CN103036317B - 非接触电力传送装置及非接触电力传送方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供非接触电力传送装置及非接触电力传送方法。即使是受电线圈未相对于输电线圈适当地配置的场合，也能不在受电装置内设置调整电路地进行有效的电力传送。该非接触电力传送装置具备：具有由输电线圈(4a)及共振电容构成的受电共振器的输电装置(1)；以及具有由受电线圈(4b)及共振电容构成的受电共振器的受电装置(2)。还具备由辅助线圈(11)及共振电容(11)构成的辅助共振器的输电辅助装置(9)，在使输电辅助装置和输电装置互相相对地配置的状态下，在输电线圈和辅助线圈之间形成用于配置受电线圈的受电空间(15)。
Description
技术领域
本发明涉及通过输电装置所具备的输电线圈和受电装置所具备的受电线圈以非接触(无线)的方式进行电力的传送的非接触电力传送装置及非接触电力传送方法。
背景技术
作为以非接触的方式传送电力的方法，已知有利用电磁感应(数100kHz)的电磁感应式、利用通过电场或磁场共振的LC共振间传送的电场、磁场共振式、利用电波(数GHz)的微波输电式、或利用可见光区域的电磁波(光)的激光输电式。其中已经实用化的是电磁感应式。电磁感应式具有能够以简单的电路(变压器方式)实现等的优越性，但也存在输电距离短之类的问题。
因此，最近，能近距离传送(～2m)的电场、磁场共振式的电力传送备受瞩目。其中，在电场共振式的场合，若将手等伸入传送路径中，则人体成为电介质，因此将能量作为热量吸收而产生电介质损失。对此，在磁场共振式的场合，人体几乎不吸收能量，能够避免电介质损失。基于这一点，对磁场共振式的关注度上升。
图17是表示利用了现有的磁场共振的电力传送装置的结构例的概略的主视图。输电装置1具备组合了环形线圈3a和输电线圈4a(作为输电用共振线圈进行动作)的输电线圈单元。受电装置2具备组合了环形线圈3b和受电线圈4b(作为受电用共振线圈进行动作)的受电线圈单元。在输电装置1的环形线圈3a上连接有高频电力激励器5，将交流电源(AC100V)6的电力转换为能输电的高频电力而供给。在受电装置2的环形线圈3b上通过整流器7连接有作为负荷的例如充电电池8。
环形线圈3a是被从高频电力激励器5供给的电信号激发，通过电磁感应将电信号传送给输电线圈4a的感应电元件。输电线圈4a根据从环形线圈3a输出的电信号产生磁场。该输电线圈4a在共振频率f0＝1/{2π(LC)1/2}(L是输电侧的输电线圈4a的感应系数，C表示杂散电容)中，磁场强度为最大。供给到输电线圈4a的电力通过磁场共振以非接触的方式传送到受电线圈4b。被传送的电力从受电线圈4b通过电磁感应向环形线圈3b传送，被整流器7整流并供给到充电电池8。在该场合，输电线圈4a和受电线圈4b的共振频率设定为相同。
另外，在通过这种电磁感应式或磁场共振式以非接触的方式输送、接受电力的场合，若未相对于输电线圈单元适当地配置受电线圈单元，则普遍无法高效地传送电力。特别地，在将利用受电装置2充电的二次电池安装在便携式设备上的场合，普遍在受电线圈单元和二次电池包装之间***用于减少电磁波的影响的屏蔽部件(包括电波吸收体)。在这种盒中，在颠倒便携式受电线圈单元的里表地放置时，屏蔽部件介于输电线圈单元和受电线圈单元之间，传送效率大幅地下降，电力传送变得困难。
因此，在专利文献1中公开有下述充电***：设置检测受电线圈单元的用于接受电力的面是否相对于供给电力的输电线圈单元正确地相对的表里检测部(使用磁性传感器)，在未相对的场合，告知使用者。
现有技术文献
专利文献1：日本特开2010-207017号公报
在专利文献1的技术中，在受电装置的用于受电的面未相对于供给电力的输电装置正确地相对的场合，只是使用声音等告知使用者，最终需要使用者重新恢复到正确的位置，操作变得复杂。并且，在专利文献1的技术中，由于在受电装置侧设置磁性传感器判断表里，因此在受电装置的形状小的场合(耳内类型的助听器等)，难以在受电装置内添加充电功能以外的功能。
另外，在受电线圈单元相对于输电线圈单元小的场合，产生电力传输效率低下、电力可传送距离低下等问题。另外，在结合系数等由于输电线圈单元和受电线圈单元间的距离等的状态变化而变化了的场合，为了使共振频率一致，也期望在受电装置内设置调整电路，但如上所述，难以在受电装置内添加充电功能以外的功能。
发明内容
本发明用于解决这种现有技术的问题点，其目的在于提供即使在受电装置的用于受电的面未相对于输电装置适当地相对等、受电线圈单元未相对于输电线圈单元适当地配置的场合，也能不在受电装置内设置调整电路地进行有效的电力传送的非接触电力传送装置及非接触电力传送方法。
另外，本发明的目的在于提供即使在受电线圈单元的大小相对于输电线圈单元小的场合，也能抑制电力传送效率的低下、电力可传送距离的低下等的非接触电力传送装置及非接触电力传送方法。
本发明的非接触电力传送装置具备输电装置和受电装置，该输电装置具有由输电线圈及共振电容构成的输电共振器，该受电装置具有由受电线圈及共振电容构成的受电共振器，构成为通过上述输电线圈和上述受电线圈间的作用从上述输电装置向上述受电装置传送电力。
为了解决上述课题，本发明的非接触电力传送装置的特征在于，还具备输电辅助装置，该输电辅助装置具有由辅助线圈及共振电容构成的辅助共振器，在使上述输电辅助装置和上述输电装置互相相对地配置的状态下，在上述输电线圈和上述辅助线圈之间形成用于配置上述受电线圈的受电空间。
