无线电力传输装置的制造方法_2

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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。
[0054] 根据上述结构,通过将无线电力传输装置设计成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,能够满足如下关系:供电模块与受电模块之间 进行无线电力供给时的传输时输入电流值〉供电模块与受电模块之间未进行无线电力供 给而供电模块针对电力传输处于待机状态时的待机时输入电流值〉在供电模块所具有的 供电谐振器的附近配置有金属异物时的金属异物配置时输入电流值。而且,将阔值设为处 于传输时输入电流值与待机时输入电流值之间的值。
[0055] 在该情况下,由于在供电模块所具有的供电谐振器的附近配置有金属异物时的金 属异物配置时输入电流值被检测为小于阔值的值,因此与供电模块和受电模块之间未进行 无线电力供给而供电模块针对电力输送处于待机状态的情况同样地进行处理。
[0056] 由此,在无线电力传输装置中,在从进行无线电力供电的状态转变为在供电模块 所具有的供电谐振器的附近配置有金属异物的状态时,通过使对供电模块的电力供给断开 (切断),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的电力供给而导 致发生不良情况(发热、满电流)。 阳化7] 发巧的效果
[0058] 能够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。
【附图说明】
[0059] 图1是本实施方式所设及的搭载有无线电力传输装置的充电器和无线式头戴型 耳机的说明图。
[0060] 图2是本实施方式所设及的无线电力传输装置的结构图。
[0061] 图3是W等效电路表示本实施方式所设及的无线电力传输装置的说明图。
[0062] 图4是谐振器间的传输特性"S21"具有两个波峰时的说明图。
[0063] 图5是连接于网络分析仪的无线电力传输装置的说明图。
[0064] 图6是反相谐振模式的磁场矢量图。 W65] 图7是同相谐振模式的磁场矢量图。
[0066] 图8是说明单峰性的传输特性"S21"的说明图。
[0067] 图9是表示正常充电状态下的无线电力传输装置的等效电路的说明图。
[0068]图10是表示待机状态下的供电模块的等效电路的说明图。
[0069] 图11是表示异常状态下的包含金属异物的供电模块的等效电路的说明图。
[0070] 图12A是表示测定实验1所设及的测定结果的图。
[0071] 图12B是表示测定实验1所设及的测定结果的图。 阳072] 图13A是表示测定实验2所设及的测定结果的图。
[0073] 图13B是表示测定实验2所设及的测定结果的图。
[0074] 图14A是表示测定实验3所设及的测定结果的图。
[0075] 图14B是表示测定实验3所设及的测定结果的图。
[0076] 图15A是表示测定实验4所设及的测定结果的图。
[0077] 图15B是表示测定实验4所设及的测定结果的图。
[007引图16是表示测定实验5所设及的测定结果的图。
[0079] 图17是其它实施方式2所设及的无线电力传输装置的结构图。
[0080] 图18是其它实施方式2所设及的无线电力供给接通/断开控制的流程图。
【具体实施方式】
[0081] 下面,对作为本发明的用于无线电力传输的无线电力传输装置1进行说明。 阳0間(实施方式)
[0083] 在本实施方式中,如图1和图2所示,W搭载有供电模块2的充电器101和搭载有 受电模块3的无线式头戴型耳机102为例,对无线电力传输装置1进行说明,该无线电力传 输装置1W形成具有比周边的磁场强度小的磁场强度的磁场空间Gl(详细内容后述)的具 备供电谐振器22的供电模块2和具备受电谐振器32的受电模块3为主要结构要素。此外, 图1表示充电时的充电器101和无线式头戴型耳机102的状态。
[0084](充电器101和无线式头戴型耳机102的结构)
