CN103370851A

CN103370851A - 非接触供电装置

Info

Publication number: CN103370851A
Application number: CN2012800078255A
Authority: CN
Inventors: 阿部茂; 保田富夫; 铃木明
Original assignee: Technova Inc; Saitama University NUC
Current assignee: Technova Inc
Priority date: 2011-02-10
Filing date: 2012-02-07
Publication date: 2013-10-23
Anticipated expiration: 2032-02-07
Also published as: EP2675038B1; EP2675038A4; EP2675038A1; JP2012170195A; WO2012108432A1; CN103370851B; JP5970158B2; US9457676B2; US20130313912A1

Abstract

本发明提供一种能够在多个规格的非接触供电变压器中共用输电线圈、受电线圈的非接触供电装置。在输电线圈和受电线圈的供电功率的规格不同时，以较小一方的供电功率进行供电，在输电线圈和受电线圈的间隙长度的规格不同时，通过以作为输电线圈的规格的间隙度进行供电，由此能够从供电功率1.5kW、间隙长度70mm规格的输电线圈（C1NS）向供电功率10kW、间隙长度70mm规格的受电线圈（C2RS）供电，或者从供电功率1.5kW、间隙长度140mm规格的输电线圈（C1NL）向供电功率1.5kW、间隙长度70mm规格的受电线圈（C2NS）供电。

Description

非接触供电装置

技术领域

本发明涉及以非接触的方式向电动汽车等移动体供电的非接触供电装置，其能够进行规格不同的输电线圈／受电线圈间的供电。

背景技术

非接触供电装置利用输电线圈（一次线圈）和受电线圈（二次线圈）之间的电磁感应从输电线圈向受电线圈供给电力。该非接触供电装置能够用于电动汽车、插电式混合动力车所搭载的二次电池的充电，能够看出对车辆充电用的非接触供电装置的需求今后将扩大。

在车辆充电用的非接触供电装置的情况下，将受电线圈搭载在底板的下表面的汽车以受电线圈位于地面所设置的输电线圈的正上方的方式停车来进行非接触供电，但由于输电线圈和受电线圈的水平方向上的位置偏移、上下方向上的间隙长度变动，使得输电线圈和受电线圈之间的耦合系数发生变化。

为了抑制随着该输电线圈／受电线圈间的位置偏移、间隙长度变动受电效率的降低，需要确保线圈间的较宽的对置面积，从而无法避免线圈形状的大型化。

但是，如图9（a）所示，若使用在矩形形状的铁芯70的中央部分卷绕有电线50的线圈（两侧绕线圈），则如下述专利文献1所记载的那样，能够比在铁芯的单面配置绕线的线圈（单侧绕线圈）小型化。图9（a）的上侧示出具备绕线的铁芯，下侧仅示出铁芯。未卷绕电线50的铁芯70的两端71、72成为磁通进入、或者出来的磁极部。

另外，本发明人等，首先，如图9（b）所示，提出能够小型化、能够节约铁芯材料量的H字形状的铁芯80（下述专利文献2）。在该H型铁芯的情况下，在H字的横棒部分83卷绕电线50，平行的纵棒部分81、82成为磁极部。

在两侧绕线圈的输电线圈和受电线圈对置的情况下，如图10所示，从输电线圈的铁芯61的磁极部出来的主磁通67进入受电线圈的铁芯63的磁极部，并通过卷绕了电线64的铁芯部分从其另一磁极部出来后进入输电线圈的铁芯61的磁极部，并通过卷绕了电线62的铁芯部分，到达其另一磁极部。

此外，在使用两侧卷线圈的非接触供电装置中，为了对漏磁通进行磁屏蔽，在线圈的背面配置铝板65、66。

另外，图11示出下述专利文献3所记载的非接触供电***的电路图。该电路具备：在用整流器5对工业电源VAC的交流进行整流后，用变频器4生成高频后输出的高频电源3；输电线圈1；以串联方式连接在高频电源3和输电线圈1之间的一次侧串联电容器CS；与输电线圈1对置的受电线圈2；与受电线圈2并联连接的二次侧谐振电容器CP；以及负载RL。

该等效电路能够如图12那样表示，一次侧串联电容器的值CS以及二次侧并联谐振电容器的值CP根据谐振条件被如下式那样设定。

ω0＝2πf0

1／ω0CP＝ω0L2＝xP＝x0’＋x2

1／ω0CS＝xS’＝｛（x0’·x2）／（x0’＋x2）｝＋x1’