另外，本发明的非接触电力传送方法是使用具有由输电线圈及共振电容构成的输电共振器的输电装置、和具有由输电线圈及共振电容构成的受电共振器的受电装置，通过上述输电线圈和上述受电线圈间的作用从上述输电装置向上述受电装置传送电力的方法，还使用具有由辅助线圈及共振电容构成的辅助共振器的输电辅助装置，使上述输电辅助装置与上述输电装置相对地配置，在上述输电线圈和上述辅助线圈之间形成受电空间，在上述受电空间内配置上述受电线圈而进行电力传送。
本发明的效果如下。
根据本发明，通过在形成在输电线圈和辅助线圈之间的受电空间配置受电线圈的结构，在受电装置中不需要调整共振频率的机构，输电装置和受电装置间的电力传送效率对距离的依存性在整个长的距离范围内平坦，能够扩大电力可传送距离。
因此，即使在受电装置的用于受电的面未相对于输电装置适当地相对等、受电线圈未相对于输电线圈适当地配置的场合，也能进行有效的电力传送。另外，即使在受电线圈的大小相对于输电线圈小的场合，也能够抑制电力传送效率的低下、电力可传送距离的低下等。
附图说明
图1是表示实施方式一的非接触电力传送装置的结构的模式剖视图。
图2是表示实施方式一的非接触电力传送装置的受电装置的结构的模式剖视图。
图3A是表示实施方式一的非接触电力传送装置的输电侧共振***的VNA测定时的各要素的配置的模式剖视图。
图3B是表示以图3A的配置进行测定的输电侧共振***的共振频率对辅助共振器的共振频率f3的依存性的图表。
图3C是以图3A的配置进行的、对辅助共振器的共振频率f3的三个值的VNA测定的输出波形图。
图4A是表示实施方式一的非接触电力传送装置的VNA测定时的各要素的配置的模式剖视图。
图4B是表示以图4A的配置测定的电力传输效率对共振频率f3的依存性的图表。
图5是表示输电侧共振***的共振频率ftL、ftH相对于实施方式一的非接触电力传送装置的输电共振器、受电共振器、及辅助共振器的共振频率f1、f2、f3的关系的设定例的关系的图。
图6是表示输电侧共振***的共振频率ftL、ftH相对于共振频率f1、f2、f3的关系的另一设定例的关系的图。
图7A是表示用于测定电力传送效率对输电线圈和受电线圈间的距离的依存性根据受电装置的姿势的不同的变化的各要素的配置的模式剖视图。
图7B是表示在图7A的配置上添加辅助线圈的配置的模式剖视图。
图7C是表示以图7A及图7B的配置的、电力传送效率对输送、受电线圈间的距离的依存性的图表。
图8A是表示用于测定受电装置以与图7A不同的姿势下的电力传送效率对输电、受电线圈间的距离的依存性的各要素的配置的模式剖视图。
图8B是表示在图8A的配置上添加辅助线圈的配置的模式剖视图。
图8C是表示以图8A及图8B的配置的电力传送效率对输电、受电线圈间的距离X的依存性的图表。
图9A是表示用于测定输电、受电线圈间的电力传送效率对输电线圈和受电线圈的径向的偏离的距离的依存性的各要素的配置的模式剖视图。
图9B是表示以图9A的配置的电力传送效率对输电、受电线圈的径向距离R的依存性的图表。
图10A是表示用于测定电力传送效率对共振频率f3的依存性根据输电、受电线圈间的距离的变化的各要素的配置的模式剖视图。
图10B是表示以图10A的配置的、电力传送效率根据输电、受电线圈间的距离X的对共振频率f3的依存性的变化的图表。
图11A是表示用于测定以实际的受电装置的受电电力对共振频率f3的依存性的各要素的配置的模式剖视图。
图11B是表示以图11A的配置的受电电力根据输电、受电线圈间的距离X的对共振频率f3的依存性的变化的图表。
图12A是表示用于测定受电电力对输电、受电线圈间的距离的依存性的各要素的配置的模式剖视图。
图12B是表示以图12A的配置且共振频率f3＝14MHz时的、受电电力对输电、受电线圈间的距离的依存性的图表。
图13A是表示用于测定以与通常不同的受电装置的姿势的受电电力对输电、受电线圈间的距离的依存性的各要素的配置的模式剖视图。
图13B是表示以图13A的配置且共振频率f3＝14MHz时的、受电电力对输电、受电线圈间的距离的依存性的图表。
图14A是用于测定输电线圈和受电线圈的径向的偏离量对以实际的受电装置的受电电力的影响的各要素的配置的模式剖视图。
图14B是表示以图13A的配置的、根据输电、受电线圈4a、4b间的距离X的受电电力对径向距离R的依存性的变化的图表。
图15是表示实施方式二的非接触电力传送装置的结构的模式剖视图。
图16是表示实施方式三的非接触电力传送装置的结构的模式剖视图。
图17是表示现有技术的非接触电力传送装置的结构的剖视图。
图中：1-输电装置，2-受电装置，3a、3b-环形线圈，4a-输电线圈，4b-受电线圈，5-高频电力激励器，6-交流电源，7-整流电路，8-充电电池，9-输电辅助装置，10、13-共振电容，11-辅助线圈，12-调整用电容器，12a-调整用可变电容器，14-电波吸收体，15-受电空间，16-VNA，17、24-机箱，18、25-盖，19-底座，20-控制电路，21-电磁屏蔽部件，22-显示器，23-联锁用突起，24a-空洞部，25-凹部，26-便携式电话，27-联锁机构。
具体实施方式
本发明以上述结构为基本，能够采用以下的方式。
