无线送电装置以及无线电力传输系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及以非接触方式传输电力的无线送电装置以及无线电力传输系统。
【背景技术】
[0002]近年来，在便携电话机、电动汽车等伴有移动性的电子设备、EV设备中，为了进行无线充电，正在开发使用线圈间的感应耦合的无线电力传输技术。无线电力传输系统包括具备送电线圈(送电天线)的送电装置和具备受电线圈(受电天线)的受电装置。并且，通过受电线圈捕捉由送电线圈生成的磁场，能够不使电极直接接触而传输电力。
[0003]专利文献I公开了这样的无线电力传输系统的一例。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献1:日本特开2005-6460号公报
【发明内容】
[0006]本发明的一个技术方案的无线电力传输系统的无线送电装置一种以非接触方式向受电装置传输电力的无线送电装置，该无线送电装置具备:自激式的振荡电路；检测电路，其检测所述振荡电路的振荡频率和/或所述振荡电路的输出电压；检测谐振器，其为了检测所述受电装置的位置而输出由所述振荡电路输出的能量；以及控制电路，其基于所述检测电路的检测结果来检测所述受电装置向所述检测谐振器接近的程度，。
[0007]本发明的一个技术方案的无线电力传输系统的无线送电装置能够实现与具有不同电气特性的各种受电线圈对应的对位。
[0008]此外，这些总括性或具体的技术方案可以由系统、方法、集成电路、计算机程序或记录介质来实现，也可以由系统、装置、方法、集成电路、计算机程序和记录介质的任意组合来实现。
[0009]本发明的一个技术方案的无线送电装置能够实现与具有不同电气特性的各种受电线圈对应的准确对位。
【附图说明】
[0010]图1是表示实施方式I的无线电力传输系统的概略构成的框图。
[0011]图2是说明实施方式I的无线电力传输系统的工作原理的框图。
[0012]图3是说明实施方式I的无线电力传输系统的工作原理的图。
[0013]图4是表示实施方式I的无线电力传输系统的构成的框图。
[0014]图5A是表示实施方式I中的振荡电路150的电路构成例的图。
[0015]图5B是表示实施方式I中的送电电路160的电路构成例的图。
[0016]图6是表示实施方式I的无线电力传输装置的对位工作的一例的流程图。
[0017]图7是表示实施方式2的无线电力传输装置的概略构成的框图。
[0018]图8是表示实施方式3的无线电力传输装置的概略构成的框图。
[0019]图9是表示实施方式3中的送电装置100的构成的框图。
[0020]图10是表示实施方式3中的振荡电路150以及送电电路160的具体构成例的电路图。
[0021]图1lA是表示实施方式3中的工作模式I下的开关的状态的图。
[0022]图1lB是表示实施方式3中的工作模式2下的开关的状态的图。
[0023]图1lC是表示实施方式3中的工作模式3下的开关的状态的图。
[0024]图12A是表示振荡电路150正在以频率f I进行振荡时振荡频率相对于物体接近了送电线圈LI时的两者距离的变化的例子的坐标图。
[0025]图12B是表示从工作模式I向工作模式2转换的例子的图。
[0026]图13是表示实施方式3的工作的具体例的流程图。
[0027]图14是表示其他实施方式中的送电装置以及受电装置的例子的图。
[0028]图15是表示其他实施方式中的送电装置以及受电装置的例子的图。
[0029]图16是表示实施例1中的受电线圈接近检测线圈的情形的图。
[0030]图17是表示实施例1中的振荡频率的测定结果的图。
[0031]图18是表示实施例2中的线圈端电压Vpp的特性变化的测定结果的图。
[0032]图19是表示实施例3中的电路构成的图。
[0033]图20A是表示实施例3中的第I模拟结果的图。
[0034]图20B是表示实施例3中的第2模拟结果的图。
【具体实施方式】
[0035](得到本发明的一个技术方案的经过)
[0036]首先，对本发明的一个技术方案的着眼点进行说明。当在无线电力传输系统中进行电力传输时在送电线圈或受电线圈的附近存在金属异物时，在金属异物有可能会产生涡电流而发热。而且，在送电线圈与受电线圈的位置偏离较大的情况下，也会发生由于漏磁而使对线圈外的金属异物加热的危险。因此，为了安全地进行无线电力传输而希望进行送受电线圈的对位。