在此，f0是高频电源3的频率，L2是受电线圈的自感。

具备一次侧串联电容器CS和二次侧并联谐振电容器CP的非接触供电装置若这样设定CP和CS，则非接触供电变压器（输电线圈＋受电线圈）与理想变压器变得等价，所以其设计变容易。另外，在负载RL是电阻负载的情况下，高频电源3的功率因数总是为1。

专利文献1:日本特开2010－172084号公报

专利文献2:日本特开2011－50127号公报

专利文献3:WO2007－029438号公报

作为车辆充电用的非接触供电装置的利用方式，可考虑在家通过小容量的非接触供电变压器进行普通充电（长时间充电）的情况和在停车场等通过大容量的非接触供电变压器进行快速充电的情况。

小容量的非接触供电变压器和大容量的非接触供电变压器的供电功率的规格不同。

另外，可认为在停车场等，以仅输电线圈的表面显出地表的方式将输电线圈埋设在地里的方式为主流，在家中，将输电线圈固定在地表的简便的方式为主流。该情况下，将输电线圈埋设在地里的情况下的非接触供电变压器的间隙长度变长。因此，有可能存在因非接触供电变压器的不同，与间隙长度有关的规格不同的情况。

但是，以往，只考虑相同规格的输电线圈和受电线圈之间的供电。

图13示意性地示出以往的供电方式。在此，将输电线圈用C1表示，将受电线圈用C2表示。另外，将供电能力的规格为1.5kW的线圈用N表示，将供电能力的规格为10kW的线圈用R表示。另外，将间隙长度的规格为70mm的线圈用S表示，将间隙长度的规格为140mm的线圈用L表示。

在以往的非接触供电装置中，C2NS的受电线圈被设定成仅从C1NS的输电线圈受电，同样地，C2RS的受电线圈被设定成从C1RS的输电线圈受电，C2NL的受电线圈被设定成从C1NL的输电线圈受电，而且C2RL的受电线圈被设定成从C1RL的输电线圈受电。

这样，如果说在非接触供电变压器存在多种规格的情况下，仅能够从与搭载于车辆的受电线圈的规格一致的输电线圈受电而无法从其以外的输电线圈受电，则极为不便。

另外，如果在车辆搭载多种规格的受电线圈以使从多种规格的输电线圈接受受电，则存在车辆的重量增加，带来成本的上升这样的不良情况。

发明内容

本发明是考虑到这样的情况而做出的发明，其目的在于提供能够进行规格不同的输电线圈和受电线圈之间的供电、能够在多个规格的非接触供电变压器中通用输电线圈和受电线圈的非接触供电装置。

本发明的非接触供电装置具备：输电线圈；与输电线圈以串联或者并联的方式连接的一次侧电容器；与输电线圈隔着间隙对置的受电线圈；以及与受电线圈以并联的方式连接的二次侧谐振电容器，上述非接触供电装置从输电线圈向受电线圈进行供电，输电线圈和受电线圈具备：在两端具有磁极部的矩形形状或者H字形状的铁芯；和卷绕在磁极部之间的铁芯部分的电线，输电线圈的电源频率的规格和受电线圈的谐振频率的规格相等，输电线圈的供电功率以及间隙长度中的至少一方的规格与受电线圈的对应的规格不同。而且，当供电功率的规格在输电线圈和受电线圈之间不同时，将这些的供电功率中较小一方的供电功率作为能够供电的最大功率，进行从输电线圈向受电线圈的供电，当间隙长度的规格在输电线圈和受电线圈之间不同时，输电线圈和受电线圈隔着输电线圈的规格的间隙长度而对置，并进行供电。

非接触供电变压器的输电线圈和受电线圈的规格不同的情况下，为了能够进行供电，各规格的非接触供电变压器，

（1）使输电线圈和受电线圈的铁芯为矩形形状或者H字形状。

（2）输电线圈和受电线圈为两侧绕线圈。

（3）使电源频率通用。

（4）将二次侧谐振电容器与受电线圈以并联的方式连接。

而且，在供电功率的规格在输电线圈和受电线圈之间不同时，以较小一方的供电功率进行供电。另外，在间隙长度的规格在输电线圈和受电线圈之间不同时，以作为输电线圈的规格的间隙长度进行供电。

