CN108604827B - 磁场形成装置、供电装置、受电装置、受电供电装置以及便携设备 - Google Patents

磁场形成装置、供电装置、受电装置、受电供电装置以及便携设备 Download PDF

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Abstract

在规定区域形成在部分区域具有强的磁场强度、弱的磁场强度的变动磁场的磁场。具有产生变动磁场的多个单体线圈(1221、1222)以及配置成使任意一个以上的单体线圈(1221、1222)产生感应电流的送电线圈(111),其中,任意两个以上的单体线圈(1221、1222)的线圈端之间彼此连接。

Description

磁场形成装置、供电装置、受电装置、受电供电装置以及便携 设备
技术领域
本发明涉及一种在规定区域形成磁场的磁场形成装置、供电装置、受电装置、受电供电装置以及便携设备。
背景技术
以往以来,提出了一种通过电磁感应方式、磁场共振方式来从供电线圈对受电线圈无线传输电力的结构(专利文献1、专利文献2等)。
专利文献1:日本特开2015-144508号公报
专利文献2:日本特开2013-240260号公报
发明内容
发明要解决的问题
另外,在以往,是以电力传输为前提而着眼于提高送电效率等效果所完成的结构,不存在以在规定区域形成磁场为前提而完成的结构。
因此,本发明的目的在于提供一种在规定区域形成磁场的磁场形成装置、供电装置、受电装置、受电供电装置以及便携设备。
用于解决问题的方案
本发明是一种磁场形成装置,其具有:送电谐振器,其具备产生变动磁场的多个单体线圈;以及送电线圈,其配置成使任意一个以上的所述单体线圈产生感应电流,其中,任意两个以上的单体线圈的线圈端之间彼此连接。
根据上述的结构,通过对线圈端之间彼此连接的单体线圈间的一方的线圈端与另一方的线圈端的连接关系进行切换,能够不变更送电谐振器的配置而仅变更线圈卷绕方向,来使部分区域为强的磁场强度的变动磁场、或者使规定区域的部分区域为弱的磁场强度的变动磁场。
也可以是,本发明的磁场形成装置具有连接切换器,该连接切换器设置于线圈端之间彼此连接的所述单体线圈间,能够将这些单体线圈的线圈端之间切换为正连接状态和反连接状态。
根据上述的结构,能够仅操作连接切换器来容易地将单体线圈的一方的线圈端与另一方的线圈端进行切换,因此作为结果,能够不变更送电谐振器的配置而是仅变更线圈卷绕方向。
也可以是,本发明的磁场形成装置具有切换控制器,该切换控制器对所述连接切换器进行控制,使该连接切换器将所述线圈端之间交替地切换为正连接状态和反连接状态。
根据上述的结构,通过交替地变更线圈卷绕方向,能够出现具有使正连接状态的磁场强度分布与反连接状态的磁场强度分布平均化所得到的磁场强度的磁场。
本发明是一种供电装置,具备上述结构的磁场形成装置。
本发明是一种受电装置,具备通过上述结构的磁场形成装置所产生的规定区域的变动磁场来接收电力的受电机构。
本发明是一种受电供电装置,其具有:供电装置,其具备上述结构的磁场形成装置;以及受电装置,其具备通过所述供电装置中的所述变动磁场来接收电力的受电机构。
本发明是一种便携设备,具备通过上述结构的磁场形成装置所产生的规定区域的变动磁场来接收电力的受电机构。
发明的效果
根据本发明,能够在规定区域形成在部分区域具有强的磁场强度或弱的磁场强度的变动磁场的磁场。
附图说明
图1是磁场形成装置的概要结构的说明图。
图2A是表示送电线圈和谐振用电容器的连接关系的说明图。
图2B是表示送电线圈和谐振用电容器的连接关系的说明图。
图2C是表示送电线圈和谐振用电容器的连接关系的说明图。
图2D是表示送电线圈和谐振用电容器的连接关系的说明图。
图2E是表示送电线圈和谐振用电容器的连接关系的说明图。
图2F是表示送电线圈和谐振用电容器的连接关系的说明图。
图2G是表示送电线圈和谐振用电容器的连接关系的说明图。