即，在上述结构的非接触电力传送装置中，能够构成为通过上述输电线圈和上述受电线圈间的磁场共振从上述输电装置向上述受电装置传送电力。
另外，优选以上述输电共振器与上述辅助共振器构成的输电侧共振***的共振频率ft与上述受电共振器的共振频率f2一致的方式设定上述辅助共振器的共振频率f3。
另外，能够做成作为上述输电辅助装置的上述共振电容设置调整用可变电容器，通过调整上述调整用可变电容器，设定上述辅助共振器的共振频率f3的结构。
另外，优选上述输电线圈的直径d1、受电线圈的直径d2、辅助线圈的直径d3满足d1＞d2且d2＜d3的关系。如果保持该关系，则能得到增大电力可传送距离的效果等。特别地，优选满足d1＝d3且d1＞d2的关系。由此，对传送效率特性(扩大可受电范围等)的提高得到较大的效果。当然，未限定于圆形的线圈，即使是分别配置四边形的线圈等的形式也能得到同样的效果。
另外，优选上述输电线圈的中心轴、上述辅助线圈的中心轴、上述受电线圈的中心轴位于同一轴上。
另外，能够做成设定为上述输电共振器的共振频率f1、上述受电共振器的共振频率f2和上述辅助共振器的共振频率f3为f1＝f2＜f3或f3＜f1＝f2的关系的结构。
另外，能够做成设定为上述输电共振器的共振频率f1、上述受电共振器的共振频率f2和上述辅助共振器的共振频率f3为f2＜f1＝f3或f1＝f3＜f2的关系的结构。
另外，具备保持上述输电装置及上述输电辅助装置，且能够以形成有上述受电空间的方式设定上述输电装置和上述输电辅助装置的相互的位置关系的机箱，能相对于上述受电空间装卸地安装上述受电装置，在上述机箱中具备用于维持从上述输电装置向上述受电装置的电力传送状态的联锁功能，能够做成在电力传送时，利用上述联锁功能维持为上述输电线圈和上述受电线圈的周围被电磁屏蔽的状态的结构。
在该结构中，能够构成为在上述机箱上具备开闭自如的盖，在上述机箱的盖关闭的状态下，从上述输电线圈向上述受电线圈进行电力传送。
在上述结构的非接触电力传送方法中，作为构成上述辅助共振器的共振电容使用可变电容，通过在上述受电空间内配置上述受电线圈并调整上述可变电容，能够调整电力传送的效率。
下面，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
<实施方式一>
图1是表示实施方式一的磁场共振式的非接触电力传送装置的结构的模式剖视图。另外，对与图17所示的现有例的非接触电力传送装置相同的结构要素标注相同的参照符号并省略重复的说明。
该非接触电力传送装置在现有例的输电装置1和受电装置2上添加输电辅助装置9而构成，构成为在输电装置1和输电辅助装置9之间的空间配置受电装置2的状态下进行非接触电力传送。输电装置1将交流电源(AC100V)的电力转换为能输电的高频电力而传送电力，受电装置2接受电力。输电辅助装置9具有将电力传送时的、与输电装置1相关的共振***的共振频率相对于受电装置2的共振***的共振频率设定为适当的关系的功能。
输电装置1具备组合了输电用环形线圈3a和输电线圈4a的输电线圈单元、及将交流电源(AC100V)6的电力转换为能输电的高频电力的高频电力激励器5。根据场合，也可以没有输电用的环形线圈3a。另外，本发明未限定于磁场共振，也可以应用于利用电磁感应等的电力传送装置，输电线圈4a及后述的受电线圈4b可以使用适合电力传送的方式的线圈。
在输电线圈4a上连接有共振电容10，构成输电共振器。作为共振电容10，作为电路元件可以连接可变电容器或固定电容器，也可以为利用杂散电容的结构。因此，在以下的图中，省略共振电容10的图示。另外，在以下的记载中，为了与图示的关系容易判别，将输电共振器的独自的共振频率f1表述为“输电装置1的共振频率f1”。
输电辅助装置9具有辅助线圈11与作为共振电容的调整用电容器12，利用两要素构成辅助共振器。另外，在以下的记载中，为了与图示的关系容易判别，将辅助共振器的独自的共振频率f3表述为“输电辅助装置9的共振频率f3”。调整用电容器12可以使用电容值以后述的方式设定的固定电容器，或使用可变电容器并能经常再调整。
另外，省略了图示，但根据需要，也能够包括监视输电线圈4a的反射电力、共振频率、流经的电流、或电压等的机构、及用于在输电装置1、受电装置2及输电辅助装置9的相互间进行信息的交换的电路等。在采用这种结构的场合，将调整用电容器12设为可变电容器，能够自动地控制电容值。
如图2所示，在受电装置2上配置有组装了受电线圈4b与环形线圈3b的受电线圈单元。利用环形线圈3b得到的电力至少经过整流电路7蓄积到充电电池8中。在受电线圈4b上连接有共振电容13，构成受电共振器。作为共振电容13，作为电路元件可以连接可变电容器或固定电容器，也可以为利用杂散电容的结构。因此，在以下的图中，省略共振电容13的图示。另外，在以下的记载中，为了与图示的关系容易判别，将受电共振器的独自的共振频率f2表述为“受电装置2的共振频率f2”。
在作为充电电池8使用小型电池(硬币电池等)的场合，优选使环形线圈3b和充电电池8重合而减小设置面积(例如，线圈环绕电池(コイルオン電池)等)。在该场合，由于磁通量从环形线圈3b在充电电池8上泄露产生涡电流而损耗(涡电流损耗)，因此期望在该环形线圈3b与充电电池8之间配置在传送时的共振频率中具有高导磁率的电波吸收体14。在该场合，为了减小总计的厚度，可以隔着电波吸收体14使环形线圈3b和充电电池8密合。
