成第二諧振狀態(tài)，隨后基于相位差(在第二諧振狀態(tài)下從另一側(cè)(正值側(cè)或負(fù)值側(cè))向接近0的方向變化，基本變?yōu)?)從第二諧振狀態(tài)切換成第一諧振狀態(tài)。因此，在第一諧振狀態(tài)與第二諧振狀態(tài)之間進(jìn)行切換，使相位差接近0；因此，基本可更可靠地匹配諧振電路1的諧振頻率f與驅(qū)動(dòng)頻率fd。

另外，根據(jù)本發(fā)明的第一示例的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式，如上所述，在相位差基本變?yōu)?后，電源線圈11中流動(dòng)的電流的值基本變?yōu)?時(shí)，切換控制器3和開關(guān)13被配置成在第一諧振狀態(tài)與第二諧振狀態(tài)之間切換。因此，第一諧振狀態(tài)與第二諧振狀態(tài)之間的切換是在電源線圈11中流動(dòng)的電流的值基本為0的狀態(tài)下進(jìn)行的；因此，可抑制集總參數(shù)元件12(第一電容器12a和第二電容器12b)中所充的能量隨著切換而損失。

另外，根據(jù)本發(fā)明的第一示例的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式，如上所述，切換控制器3和開關(guān)13在第一諧振狀態(tài)與第二諧振狀態(tài)之間切換的周期(時(shí)間周期T1至T3)長于驅(qū)動(dòng)信號(hào)的周期Td。由于驅(qū)動(dòng)單元2的驅(qū)動(dòng)頻率fd一般設(shè)為相對(duì)較高的頻率，存在這種情況：難以將切換控制器3和開關(guān)13配置為能夠以高于驅(qū)動(dòng)頻率fd的頻率來驅(qū)動(dòng)。鑒于這一點(diǎn)，根據(jù)本發(fā)明的第一示例的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式，通過使第一諧振狀態(tài)與第二諧振狀態(tài)之間的切換周期(時(shí)間周期T1、T2和T3)長于驅(qū)動(dòng)信號(hào)的周期Td，可使用于驅(qū)動(dòng)開關(guān)13的頻率低于驅(qū)動(dòng)單元的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)頻率fd。因此，可易于配置切換控制器3和開關(guān)13。

另外，根據(jù)本發(fā)明的第一示例的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式，如上所述，集總參數(shù)元件12包括與電源線圈11連接的第一電容器12a和第二電容器12b，切換控制器3和開關(guān)13被配置成在第一諧振狀態(tài)與第二諧振狀態(tài)之間切換，在第一諧振狀態(tài)下，由電源線圈11和第一電容器12a確定的諧振頻率f變成第一頻率f1，在第二諧振狀態(tài)下，由電源線圈11、第一電容器12a和第二電容器12b確定的諧振頻率f變成第二頻率f2。因此，通過適當(dāng)?shù)卦O(shè)置第一電容器12a的電容C1和第一電容器12a與第二電容器12b的綜合電容(C1+C2)，可易于將電源設(shè)備100配置為具有第一諧振狀態(tài)和第二諧振狀態(tài)。

另外，根據(jù)本發(fā)明的第一示例的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式，如上所述，第一電容器12a與電源線圈11串聯(lián)，第二電容器12b與第一電容器12a并聯(lián)，開關(guān)13與第一電容器12a和第二電容器12b連接。另外，開關(guān)13可在第一電容器12a和第二電容器12b電斷開的第一諧振狀態(tài)與第一電容器12a和第二電容器12b電連接的第二諧振狀態(tài)之間切換。因此，通過驅(qū)動(dòng)開關(guān)13，將第一電容器12a和第二電容器12b電連接或斷開，可易于在第一諧振狀態(tài)與第二諧振狀態(tài)之間進(jìn)行切換。

(第二示例)

下文將參照?qǐng)D7對(duì)本發(fā)明的第二示例的實(shí)施方式進(jìn)行說明。與根據(jù)本發(fā)明的第一示例的實(shí)施方式的電源設(shè)備100包括電流檢測器7不同，根據(jù)本發(fā)明的第二示例的實(shí)施方式的電源設(shè)備300可包括電壓檢測器307。與本發(fā)明的第一示例的實(shí)施方式中的配置相同的配置用相同參考符號(hào)表示，將省略其說明。

(根據(jù)第二示例的電源設(shè)備的配置)

