专利名称：共振型非接触供电系统及在共振型非接触供电系统充电时调整匹配器的方法
技术领域：
本发明涉及共振型非接触供电系统和在共振型非接触供电系统充电时调整匹配器的方法。详细而言，本发明涉及在供电侧和受电侧分别具有匹配器即阻抗可变匹配单元的共振型非接触供电系统。本发明还涉及在该共振型非接触供电系统充电时调整匹配器的方法。
背景技术：
在共振型非接触供电系统中，为了将交流电源的电力高效地供给负载，需要将电力高效地从交流电源供给共振系统。如果是供电侧(初级侧)与受电侧(次级侧)之间的距离恒定，并且连接于受电侧的负载不发生变动的共振型非接触供电系统，则最初通过实验，就可求出成为共振系统的共振频率的交流电源输出频率。交流电源以如此求出的输出频率 将交流电压输出到初级线圈即可。但是，如果共振线圈间的距离、负载的阻抗发生变化，则共振系统的共振频率中的共振系统输入阻抗会发生变化。因此，不能取得交流电源与共振系统输入阻抗之间的匹配，导致向交流电源反射的电力增加。即，无法将电力高效地供给负载。例如将共振型非接触供电系统应用于电池充电时，负载会与电池的充电状态对应地发生变动。若负载发生变动，则共振系统的输入阻抗发生变化，因此其结果会导致向交流电源反射的电力增加。以往，在通过利用电磁感应来进行电力传输和信号收发的非接触IC卡系统中，提出了在可通信距离大的范围内，提高电力传输效率的电力传输系统(参考专利文献I )。上述文献中公开有如下内容上述文献的电力传输系统具有一组通过利用电磁感应来进行电力传输和信号接受的电磁场发生装置和电磁场接受装置。电磁场发生装置的电磁场发生单元和电磁场接受装置的电磁场接受单元之中的至少一方，具有控制输出输入阻抗可变的阻抗可变匹配单元和控制该阻抗可变匹配单元的控制单元。并且通过控制单元控制阻抗可变匹配单元的输出输入阻抗，对电磁场发生装置和电磁场接受装置之间的阻抗进行匹配。由此提高在电磁场接受装置中的接受电力。专利文献I:日本特开2001-238372号公报
发明内容
将在供电侧(初级侧)和受电侧(次级侧)分别具有匹配器的共振型非接触供电系统应用于受电侧的二次电池(电池)的充电时，负载与电池的充电状态相对应地发生变动。若负载发生变动，则共振系统的输入阻抗发生变化，所以需要在充电之前调整供电侧和受电侧各自的匹配器。此处假定当对以非接触方式从供电侧供给至受电侧的交流电力进行整流的匹配器设置于受电侧时，发生未能取得受电侧匹配器和整流器之间的匹配的状态的情况。这种情况下，即使取得电源和初级侧线圈的匹配，也不能高效地将电力从初级侧向次级侧传输。本发明目的在于提供一种共振型非接触供电系统，在供电侧和受电侧分别具有匹配器的共振型非接触供电系统中，在负载充电时能够高效地将电力从供电侧向受电侧传输。本发明目的还在于提供一种在该共振型非接触供电系统充电时调整匹配器的方法。为了达成上述目的，根据本发明的一个实施方式，提供一种具备供电设备和移动体设备的共振型非接触供电系统，上述供电设备具备交流电源和从上述交流电源接受电力供给的初级侧共振线圈。上述移动体设备具备接受来自上述初级侧共振线圈的电力的次级侧共振线圈；对上述次级侧共振线圈接受到的电力进行整流的整流器；被供给由上述整流器整流后的电力的充电器；以及连接于上述充 电器的二次电池。上述供电设备还具备被设置于上述交流电源和上述初级侧共振线圈之间的初级匹配器和调整上述初级匹配器的初级匹配器调整部。上述移动体设备还具备被设置于上述次级侧共振线圈和上述整流器之间的次级整流器和调整上述次级匹配器的次级匹配器调整部。上述共振型非接触供电系统还在上述供电设备和上述移动体设备之中的一方中具备控制部(控制单元)，该控制部按照在上述二次电池充电时首先调整上述次级匹配器，在上述次级匹配器调整之后再调整上述初级匹配器的方式来控制上述初级匹配器调整部和上述次级匹配器调整部。