[0037]针对这样的问题，上述的专利文献I公开了受电线圈的对位方法。专利文献I的无线电力传输系统中，以两个频率输送电力，在终端侧的输出电压值在上述两个频率下达至IJ了预定的阈值的情况下，使受电侧的LED点亮。并且，向用户通知实现了准确对位。
[0038]在专利文献I的无线电力传输系统中，例如无接点充电式电动剃须刀那样，包含送受电线圈的送受电电路对被确定为是特定的送受电电路对(线圈间距离近)。在这样的情况下，由于前述的阈值被唯一确定，所以能够进行准确的位置检测。另一方面，在考虑向智能手机、平板等各种AV设备充电的情况下，受电线圈以及受电电路具有各种电气特性。即，存在如下的问题:在由一个送电座以持有互换性的方式对具有不同电气特性的受电线圈以及受电电路进行送电的情况下，唯一确定用于定位的电压阈值是很困难的。
[0039]本发明人进行了锐意研究，发现了重要的是尽量不牵扯与负载连接的受电电路而检测与发送线圈的自激振荡进行谐振的受电线圈的特性。专利文献I的无线电力传输系统检测与和负载连接的受电电路有牵连的受电线圈的特性。因此，无法进行与具有不同电气特性的各种受电线圈以及受电电路对应的准确对位。
[0040]根据以上的考察，本发明人想到了以下的发明的各技术方案。
[0041]本发明的一个技术方案的无线送电装置是一种以非接触方式向受电装置传输电力的无线送电装置，该无线送电装置具备:自激式的振荡电路；检测电路，其检测所述振荡电路的振荡频率和/或所述振荡电路的输出电压；检测谐振器，其为了检测所述受电装置的位置而输出由所述振荡电路输出的能量；以及控制电路，其基于所述检测电路的检测结果来检测所述受电装置向所述检测谐振器接近的程度。
[0042]在某个实施方式中，在所述振荡频率比预先设定的阈值大时，所述检测电路输出表示所述受电装置与所述检测谐振器的对位已完成的信息。
[0043]在某个实施方式中，在从所述振荡电路输出的电压的振幅比预先设定的阈值小时，所述检测电路输出表示所述受电装置与所述检测谐振器的对位已完成的信息。
[0044]在某个实施方式中，所述振荡电路进行振荡时的所述检测谐振器的Q值为100以上。
[0045]在某个实施方式中，所述振荡频率与受电装置的谐振器的谐振频率实质上相同。
[0046]在某个实施方式中，所述振荡频率被设定为比所述检测线圈的自谐振频率低。
[0047]在某个实施方式中，所述振荡频率被设定为比所述检测谐振器的谐振频率高。
[0048]在某个实施方式中，还具备:检测送电谐振器；送电电路，其与所述检测送电谐振器连接，输出送电用的交流能量；第I开关，其对所述检测送电谐振器与所述振荡电路之间的电流的导通状态进行切换；以及切换对位模式和送电模式的控制电路，所述对位模式是使所述第I开关接通来使所述振荡电路工作的模式，所述送电模式是使所述开关断开来使所述送电电路工作的模式。
[0049]在某个实施方式中，所述检测送电谐振器还包括电容器和电感器，该电感器与所述检测线圈并联连接地连接于所述振荡电路，所述无线送电装置还具备第2开关，该第2开关对从所述振荡电路输出的电流向所述电感器的导通状态进行切换，所述检测电路在使所述第2开关接通的状态和使所述第2开关断开的状态中的一方的状态下，基于所述振荡频率的变化来检测接近物体是否为所述受电线圈，在另一方的状态下，基于所述振荡频率的变化来检测所述受电线圈的接近程度。
[0050]在某个实施方式中，所述无线送电装置还具备基于所述检测电路的检测结果使光源发光的光源控制电路。
[0051 ] 在某个实施方式中，所述光源控制电路根据所述检测电路检测出的所述受电线圈向所述检测线圈接近的程度使进行发光的光源变化。
[0052]在某个实施方式中，所述无线送电装置还具备所述光源。
[0053]在某个实施方式中，所述无线送电装置还具备显示控制电路，该显示控制电路使表示所述检测电路的检测结果的信息显示于显示器。
[0054]在某个实施方式中，所述显示器搭载于具有所述受电谐振器的受电装置。
[0055]本发明的一个技术方案的无线电力传输系统具备:上述的任一个实施方式所记载的无线送电装置和具有所述受电谐振器的受电装置。