如圖7所示，根據(jù)本發(fā)明的第二示例的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式的電源設(shè)備300包括切換控制器303和電壓檢測器307。切換控制器303是“切換單元(切換控制器)”的一個(gè)示例。另外，電壓檢測器307是“電壓相位檢測器”的一個(gè)示例。

根據(jù)本發(fā)明的第二示例的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式，電壓檢測器307可檢測施加在電源線圈11上的電壓的相位，并將電壓的相位信息傳輸給切換控制器303。另外，切換控制器303和開關(guān)13被配置成基于驅(qū)動(dòng)單元2的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的相位與由電壓檢測器307獲取的、施加在電源線圈11上的電壓的相位之間的相位差(基本變?yōu)?)在第一諧振狀態(tài)與第二諧振狀態(tài)之間切換。

例如，切換控制器303可獲取與從振蕩電路6中獲取的具有驅(qū)動(dòng)頻率fd的信號(hào)偏移90度的相位與施加在電源線圈11上的電壓的相位之間的相位差根據(jù)本發(fā)明的第二示例的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式，驅(qū)動(dòng)信號(hào)的相位被描述為與從振蕩電路6中獲取的具有驅(qū)動(dòng)頻率fd的信號(hào)偏移90度的相位。即，由于電壓檢測器307檢測的相位與根據(jù)本發(fā)明的第一示例的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式的電源設(shè)備100的電流檢測器7檢測的相位偏移了90度(例如，上文所述的偏移量)，與根據(jù)本發(fā)明的第一示例的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式的電源設(shè)備100中的切換控制器3相似，切換控制器303也可獲取相位差

另外，根據(jù)本發(fā)明的第二示例的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式的電源設(shè)備300，與根據(jù)本發(fā)明的第一示例的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式的電源設(shè)備100相似，可基于與施加在電源線圈11上的電壓的相位的基本變?yōu)?的相位差通過切換控制器303和開關(guān)13在第一諧振狀態(tài)與第二諧振狀態(tài)之間切換諧振電路1。

另外，根據(jù)本發(fā)明的第二示例的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式的電源設(shè)備300的其他配置與根據(jù)本發(fā)明的第一示例的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式的電源設(shè)備100的其他配置相似。

(第二示例的效果)

根據(jù)本發(fā)明的第二示例的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式，可獲得以下效果中的一個(gè)或多個(gè)。

在本發(fā)明的第二示例的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式中，如上所述，電源設(shè)備300包括檢測施加在電源線圈11上的電壓的相位的電壓檢測器307，切換控制器307和開關(guān)13被配置成基于驅(qū)動(dòng)單元2的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的相位與施加在電源線圈11上的電壓的相位之間的相位差(基本變?yōu)?)而在第一諧振狀態(tài)與第二諧振狀態(tài)之間切換。在檢測電源線圈11的電流相位的情況下，需要使用分流電阻器或耦合器，分流電阻器會(huì)造成能量損失，耦合器會(huì)使電源線圈11的電流相位產(chǎn)生偏移。與此相反，在本發(fā)明的第二示例的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式中，通過給電源設(shè)備300提供檢測施加在電源線圈11上的電壓的相位的電壓檢測器307，可在無需使用造成能量損失的分流電阻器或使電源線圈11的電流的相位產(chǎn)生偏移的耦合器的情況下檢測驅(qū)動(dòng)單元2的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的相位與施加在電源線圈11上的電壓的相位之間的相位差因此，與檢測電源線圈11的電流的相位的情況相比，可抑制能量損失和電源線圈11的電流相位的偏移。另外，通過抑制電源線圈11的電流相位的偏移，可更精確地使驅(qū)動(dòng)信號(hào)的相位與電源線圈11的電流的相位之間的相位差基本平均為0。

另外，根據(jù)本發(fā)明的第二示例的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式的電源設(shè)備300的其他效果與根據(jù)本發(fā)明的第一示例的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式的電源設(shè)備100的其他效果相似。

(第三示例)

接下來將參照?qǐng)D8對(duì)本發(fā)明的第三示例的實(shí)施方式進(jìn)行說明。與根據(jù)本發(fā)明的第一示例的實(shí)施方式的電源設(shè)備100包括一個(gè)驅(qū)動(dòng)單元2不同，根據(jù)本發(fā)明的第三示例的實(shí)施方式的電源設(shè)備400可包括兩個(gè)驅(qū)動(dòng)單元(第一驅(qū)動(dòng)單元402a和第二驅(qū)動(dòng)單元402b)。與第一或第二示例的實(shí)施方式中的配置相同的配置用相同參考符號(hào)表示，將省略其說明。