如图1所示，通过使输电辅助装置9和输电装置1相对地配置，在输电线圈4a和辅助线圈11之间形成受电空间15，在该受电空间15中配置包括受电线圈4b的受电装置2。
在本实施方式中，输电装置1的环形线圈3a和输电线圈4a与图17所示的线圈功能相同，但为了薄型化，使用将直径1mm左右的Cu线圈(有被覆物)在同一平面上卷绕为螺旋状的平面线圈。另外，受电装置2的环形线圈3b和受电线圈4b与图17所示的线圈功能相同，但为了小型化，通过在厚度0.4mm的薄型印刷基板上将厚度70μm左右的Cu箔在同一平面上形成为螺旋状的薄膜线圈而构成。另外，为了减小基板的厚度，可以在基板的两面上分别形成受电用环形线圈3b和受电线圈4b。
对作为本实施方式的非接触电力传送装置的特征的输电辅助装置9的功能进行更详细的说明。根据上述结构，通过输电线圈4a和辅助线圈11的结合，构成利用包括输电线圈4a的输电共振器和包括辅助线圈11的辅助共振器的共振***，在以下的记载中，将其称为输电侧共振***。另外，将输电侧共振***的共振频率表述为ft。
根据本实施方式的非接触电力传送装置的图1所示的结构，与没有输电辅助装置9的场合相比，如后所述，能得到扩大电力可传送距离等的效果。这是因为，通过使辅助线圈11相对于输电线圈4a相对配置，来自输电线圈4a的磁通量的到达距离变长。由此，即使是受电装置2的用于受电的面未相对于输电装置1适当地相对等、受电线圈4b未相对于输电线圈4a适当地配置的场合，也能够不在受电装置2内设置调整电路地进行有效的电力传送。
另一方面，在图1所示的结构中，输电装置1的共振频率受到辅助线圈11的磁性的影响，与初期设定的独自的共振频率f1不同。但是，通过调整与辅助线圈11连接的调整用电容器12的电容值C而适当地设定输电辅助装置9的共振频率f3，能够使输电侧共振***的共振频率ft与受电装置2的共振频率f2一致。由此，将来自输电线圈4a的电力传送效率维持为实用上充足的程度，得到扩大电力可传送距离等的效果。
调整用电容器12的电容值C的设定期望以共振频率ft与共振频率f2一致的方式进行，但即使不完全一致也可得到相应的效果。即，只要以输电侧共振***的共振频率ft的峰值与输电装置1的共振频率f1相比接近受电装置2的共振频率f2的方式设定输电辅助装置9的共振频率f3即可。为了充分地得到利用这种调整的效果，期望构成输电辅助装置9的辅助线圈11与输电线圈4a的直径大致相同，两者的线圈的中心轴也大致配置在同轴上。
但是，增大电力可传送距离等的效果只要在将输电线圈4a的直径设为d1，将受电线圈4b的直径设为d2，将辅助线圈11的直径设为d3时满足d1＞d2且d2＜d3的关系便能相应地得到。这是因为，只要输电线圈4a的直径d1比受电线圈4b的直径d2大，便能够利用与辅助线圈11间的磁通量，另外，只要辅助线圈11的直径d3比受电线圈4b的直径d2大，便能够利用与输电线圈4a间的磁通量。
在此，对为了研究辅助线圈11的影响，进行利用微小电力的VNA(矢量网络分析器)测定的结果进行说明。输电装置1的共振频率f1、受电装置2的共振频率f2根据作为共振电容设定的固定电容器的电容值而设定。具体地说，为f1＝f2＝12.1MHz。
首先，表示研究了使输电辅助装置9的共振频率f3变化时的、输电侧共振***的共振频率的变化的结果。图3A表示各线圈的配置的一个例子。即，以使输电线圈4a和辅助线圈11相对且形成30mm长度的受电空间的方式配置，在环形线圈3a上连接有VNA16。另外，在辅助线圈11上作为调整用电容器12连接调整用可变电容器12a，使共振频率f3可变。
图3B表示该配置的VNA测定结果。图3B的横轴表示输电辅助装置9的共振频率f3，纵轴表示VNA测定时的输电侧共振***的共振频率ft的值。另外，图3C表示共振频率f3为9MHz、12.1MHz及16MHz的场合的VNA测定的输出波形图。
例如，在将f3调整为与f1相同的共振频率(12.1MHz)的场合，如图3C(b)的波形图所示，以12.1MHz为中心出现两个共振频率(强耦合)。将左侧的低频率侧的共振频率表述为ftL，将右侧的高频率侧的共振频率表述为ftH。图3B记载了与低频率侧的共振频率ftL对应的特性线和与高频率侧的共振频率ftH对应的特性线。
若使输电辅助装置9的共振频率f3从9MHz变化到20MHz，则低频率侧的共振频率ftL慢慢地向高频率侧转移，最终接近与f1或f2相同的12.1MHz，如图3C(c)所示，信号也变大。高频率侧的共振频率ftH也渐渐地向高频率侧转移，但与低频率侧的共振频率ftL的差变大，信号也变小而接近零。
另一方面，若使共振频率f3向低频率侧变化，则高频率侧的共振频率ftH渐渐地向低频率侧转移，最终接近与f1相同的12.1MHz。但是，信号与低频率侧的共振频率ftL的场合相比，如图3C(a)所示，不太大。低频率侧的共振频率ftL也渐渐地向低频率侧转移，与高频率侧的共振频率ftH的差变大，信号也变小而接近零。
接着，如图4A所示那样配置各线圈，表示研究了使输电辅助装置9的共振频率f3变化时的电力传送效率的变化的结果。图4A的配置为在图3A的配置的输电线圈4a和辅助线圈11间的受电空间中配置了受电线圈4b和环形线圈3b。在环形线圈3a、3b上连接了VNA16。另外，在此所说的电力传送效率是在输电线圈4a和受电线圈4b间的数值，不包括电路等的效率。