图2H是表示送电线圈和谐振用电容器的连接关系的说明图。
图3是磁场形成装置的概要结构的说明图。
图4是从正面观察磁场形成装置所得到的概要结构的说明图。
图5是从正面观察磁场形成装置所得到的概要结构的说明图。
图6是从正面观察磁场形成装置所得到的概要结构的说明图。
图7是从正面观察磁场形成装置所得到的概要结构的说明图。
图8是俯视观察磁场形成装置所得到的概要结构的说明图。
图9是俯视观察磁场形成装置所得到的概要结构的说明图。
图10是磁场形成装置的框图。
图11是表示电流路径切换控制部的动作内容的说明图。
图12是受电供电装置的框图。
图13是驱动设备的框图。
具体实施方式
基于附图来说明本发明的一个实施方式。
(磁场形成装置)
如图1所示,磁场形成装置101具有:送电谐振器122,其具备产生变动磁场的多个单体线圈1221、1222;以及送电线圈111,其配置成使任意一个以上的单体线圈1221、1222产生感应电流,其中,任意两个以上的单体线圈1221、1222的线圈端之间彼此连接。
在送电线圈111的一方的线圈端侧的第一电流路径141以及另一方的线圈端侧的第二电流路径142中的至少一方的电流路径中配置有谐振用电容器151。谐振用电容器151以与送电线圈111串联和并联中的至少一方的连接方式配置在第一电流路径141和第二电流路径142中的至少一方的电流路径中。另外,送电谐振器122具备以与单体线圈1221、1222串联和并联中的至少一方的连接方式配置的谐振用电容器151。
当使用送电线圈111来具体地说明谐振用电容器151的连接方式时,能够例示图2A~图2H的配置。此外,在送电谐振器122中也应用同样的连接方式。
图2A是在第一电流路径141的端部141a与送电线圈111的线圈端之间的第一电流路径141中以与送电线圈111串联连接的连接方式配置了谐振用电容器151的状态。图2B是在第一电流路径141中以与送电线圈111串联连接的连接方式配置了两个谐振用电容器151的状态。图2C是在第一电流路径141中和第二电流路径142中分别以与送电线圈111串联连接的连接方式配置了谐振用电容器151的状态。
图2D是在第一电流路径141中以与送电线圈111串联连接的连接方式配置了进行并联连接的两个谐振用电容器151的状态。图2E是在第一电流路径141中以与送电线圈111串联连接的连接方式配置了进行并联连接的两个谐振用电容器151且在第二电流路径142中以与送电线圈111直接连接的连接方式配置了谐振用电容器151的状态。图2F是在第一电流路径141中和第二电流路径142中分别以与送电线圈111串联连接的连接方式配置了进行并联连接的两个谐振用电容器151的状态。
图2G是在第一电流路径141中和第二电流路径142中以与送电线圈111并联连接的连接方式配置了谐振用电容器151的状态。图2H是在第一电流路径141中和第二电流路径142中以与送电线圈111并联连接的连接方式配置了谐振用电容器151且在第一电流路径141中以与送电线圈111串联连接的连接方式配置了谐振用电容器151的状态。此外,图2A~图2H所示的连接方式的配置是例示的,能够任意地选择谐振用电容器151的个数、串联配置、并联配置、配置场所来进行组合。
具体地说明,磁场形成装置101具有送电谐振器122和送电线圈111。送电谐振器122具有上述的谐振用电容器151以及线圈端子之间彼此连接的单体线圈1221、1222。与一方的单体线圈1221相向地配置有送电线圈111。送电线圈111经由第一电流路径141及第二电流路径142来与输出变动电流的振荡器1312连接。由此,关于送电线圈111,当来自振荡器1312的变动电流流过送电线圈111时,送电线圈111的变动磁场向单体线圈1221送出磁场,因电磁感应产生的感应电流流过单体线圈1221。然后,该感应电流也流过与单体线圈1221连接的另一方的单体线圈1222。其结果,送电谐振器122的单体线圈1221、1222分别产生变动磁场。