(根據(jù)第三示例的電源設(shè)備的配置)

如圖8所示，根據(jù)本發(fā)明的第三示例的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式的電源設(shè)備400包括諧振電路401、驅(qū)動(dòng)單元402和切換控制器403。

根據(jù)本發(fā)明的第三示例的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式，驅(qū)動(dòng)單元402包括與第一電容器12a連接的第一驅(qū)動(dòng)單元402a和與第二電容器12b連接的第二驅(qū)動(dòng)單元402b。另外，所述切換控制器403可在第一驅(qū)動(dòng)單元402a驅(qū)動(dòng)諧振電路401的第一諧振狀態(tài)與第一驅(qū)動(dòng)單元402a和第二驅(qū)動(dòng)單元402b驅(qū)動(dòng)諧振電路401的第二諧振狀態(tài)之間切換。

特別地，如圖9所示，第一驅(qū)動(dòng)單元402a和第二驅(qū)動(dòng)單元402b各自包括開關(guān)421a和421b，并被配置成分別在半阻抗?fàn)顟B(tài)下切斷與諧振電路401的連接。因此，在使用第一驅(qū)動(dòng)單元402a和第二驅(qū)動(dòng)單元402b的情況下，抑制了電力輸出從一側(cè)流向另一側(cè)的驅(qū)動(dòng)單元內(nèi)。

另外，如圖8所示，所述第一驅(qū)動(dòng)單元402a與振蕩電路6連接，并可根據(jù)來自振蕩電路6的驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)諧振電路401。

另外，第二驅(qū)動(dòng)單元402b與振蕩電路6和切換控制器403連接，并可僅在切換控制器403選擇第二諧振狀態(tài)的情況下根據(jù)來自振蕩電路6的驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)諧振電路401(第二電容器12b和電源線圈11)。

因此，在諧振電路401僅由第一驅(qū)動(dòng)單元402a驅(qū)動(dòng)的情況下，諧振頻率f變成第一頻率f1，進(jìn)入第一諧振狀態(tài)。在諧振電路401由第一驅(qū)動(dòng)單元402a和第二驅(qū)動(dòng)單元402b二者驅(qū)動(dòng)的情況下，諧振頻率f變成第二頻率f2，進(jìn)入第二諧振狀態(tài)。

與根據(jù)本發(fā)明的第一示例的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式的電源設(shè)備100的切換控制器3類似，切換控制器403可獲取驅(qū)動(dòng)單元402的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的相位與施加在電源線圈11上的電壓的相位之間的相位差另外，基于基本變?yōu)?的相位差切換控制器403可在由第一驅(qū)動(dòng)單元402a驅(qū)動(dòng)諧振電路401的狀態(tài)(第一諧振狀態(tài))與由第一驅(qū)動(dòng)單元402a和第二驅(qū)動(dòng)單元402b驅(qū)動(dòng)諧振電路401的狀態(tài)(第二諧振狀態(tài))之間切換。

另外，根據(jù)本發(fā)明的第三示例的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式的電源設(shè)備400的其他配置與根據(jù)本發(fā)明的第一示例的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式的電源設(shè)備100的其他配置相似。

(第三示例的效果)

根據(jù)本發(fā)明的第三示例的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式，可獲得以下效果中的一個(gè)或多個(gè)。

在本發(fā)明的第三示例的實(shí)施方式中，如上所述，驅(qū)動(dòng)單元402包括與第一電容器12a連接的第一驅(qū)動(dòng)單元402a和與第二電容器12b連接的第二驅(qū)動(dòng)單元402b，切換控制器403可在第一驅(qū)動(dòng)單元402a驅(qū)動(dòng)諧振電路401的第一諧振狀態(tài)與第一驅(qū)動(dòng)單元402a和第二驅(qū)動(dòng)單元402b驅(qū)動(dòng)諧振電路401的第二諧振狀態(tài)之間切換。因此，與切換單元包括與諧振電路401連接的開關(guān)13的情況不同，可抑制由于在驅(qū)動(dòng)開關(guān)13(開關(guān))的情況下出現(xiàn)的切換損耗和導(dǎo)通電阻而導(dǎo)致的性質(zhì)劣化。

另外，根據(jù)本發(fā)明的第三示例的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式的電源設(shè)備400的其他效果與根據(jù)本發(fā)明的第一示例的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式的電源設(shè)備100的其他效果相似。

(修改示例)