另外，在本发明的非接触供电装置中，在将输电线圈和受电线圈之间的关系系数设为KAB，将输电线圈与常规的受电线圈（即，供电功率以及间隙长度的规格与输电线圈相同的受电线圈）之间的耦合系数设为KA，将受电线圈与常规的输电线圈（即，供电功率以及间隙长度的规格与受电线圈相同的输电线圈）之间的耦合系数设为KB时，设为

0.5KA≤KAB≤2KA且0.5KB≤KAB≤2KB。

在不同规格间的组合的情况下，为了进行高效率的供电需要输电线圈与受电线圈之间的耦合系数KAB较高。将输电线圈与常规组合的受电线圈之间的耦合系数设为KA，将受电线圈与常规组合的输电线圈之间的耦合系数设为KB时，以满足上述不等式的方式设计输电线圈和受电线圈的铁芯形状和匝数，确保与常规组合的情况下的耦合系数相同程度的耦合系数。

另外，在本发明的非接触供电装置中，卷绕在受电线圈的铁芯部分的电线的卷绕数是恒定的。

输电线圈的匝数和受电线圈的匝数是决定输电线圈和受电线圈之间的电压比的重要参数。在间隙长度较长的规格的情况下，与间隙长度较短的规格相比，耦合系数降低，即使输电线圈的电压恒定受电线圈的电压也上升。对车载装置而言，受电线圈的电压变化不为优选。因此在实现间隙长度的规格不同的非接触供电变压器的通用化上，需要抑制因间隙长度的不同引起的受电线圈的电压变化的对策，但在本发明中，统一受电线圈的匝数、改变输电线圈的匝数，来应对该受电线圈的电压变化。

另外，在本发明的非接触供电装置中，在输电线圈的间隙长度的规格与受电线圈的间隙长度的规格相同时，卷绕在输电线圈的铁芯部分的电线的卷绕数等于卷绕在受电线圈的常规的输电线圈的电线的卷绕数。

间隙长度的规格相同的输电线圈中的绕线的卷绕数被设定为数目相同。

另外，在本发明的非接触供电装置中，在输电线圈的间隙长度的规格比受电线圈的间隙长度的规格长时，卷绕在输电线圈的铁芯部分的电线的卷绕数被设定为多于卷绕在受电线圈的常规的输电线圈的电线的卷绕数。

在间隙长度的规格不同的非接触供电变压器间，使受电线圈的匝数统一，使间隙长度较长的输电变压器的匝数N1L多于间隙长度较短的变压器的匝数N1S（N1L≥N1S）。间隙长度的规格发生变化主要是随如图13所示将输电线圈固定在地表、还是埋设在地里而变化。因此，为了抑制因间隙长度的不同引起的受电线圈的电压变化，优选使车载的受电线圈的匝数为恒定，由输电线圈的匝数来进行调整。

另外，在本发明的非接触供电装置中，在将输电线圈的磁极部的长度设为LA、将宽度设为WA、将处于铁芯两端的磁极部之间的距离为DA、将受电线圈的磁极部的长度设为LB、将宽度设为WB、将处于铁芯两端的磁极部之间的距离设为DB时，设为，

0.5×LB≤LA≤2×LB

DB≤DA≤DB＋2×WB，或者DA≤DB≤DA＋2×WA。

由此，即使在组合了不同规格的输电线圈和受电线圈的非接触供电变压器中，也能够使输电线圈和受电线圈的磁极部重叠。

另外，在本发明的非接触供电装置中，与受电线圈以并联的方式连接的二次侧谐振电容器的值CP被设定成，将与受电线圈相同规格的输电线圈在间隙长度的位置以开放状态被放置时的受电线圈的自感设为L2，在电源频率f0下，L2和CP进行谐振。

二次侧谐振电容器的值CP被设定成在受电线圈和常规组合的输电线圈的非接触供电变压器中进行谐振。

另外，在本发明的非接触供电装置中，一次侧电容器以串联的方式连接在输电线圈和高频电源之间，一次侧电容器的值CS被设定成，在二次侧谐振电容器CP和抵抗负荷RL并联连接于受电线圈的状态下使高频电源的输出功率因数为1。