此时,单体线圈1221、1222的线圈端之间彼此连接,因此通过对单体线圈1221、1222间的一方的线圈端与另一方的线圈端的连接关系进行切换,能够不变更包括单体线圈1221、1222的送电谐振器122的配置而仅变更线圈卷绕方向。由此,通过对各单体线圈1221、1222的线圈端之间的连接关系进行变更,能够使规定区域的部分区域为强的磁场强度的变动磁场、或者使规定区域的部分区域为弱的磁场强度的变动磁场。
另外,关于磁场形成装置101,即使是与单体线圈1221、1222相比数量少的送电线圈111,也能够从全部的单体线圈1221、1222产生变动磁场,因此相比于使用与单体线圈1221、1222相同数量的送电线圈111来产生变动磁场的情况,能够减少与送电线圈111有关的部件成本。并且,即使送电线圈111被配置成仅向特定的单体线圈1221、1222送出磁场,也能够向全部的单体线圈1221、1222送出磁场,因此能够提高单体线圈1221、1222(送电谐振器122)和送电线圈111的配置的自由度。
如图3所示,磁场形成装置101也可以具有连接切换器16,该连接切换器16分别设置于串联连接的单体线圈1221、1222、1223间,能够将这些单体线圈1221、1222、1223的线圈端之间切换为正连接状态和反连接状态。在该情况下,能够仅操作连接切换器16来容易地将各单体线圈1221、1222、1223的一方的线圈端与另一方的线圈端进行切换。
另外,磁场形成装置101也可以具有电流路径切换控制部17(切换控制器),该电流路径切换控制部17对连接切换器16进行控制,使得连接切换器16将线圈端之间交替地切换为正连接状态和反连接状态。在该情况下,通过反复交替地变更线圈卷绕方向,能够出现具有使正连接状态的磁场强度分布与反连接状态的磁场强度分布平均化所得到的磁场强度的磁场。
如图4所示,单体线圈1221、1222全部被配置成线圈面1221a、1222a与规定区域A相向,至少一个单体线圈1221、1222被配置成具有与其它单体线圈1221、1222的线圈面方向交叉的线圈面方向。在此,线圈面方向是指与线圈面平行的方向。此外,至少一个单体线圈1221、1222也可以被配置成具有与其它单体线圈1221、1222的线圈面方向平行的线圈面方向。
如上所述那样构成的磁场形成装置101能够在局部被单体线圈1221、1222的线圈面1221a、1222a覆盖的规定区域A产生变动磁场。而且,通过对送电谐振器122中的单体线圈1221、1222的线圈面1221a、1222a的配置角度、配置场所等进行调整,能够使规定区域A的部分区域为强的磁场强度的变动磁场、或者使规定区域A的部分区域为弱的磁场强度的变动磁场。
在此,“变动磁场”是指以下磁场中的任一个:(1)磁力线的朝向交替地变化为正方向和反方向的状态的磁场;(2)磁力线的朝向为正方向且磁场强度发生变化的状态的磁场;(3)磁力线的朝向为反方向且磁场强度发生变化的状态的磁场;以及(4)将这些状态(1)~(3)中的两个以上的状态进行组合的状态的磁场。
“规定区域A”能够采用任意的尺寸和形状。规定区域A被设为下底的直径比上底的直径小的倒锥台形状。倒锥台形状可以是倒圆锥台形状、倒棱锥台形状以及N边棱锥台形状中的任一个。此外,在本实施方式中,说明规定区域A是倒锥台形状的情况,但是不限定于此。即,规定区域A也可以如图5所示那样使一个以上的侧面的倾斜角度与剩余的侧面的倾斜角度不同,还可以如图6所示那样为下底的直径比上底的直径大的锥台形状。另外,规定区域A也可以被设为与配置在变动磁场中的对象物对应的尺寸及形状,还可以被设为与收容对象物的容器、收容箱、房间等收容空间对应的尺寸及形状。并且,“规定区域A”也可以是长方体形状等六面体形状、立方体形状、三棱柱形状等。