图4B表示该配置的VNA测定结果。图4B也记载了与低频率侧的共振频率ftL对应的特性线、与高频率侧的共振频率ftH对应的特性线。从图4B可以看出，例如在f1＝f2＝f3＝12.1MHz的场合(用箭头表示)，电力传送效率大约为44％，较小。若将f3增大为比12.1MHz大，则与低频率侧的共振频率ftL对应的电力传送效率变大。在f3＝16MHz的场合，得到大约64％的电力传送效率。
如上所述，通过使输电辅助装置9的共振频率f3比f1及f2大，能够使电力传送时的共振频率ft接近共振频率f2，由此，此时的电力传送效率也变大。
另一方面，若使共振频率f3向低频率侧变化，则与高频率侧的共振频率ftH对应的电力传送效率变大。在f3＝5MHz的场合，得到大约46％的电力传送效率。但是，与对应于低频率侧的共振频率ftL的电力传送效率的最大区域相比，与高频率侧的共振频率ftH对应的电力传送效率的最大区域的值小。
图5及图6是表示输电侧共振***的共振频率ft相对于共振频率f1、f2、f3的关系的设定例的关系的图。
图5表示设定为f1＝f2的场合。在该场合，如(a)所示，通过在f1＞f3的范围内适当地设定f3，能够使ftH与f2一致，或充分地接近。所谓使ftH充分地接近f2是指，如图4B所示，为共振频率ft与f2接近直到得到实际应用时与共振频率ft和f2一致的场合相同的电力传送效率的程度的状态。另外，在以下的记载中，所谓共振频率ft与f2一致，也包括共振频率ft充分地接近f2的场合。图5(b)表示通过如上所述设定为f1＝f2＝f3，ft与f2不一致的场合。另外，如(c)所示，通过在f1＜f3的范围内适当地设定f3，能够使ftL与f2一致(上述例子)。
图6表示设定为f1＝f3的场合。在此，在f1＝f3＞f2的范围中，通过适当地设定输电用共振线圈4a和辅助线圈11的距离，能够使ftL与f2一致。或者，未图示，即使在f1＝f3＜f2的范围中，通过适当地设定输电用共振线圈4a和辅助线圈11的距离，也能够使ftH与f2一致。
如上所述，只要输电辅助装置9的共振频率f3与受电装置2的共振频率f2不同(f3≠f2)，就能得到使输电侧共振***的共振频率ft与f2一致的相应的效果。但是，优选满足f3＞f2的关系。
接着，对研究了使作为受电装置2的例如便携式受电装置的里表颠倒地相对于输电装置1配置的场合的、利用本实施方式的效果的结果进行说明。为了研究使便携式受电装置的里表颠倒地放置的场合的特性，对如图7A、图7B所示在靠近输电线圈4a侧配置受电线圈4b的场合和如图8A、图8B所示在靠近输电线圈4a侧配置充电电池8的场合进行VNA测定。为了比较，对没有辅助线圈11的与现有相同的结构(图7A、图8A)的场合和设置了辅助线圈11的实施例的结构(图7B、图8B)进行测定。
在VNA测定中，将相对配置的输电线圈4a和辅助线圈11的中心轴的相互间的距离固定为30mm，在两者的线圈间配置受电装置2，使输电线圈4a和受电线圈4b间的距离X变化，研究线圈间的电力传送效率。输电线圈4a和辅助线圈11的直径大约为70mm，受电线圈4b的直径大约为20mm(两线圈4a、11的直径在以下的其他实验中也相同)。以电力传送时的输电侧共振***的共振频率ftL及受电侧共振频率f2为12.1MHz的方式调整安装在辅助线圈11上的调整用可变电容器12a。
图7C表示受电线圈4b配置在输电线圈4a侧的场合的、电力传送效率对输电线圈4a和受电线圈4b的中心轴的相互间的距离的依存性。在没有辅助线圈11的现有配置的场合(A)，受电线圈4b的位置越远离输电线圈4a，电力传送效率越低下，若在中心的共振线圈间距离(X)为X＝25mm，则相对于X＝5mm，传送效率也下降大约10％。与之相比，在设置了辅助线圈11的本实施方式的结构(B)中，即使X＝25mm，也停止在下降2～3％。
图8C表示充电电池8配置在输电线圈4a侧的场合的、电力传送效率对输电线圈4a和充电电池8的中心轴的相互间的距离X的依存性。在没有辅助线圈11的现有配置的场合(A)，即使在距离近的X＝5mm，受到充电电池8的影响，电力传送效率大约下降数％。另外，若充电电池8的位置远离输电线圈4a，则电力传送效率大幅地下降，在X＝25mm时，与X＝5mm的值相比，也大约下降30％。与之相比，在设置了辅助线圈11的本实施方式的结构(B)中，即使X＝25mm，也下降5％以内。这是因为，由于受电线圈4b比输电线圈4a及辅助线圈11的直径小，因此磁通量容易在相对配置的输电线圈4a和辅助线圈11之间流动，结果，电力传送效率及电力可传送距离等特性与现有配置结构相比均提高了。
在此，对图7C和图8C所示的结果应该关注的方面在于，表示通过设置辅助线圈11并使共振频率适当，与受电装置2的用于受电的面相对于输电线圈4a的配置无关，能得到大致平坦的距离依存性。即，表示无论如图7C(B)所示将受电线圈4b配置在输电线圈4a侧的场合、或如图8C(B)所示将受电装置2的充电电池8配置在输电线圈4a侧的场合的哪一个，只要在相对配置的输电线圈4a和辅助线圈11之间的空间具有受电装置2，就能得到大致平坦的距离依存性。
据此，即使在作为现有的课题的使便携式受电装置的里表颠倒地放置的场合，也不必如现有那样进行反转里表的操作，能够在放置的原样的状态下可靠地进行电力传送(可一侧传送)。另外，通过在受电装置2的后侧配置输电辅助装置9，使电力传送时的受电共振器的共振频率f2与输电侧共振***的共振频率ft一致，与没有输电辅助装置9的现有结构的场合相比，能够大幅地增加电力可传送距离。