另外，在本发明的非接触供电装置中，设置有调整一次侧电容器的值CS的调整单元，调整单元对一次侧电容器的值CS进行调整以使得高频电源的输出功率因数为1。

通过不同规格的输电线圈和受电线圈的组合，在高频电源的输出力率大幅偏离1的情况下，通过调整一次侧电容器的值CS来切换为适当的值。

另外，在本发明的非接触供电装置中，即使在输电线圈的供电功率的规格与受电线圈的供电功率的规格相差2倍以上的情况下，也能够进行输电线圈和受电线圈的组合。

另外，在本发明的非接触供电装置中，即使在输电线圈的间隙长度的规格与受电线圈的间隙长度的规格相差1．5倍以上的情况下，也能够进行输电线圈和受电线圈的组合。

本发明的非接触供电装置能够进行规格不同的输电线圈和受电线圈之间的供电，能够在不同规格的非接触供电变压器中通用输电线圈和受电线圈。

附图说明

图1是表示车辆充电用的非接触供电***的图。

图2是表示本发明的非接触供电装置的输电线圈和受电线圈的组合的例子的图。

图3是表示将不同规格的输电线圈和受电线圈组合而成的非接触供电装置的能够供电的最大功率和最大间隙长度的图。

图4是表示本发明的非接触供电装置的输电线圈和受电线圈的磁极部大小的关系的图。

图5是表示试制的非接触供电装置的输电线圈和受电线圈的铁芯外形的图。

图6是表示图5的输电线圈和受电线圈的匝数、并列绕线数、铁芯厚度的图。

图7是组合了不同规格的输电线圈和受电线圈组合的非接触供电***的电路图。

图8是组合了不同规格的输电线圈和受电线圈组合的非接触供电装置的特性的图。

图9是表示具备矩形状铁芯和H型铁芯的非接触供电变压器的图。

图10是表示两侧绕的非接触供电变压器的磁通的图。

图11是非接触供电***的电路图。

图12示出图11的等效电路。

图13是表示以往的非接触供电装置的输电线圈和受电线圈的组合的图。

具体实施方式

图1示意性地示出将本发明的非接触供电***用于插电式混合动力车的充电时的形态。

接受充电的插电式混合动力车将电动机53与发动机54一起作为驱动源而搭载，并具备作为电动机用的电源的二次电池51、和将二次电池的直流电转换为交流电后向电动机供给的逆变器52。

对二次电池51的进行供电的非接触供电***在地面侧具备：将工业电源的交流电转换为直流电并使该电压可变的可变电压整流器10；从直流电生成高频交流电的逆变器20；作为非接触供电变压器30的一方的输电线圈31；以及与输电线圈串联连接的一次侧串联电容器32，在车辆侧具备：作为非接触供电变压器30的另一方的受电线圈33、为了二次电池将交流电转换为直流电的整流器40以及并联连接在受电线圈和整流器之间的二次侧并联谐振电容器34。

图2示意性地示出本发明的非接触供电装置的输电线圈和受电线圈的组合的例子。在此，与图13同样，将输电线圈用C1表示，将受电线圈用C2表示，将供电能力的规格为1.5kW的线圈用N表示，将供电能力的规格为10kW的线圈用R表示，将间隙长度的规格为70mm的线圈用S表示，并将间隙长度的规格为140mm的线圈用L表示。

在本发明的非接触供电装置中，能够将C2RS的受电线圈与C1NS的输电线圈组合、将C2NS的受电线圈与C1RS的输电线圈组合、将C2NS的受电线圈与C1NL的输电线圈组合、或者将C2NL的受电线圈与C1NS的输电线圈组合。

图3的表格示出组合了纵向所记载的各规格的输电线圈和横向记载的各规格的受电线圈的非接触供电变压器的能够供电的最大功率、和最大间隙长度。（此外，间隙长度的70mm以及140mm为标准间隙长度，间隙长度即使从标准值向正/负变动40％左右也能够进行供电。）

如图3所示，在组合了规格不同的输电线圈和受电线圈的非接触供电变压器中，将输电线圈和受电线圈的供电功率中较小一方的供电功率设定为能够供电的最大功率。

另外，该非接触供电变压器的最大间隙长度为作为输电线圈的规格的间隙长度。

这样，为了使输电线圈和受电线圈能够在不同规格的非接触供电变压器中通用，各规格的非接触供电变压器需要遵守以下必要条件。

（a）输电线圈和受电线圈的铁芯为矩形形状或者H字形状，输电线圈和受电线圈为两侧绕线圈。这是由于两侧绕线圈与单侧绕线圈相比，能够以小型形状弥补输电线圈和受电线圈的位置偏移。