对搭载于移动体(例如车辆)的二次电池进行充电时，在充电开始时二次电池的SOC (充电状态)不是恒定的。另外移动体不一定准确地停止于可高效地进行从供电设备向移动体设备非接触供电的充电位置。因此在充电之前，需要调整供电设备所具有的初级匹配器和移动体设备所具有的次级匹配器。在调整初级匹配器时，如果在不能取得次级侧共振线圈与整流器之间的匹配的状态下提高交流电源的输出，则电力不能被高效地供给次级侧，导致从次级侧向初级侧反射的电力增加。因此在本发明中，在二次电池充电时首先调整次级匹配器。并且，在次级匹配器调整后再调整初级匹配器。在调整次级匹配器时，直到完成次级匹配器的调整，即直到取得次级侧共振线圈和整流器之间的匹配的状态，从次级侧向初级侧反射的电力都是大量的。但是，即使反射电力大，通过在降低交流电源的输出的状态下调整次级匹配器，就能够减少次级匹配器调整时的电力传输的浪费。并且初级匹配器的调整是在已经调整过次级匹配器的状态下进行的。因此能够高效地将电力从初级侧线圈向次级侧线圈传输。优选在调整上述次级匹配器时，上述控制部按照首先在上述交流电源的输出比充电开始时的输出小的状态下开始调整上述次级匹配器，并且调整上述次级匹配器以便将上述交流电源的输出多次提升而提升至充电开始时的输出的方式，来控制上述交流电源和上述次级匹配器调整部。根据该发明，控制部按照自从交流电源输出的输出电力较小的状态渐渐变成输出电力较大的状态的方式，在多个阶段进行次级匹配器的调整。控制部以最终充电时的输出电力来调整次级匹配器。因此，在各阶段直到次级匹配器完成调整，在从初级侧线圈向次级侧线圈传输的效率不良的状态下的电力的传输减少。因此根据本发明，与例如在从交流电源输出充电开始时的电力的状态下进行次级匹配器的调整的情况相比较，控制部能够高效地将电力从初级侧线圈向次级侧线圈传输。优选上述控制部被设置于上述移动体设备。另外优选上述匹配器是具备两个可变电容器和被设置于该两个可变电容器之间的电感器的η型匹配器。此外上述移动体为车辆。根据本发明的其它实施方式，提供一种在共振型非接触供电系统充电时调整匹配器的方法，上述共振型非接触供电系统具备供电设备和移动体设备。上述供电设备具备交流电源、从上述交流电源接受电力供给的初级侧共振线圈以及初级匹配器。上述移动体设备具备接受来自上述初级侧共振线圈的电力的次级侧共振线圈、次级匹配器、对上述次级侧共振线圈接受到的电力进行整流的整流器、被供给由上述整流器整流后的电力的充电器以及连接于上述充电器的二次电池。上述调整方法具备在上述二次电池充电时首先调整上述次级匹配器，在上述次级匹配器调整之后再调整上述初级匹配器的步骤。根据本发明，在次级匹配器调整之后再调整初级匹配器。因此，比起例如在未调整次级匹配器的状态下就调整初级匹配器的情况，能够高效地将电力从初级侧向次级侧传输。优选上述初级匹配器和上述次级匹配器分别是具备两个可变电容和被设置于该两个可变电容器之间的电感器的η型匹配器。上述调整方法通过调整该两个可变电容器的容量，来分别调整上述初级匹配器和上述次级匹配器。 根据本发明，能够提供一种在供电侧和受电侧各自具有匹配器的共振型非接触供电系统，在共振型非接触供电系统中，在负载充电时能够高效地将电力从供电侧向受电侧传输。并且能够提供一种在振型非接触供电系统充电时调整匹配器的方法。
图I是实施方式I的共振型非接触供电系统的构成图。