另外，以往，在利用了磁场共振式的非接触电力传送装置中，在将输电共振器的共振频率设为例如12.1MHz的场合，需要受电共振器的共振频率也为12.1MHz。但是，在受电装置2小的场合，受电线圈4b的形状也小(L变小)，结果，存在难以在受电装置2侧与电力传送时的共振频率一致的场合。相对于此，在本实施方式中，通过控制输电辅助装置9的调整用电容器，能够使输电侧共振***和受电共振器的共振频率一致。因此，不需要在受电装置2上设置使受电共振器的共振频率和输电共振器的共振频率一致的机构等，本实施方式在受电装置2小的场合尤其有效。
接着，参照图9A、图9B说明测定输电线圈4a的中心轴和受电线圈4b的中心轴在径向上偏离的场合的、电力传输效率的变化的实验的结果。图9A表示用于实验的各线圈的配置。轴向的配置与图7B的场合相同，将受电线圈4b配置在靠近输电线圈4a侧。
将输电线圈4a和辅助线圈11的中心轴的相互间的距离固定为30mm，将输电线圈4a和受电线圈4b的相互间的距离固定为15mm。使输电线圈4a的中心轴和受电线圈4b的中心轴间的径向的距离R变化，利用NVA16测定输电、受电线圈4a、4b间的电力传送效率。
图9B表示输电、受电线圈4a、4b间的电力传送效率对输电线圈4a和受电线圈4b的中心轴间的径向距离R的依存性。从该实验结果可以看出，如果径向距离R是20mm以下，则电力传送效率一定且为高效率。
接着，参照图10A、图10B说明使输电、受电线圈4a、4b间的距离变化而测定输电、受电线圈4a、4b间的电力传送效率对输电辅助装置9的共振频率f3的依存性的结果。图10A表示实验所用的各线圈的配置。基本上与图9A是相同的配置，但使输电线圈4a和辅助线圈11的距离变宽为50mm，使从输电线圈4a到受电线圈4b的距离X变化，测定电力传送效率对共振频率f3的依存性。
图10B表示实验结果。从该结果可以看出，伴随距离X的变化的、电力传送效率对共振频率f3的依存性的变化在低频率侧的共振频率ftL和高频率侧的共振频率ftH间有较大不同。特别地，共振频率ftL伴随距离X的变化的电力传送效率的差小，在实用上是优选的。
接着，参照图11A、图11B说明测定实际的受电装置的受电电力对共振频率f3的依存性的结果。图11A表示实验所用的电力传送的各要素的配置。各线圈的配置与图10A的场合相同，但在输电线圈4a上连接高频电力激励器5，在环形线圈3b上连接有整流电路7。另外，使输电线圈4a和辅助线圈11的距离宽而为50mm，使从输电线圈4a到受电线圈4b的距离X变化地进行电力传送，测定整流电路7的输出电力。
图11B表示整流电路7的输出电力根据输电线圈4a、4b间的距离X的对共振频率f3的依存性的变化。该测定结果表示与图10B所示的利用VNA16的电力传送效率的测定结果相同的倾向。图11B的特性线在相对于图10B所示的各个距离X的共振频率f3的依存性的特性线中，与电力传送效率最高的部位对应。从该图可以看出，在全部的距离X中，存在受电电力相同且高的共振频率f3(＝14MHz)。
通过将共振频率f3设定为这种特定的值，能与距离X的变化无关地总是得到高的受电电力。但是，即使在该场合，高频电力激励器5的共振频率f0也重要。即，如果是图5所示的设定的场合，优选f0＝f1＝f2≠f3，更优选f0＝f1＝f2＜f3。另外，如果是图6所示的设定的场合，则优选f0＝f2＝ft≠f1＝f3，更优选f0＝f2＝ftL＜f1＝f3。
接着，就在与图11A相同的图12A所示的配置下的电力传送而言，对测定在共振频率f3＝14MHz且为一定时的、受电电力对输电、受电线圈4a、4b间的距离X的依存性的结果进行说明。从表示测定结果的图12B可以看出，在该场合，与距离X无关，受电电力为大致一定(变化幅度为一成以内)。即，通过将共振频率f3设定为图11B的实验结果所示的特定的频率，即使距离X变化，也能得到一定的受电电力。
同样地，参照图13A、图13B说明在共振频率f3＝14MHz且为一定时的、使受电装置的姿势与图12A的场合不同地研究受电电力对距离X的依存性的结果。即，如图13A所示，将充电电池8配置在输电线圈4a侧，使输电线圈4a和充电电池8的中心轴的相互间的距离X变化。共振频率f3＝14MHz且为一定，测定受电电力对距离X的依存性。从表示测定结果的图13B可以看出，该场合也与距离X无关，受电电力大致一定(变化幅度为一成以内)。
接着，参照图14A、图14B说明测定输电线圈4a的中心轴和受电线圈4b的中心轴间的径向的偏离量对实际的受电装置的受电电力的影响的结果。测定所用的图14A所示的各要素的配置与图11A的配置相同。使输电线圈4a和受电线圈4b的径向的距离R、及输电、受电线圈4a、4b间的距离X变化地进行测定。
图14B表示根据输电、受电线圈4a、4b间的距离X的、受电电力对径向距离R的依存性的变化。从该图可以看出，在距离X＝50mm以下，径向距离R＝15mm以下(直径30mm的范围内)的区域，得到一样的受电电力(变化幅度为一成左右)。
<实施方式二>
