無線送電裝置以及無線電力傳輸系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及以非接觸方式傳輸電力的無線送電裝置以及無線電力傳輸系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，在便攜電話機(jī)、電動汽車等伴有移動性的電子設(shè)備、EV設(shè)備中，為了進(jìn)行無線充電，正在開發(fā)使用線圈間的感應(yīng)耦合的無線電力傳輸技術(shù)。無線電力傳輸系統(tǒng)包括具備送電線圈(送電天線)的送電裝置和具備受電線圈(受電天線)的受電裝置。并且，通過受電線圈捕捉由送電線圈生成的磁場，能夠不使電極直接接觸而傳輸電力。
[0003]專利文獻(xiàn)I公開了這樣的無線電力傳輸系統(tǒng)的一例。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)1:日本特開2005-6460號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的一個技術(shù)方案的無線電力傳輸系統(tǒng)的無線送電裝置一種以非接觸方式向受電裝置傳輸電力的無線送電裝置，該無線送電裝置具備:自激式的振蕩電路；檢測電路，其檢測所述振蕩電路的振蕩頻率和/或所述振蕩電路的輸出電壓；檢測諧振器，其為了檢測所述受電裝置的位置而輸出由所述振蕩電路輸出的能量；以及控制電路，其基于所述檢測電路的檢測結(jié)果來檢測所述受電裝置向所述檢測諧振器接近的程度，。
[0007]本發(fā)明的一個技術(shù)方案的無線電力傳輸系統(tǒng)的無線送電裝置能夠?qū)崿F(xiàn)與具有不同電氣特性的各種受電線圈對應(yīng)的對位。
[0008]此外，這些總括性或具體的技術(shù)方案可以由系統(tǒng)、方法、集成電路、計算機(jī)程序或記錄介質(zhì)來實(shí)現(xiàn)，也可以由系統(tǒng)、裝置、方法、集成電路、計算機(jī)程序和記錄介質(zhì)的任意組合來實(shí)現(xiàn)。
[0009]本發(fā)明的一個技術(shù)方案的無線送電裝置能夠?qū)崿F(xiàn)與具有不同電氣特性的各種受電線圈對應(yīng)的準(zhǔn)確對位。
【附圖說明】
[0010]圖1是表示實(shí)施方式I的無線電力傳輸系統(tǒng)的概略構(gòu)成的框圖。
[0011]圖2是說明實(shí)施方式I的無線電力傳輸系統(tǒng)的工作原理的框圖。
[0012]圖3是說明實(shí)施方式I的無線電力傳輸系統(tǒng)的工作原理的圖。
[0013]圖4是表示實(shí)施方式I的無線電力傳輸系統(tǒng)的構(gòu)成的框圖。
[0014]圖5A是表示實(shí)施方式I中的振蕩電路150的電路構(gòu)成例的圖。
[0015]圖5B是表示實(shí)施方式I中的送電電路160的電路構(gòu)成例的圖。
[0016]圖6是表示實(shí)施方式I的無線電力傳輸裝置的對位工作的一例的流程圖。
[0017]圖7是表示實(shí)施方式2的無線電力傳輸裝置的概略構(gòu)成的框圖。
[0018]圖8是表示實(shí)施方式3的無線電力傳輸裝置的概略構(gòu)成的框圖。
[0019]圖9是表示實(shí)施方式3中的送電裝置100的構(gòu)成的框圖。
[0020]圖10是表示實(shí)施方式3中的振蕩電路150以及送電電路160的具體構(gòu)成例的電路圖。