作为“对象物”,能够例示出具备通过变动磁场来被供电的受电装置的驱动设备。利用电力来驱动的全部种类的设备均为驱动设备的对象,例如能够例示出便携设备、家电、汽车等。
(磁场形成装置:送电线圈、送电谐振器)
“送电线圈”是例示螺旋型、螺线管型、环型来作为线圈的种类的送电线圈,“送电线圈”是利用从外部提供的变动电流来使送电谐振器产生感应电流的线圈。另一方面,“送电谐振器”的单体线圈1221、1222是例示螺旋型、螺线管型、环型来作为线圈的种类的单体线圈,“送电谐振器”的单体线圈1221、1222是单体线圈1221、1222的线圈两端经由电流路径来直接地连接(短路)、或者经由电流路径和GND等来间接地连接(短路)的状态的线圈。在流过感应电流时,送电谐振器使与线圈面1221a、1222a相向的规定区域A产生变动磁场,并且使隔着送电谐振器121与规定区域A相反的一侧的区域产生变动磁场。
在此,“变动电流”是指以下电流中的任一个:(1)将0安培夹在中间而在正侧和负侧交替地变动的状态的电流;(2)在正侧变动的状态的电流;(3)在负侧变动的状态的电流;以及(4)将这些状态(1)~(3)中的两个以上的状态进行组合的状态的电流。
送电谐振器的全部单体线圈均被配置成线圈面与规定区域相向,至少一个单体线圈被配置成具有与其它单体线圈的线圈面方向交叉的线圈面方向。例如,在图4、图5的具有规定区域A的磁场形成装置101、101A的情况下,单体线圈1221、1222的线圈面1221a、1222a与规定区域A的侧面相向配置,由此成为单体线圈1221、1222的线圈面方向在规定区域A的下方位置交叉的状态。
另外,在图6的具有规定区域A的磁场形成装置101B的情况下,单体线圈1221、1222的线圈面1221a、1222a与规定区域A的侧面相向配置,并且单体线圈1223的线圈面1223a与规定区域A的底面相向配置,由此成为单体线圈1221、1222的线圈面方向在规定区域A的上方位置交叉的状态。
另外,如图7所示,磁场形成装置101C也可以被配置成三个等多个单体线圈1221、1222、1223呈平板状。即,送电谐振器122的单体线圈1221、1222、1223也可以被配置成多个单体线圈1221、1222、1223的线圈面1221a、1222a、1223a存在于同一平面上。在该情况下,通过增减单体线圈1221、1222、1223的配置数,能够任意地设定规定区域A在平面方向上的尺寸及形状。此外,配置方向既可以是水平方向,也可以是铅直方向,还可以是相对于铅直方向、水平方向倾斜的方向。
另外,例如也可以如图8所示那样,送电谐振器122的三个单体线圈1221、1222、1224分别沿从规定区域A的上方位置目视观察时以规定区域A为中心的正三角形的边配置。另外,例如也可以如图9所示那样,送电谐振器122的四个单体线圈1221、1222、1223、1224分别沿从规定区域A的上方位置目视观察时以规定区域A为中心的正方形的边配置。在这些各情况下,图8的X-X线向视端面的状态为图4中的送电谐振器122中的单体线圈1221、1222的配置关系。
(磁场形成装置:振荡控制装置)
如图10所示,如上所述那样构成的磁场形成装置101具有振荡控制装置131。此外,在以后的说明中,说明送电谐振器122具备三个单体线圈1221、1222、1223的磁场形成装置101,但是不限定于此。
振荡控制装置131具有:振荡器1312,其向送电线圈111输出变动电流;三个连接切换器16,其与各单体线圈1221、1222、1223对应地设置;以及电流路径切换控制部17,其对各连接切换器16的切换动作进行控制。
(磁场形成装置:振荡控制装置:振荡器)
振荡器1312被设为能够输出任意的振荡频率的变动电流。优选的是,振荡器1312能够对振荡频率进行变更,从而能够容易地应用于各种用途的磁场形成装置101。另外,振荡器1312也可以被设为能够根据输出目的地的送电线圈111的规格来个别地变更振荡频率、电压、电流。