具体实施例方式图I对将本发明具体应用在用于对车载电池进行充电的共振型非接触供电系统后的第I实施方式进行说明。如图I所示，共振型非接触供电系统具备供电设备10和移动体设备20，供电设备10是设置于地上侧的供电侧设备(送电侧设备)，移动体设备20是搭载于作为移动体的车辆的移动体侧设备。供电设备10具备作为交流电源的高频电源11、初级匹配器12、初级线圈装置13以及电源控制器14。从作为电源侧控制器的电源控制器14向高频电源11发送电源开/关信号，利用该信号来开/关高频电源11。高频电源11输出与共振型非接触供电系统所具有的共振系统预先设定的共振频率相同的频率的交流电力，例如数MHz程度的高频电力。作为初级侧线圈的初级线圈装置13由初级线圈13a和初级侧共振线圈13b所构成。初级线圈13a经由初级匹配器12连接于高频电源11。初级线圈13a和初级侧共振线圈13b被配置成位于同轴上，电容器C被并联连接于初级侧共振线圈13b中。初级线圈13a通过电磁感应稱合于初级侧共振线圈13b,从高频电源11供给至初级线圈13a的交流电力通过电磁感应供给到初级侧共振线圈13b。作为初级侧匹配器的初级匹配器12由作为可变电抗的两个初级可变电容器15、16和初级电感器17所构成。一个初级可变电容器15连接于高频电源11，另一个初级可变电容器16并列连接于初级线圈13a。初级电感器17被连接于两个初级可变电容器15、16之间。通过变更初级可变电容器15、16的容量，来变更初级匹配器12的阻抗。初级可变电容器15、16的例如没有图示的转动轴是利用电机来驱动的公知构成，如果该电机被从电源控制器14输出的驱动信号驱动，则变更初级可变电容器15、16的容量。即电源控制器14作为初级匹配器调整单元(初级匹配器调整部)而发挥功能。移动体设备20具备次级线圈装置21、次级匹配器22、整流器23、充电器24、连接于充电器24的二次电池(电池)25以及车载控制器26。作为车辆侧控制器的车载控制器26能够通过输入来自检测部(S0C检测部)的检测信号来确认二次电池25的充电状态，该检测部并未图示，用于检测二次电池25的充电状态(SOC。State of Charge)。作为次级侧线圈的次级线圈装置21由次级线圈21a和次级侧共振线圈21b所构成。次级线圈21a和次级侧共振线圈21b被配置成位于同轴上，与初级侧共振线圈13b不同的电容器C被连接于次级侧共振线圈21b。次级线圈21a通过电磁感应耦合于次级侧共振线圈21b，通过共振从初级侧共振线圈13b供给至次级侧共振线圈21b的交流电力通过电磁感应供给到次级线圈21a。次级线圈21a连接于次级匹配器22。并且，与准备从供电设备10向移动体设备20供电(传输)的电力大小等相对应地设定初级线圈13a、初级侧共振线圈13b、次级侧共振线圈21b以及次级线圈21a各自的圈数和圈径。在该实施方式中，初级匹配器12、初级线圈13a、初级侧共振线圈13b、次级侧共振线圈21b、次级线圈21a、次级匹配器22、整流器23、充电器24以及二次电池25构成共振系统。作为次级侧匹配器的次级匹配器22由作为可变电抗的两个次级可变电容器27、28和次级电感器29所构成。次级电感器29连接于两个次级可变电容器27、28之间。一 个次级可变电容器27并联连接于次级线圈21a，另一个次级可变电容器28连接于整流器
23。通过变更次级可变电容器27、28的容量，来变更次级匹配器22的阻抗。次级可变电容器27、28是利用电机来驱动例如没有图不的转动轴的公知构成，电机由从车载控制器26输出的驱动信号来驱动。即，车载控制器26作为次级匹配器调整单元(次级匹配器调整部)而发挥功能。车载控制器26具备车载CPU和车载存储器，车载存储器存储二次电池25充电时车辆准确地停止于供电设备10的规定停止位置的状态下的二次电池25的充电状态与该状态下次级侧共振线圈21b与整流器23之间取得匹配的状态下的次级匹配器22的次级可变电容器27、28的容量之间的关系的数据作为映射或者关系式。