无线电力传输装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种通过在供电模块与受电模块之间产生谐振现象来供给电力的无 线电力传输装置。
【背景技术】
[0002] 近年来，笔记本型PC、平板型PC、数码相机、移动电话、便携式游戏机、耳机型音乐 播放器、无线式头戴型耳机、助听器、记录器等人可携带使用的便携式的电子设备正快速普 及。而且，运些便携式的电子设备的大部分中搭载有二次电池，需要定期充电。为了简化对 该电子设备的二次电池的充电作业，通过在供电装置与搭载于电子设备的受电装置之间利 用无线传输电力的供电技术（使磁场变化来进行电力传输的无线电力传输技术）来对二次 电池进行充电的设备正不断增加。
[0003] 作为无线电力传输技术，能够列举利用线圈间的电磁感应进行电力传输的技术 (例如参照专利文献1)、通过利用供电装置（供电模块）和受电装置（受电模块）所具备 的谐振器（线圈）间的谐振现象（磁场谐振态）使磁场禪合而进行电力传输的技术（例如 参照专利文献2)。
[0004] 在使用运样的无线电力传输技术来设计供电装置和受电装置时，为了减少无线电 力传输时的电力损耗而要求提高受电装置所接受的电力相对于供给至供电装置的电力的 比率、即电力传输效率。 阳0化]而且，也如专利文献3的【背景技术】（参照段落[000引~[0010])、专利文献4的无 线电力传输系统的说明书所记载的那样，通常已知的是通过使供电装置和受电装置所具备 的谐振器所具有的谐振频率与供给至供电装置的电力的电源频率（驱动频率）一致（或使 电源频率（驱动频率）与供电装置和受电装置所具备的谐振器所具有的谐振频率一致），能 够使无线供电的电力传输效率最大（参照专利文献4的段落[0013])，通常是谋求电力传输 效率的最大化而进行运样的设定。
[0006] 专利文献1 :日本专利第4624768号公报
[0007] 专利文献2 :日本特开2013-239692号公报 阳00引专利文献3 :日本特开2011-050140号公报[0009] 专利文献4 :日本特开2012-182975号公报
【发明内容】
W10] 发巧要解决的间颗
[0011] 另外，在通过利用供电模块和受电模块所具备的谐振器（线圈）间的谐振现象 (磁场谐振态）使磁场禪合来进行无线电力传输时，需要使受电模块接近供电模块而W成 为能够从供电模块对受电模块供电的距离（可供电区域）的方式进行配置来使用。在运样 的使用过程中，如果在供电模块的附近放置有金属异物，则金属异物会受磁场影响而导致 产生满电流。如果像运样产生满电流，则有时会导致金属异物、供电模块产生过量的热而发 生不良情况。
[0012] 特别地，在为谋求电力传输效率的最大化而使供电装置和受电装置所具备的谐振 器所具有的谐振频率与供给至供电装置的电力的电源频率（驱动频率）一致的情况下，相 比于在供电模块的附近不存在金属异物的待机状态下的供电模块的输入阻抗，在供电模块 的附近存在金属异物的状态下的包含金属异物的供电模块的输入阻抗变低（参照图12~ 图15)。运样，当包含金属异物的供电模块的输入阻抗Z。变低时，在恒定电压下流动的电 流值变高（参照式：1 =V/ZJ，有可能导致供电模块的消耗电力增加，并且导致供电模块所 产生的热过量。
[0013] 因此，本发明的目的在于提供一种无线电力传输装置，其通过设定为在供电模块 的附近存在金属异物的状态下的包含金属异物的供电模块的输入阻抗变高而能够抑制供 电模块所产生的过量的热。
[0014] 用于解决间颗的方案