图15是表示实施方式二的非接触电力传送装置的剖视图。该非接触电力传送装置具备呈化妆盒类型(也称为八音盒式)的机箱17、开闭自如的盖18，在机箱17的下侧的内部保持有输电装置1，在盖18上保持有输电辅助装置9。在输电装置1的上部设有用于放置受电装置2的底座19，能够在该底座19上安装受电装置2(例如便携式电话或助听器等)。并且，通过关闭盖18，将受电装置2配置在输电装置1和输电辅助装置9之间。在该形式下进行非接触电力传送。
在机箱17上设有将从交流电源(AC100V)接受的电力转换为可传送电力的电力的高频电力激励器5、用于操纵阻抗整合的控制电路20等。另外，包围配置有输电装置1和输电辅助装置9的区域地配置电磁屏蔽部件21。在关闭了盖18的状态下，输电装置1、输电辅助装置9及受电装置2的周围被完全地电磁屏蔽，防止电力传送时的电磁波对人体产生影响，是安全的。
在利用磁场共振传送电力的场合，实际使用时作为传送频率考虑使用数MHz～数100MHz带。与电场共振式相比，对人体的影响小，也必须考虑由于输电峰值对人体的影响。在此，如本实施方式那样，为了防止在非接触电力传送中将电磁波泄露到外部，期望以包围输电、受电空间的方式对线圈整体进行电磁波屏蔽。即，在化妆盒类型的机箱中，在电磁性地被关闭的空间内配置输电装置1及受电装置2的共振线圈、及输电辅助装置9的辅助线圈，做成防止电磁波向外部泄露的结构。
根据需要，在机箱17的表面设有显像或LED等显示器22。主要用于表示便携式电话等的充电状态或邮件等的来电信息。另外，构成为在机箱17上设有联锁用突起23，在将受电装置2配置在受电空间中后，在不是完全关闭盖18的状态就不开始输电。
在共振式电力传送中，在共振频率中，磁场强度为最大。另外，控制电路20可以包括下述电路：在受电装置2的位置或共振频率变化时，用于控制结合系数或Q值等而得到较高的传送效率的电路；用于进行受电装置2或输电辅助装置9的信息的交换的电路；以及用于得到受电装置2的位置信息的电路等。
本实施方式的非接触电力传送装置的特征在于，通过设在输电辅助装置9上的调整用电容器的设定，使电力传送时的输电侧共振***和受电共振器的共振频率一致。在关闭盖18的状态下，将辅助线圈11配置在规定的位置，以在该状态下输电侧共振***的共振频率和受电共振器的共振频率相同的方式调整调整用电容器。因此，在盖上盖18时能马上开始充电。或者，能够做成在关闭盖18后，调整用电容器自动或手动地进行调整的结构。
在本实施方式中，使用化妆盒类型的机箱17，另外，即使桌子的抽屉式等也能够得到同样的效果。
<实施方式三>
图16是表示实施方式三的非接触电力传送装置的剖视图。对与图15的结构相同的要素标注相同的参照符号并省略重复的说明。
该非接触电力传送装置是机箱24构成为纵***式的例子。即，***作为具备受电装置2的装置的一个例子的便携式电话26的容纳部由机箱24的空洞部24a和盖25的凹部25a形成，但空洞部24a具有能纵向***便携式电话26的形式。与实施方式二的场合相同，设有联锁机构27，构成为若不是完全关闭盖25的状态就不开始放电。
根据这种结构，能够使装置为轻便型并使便携式电话26等的受电装置容易出入。
另外，在以上的实施方式中，作为受电装置2以便携式电话等小型装置为例进行说明，但当然也能够将本发明应用于电动汽车等大型的受电装置上。
产业上的可利用性如下。
本发明的非接触电力传送装置即使在受电装置小的场合，也能够以良好的状态且直到较长的距离稳定地进行非接触电力传送，因此适用于相对于便携式电话、助听器等小型设备、TV或电动汽车等的非接触电力传送。
Claims (12)
1.一种非接触电力传送装置，其具备：
具有由输电线圈及共振电容构成的输电共振器的输电装置；以及
具有由受电线圈及共振电容构成的受电共振器的受电装置，
通过上述输电线圈和上述受电线圈间的作用从上述输电装置向上述受电装置传送电力，
该非接触电力传送装置的特征在于，
还具备输电辅助装置，该输电辅助装置具有由辅助线圈及共振电容构成的辅助共振器，
在使上述输电辅助装置和上述输电装置互相相对地配置的状态下，在上述输电线圈和上述辅助线圈之间形成用于配置上述受电线圈的受电空间，
上述输电共振器和上述辅助共振器构成的输电侧共振***的共振频率ft表现为两个共振频率、即低频率侧的共振频率ftL和高频率侧的共振频率ftH，以上述共振频率ftL或上述共振频率ftH与上述受电共振器的共振频率f2一致的方式设定上述辅助共振器的共振频率f3。
2.根据权利要求1所述的非接触电力传送装置，其特征在于，
构成为通过上述输电线圈和上述受电线圈间的磁场共振从上述输电装置向上述受电装置传送电力。
3.根据权利要求1所述的非接触电力传送装置，其特征在于，
作为上述输电辅助装置的上述共振电容设置调整用可变电容器，通过调整上述调整用可变电容器，设定上述辅助共振器的共振频率f3。
4.根据权利要求1所述的非接触电力传送装置，其特征在于，
上述输电线圈的直径d1、受电线圈的直径d2、辅助线圈的直径d3满足d1＞d2且d2＜d3的关系。
5.根据权利要求4所述的非接触电力传送装置，其特征在于，
满足d1＝d3且d1＞d2的关系。
6.根据权利要求4所述的非接触电力传送装置，其特征在于，
上述输电线圈的中心轴、上述辅助线圈的中心轴、上述受电线圈的中心轴位于同一轴上。
7.根据权利要求1所述的非接触电力传送装置，其特征在于，
设定为上述输电共振器的共振频率f1、上述受电共振器的共振频率f2、上述辅助共振器的共振频率f3为f1＝f2＜f3或f3＜f1＝f2的关系。