(磁场形成装置:振荡控制装置:连接切换器)
连接切换器16分别设置于串联连接的单体线圈1221、1222、1223间,构成为能够将这些单体线圈1221、1222、1223的线圈端之间切换为正连接状态和反连接状态。具体地说明,各连接切换器16具有一输入二输出的第一开关部161以及一输入二输出的第二开关部162。第一开关部161和第二开关部162根据来自电流路径切换控制部17的控制信号进行动作,在第一开关部161的输入端161c连接于第一输出端161a的正连接状态下,形成第二开关部162的输入端162c连接于第一输出端162a的正连接状态,另一方面,在第一开关部161的输入端161c连接于第二输出端161b的反连接状态下,形成第二开关部162的输入端162c连接于第二输出端162b的反连接状态。
第一开关部161的第一输出端161a与第二开关部162的第二输出端162b连接。另外,第一开关部161的第二输出端161b与第二开关部162的第一输出端161a连接。由此,在第一开关部161及第二开关部162的输入端161c、162c分别连接于第一输出端161a、162a的状态下,第一开关部161的输入端161c在第二开关部162中与分离状态的第二输出端162b连接,并且第二开关部162的输入端162c在第一开关部161中与分离状态的第二输出端161b连接。另一方面,在输入端161c、162c分别连接于第二输出端161b、162b的状态下,输入端161c与分离状态的第一输出端162a连接,并且输入端162c与分离状态的第一输出端161a连接。
如上所述那样构成的各连接切换器16的第一输出端161a与各单体线圈1221、1222、1223的一方的线圈端分别连接,并且第二输出端161b与各单体线圈1221、1222、1223的另一方的线圈端分别连接。另外,连接切换器16的输入端161c、162c彼此连接,并且两端侧的输入端161c、162c与GND连接,使得将单体线圈1221、1222、1223以串联状态进行连接,即,将单体线圈1221、1222的线圈端之间彼此连接、将单体线圈1222、1223的线圈端之间彼此连接,将单体线圈1223、1221的线圈端之间彼此连接。
(磁场形成装置:振荡控制装置:电流路径切换控制部)
如图11所示,电流路径切换控制部17向各连接切换器16输出控制信号,将各连接切换器16中的第一开关部161及第二开关部162分别切换为正连接状态和反连接状态,由此以八种连接模式1~8将单体线圈1221、1222、1223串联连接。
具体地说明,在将单体线圈1221、1222、1223与各连接切换器16间的电流路径分别设为A路径、B路径、C路径的情况下,存在以下连接模式:(1)连接模式1,使A路径的连接切换器16为正连接并使B、C路径的连接切换器16为反连接;(2)连接模式2,使A、C路径的连接切换器16为反连接并使B路径的连接切换器16为正连接;(3)连接模式3,使A、B路径的连接切换器16为反连接并使C路径的连接切换器16为正连接;(4)连接模式4,使A、B路径的连接切换器16为正连接并使C路径的连接切换器16为反连接;(5)连接模式5,使A路径的连接切换器16为反连接并使B、C路径的连接切换器16为正连接;(6)连接模式6,使A、C路径的连接切换器16为正连接并使B路径的连接切换器16为反连接;(7)连接模式7,使A、B、C路径的连接切换器16为正连接;以及(8)连接模式8,使A、B、C路径的连接切换器16为反连接。然后,电流路径切换控制部17能够以任意的时机切换从这些连接模式1~8选择出的组合。
电流路径切换控制部17既可以由微型计算机等具有可编程功能的电路构成,利用软件进行切换动作,也可以由IC的组合构成,利用硬件进行切换动作。
(磁场形成装置的应用例)