[0015] 用于解决上述问题的发明之一是一种无线电力传输装置，设定为供电模块所具有 的供电谐振器和受电模块所具有的受电谐振器相对于电力的电源频率的传输特性的值具 有两个波峰频带，通过在供电模块与受电模块之间产生谐振现象来供给电力，该无线电力 传输装置的特征在于，
[0016] 将上述电源频率设定在与上述传输特性的两个波峰频带中的形成于高频侧的波 峰频带对应的频带，
[0017] 将上述电源频率设定在与上述传输特性的两个波峰频带中的形成于高频侧的波 峰频带对应的频带时的上述供电谐振器与上述受电谐振器相向配置的状态下的无线电力 传输装置的传输时输入阻抗、在上述供电谐振器的附近配置有金属异物的状态下的无线电 力传输装置的金属异物配置时输入阻抗W及上述供电模块的待机时输入阻抗的关系满足 如下条件：金属异物配置时输入阻抗〉待机时输入阻抗〉传输时输入阻抗。
[0018] 根据上述结构，通过将无线电力传输装置设计成将供给至供电模块的电力的电源 频率设定在与传输特性的两个波峰频带中的形成于高频侧的波峰频带对应的频带并满足 金属异物配置时输入阻抗〉待机时输入阻抗〉传输时输入阻抗的条件，即使在供电模块所 具有的供电谐振器的附近配置有金属异物的情况下，也会由于金属异物配置时输入阻抗高 于待机时输入阻抗和传输时输入阻抗而供电模块的电流值变低，从而能够抑制发热、满电 流。
[0019] 另外，用于解决上述问题的发明之一设及上述无线电力传输装置，其特征在于，
[0020] 上述供电模块至少具有供电线圈和上述供电谐振器，
[0021] 上述受电模块至少具有上述受电谐振器和受电线圈， 阳0巧上述供电线圈具备W电阻Ri、线圈LiW及电容器Cl为要素的化C电路，将该供电 线圈的合计阻抗设为Zi,
[002引上述供电谐振器具备W电阻R2、线圈Lz化及电容器C2为要素的化C电路，将该供 电谐振器的合计阻抗设为Z2，
[0024] 上述受电谐振器具备W电阻R3、线圈Ls化及电容器C3为要素的化C电路，将该受 电谐振器的合计阻抗设为Z3，
[0025] 上述受电线圈具备W电阻R4、线圈La化及电容器C4为要素的化C电路，将该受电 线圈的合计阻抗设为Z4，
[0026] 将从上述受电线圈供电的设备的合计负载阻抗设为瓦，
[0027] 将上述供电线圈的线圈Li与上述供电谐振器的线圈L2之间的互感设为M12，
[002引将上述供电谐振器的线圈Lz与上述受电谐振器的线圈Ls之间的互感设为M23，
[0029] 将上述受电谐振器的线圈Ls与上述受电线圈的线圈La之间的互感设为M34，
[0030] 将上述供电谐振器的线圈Lz与上述金属异物的线圈Lm之间的互感设为Mzm,
[0031] 将构成上述供电线圈、上述供电谐振器、上述受电谐振器W及上述受电线圈的多 个电路元件的各元件值和上述互感作为参数，将上述金属异物视为W电阻Rm和线圈Lm为要 素的化电路，
[0032] 通过下述设计式来表示上述金属异物配置时输入阻抗、上述待机时输入阻抗W及 上述传输时输入阻抗，上述设计式为：
[0033] 金属异物配畳时输入阻抗=
[0034] 待机时输入阻抗=
[0035]
[0036] 传输时输入阻抗=
[0037] 根据上述结构，通过设为满足上述关系式的电路结构，即使在供电模块所具有的 供电谐振器的附近配置有金属异物的情况下，也会由于金属异物配置时输入阻抗高于待机 时输入阻抗和传输时输入阻抗而供电模块的电流值变低，从而能够抑制发热、满电流。
[0038] 用于解决上述问题的发明之一是上述无线电力传输装置，其特征在于，具备：
[0039] 检测器，其检测输入阻抗；W及
[0040] 控制部，在由上述检测器检测出的输入阻抗表示大于上述待机时输入阻抗的值的 情况下，该控制部判断为处于在上述供电谐振器的附近配置有金属异物的状态。