8.根据权利要求1所述的非接触电力传送装置，其特征在于，
设定为上述输电共振器的共振频率f1、上述受电共振器的共振频率f2、上述辅助共振器的共振频率f3为f2＜f1＝f3或f1＝f3＜f2的关系。
9.根据权利要求1所述的非接触电力传送装置，其特征在于，
具备保持上述输电装置及上述输电辅助装置，且能够以形成有上述受电空间的方式设定上述输电装置和上述输电辅助装置的相互的位置关系的机箱，
能相对于上述受电空间装卸地安装上述受电装置，
在上述机箱上具备开闭自如的盖，在上述机箱的盖关闭的状态下，从上述输电线圈向上述受电线圈进行电力传送，
在从上述输电线圈向上述受电线圈的电力传送时，上述输电线圈、上述辅助线圈、上述受电线圈的周围为被电磁屏蔽的状态。
10.根据权利要求9所述的非接触电力传送装置，其特征在于，
上述机箱具备用于维持从上述输电装置向上述受电装置的电力传送状态的联锁功能，
在电力传送时，利用上述联锁功能维持为上述输电线圈、上述辅助线圈、上述受电线圈的周围被电磁屏蔽的状态。
11.一种非接触电力传送方法，使用具有由输电线圈及共振电容构成的输电共振器的输电装置和具有由受电线圈及共振电容构成的受电共振器的受电装置，通过上述输电线圈和上述受电线圈间的作用从上述输电装置向上述受电装置传送电力，
该非接触电力传送方法的特征在于，
还使用具有由辅助线圈及共振电容构成的辅助共振器的输电辅助装置，
使上述输电辅助装置与上述输电装置相对地配置，在上述输电线圈和上述辅助线圈之间形成受电空间，在上述受电空间内配置上述受电线圈，
上述输电共振器和上述辅助共振器构成的输电侧共振***的共振频率ft表现为两个共振频率、即低频率侧的共振频率ftL和高频率侧的共振频率ftH，以上述共振频率ftL或上述共振频率ftH与上述受电共振器的共振频率f2一致的方式设定上述辅助共振器的共振频率f3而进行电力传送。
12.根据权利要求11所述的非接触电力传送方法，其特征在于，
作为构成上述辅助共振器的共振电容使用可变电容，
通过在上述受电空间内配置上述受电线圈并调整上述可变电容，能够调整电力传送的效率。
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| CN106575887A (zh) * | 2014-06-25 | 2017-04-19 | Elix无线充电***公司 | 无线电力传送***的自动对准方法和设备 |
| CN106716777A (zh) * | 2014-07-04 | 2017-05-24 | Elix无线充电***公司 | 具有用于外来物体移除的引导部的无线电力传送***及其制造和使用方法 |
| CN106300572A (zh) * | 2015-06-02 | 2017-01-04 | 介面光电股份有限公司 | 吊挂式可挠无线充电装置 |
| CN106300686A (zh) * | 2015-06-02 | 2017-01-04 | 介面光电股份有限公司 | 无线充电装置 |
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| JP6538628B2 (ja) * | 2016-09-05 | 2019-07-03 | 株式会社東芝 | フィルタ回路及びワイヤレス電力伝送システム |
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Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1647342A (zh) * | 2002-04-08 | 2005-07-27 | 阿尔卑斯电气株式会社 | 充电库 |
| CN102016940A (zh) * | 2008-03-26 | 2011-04-13 | 米利波尔有限公司 | 用于生物工艺环境中的小功率传感器的无接触电力方案 |
Family Cites Families (13)
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|---|---|---|---|---|
| JP3494067B2 (ja) * | 1999-03-19 | 2004-02-03 | 日本電信電話株式会社 | 基地局通信装置、及び携帯無線通信装置への電力供給方法 |
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| US20100201311A1 (en) * | 2009-02-10 | 2010-08-12 | Qualcomm Incorporated | Wireless charging with separate process |
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Patent Citations (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN1647342A (zh) * | 2002-04-08 | 2005-07-27 | 阿尔卑斯电气株式会社 | 充电库 |
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