雖然已僅根據(jù)有限數(shù)量的實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了說明,但得益于本發(fā)明的本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)理解的是，在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，可設(shè)計(jì)各種其他實(shí)施方式。由此，本發(fā)明的范圍僅應(yīng)由附加權(quán)利要求限制。

例如，在本發(fā)明的第一至第三示例的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式中，示出了電力接收設(shè)備實(shí)施為手機(jī)(智能手機(jī))的示例，但本發(fā)明并不限于此。在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式中，電力接收設(shè)備可實(shí)施為除手機(jī)之外的其他裝置。例如，其可實(shí)施為電動(dòng)汽車等裝置。

另外，在本發(fā)明的第一至第三示例的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式中，示出了將第一電容器和第二電容器用作集總參數(shù)元件的示例，但本發(fā)明并不限于此。在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式中，可使用除第一電容器和第二電容器之外的其他元件作為集總參數(shù)元件。例如，在圖10所示的根據(jù)本發(fā)明的修改第一示例的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式的電源設(shè)備500中，集總參數(shù)元件512包括電容器512a和電感器512b。

如圖10所示，根據(jù)本發(fā)明的修改第一示例的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式的電源設(shè)備500的諧振電路501包括電源線圈11和集總參數(shù)元件512，所述集總參數(shù)元件512包括與電源線圈11串聯(lián)的電容器512a和與第一電容器512a串聯(lián)的電感器512b。另外，諧振電路501包括與電感器512b并聯(lián)的開關(guān)513。因此，在開關(guān)513打開的情況下，諧振電路501的諧振頻率變成由電容器512a(例如，電容C1)和電源線圈11(例如，電感L)確定的第一頻率f1(第一諧振狀態(tài))，在開關(guān)513關(guān)閉的情況下，諧振電路501的諧振頻率變成由電容器512a(例如，電容C1)、電感器512b(例如，電感La)和電源線圈11(電感L)確定的第二頻率f2(第二諧振狀態(tài))。因此，即使采用根據(jù)本發(fā)明的修改第一示例的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式的電源設(shè)備500，也可在第一諧振狀態(tài)與第二諧振狀態(tài)之間切換諧振電路501。電容器512a和電感器512b是“集總參數(shù)元件”的一個(gè)示例。

另外，在本發(fā)明的第一至第三示例的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式中，示出了這樣的示例(參見圖4)：在相位差基本變?yōu)?后，電源線圈中流動(dòng)的電流的值基本變?yōu)?時(shí)，切換單元可被配置成在第一諧振狀態(tài)與第二諧振狀態(tài)之間切換，但本發(fā)明并不限于此。例如，在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式中，可采用在相位差基本變?yōu)?后立即進(jìn)行第一諧振狀態(tài)與第二諧振狀態(tài)之間的切換的配置。

另外，在本發(fā)明的第一至第三示例的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式中，示出了切換單元在第一諧振狀態(tài)與第二諧振狀態(tài)之間切換的周期長于驅(qū)動(dòng)信號(hào)的周期的示例，但本發(fā)明并不限于此。在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式中，切換單元在第一諧振狀態(tài)與第二諧振狀態(tài)之間切換的周期可設(shè)置為等于或短于驅(qū)動(dòng)信號(hào)的周期。

另外，在本發(fā)明的第三示例的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式中，示出了切換單元在第一諧振狀態(tài)(第一驅(qū)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)諧振電路)與第二諧振狀態(tài)(第一驅(qū)動(dòng)單元和第二驅(qū)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)諧振電路)之間切換的示例，但本發(fā)明并不限于此。在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式中，切換單元可被配置成在第一諧振狀態(tài)(第一驅(qū)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)諧振電路)與第二諧振狀態(tài)(僅第二驅(qū)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)諧振電路)之間切換。在這種情況下，例如，可將第二電容器的電容設(shè)為C1+C2，從而實(shí)現(xiàn)上述這種配置。

【參考符號(hào)解釋】

1,401,501 諧振電路

2,402 驅(qū)動(dòng)單元

3,303,403,503 切換控制器(控制器、切換單元)

11 電源線圈

12,512 集總參數(shù)元件

12a 第一電容器

12b 第二電容器

13,513 開關(guān)(切換單元)

100,300,400,500 電源設(shè)備

307 電壓檢測器(電壓相位檢測器)

402a 第一驅(qū)動(dòng)單元

402b 第二驅(qū)動(dòng)單元

512a 電容器(集總參數(shù)元件)

512b 電感器(集總參數(shù)元件)