[0041] 根据上述结构，在由检测器检测出的输入阻抗表示大于待机时输入阻抗的值的情 况下，能够判断为处于在供电谐振器的附近配置有金属异物的状态，从而能够实现安全的 电力供给。
[0042] 用于解决上述问题的发明之一是一种无线电力传输装置，其特征在于，上述控制 部在判断为处于在上述供电谐振器的附近配置有金属异物的状态的情况下，使得停止对上 述供电模块的电力供给。
[0043] 根据上述结构，在控制部判断为处于在供电谐振器的附近配置有金属异物的状态 的情况下，停止对供电模块的电力供给，由此能够预先防止因在供电谐振器的附近配置有 金属异物的状态下进行电力供给而导致发生不良情况（发热、满电流）。
[0044] 用于解决上述问题的发明之一是上述无线电力传输装置，其特征在于，还具备通 知装置，该通知装置向外部进行通知，
[0045] 上述控制部在判断为处于在上述供电谐振器的附近配置有金属异物的状态的情 况下，通过上述通知装置来通知处于在上述供电谐振器的附近配置有金属异物的状态。
[0046] 根据上述结构，在控制部判断为处于在上述谐振器的附近配置有金属异物的状态 的情况下，能够通过通知装置向外部通知处于在供电谐振器的附近配置有金属异物的状 态。
[0047] 用于解决上述问题的发明之一是一种无线电力传输装置，其中，供电模块所具有 的供电谐振器和受电模块所具有的受电谐振器相对于电力的电源频率的传输特性的值具 有两个波峰频带，将上述电源频率设定在与上述传输特性的两个波峰频带中的形成于高频 侧的波峰频带对应的频带时的、在上述供电模块与上述受电模块之间进行无线电力供给时 的传输时输入阻抗和未进行无线电力供给时的非传输时输入阻抗的关系满足如下条件：非 传输时输入阻抗〉传输时输入阻抗，该无线电力传输装置的特征在于，具备： W48] 振荡输出器，其能够切换对上述供电模块的电力供给的接通和断开；
[0049] 电流检测器，其检测从上述振荡输出器输入至上述供电模块的电流值；W及
[0050] 比较电路，其将由上述电流检测器检测出的第一电流值与阔值进行比较，在判断 为由上述电流检测器检测出的第一电流值为上述阔值W上的情况下，之后再次将由上述电 流检测器检测出的第二电流值与上述阔值进行比较，在判断为上述第二电流值小于上述阔 值的情况下，将用于使上述振荡输出器对上述供电模块的电力供给断开的断开控制信号输 出至上述振荡输出器，其中，上述阔值设定为处于在上述供电模块和上述受电模块之间进 行无线电力供给时输入至上述供电模块的电流值与在上述供电模块和上述受电模块之间 未进行无线电力供给时输入至上述供电模块的电流值之间的值。
[0051] 根据上述结构，通过满足非传输时输入阻抗〉传输时输入阻抗的条件，能够将在 供电模块与受电模块之间进行无线电力供给时的输入电流值设为高于供电模块与受电模 块之间未进行无线电力供给时的输入电流值。而且，将阔值设为处于进行无线电力供给时 的输入电流值与未进行无线电力供给时的输入电流之间的值。
[0052] 而且，在由电流检测器检测出的从振荡输出器输入至供电模块的第一电流值为阔 值W上的情况下，之后再次将由电流检测器检测出的第二电流值与阔值进行比较，在判断 为第二电流值小于阔值的情况下，判断为从供电模块与受电模块之间进行无线电力供给的 状态转变为供电模块与受电模块之间未进行无线电力供给的状态，通过将利用振荡输出器 对供电模块的电力供给断开（切断），能够抑制消耗电力。
[0053] 用于解决上述问题的发明之一是上述记载的无线电力传输装置，其特征在于，将 上述电源频率设定在与上述传输特性的两个波峰频带中的形成于高频侧的波峰频带对应 的频带时的上述供电谐振器与上述受电谐振器相向配置的状态下的无线电力传输装置的 传输时输入阻抗、在上述供电谐振器的附近配置有金属异物的状态下的无线电力传输装置