车载控制器26也作为控制单元(控制部)而发挥功能，该控制单元(控制部)按照在二次电池25充电时首先调整次级匹配器22，在次级匹配器22调整之后再调整初级匹配器12的方式来控制初级匹配器调整部和次级匹配器调整部。如下进行详细说明，电源控制器14和车载控制器26能够经由没有图示的无线电通信装置而互相通信。并且在二次电池25充电时，车辆停止在供电设备10的规定停止位置后，作为控制部的车载控制器26使用无线电将调整次级匹配器22的旨意发送到电源控制器14。由车载控制器26完成次级匹配器22的调整后，并在接收到调整初级匹配器12的指令信号后，电源控制器14调整初级匹配器12。并且如果完成初级匹配器12的调整，电源控制器14发送开始向车载控制器26供电的旨意，进行用于充电的供电。(作用)下面，对如上所述构成的共振型非接触供电系统的作用进行说明。
在对搭载于车辆的二次电池25进行充电时，充电开始时的二次电池的SOC (充电状态)并不恒定。另外车辆并不一定准确地停在供电设备10和移动体设备20之间能高效地进行非接触供电的充电位置。因此，在充电之前，进行初级匹配器12和次级匹配器22的调整。为了充电二次电池25，车辆停止在供电设备10的规定充电位置后，车载控制器26使用无线电将车载控制器26调整次级匹配器22的旨意发送到电源控制器14。车载控制器26在确认电源控制器14接收到上述旨意后，车载控制器26通过控制次级可变电容器27、28来调整次级匹配器22。如果电源控制器14确认了车载控制器26调整次级匹配器22的旨意，则电源控制器14将高频电源11打开，利用对二次电池25进行充电时的输出开始供 电。车载控制器26基于来自SOC检测部的检测信号来确认二次电池25的充电状态。并且，车载控制器26基于与二次电池25充电状态相对应的次级匹配器22的阻抗来调整次级匹配器22。车载控制器26在调整次级匹配器22时，直到完成次级匹配器22的匹配，都没能高效地将从高频电源11输出的电力供给到次级侧，从次级侧反射的电力增多。但在本实施方式中，设置于高频电源11的没有图示的反射电力检测部检测反射电力，反射电力大时，电源控制器14减少高频电源11的输出。并且通过车载控制器26调整次级匹配器22，在次级匹配器22调整时，能够高效地将电力从初级侧共振线圈13b向次级侧共振线圈21b传输。如果车载控制器26完成次级匹配器22的调整，即成为取得次级侧共振线圈21b与整流器23之间的匹配的状态，则车载控制器26将完成了次级匹配器22的调整的旨意和调整初级匹配器12的指令信号发送到电源控制器14。如果电源控制器14接收到该指令信号，则通过控制初级可变电容器15、16来调整初级匹配器12。并且如果完成初级匹配器12的调整，则电源控制器14将完成了初级匹配器12的调整的旨意发送到车载控制器26的同时，开始用于对二次电池25进行充电的供电。如上所述，如果供电设备10的高频电源11将共振频率的交流电压施加到初级线圈13a，将电力以非接触供电的方式，从初级侧共振线圈13b向次级侧共振线圈21b供给。将次级侧共振线圈21b接收到的电力经由次级匹配器22和整流器23供给到充电器24，对连接于充电器24的二次电池25进行充电。车载控制器26通过例如从二次电池25的电压成为规定电压的时间点开始所经过的时间来判断充电是否完成，如果完成二次电池25的充电，则将充电完成信号发送到电源控制器14。如果电源控制器14接收到充电完成信号则结束电力传输。电源控制器14在调整初级匹配器12时，如果在没能取得次级侧共振线圈21b与整流器23之间的匹配的状态下提高高频电源11的输出，则不能高效地将电力供给到次级侧而反射电力增多。