（b）将各规格的非接触供电变压器的电源频率（逆变器20的输出频率）统一。

（c）将二次侧谐振电容器与受电线圈以并联方式连接。另外，优选将一次侧电容器与输电线圈以串联的方式连接。由此，能够使非接触供电变压器与理想变压器为大致等效，其设计容易。另外，在与受电线圈并联连接的负载为电阻负载的情况下，调整一次侧电容器的值使高频电源3的功率因数接近1。一次侧电容器的调整例如是准备多个值的电容器，将电路切换为最优选的电容器。

此外，一次侧电容器也可以与输电线圈并联连接。

（d）为了在组合了不同规格的输电线圈和受电线圈的非接触供电变压器中进行高效率的供电，需要使该输电线圈和受电线圈之间的耦合系数较高。因此，在将组合了不同规格的输电线圈C1和受电线圈C2的非接触供电变压器的耦合系数设为KAB、将组合了输电线圈C1和相同规格的受电线圈的常规的非接触供电变压器的耦合系数设为KA、将组合了受电线圈C2和相同规格的输电线圈的常规的非接触供电变压器的耦合系数设为KB时，如下式那样设定。

0.5KA≤KAB≤2KA且0.5KB≤KAB≤2KB

（e）将受电线圈与间隙长度的规格较长的输电线圈组合、与较短的输电线圈组合，都需要设定成不产生受电线圈的电压变化。在间隙长度较长的规格的情况下，耦合系数降低，即使输电线圈的电压恒定，受电线圈的电压也上升。对车载装置而言受电线圈的电压变化不为优选。因此，即使输电线圈的间隙长度的规格不同，也需要抑制受电线圈的电压变化。

以满足该（d）、（e）的必要条件的方式决定输电线圈和受电线圈的铁芯、绕线的规格（材料、形状、尺寸、卷绕数等）。

因此，如图4所示，输电线圈的磁极部的长度LA和受电线圈的磁极部的长度LB被设定为大致相同。至少需要满足如下条件。

0.5×LB≤LA≤2×LB

另外，在将输电线圈的磁极部的宽度设为WA、将其磁极部之间的距离设为DA、并将受电线圈的磁极部的宽度设为WB、将其磁极部之间的距离设为DB时，如

DB≤DA≤DB＋2×WB，或者DA≤DB≤DA＋2×WA

那样进行设定，使输电线圈的磁极部和受电线圈的磁极部总是重叠。

另外，为了抑制间隙长度的规格不同带来的受电线圈的电压变化，将输电线圈和受电线圈的卷绕数进行如下设定。

间隙长度的规格不同主要是随如图13所示靠将输电线圈固定在地表、还是埋设在地里而变化，所以在各规格中将受电线圈的卷绕数统一，将输电线圈的卷绕数根据间隙长度进行调整，抑制受电线圈的电压降低。

即，在将间隙长度较长的输电线圈的匝数设为N1L、并将间隙长度较短的输电线圈的匝数设为N1S时，间隙长度的规格不同的非接触供电变压器的输电线圈的匝数被确定为N1L≥N1S。另外，间隙长度的规格相同的输电线圈的匝数被设为相同数目。

例如，在图2中若使输电线圈C1NS的匝数为N1NS、受电线圈C2NS的匝数为N2NS那样，将某个线圈的记载“C”变为“N”，则表示该线圈的匝数。另外，使各线圈的铁芯的形状和大小大致相同。

此时若将供电功率的规格不同的线圈的匝数设为N1NS＝N1RS且N2NS＝N2RS，则能够进行从输电线圈C1NS向受电线圈C2RS的C1NS的额定功率下的供电，同样能够进行从C1RS向C2NS的C2NS的额定功率下的供电。

另外，若将间隙长度的规格不同的线圈的匝数设为N1NL≥N1NS且N2NL＝N2NS，则能够进行从输电线圈C1NL向受电线圈C2NS的C1NL的间隙长度规格下的额定功率供电，同样，能够进行从C1NS向C2NL的C1NS的间隙长度规格下的额定功率供电。