说明如图12所示那样将如上所述那样构成的磁场形成装置101应用于供电装置的情况。即,说明构成为以下结构的情况:磁场形成装置101搭载于作为供电装置的充电器7,通过无线传输来向设置于充电器7的驱动设备5的作为受电装置的受电模块9提供电力。
搭载有磁场形成装置101的充电器7(供电装置)与驱动设备5(二次电池10、受电模块9)构成受电供电装置1或受电供电***。换言之,受电供电装置1具有:驱动设备5,其具备通过磁场来接收电力的受电线圈机构2;以及充电器7,其通过无线传输向驱动设备5提供电力。
此外,也可以将充电器7和驱动设备5设为一套而对受电供电装置1进行处理。另外,在以后的说明中,说明受电线圈机构2通过磁场共振来接收电力的结构,但是不限定于此,也可以设为通过电磁感应来接收电力的结构。
(磁场形成装置的应用例:充电器、收容杯)
充电器7具有:收容杯6,其用于载置具备受电装置的便携设备等驱动设备5;以及磁场形成装置101,其在收容杯6的收容区域B产生无论受电模块9的朝向或位置如何都能够使该受电模块9受电的变动磁场。此外,收容杯6也可以被设为在收容区域B同时配置多个驱动设备5的结构。换言之,收容杯6的收容区域B也可以被设定为能够收容多个驱动设备5的容积。
在设置有收容杯6的充电壳60的壳体内配置有磁场形成装置101。在将磁场形成装置101应用于充电器7的情况下,送电谐振器122成为供电谐振器32,送电线圈111成为供电线圈31。在具备供电谐振器32和供电线圈31的供电线圈机构3连接有使输出变动电流的振荡控制装置131进行IC芯片化而成的振荡控制电路81。
振荡控制电路81与供电线圈机构3被设为一体来作为供电模块8,以提高处理性。在振荡控制电路81连接有USB端子61。USB端子61被设为能够从设置于充电器7的外部的个人计算机等外部设备连接未图示的USB线,从而能够从外部设备向振荡控制电路81提供5V的直流电力。此外,也可以是,充电器7被设为连接有家庭用的交流电力用电线来代替USB端子61,能够向振荡控制电路81提供利用整流电路和变压器从交流电力变换得到的直流电力。
(磁场形成装置的应用例:驱动设备)
作为利用上述的充电器7来进行充电和工作的驱动设备5,例示了便携设备。便携设备包括“手持(能够用手拿)”的设备和“可穿戴(能够佩戴于身体:人体佩戴设备)”的设备中的任意的设备。具体地说,便携设备能够例示出便携式计算机(膝上型计算机、笔记本电脑、平板PC等)、头戴式受话器、摄像机、音响设备、AV设备(便携式音乐播放器、IC记录器、便携式DVD播放器等)、计算器(口袋型计算机、电子计算器)、游戏机、计算机周边设备(便携式打印机、便携式扫描仪、便携式调制解调器等)、专用信息设备(电子辞典、电子记事本、电子书、便携式数据终端等)、便携式通信终端、声音通信终端(便携电话、PHS、卫星电话、第三方无线、业余无线、特定小电力无线、个人无线、民用无线电等)、数据通信终端(便携式电话、PHS(功能型手机、智能型手机)、袖珍无线电传呼机等)、广播接收机(电视、无线电)、便携式无线电、便携式电视、One-Seg(数字电视)、其它设备(手表、怀表)、助听器、手持式GPS、防犯罪蜂鸣器、手电筒、笔型电筒、电池组等。另外,关于“助听器”,能够例示出耳背式助听器、耳内式助听器、眼镜式助听器。此外,驱动设备5也可以是个人计算机等固置型设备。
(磁场形成装置的应用例:驱动设备:受电线圈机构)
驱动设备5具有通过磁场来接收电力的受电线圈机构2。另外,驱动设备5除了具有受电线圈机构2以外还具有从受电线圈机构2被提供电力的电力控制电路91以及磁性构件4。受电线圈机构2、电力控制电路91以及磁性构件4被设为一体来作为受电模块9。受电模块9与二次电池10连接。
受电线圈机构2构成为利用收容区域B(规定区域A)内的变动磁场来发生磁场谐振从而接收电力。具体地说,受电线圈机构2具有受电线圈21以及设置于受电线圈21的内周侧的受电谐振器22。在此,“磁场谐振”是指引起以变动磁场的谐振频率进行调谐的谐振现象。作为被用作受电线圈21、受电谐振器22的线圈的种类,例示了螺旋型、螺线管型、环型。此外,关于受电线圈21与受电谐振器22的位置关系,受电线圈21可以配置在受电谐振器22的内周侧和外周侧中的任一方,也可以配置成受电线圈21与受电谐振器22在径向上相互不重叠。