但是本实施方式的电源控制器14在已经调整了次级匹配器22状态下调整初级匹配器12，所以能够高效地将电力从初级侧线圈即初级线圈装置13向次级侧线圈即次级线圈装置21传输。该实施方式能够得到如下所示效果。(I)供电设备10具备交流电源即高频电源11和从交流电源接受电力供给的初级侧共振线圈13b，供电设备10还具备设置于交流电源和初级侧共振线圈13b之间的初级匹配器12和调整初级匹配器12的初级匹配器调整部即电源控制器14。移动体设备20具备接受来自初级侧共振线圈13b的电力的次级侧共振线圈21b、整流次级侧共振线圈21b接收到的电力的整流器23、被供给由整流器23整流后的电力的充电器24以及连接于充电器24的二次电池25。移动体设备20还具备设置于次级侧共振线圈21b和整流器23之间的次级匹配器22以及调整次级匹配器22的次级匹配器调整部即车载控制器26。共振型非接触供电系统具备控制部(控制单元)，该控制部(控制单元)按照在二次电池25充电时首先调整次级匹配器22，在次级匹配器22调整之后再调整初级匹配器12的方式来控制初级匹配器调整部和次级匹配器调整部。因此本实施方式在供电侧和受电侧分别具有匹配器的共振型非接触供电系统中，能够在负载充电时高效地将电力从初级侧线圈向次级侧线圈传输。(2)在移动体设备20中设置有控制调整初级匹配器12和调整次级匹配器22的顺序的控制部，在本实施方式中为车载控制器26。电源控制器14如果从作为控制部的车载控 制器26接收到调整初级匹配器12那样的指令则调整初级匹配器12。因此本实施方式容易避免例如在完成次级匹配器22的调整之前就开始调整初级匹配器12这样的不良情况。(3)车载控制器26通过输入来自SOC检测部的检测信号，来确认二次电池25的充电状态。并且，车载控制器26基于与二次电池25充电状态相对应的次级匹配器22的阻抗来调整次级匹配器22。因此例如比起不确认二次电池25的充电状态就调整次级匹配器22的情况，本实施方式能够在短时间内调整次级匹配器22。(4)作为初级匹配器12，使用由两个初级可变电容器15、16和一个初级电感器17所构成的η型匹配器。因此，通过调整一个可变电容器(例如初级可变电容器15)来大幅调整初级匹配器12的阻抗，通过调整另一个可变电容器(例如初级可变电容器16)来微调整初级匹配器12的阻抗，从而能够简单地进行初级匹配器12的阻抗的调整。同样地，作为次级匹配器22使用两个次级可变电容器27、28和一个次级电感器29所构成的η型匹配器。因此，通过调整一个可变电容器(例如次级可变电容器27)来大幅调整次级匹配器22的阻抗，通过调整另一个可变电容器(例如次级可变电容器28)来微调整次级匹配器22的阻抗，从而能够简单地进行次级匹配器22的阻抗的调整。接着，对本发明的第2实施方式进行说明。在该实施方式中，供电设备10和移动体设备20的基本构成与第I实施方式相同，而调整次级匹配器22时的调整方法不同。即表示存储于车载控制器26的次级匹配器22的调整顺序的程序与第I实施方式不同。与第I实施方式基本相同的部分赋予相同附图标记而省略详细说明。上述第I实施方式的高频电源11供给的电力的输出是，从调整次级匹配器22开始，开始二次电池25充电时的输出。但是，在调整次级匹配器22时，在高频电源11的输出小于充电开始时的输出的状态下，该第2实施方式的供电设备10开始电力输出。然后，供电设备10通过多个阶段依次提高高频电源11的输出。具体而言，在来自高频电源11的输出小的状态下，车载控制器26开始调整次级匹配器22。并且如果该输出下完成次级匹配器22的调整，则车载控制器26将完成了该第一次次级匹配器22的调整的旨意发送到电源控制器14。