通过如以上那样设定输电线圈和受电线圈的铁芯、绕线的规格，能够使供电功率的规格相差2倍以上的输电线圈和受电线圈组合、或者使间隙长度的规格相差1．5倍以上的输电线圈和受电线圈组合。

作为其结果，能够将设置有输电线圈的非接触供电的地面设备通用于搭载了各种规格的受电线圈的车辆，能够实现通过非接触供电进行的车辆充电的普及。

另外，搭载了受电线圈的车辆由于能够从具备各种规格的输电线圈的非接触供电设备接受供电，所以便利性提高。

接下来，对发明者试制出的能够相互通用的非接触供电装置进行说明。

该装置所使用的非接触供电变压器是供电功率的规格为1．5kW的非接触供电变压器（300HA）和供电功率的规格为10kW的非接触供电变压器（300HAW），图5（a）示出300HA的H型铁芯的外形，图5（b）示出300HAW的H型铁芯的外形。图6示出这些非接触供电变压器的匝数、并列绕线数以及铁芯厚度。铁芯厚度是图4的被覆线圈部的铁芯的厚度。

在此，将300HA和300HAW的磁极部的长度（300mm）统一。另外，300HA的磁极部外端间的尺寸被设定为240mm，300HAW的磁极部外端间的尺寸被设定为280mm，在组合了300HA的输电线圈和300HAW的受电线圈、或者组合了300HA的受电线圈和300HAW的输电线圈时，确定为相互的磁极部重叠。另外，将300HA和300HAW的输电线圈的匝数设定为相同，将受电线圈的匝数设定为相同。

为了调查该300HA和300HAW的通用化，测定由300HA的输电线圈和300HAW的受电线圈构成的非接触供电变压器、和由300HAW的输电线圈和300HA的受电线圈构成的非接触供电变压器的特性。

图7（a）示出由300HA的输电线圈和300HAW的受电线圈构成非接触供电变压器的非接触供电***的电路图，图7（b）示出由300HAW的输电线圈和300HA的受电线圈构成非接触供电变压器的非接触供电***的电路图。在图7（a）的电路中，将全波整流器与二次侧的受电线圈连接进行整流，在图7（b）的电路中，将倍压整流器与受电线圈连接进行整流。

图8示出以下装置的耦合系数k和变压器效率（％）的测定结果，（1）具备组合了300HA的输电线圈和300HAW的受电线圈的非接触供电变压器的非接触供电装置、（2）具备组合了300HAW的输电线圈和300HA的受电线圈的非接触供电变压器的非接触供电装置、（3）具有常规的300HA的非接触供电装置以及（4）具有常规的300HAW的非接触供电装置。

将各非接触供电装置的机械间隙（在输电线圈和受电线圈的最接近位置的间隙）设定为70mm，将磁间隙（输电线圈和受电线圈的磁极部间的间隙）设定为80mm。另外，输电线圈的匝数统一为20，受电线圈的匝数统一为6（其中，绕线的并列数不同。），高频电源的频率统一为30kHz。（1）和（2）的供电功率被设定为在输电线圈和受电线圈的供电功率规格中较小一方的供电功率值、即，1.5kW。

（1）和（2）的非接触供电装置的耦合系数k与常规的（3）和（4）的非接触供电装置相比并不逊色。

另外，（1）和（2）的非接触供电装置的变压器效率（％）（在图7中表示PC与PB的比率。）与常规的（3）和（4）的非接触供电装置相比也并不逊色。

根据该测定结果可知，即使300HA和300HAW的供电功率的规格相差6.7倍也能够通用。

工业上的可用性

本发明的非接触供电装置能够在规格不同的非接触供电变压器间通用，能够广泛应用于汽车、搬运车、移动机器人等移动体。

附图标记说明

1…输电线圈；2…受电线圈；3…高频电源3；4…逆变器；5…整流器；10…可变电压整流器；20…逆变器；30…非接触供电变压器；31…输电线圈；32…串联电容器；33…受电线圈；34…并联电容器；40…整流器；50…绕线；51…二次电池；52…逆变器；53…电动机；54…发动机；61…铁芯；62…绕线；63…铁芯；64…绕线；65…铝板；66…铝板；67…主磁通；70…矩形形状铁芯；71…磁极部；72…磁极部；80…H字形状铁芯；81…纵棒部分；82…纵棒部分；83…横棒部分。