[0021]圖1lA是表示實(shí)施方式3中的工作模式I下的開關(guān)的狀態(tài)的圖。
[0022]圖1lB是表示實(shí)施方式3中的工作模式2下的開關(guān)的狀態(tài)的圖。
[0023]圖1lC是表示實(shí)施方式3中的工作模式3下的開關(guān)的狀態(tài)的圖。
[0024]圖12A是表示振蕩電路150正在以頻率f I進(jìn)行振蕩時振蕩頻率相對于物體接近了送電線圈LI時的兩者距離的變化的例子的坐標(biāo)圖。
[0025]圖12B是表示從工作模式I向工作模式2轉(zhuǎn)換的例子的圖。
[0026]圖13是表示實(shí)施方式3的工作的具體例的流程圖。
[0027]圖14是表示其他實(shí)施方式中的送電裝置以及受電裝置的例子的圖。
[0028]圖15是表示其他實(shí)施方式中的送電裝置以及受電裝置的例子的圖。
[0029]圖16是表示實(shí)施例1中的受電線圈接近檢測線圈的情形的圖。
[0030]圖17是表示實(shí)施例1中的振蕩頻率的測定結(jié)果的圖。
[0031]圖18是表示實(shí)施例2中的線圈端電壓Vpp的特性變化的測定結(jié)果的圖。
[0032]圖19是表示實(shí)施例3中的電路構(gòu)成的圖。
[0033]圖20A是表示實(shí)施例3中的第I模擬結(jié)果的圖。
[0034]圖20B是表示實(shí)施例3中的第2模擬結(jié)果的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0035](得到本發(fā)明的一個技術(shù)方案的經(jīng)過)
[0036]首先，對本發(fā)明的一個技術(shù)方案的著眼點(diǎn)進(jìn)行說明。當(dāng)在無線電力傳輸系統(tǒng)中進(jìn)行電力傳輸時在送電線圈或受電線圈的附近存在金屬異物時，在金屬異物有可能會產(chǎn)生渦電流而發(fā)熱。而且，在送電線圈與受電線圈的位置偏離較大的情況下，也會發(fā)生由于漏磁而使對線圈外的金屬異物加熱的危險。因此，為了安全地進(jìn)行無線電力傳輸而希望進(jìn)行送受電線圈的對位。
[0037]針對這樣的問題，上述的專利文獻(xiàn)I公開了受電線圈的對位方法。專利文獻(xiàn)I的無線電力傳輸系統(tǒng)中，以兩個頻率輸送電力，在終端側(cè)的輸出電壓值在上述兩個頻率下達(dá)至IJ了預(yù)定的閾值的情況下，使受電側(cè)的LED點(diǎn)亮。并且，向用戶通知實(shí)現(xiàn)了準(zhǔn)確對位。
[0038]在專利文獻(xiàn)I的無線電力傳輸系統(tǒng)中，例如無接點(diǎn)充電式電動剃須刀那樣，包含送受電線圈的送受電電路對被確定為是特定的送受電電路對(線圈間距離近)。在這樣的情況下，由于前述的閾值被唯一確定，所以能夠進(jìn)行準(zhǔn)確的位置檢測。另一方面，在考慮向智能手機(jī)、平板等各種AV設(shè)備充電的情況下，受電線圈以及受電電路具有各種電氣特性。即，存在如下的問題:在由一個送電座以持有互換性的方式對具有不同電氣特性的受電線圈以及受電電路進(jìn)行送電的情況下，唯一確定用于定位的電壓閾值是很困難的。
[0039]本發(fā)明人進(jìn)行了銳意研究，發(fā)現(xiàn)了重要的是盡量不牽扯與負(fù)載連接的受電電路而檢測與發(fā)送線圈的自激振蕩進(jìn)行諧振的受電線圈的特性。專利文獻(xiàn)I的無線電力傳輸系統(tǒng)檢測與和負(fù)載連接的受電電路有牽連的受電線圈的特性。因此，無法進(jìn)行與具有不同電氣特性的各種受電線圈以及受電電路對應(yīng)的準(zhǔn)確對位。