如果电源控制器14接收了来自车载控制器26的该发送，则高频电源11的输出进一步提高。于是车载控制器26实施第二次次级匹配器22的调整。以下，依次通过车载控制器26与电源控制器14之间的协作，提高高频电源11的输出。最终，在高频电源11以二次电池25充电开始时的输出来进行电力供给的状态下，车载控制器26调整次级匹配器22。如此车载控制器26通过将次级匹配器22的调整状况以无线电通信的方式向电源控制器14传达，利用电源控制器14来变更高频电源11的输出状态。作为该结果，车载控制器26将高频电源11的输出从比二次电池25充电开始时的输出还小的值多次阶段性地提升至二次电池25充电开始时的输出，每一次该阶段式的高频电源11的输出上升段都调整次级匹配器22。即，车载控制器26按照将高频电源11的输出通过多次提升而提升至二次电池25充电开始时的输出的方式，通过电源控制器14间接地控制高频电源11。因此在本实施方式中，在次级匹配器22调整时，避免例如在没有取得次级侧共振线圈21b整流器23之间匹配的状态下，从高频电源11输出大功率电力。该第2实施方式除了能够得到与第I实施方式的(I) (4)相同的效果，还能够得到以下的效果。(5)在调整次级匹配器22时，首先在高频电源11的输出小于充电开始时的输出的状态下，车载控制器26控制高频电源11和次级匹配器调整部，以便开始次级匹配器22的调整。并且车载控制器26按照将高频电源11的输出多次提升而提升至二次电池25充电 开始时的输出而调整次级匹配器22的方式，来控制高频电源11和次级匹配器调整部。因此在本实施方式中，在高频电源11的输出上升的各阶段直到完成次级匹配器22的匹配的、从初级线圈装置13向次级线圈装置21传输电力的效率不高的状态的电力输送减少。所以例如与在高频电源11输出二次电池25充电开始时的电力的状态下进行次级匹配器22的调整相比较，本实施方式能够高效地将电力从初级线圈装置13向次级线圈装置21传输。实施方式并不限定于此，例如可以进行以下这样的具体化。充电器24可以具备DC / DC转换器，该DC / DC转换器用于将由整流器23整流后的直流转换为适于向二次电池25充电的电压。并且车载控制器26构成为在二次电池25充电时控制充电器24的DC / DC转换器的开关元件。匹配状态也根据DC / DC转换器的占空比的不同而发生变化。此时，车载控制器26首先调整充电器24的DC / DC转换器的占空比，之后调整次级匹配器22，最后通过电源控制器14调整初级匹配器12。如此一来，在调整初级匹配器12时更加能够抑制将电力以效率不良好的状态从初级侧线圈即初级线圈装置13向次级线圈装置21传输。在二次电池25充电时，按照首先调整次级匹配器22，次级匹配器22调整之后再调整初级匹配器12的方式，来控制初级匹配器调整部和次级匹配器调整部的控制部，并不一定设置于移动体设备20。即，可以不将这样的控制部设置于移动体设备20，而是设置于供电设备10。例如将这样满足控制部功能条件的控制程序设置于电源控制器14。在共振型非接触供电系统充电时的调整匹配器的方法中，为了对二次电池25进行充电首先调整次级匹配器22，在调整次级匹配器22之后调整初级匹配器12即可。因此，按照在二次电池25充电时，首先调整次级匹配器22，在调整次级匹配器22之后再调整初级匹配器12的方式，来控制初级匹配器调整部和次级匹配器调整部的控制部，可以不设置于供电设备10或者移动体设备20。例如在供电设备10中设置输出初级匹配器12的调整开始指令的调整开始指令输出部(例如指令开关)。此时，在二次电池25充电时完成了次级匹配器22调整后，车辆利用者(驾驶员等)可以通过操作调整开始指令输出部，使电源控制器14开始初级匹配器12的调整。作为移动体的车辆并不限定于需要驾驶员的车辆，也可以是无人搬运车。