Claims

1.一种非接触供电装置，具备：输电线圈；与该输电线圈以串联或者并联方式连接的一次侧电容器；与所述输电线圈隔着间隙对置的受电线圈；以及与该受电线圈以并联方式连接的二次侧谐振电容器，所述非接触供电装置从所述输电线圈向所述受电线圈进行供电，所述非接触供电装置的特征在于，

所述输电线圈和受电线圈具备：在两端具有磁极部的矩形形状或者H字形状的铁芯；和卷绕在上述磁极部之间的铁芯部分的电线，

所述输电线圈的电源频率的规格和所述受电线圈的谐振频率的规格相等，

所述输电线圈的供电功率以及间隙长度中的至少一方的规格与所述受电线圈的对应的规格不同，

当供电功率的规格在所述输电线圈和所述受电线圈之间不同时，将这些供电功率中较小一方的供电功率作为能够供电的最大功率，进行从所述输电线圈向所述受电线圈的供电，

当间隙长度的规格在所述输电线圈和所述受电线圈之间不同时，所述输电线圈和所述受电线圈隔着作为该输电线圈的规格的间隙长度而对置，并进行供电。

2.根据权利要求1所述的非接触供电装置，其特征在于，

卷绕在所述受电线圈的铁芯部分的电线的卷绕数是恒定的。

3.根据权利要求2所述的非接触供电装置，其特征在于，

在所述输电线圈的间隙长度的规格与所述受电线圈的间隙长度的规格相同时，卷绕在所述输电线圈的铁芯部分的电线的卷绕数等于卷绕在供电功率以及间隙长度的规格与所述受电线圈相同的该受电线圈的常规的输电线圈的电线的卷绕数。

4.根据权利要求2所述的非接触供电装置，其特征在于，

在所述输电线圈的间隙长度的规格比所述受电线圈的间隙长度的规格长时，卷绕在所述输电线圈的铁芯部分的电线的卷绕数多于卷绕在供电功率以及间隙长度的规格与所述受电线圈相同的该受电线圈的常规的输电线圈的电线的卷绕数。

5.根据权利要求1所述的非接触供电装置，其特征在于，

在将所述输电线圈和所述受电线圈之间的耦合系数设为KAB，将所述输电线圈、和供电功率以及间隙长度的规格与所述输电线圈相同的该输电线圈的常规的受电线圈之间的耦合系数设为KA，将所述受电线圈、和供电功率以及间隙长度的规格与所述受电线圈相同的该受电线圈的常规的输电线圈之间的耦合系数设为KB时，

0.5KA≤KAB≤2KA且0.5KB≤KAB≤2KB。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的非接触供电装置，其特征在于，

在将所述输电线圈的所述磁极部的长度设为LA、将宽度设为WA，将处于铁芯两端的所述磁极部之间的距离设为DA、将所述受电线圈的所述磁极部的长度设为LB、将宽度设为WB、将处于铁芯两端的所述磁极部之间的距离设为DB时，

0.5×LB≤LA≤2×LB

DB≤DA≤DB＋2×WB，或者DA≤DB≤DA＋2×WA。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的非接触供电装置，其特征在于，

与所述受电线圈以并联的方式连接的所述二次侧谐振电容器的值CP被设定成，将与所述受电线圈相同规格的输电线圈在间隙长度的位置以开放状态被放置时的所述受电线圈的自感设为L2，在电源频率f0下，L2和CP进行谐振。

8.根据权利要求7所述的非接触供电装置，其特征在于，

所述一次侧电容器以串联的方式连接在所述输电线圈和高频电源之间，所述一次侧电容器的值CS被设定成，将所述二次侧谐振电容器CP和电阻负载RL并联连接于所述受电线圈使所述高频电源的输出功率因数为1。

9.根据权利要求8所述的非接触供电装置，其特征在于，

具有调整所述一次侧电容器的值CS的调整单元，

所述调整单元对所述一次侧电容器的值CS进行调整以使得所述高频电源的输出功率因数为1。

10.根据权利要求1～9中任一项所述的非接触供电装置，其特征在于，

所述输电线圈的供电功率的规格与所述受电线圈的供电功率的规格相差2倍以上。

11.根据权利要求1～9中任一项所述的非接触供电装置，其特征在于，

所述输电线圈的间隙长度的规格与所述受电线圈的间隙长度的规格相差1．5倍以上。