驱动设备5具有配置于受电线圈机构2的磁性构件4。磁性构件4用于使受电线圈机构2的互感增大、使磁通密度增大来提高磁场强度。由此,通过利用磁性构件4来增大受电线圈机构2的磁场强度,受电线圈机构2被维持为充电特性高的状态,易于在提高了受电线圈机构2的配置自由度的状态下接收期望以上的电力。此外,优选受电线圈机构2具有磁性构件4,但是也可以不具有磁性构件4。
在受电线圈机构2的内周侧配置有磁性构件4。对受电线圈机构2与磁性构件4在轴向上的位置关系、即从与轴向正交的方向目视观察时的位置关系没有特别限定,优选的是配置成受电线圈机构2位于磁性构件4的一端侧与另一端侧的中间部。在此,磁性构件4的一端侧与另一端侧的“中间部”是指被一端侧和另一端侧夹在中间的区域中的除一端和另一端以外的任意的部分。
此外,更加优选的是,受电线圈机构2与磁性构件4在轴向上的位置关系被配置成受电线圈机构2位于磁性构件4的一端侧与另一端侧的中心部。另外,优选的是,关于受电线圈机构2与磁性构件4在轴向上的位置关系处于以下状态:在受电线圈机构2的一方侧的线圈面2a面对供电线圈机构3的磁场生成面3a的情况下以及在受电线圈机构2的另一方侧的线圈面2b面对磁场生成面3a的情况下,基于磁性构件4的充电特性没有大幅的差异。
另外,受电线圈机构2中的受电谐振器22被配置成使受电线圈21位于其外周侧。即,受电线圈机构2被设为受电谐振器22配置在最外周侧的受电线圈21与最内周侧的磁性构件4之间的结构。对受电谐振器22与受电线圈21在轴向上的位置关系没有特别限定,优选的是,受电线圈21配置于受电谐振器22的一端侧与另一端侧的中间部。此外,关于受电谐振器22与受电线圈21在轴向上的位置关系,更加优选的是,受电线圈21配置于受电谐振器22的一端侧与另一端侧的中心部。
磁性构件4由分散有磁性粉末的树脂形成。该磁性构件4所使用的树脂既可以是热固化性树脂也可以是热塑性树脂,没有特别限定。例如,若是热固性树脂,则可以列举出环氧树脂、酚醛树脂、三聚氰胺树脂、乙烯酯树脂、氰酯树脂、马来酰亚胺树脂、硅树脂等。另外,若是热塑性树脂,则可以列举出丙烯酸系树脂、乙酸乙烯酯系树脂、聚乙烯醇系树脂等。此外,在本实施例中,使用以环氧树脂为主成分的树脂。
另外,作为分散于树脂中的磁性粉末,使用软磁性粉末。作为软磁性粉末,没有特别限定,能够使用纯Fe、Fe-Si、Fe-Al-Si(铝硅铁粉)、Fe-Ni(镍铁合金)、软性铁氧体、Fe基非晶硅、Co基非晶硅、Fe-Co(铁钴合金)等。另外,也一并适当地选择磁性构件4的形状。
(受电供电装置的应用例:驱动设备:电力控制电路)
电力控制电路91安装于电路基板。
如图13所示,电力控制电路91具有控制对二次电池10的充电的功能。此外,电力控制电路91也可以是还兼具控制放电的功能的电路。
具体地说明,电力控制电路91具有:整流/稳定化部911,其对从外部经由输出交流电力的受电线圈机构2提供的交流电力进行整流从而输出直流电力;充电部912,其将从整流/稳定化部911输出的直流电力以充电电压提供到二次电池10;以及变压部913,其执行信号处理。变压部913与利用二次电池10的充电电力来进行工作的驱动机构11连接。
整流/稳定化部911能够使用整流/稳定化IC。整流/稳定化IC是将全桥式同步整流、电压调整和无线电力控制、针对电压/电流/温度异常的保护功能等各功能集成于单芯片而成的IC。此外,在从受电线圈机构2输出的电力是直流电力的情况下,有时省略整流/稳定化部911。
充电部912是恒流/恒压线性充电用的IC(充电电路),具有通知充电电流已减少至设定值的规定值的功能、利用计时器的充电结束功能、利用热反馈的充电电流稳定化功能、高电力动作时或高周围温度条件下的芯片温度限制功能等。