移动体并不限定于车辆，也可以是机器人。移动体是无人搬运车或机器人时，控制装备于移动体的移动体设备20的次级匹配器调整部的控制部构成为，若通过控制次级匹配器调整部来完成次级匹配器22的调整，则将次级匹配器调整完成信号输出到电源控制器14。并且电源控制器14构成为，若输入次级匹配器调整完成信号，则通过控制初级匹配器调整部来开始初级匹配器12的调整。此时，也可以不将控制初级匹配器调整部和次级匹配器调整部之间动作顺序的控制部设置于供电设备10或移动体设备20。为了使共振型非接触供电系统在供电设备10和移动体设备20之间进行非接触供电，初级线圈13a、初级侧共振线圈13b、次级 线圈21a以及次级侧共振线圈21b都不是必须的。共振型非接触供电系统只要至少具备初级侧共振线圈13b和次级侧共振线圈21b即可。即，也可以代替由初级线圈13a和初级侦拱振线圈13b构成初级线圈装置13，而删除初级线圈13a，只将初级侧共振线圈13b经由初级匹配器12连接于高频电源11。另外也可以代替由次级线圈21a和次级侧共振线圈21b构成次级线圈装置21，而删除次级线圈21a，只将次级侧共振线圈21b经由次级匹配器22连接于整流器23。但是，全部具备初级线圈13a、初级侧共振线圈13b、次级线圈21a以及次级侧共振线圈21b的供电系统，更容易调整为共振状态，即使在初级侧共振线圈13b和次级侧共振线圈21b之间的距离大时也更容易维持共振状态，因此优选。初级匹配器12和次级匹配器22各自并不限于π型匹配器，也可以是T型或者L型的匹配器。初级匹配器12和次级匹配器22各自并不限于具备两个可变电容器和电感器那样的构成，例如作为电感器可以是具备可变电感器那样的构成。或者初级匹配器12和次级匹配器22可以是分别由可变电感器和两个非可变电容器所组成那样的构成。初级线圈13a、初级侧共振线圈13b、次级侧共振线圈21b以及次级线圈21a各自线圈的轴心，并不限定于沿水平方向或垂直方向延伸而设置的构成。例如这些线圈的轴心也可以是沿相对于水平方向倾斜的方向延伸那样设置而构成的。在充电器24中也可以不设置升压电路。例如可以将从次级线圈装置21输出的交流电流仅使用整流器23整流后，就向二次电池25充电。初级线圈13a和次级线圈21a各自的直径并不限于与初级侧共振线圈13b和次级侧共振线圈21b的直径相同地形成的构成。即初级线圈13a和次级线圈21a各自的直径可以比初级侧共振线圈13b和次级侧共振线圈21b的直径小或者大。初级侧共振线圈13b和次级侧共振线圈21b各自的形状并不限定于电线卷绕成螺旋状的形状，可以是在一个平面上卷绕成为漩涡状的形状。可以省略分别连接于初级侧共振线圈13b和次级侧共振线圈21b的电容器C。但是，初级侧共振线圈13b和次级侧共振线圈21b分别连接有电容器C的构成，比例如省略了电容器C的情况更能够降低共振频率。另外如果共振频率相同，则将电容器C分别连接于初级侧共振线圈13b和次级侧共振线圈21b的构成比省略了电容器C的情况，初级侧共振线圈13b和次级侧共振线圈21b更可能达到小型化。附图标记说明10...供电设备；11...作为交流电源的高频电源；12...初级匹配器；13b...初级侧共振线圈；14...还作为初级匹配器调整部而发挥功能的电源控制器；20...移动体设备；21b...次级侧共振线圈；22...次级匹配器；23...匹配器；24...充电器；25. . . 二次 电池；26...还作为次级匹配器调整部和控制部而发挥功能的车载控制器。
权利要求