[0040]根據(jù)以上的考察，本發(fā)明人想到了以下的發(fā)明的各技術(shù)方案。
[0041]本發(fā)明的一個技術(shù)方案的無線送電裝置是一種以非接觸方式向受電裝置傳輸電力的無線送電裝置，該無線送電裝置具備:自激式的振蕩電路；檢測電路，其檢測所述振蕩電路的振蕩頻率和/或所述振蕩電路的輸出電壓；檢測諧振器，其為了檢測所述受電裝置的位置而輸出由所述振蕩電路輸出的能量；以及控制電路，其基于所述檢測電路的檢測結(jié)果來檢測所述受電裝置向所述檢測諧振器接近的程度。
[0042]在某個實(shí)施方式中，在所述振蕩頻率比預(yù)先設(shè)定的閾值大時，所述檢測電路輸出表示所述受電裝置與所述檢測諧振器的對位已完成的信息。
[0043]在某個實(shí)施方式中，在從所述振蕩電路輸出的電壓的振幅比預(yù)先設(shè)定的閾值小時，所述檢測電路輸出表示所述受電裝置與所述檢測諧振器的對位已完成的信息。
[0044]在某個實(shí)施方式中，所述振蕩電路進(jìn)行振蕩時的所述檢測諧振器的Q值為100以上。
[0045]在某個實(shí)施方式中，所述振蕩頻率與受電裝置的諧振器的諧振頻率實(shí)質(zhì)上相同。
[0046]在某個實(shí)施方式中，所述振蕩頻率被設(shè)定為比所述檢測線圈的自諧振頻率低。
[0047]在某個實(shí)施方式中，所述振蕩頻率被設(shè)定為比所述檢測諧振器的諧振頻率高。
[0048]在某個實(shí)施方式中，還具備:檢測送電諧振器；送電電路，其與所述檢測送電諧振器連接，輸出送電用的交流能量；第I開關(guān)，其對所述檢測送電諧振器與所述振蕩電路之間的電流的導(dǎo)通狀態(tài)進(jìn)行切換；以及切換對位模式和送電模式的控制電路，所述對位模式是使所述第I開關(guān)接通來使所述振蕩電路工作的模式，所述送電模式是使所述開關(guān)斷開來使所述送電電路工作的模式。
[0049]在某個實(shí)施方式中，所述檢測送電諧振器還包括電容器和電感器，該電感器與所述檢測線圈并聯(lián)連接地連接于所述振蕩電路，所述無線送電裝置還具備第2開關(guān)，該第2開關(guān)對從所述振蕩電路輸出的電流向所述電感器的導(dǎo)通狀態(tài)進(jìn)行切換，所述檢測電路在使所述第2開關(guān)接通的狀態(tài)和使所述第2開關(guān)斷開的狀態(tài)中的一方的狀態(tài)下，基于所述振蕩頻率的變化來檢測接近物體是否為所述受電線圈，在另一方的狀態(tài)下，基于所述振蕩頻率的變化來檢測所述受電線圈的接近程度。
[0050]在某個實(shí)施方式中，所述無線送電裝置還具備基于所述檢測電路的檢測結(jié)果使光源發(fā)光的光源控制電路。
[0051 ] 在某個實(shí)施方式中，所述光源控制電路根據(jù)所述檢測電路檢測出的所述受電線圈向所述檢測線圈接近的程度使進(jìn)行發(fā)光的光源變化。
[0052]在某個實(shí)施方式中，所述無線送電裝置還具備所述光源。
[0053]在某個實(shí)施方式中，所述無線送電裝置還具備顯示控制電路，該顯示控制電路使表示所述檢測電路的檢測結(jié)果的信息顯示于顯示器。
[0054]在某個實(shí)施方式中，所述顯示器搭載于具有所述受電諧振器的受電裝置。
[0055]本發(fā)明的一個技術(shù)方案的無線電力傳輸系統(tǒng)具備:上述的任一個實(shí)施方式所記載的無線送電裝置和具有所述受電諧振器的受電裝置。