变压部913是变压电路,作为执行用于将二次电池10的充电电力变换为驱动机构11的驱动电力来进行输出的信号处理的变压部而发挥功能。变压部913作为降压用途而能够应用线性调节器,作为升压和降压的用途而能够应用开关调节器、电荷泵。此外,关于这些各个调节器,能够例示利用半导体元件使电流高速地接通/断开的方式等。
(受电供电装置的应用例:驱动设备:驱动机构)
作为驱动机构11,可以例示出组入有将电力变换为动能的扬声器或电动机等部件的机构、组入有将电力变换为光能的LED光源或激光光源等部件的发光机构或照明机构、微型计算机,但是能够应用利用电力来进行工作的所有种类的设备。受电线圈机构2被设为支持以非机械接触状态进行供电的无线供电的结构。作为无线供电,可以例示出电磁感应方式、磁场共振方式(磁共振方式)。
(受电供电装置的应用例:驱动设备:二次电池)
二次电池10能够应用能够充放电的电池的全部种类。例如,能够例示铅蓄电池、控制阀式铅蓄电池、锂离子电池、锂离子聚合物电池、磷酸铁锂离子电池、锂-硫电池、钛酸-锂电池、镍-镉蓄电池、镍-氢充电池、镍-铁电池、镍-锂电池、镍-锌电池、充电式碱性电池、钠-硫电池、氧化还原-液流电池、锌-溴液流电池、硅电池、银锌电池(Silver-Zinc)等来作为二次电池10。与使用镍氢二次电池的情况相比,能够更长时间地驱动设备。
在以上的详细说明中,为了更容易理解本发明,以特征部分为中心进行了说明,但是本发明并不限定于以上的详细说明所记载的实施方式,也能够应用于其它实施方式,应该尽可能广地解释其应用范围。另外,本说明书中使用的用语和语法用于准确地对本发明进行说明,而非限制本发明的解释。另外,本领域技术人员能够根据本说明书所记载的发明的概念而容易地推想出包含于本发明的概念的其它结构、***、方法等。因而,权利要求书的记载应视为在不脱离本发明的技术思想的范围内包含均等的结构。另外,为了充分理解本发明的目的和本发明的效果,期望充分参考已经公开的文献等。
附图标记说明
1:受电供电装置;2:受电线圈机构;3:供电线圈机构;4:磁性构件;5:驱动设备;6:收容杯;7:充电器;8:供电模块;9:受电模块;10:二次电池;16:连接切换器;17:电流路径切换控制部;21:受电线圈;22:受电谐振器;31:供电线圈;111:送电线圈;112:送电线圈;131:振荡控制装置;1312:振荡器;1221:单体线圈;1222:单体线圈;A:规定区域;B:收容区域。

Claims (5)

1.一种磁场形成装置,其特征在于,具有:
送电谐振器,其具备产生变动磁场的多个单体线圈;以及
送电线圈,其配置成使任意一个以上的所述单体线圈产生感应电流,
其中,任意两个以上的所述单体线圈的线圈端之间彼此连接,
其中,所述磁场形成装置还具有连接切换器和切换控制器,所述连接切换器设置于所述线圈端之间彼此连接的所述单体线圈间,能够将这些单体线圈的所述线圈端之间切换为正连接状态和反连接状态;所述切换控制器对所述连接切换器进行控制,使所述连接切换器将所述线圈端之间交替地切换为所述正连接状态和所述反连接状态,以便反复交替地变更线圈卷绕方向。
2.一种供电装置,其特征在于,具备根据权利要求1所述的磁场形成装置。
3.一种受电装置,其特征在于,具备通过根据权利要求1所述的磁场形成装置所产生的规定区域的变动磁场来接收电力的受电机构。
4.一种受电供电装置,其特征在于,具有:
供电装置,其具备根据权利要求1所述的磁场形成装置;以及
受电装置,其具备通过所述供电装置中的所述变动磁场来接收电力的受电机构。
5.一种便携设备,其特征在于,具备通过根据权利要求1所述的磁场形成装置所产生的规定区域的变动磁场来接收电力的受电机构。
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