1.一种共振型非接触供电系统，具备供电设备和移动体设备，其中， 所述供电设备具备交流电源和从所述交流电源接受电力供给的初级侧共振线圈，所述移动体设备具备次级侧共振线圈，其接受来自所述初级侧共振线圈的电力；整流器，其对所述次级侧共振线圈接受到的电力进行整流；充电器，其被供给由所述整流器整流后的电力；以及二次电池，其连接于所述充电器， 所述供电设备还具备初级匹配器，其被设置于所述交流电源和所述初级侧共振线圈之间；和初级匹配器调整部，其调整所述初级匹配器， 所述移动体设备还具备次级匹配器，其被设置于所述次级侧共振线圈和所述整流器之间；和次级匹配器调整部，其调整所述次级匹配器， 所述共振型非接触供电系统还在所述供电设备和所述移动体设备之中的一方中具备控制部，该控制部按照在所述二次电池充电时首先调整所述次级匹配器，在所述次级匹配器调整之后再调整所述初级匹配器的方式来控制所述初级匹配器调整部和所述次级匹配器调整部。
2.根据权利要求I所述的共振型非接触供电系统，其中， 在调整所述次级匹配器时，所述控制部按照首先在所述交流电源的输出比充电开始时的输出小的状态下开始调整所述次级匹配器，并且调整所述次级匹配器以便将所述交流电源的输出多次提升而提升至所述二次电池的充电开始时的输出的方式，来控制所述交流电源和所述次级匹配器调整部。
3.根据权利要求I或者2所述的共振型非接触供电系统，其中， 所述控制部被设置于所述移动体设备。
4.根据权利要求I 3中任意一项所述的共振型非接触供电系统，其中， 所述匹配器是具备两个可变电容器和被设置于所述两个可变电容器之间的电感器的 型匹配器。
5.根据权利要求I 4中任意一项所述的共振型非接触供电系统，其中， 所述移动体为车辆。
6.—种在共振型非接触供电系统充电时调整匹配器的方法，其中， 所述共振型非接触供电系统具备供电设备和移动体设备， 所述供电设备具备交流电源；初级侧共振线圈，其从所述交流电源接受电力供给；以及初级匹配器， 所述移动体设备具备次级侧共振线圈，其接受来自所述初级侧共振线圈的电力；次级匹配器；整流器，其对所述次级侧共振线圈接受到的电力进行整流；充电器，其被供给由所述整流器整流后的电力；以及二次电池，其连接于所述充电器， 所述调整方法具备在所述二次电池充电时，首先调整所述次级匹配器，在所述次级匹配器调整之后再调整所述初级匹配器的步骤。
7.根据权利要求6所述的调整匹配器的方法，其中， 所述初级匹配器和所述次级匹配器分别是具备两个可变电容器和被设置于所述两个可变电容器之间的电感器的η型匹配器， 所述调整方法通过调整所述两个可变电容器的容量来分别调整所述初级匹配器和所述次级匹配器。
全文摘要
供电设备(10)具备交流电源(11)和初级侧共振线圈(13b)。移动体设备(20)具备接受来自初级侧共振线圈的电力的次级侧共振线圈(21b)；整流接受到的电力的整流器(23)；被供给整流后的电力的充电器(24)；以及连接于充电器的二次电池(25)。初级匹配器(12)被设置于交流电源(11)和初级侧共振线圈(13b)之间。次级匹配器(22)被设置于次级侧共振线圈(21b)和匹配器(23)之间。为了高效地将电力从初级侧向次级侧传输，在二次电池(25)充电时，控制部按照首先调整次级匹配器(22)，在次级匹配器(22)调整之后再调整初级匹配器(12)的方式来控制初级匹配器调整部(14)和次级匹配器调整部(26)，并且该控制部被设置在供电设备(10)和移动体设备(20)中的一方之中。
文档编号H02J17/00GK102884712SQ20118002340
公开日2013年1月16日 申请日期2011年5月12日 优先权日2010年5月14日
发明者高田和良, 铃木定典, 迫田慎平, 山本幸宏, 市川真士, 中村达 申请人:株式会社丰田自动织机, 丰田自动车株式会社