[00财如图1和图2所示,充电器101具备供电模块2,该供电模块2具有供电线圈21和 供电谐振器22。另外,无线式头戴型耳机102具备受电模块3,该受电模块3具有耳机扬声 器部102a、受电线圈31W及受电谐振器32。而且,在供电模块2的供电线圈21上连接有 交流电源6,该交流电源6具备将供给至供电模块2的电力的电源频率设定为规定值的振 荡电路。另外,在受电模块3的受电线圈31上经由用于将所接受的交流电流整流化的稳定 电路7和用于防止过充电的充电电路8而连接有二次电池9。而且,稳定电路7、充电电路 8W及二次电池9配置成位于受电谐振器32的内周侧(此外,在附图中,为了便于说明,有 时将稳定电路7、充电电路8W及二次电池9图示在受电谐振器32之外)。详细内容后述, 但是在配置有运些稳定电路7、充电电路8W及二次电池9的受电谐振器32的内周侧,在充 电时形成具有比周边的磁场强度小的磁场强度的磁场空间G1。此外,如图1和图2所示,本 实施方式的稳定电路7、充电电路8W及二次电池9是成为最终的电力的供电目标的被供电 设备10,被供电设备10是连接于受电模块3的作为电力的供电目标的所有设备的总称。
[0086] 另外,虽未图示,但充电器101设置有用于收纳无线式头戴型耳机102的与无线式 头戴型耳机102的形状一致的收纳槽,通过将无线式头戴型耳机102收纳于该充电器101 的收纳槽,能够W充电器101所具备的供电模块2与无线式头戴型耳机102所具备的受电 模块3相向配置的方式对无线式头戴型耳机102进行定位。
[0087] 供电线圈21发挥通过电磁感应将从交流电源6获得的电力供给至供电谐振器22 的作用。如图3所示,该供电线圈21构成为W电阻器Ri、线圈LiW及电容器Cl为要素的 化C电路。此外,对线圈Li部分使用了螺线管线圈。另夕b将构成供电线圈21的电路元件 所具有的合计阻抗设为Zi,在本实施方式中,将构成供电线圈21的W电阻器Ri、线圈LiW 及电容器Cl为要素的化C电路(电路元件)所具有的合计阻抗设为Z1。另外,将流过供电 线圈21的电流设为Ii。此外,在本实施方式中,列举化C电路为例对供电线圈21进行了说 明,但也可W将供电线圈21设为化电路结构。
[0088] 受电线圈31发挥通过电磁感应来接收作为磁场能量从供电谐振器22传输至受电 谐振器32的电力并将该电力经由稳定电路7和充电电路8供给至二次电池9的作用。与 供电线圈21同样地,该受电线圈31如图3所示那样构成为W电阻器R4、线圈La化及电容器 C4为要素的化C电路。此外,对线圈La部分使用了螺线管线圈。另外,将构成受电线圈31 的电路元件所具有的合计阻抗设为Z4,在本实施方式中,将构成受电线圈31的W电阻器R4、 线圈LaW及电容器C4为要素的化C电路(电路元件)所具有的合计阻抗设为Z4。另外,将 连接于受电线圈31的被供电设备10(稳定电路7、充电电路8W及二次电池9)的合计阻抗 设为瓦。另夕F,将流过受电线圈31的电流设为14。此外,如图3所示,为方便起见,将连接 于受电线圈31的被供电设备10(稳定电路7、充电电路8W及二次电池9)的各负载阻抗合 起来设为电阻器町(相当于Zl)。此外,在本实施方式中,列举化C电路为例对受电线圈31 进行了说明,但也可W将受电线圈31设为化电路的结构。
[0089] 如图3所示,供电谐振器22构成为W电阻器R2、线圈LzW及电容器〇2为要素的 化C电路。另夕F,如图3所示,受电谐振器32构成为W电阻器R3、线圈LsW及电容器C3为 要素的化C电路。而且,供电谐振器22和受电谐振器32分别成为谐振电路,发挥产生磁场 谐振态的作用。在此,磁场谐振态(谐振现象)是指两个W上的线圈在谐振频带谐振。另 夕F,将构成供电谐振器22的电路元件所具有的合计阻抗设为Z2,在本实施方式中,将构成供 电谐振器22的W电阻器R2、线圈LzW及电容器C2为要素的化C电路(电路元件)所具有 的合计阻抗设为Z2。另外,将构成受电谐振器32的电路元件所具有的合计阻抗设为Z3,在 本实施方式中,将构成受电谐振器32的W电阻器R3、线圈LsW及电容器Cs为要素的化C电 路(电路元件)所具有的合计阻抗设为Z3。另外,将流过供电谐振器22的电流设为12,将 流过受电谐振器32的电流设为13。
[0090] 另外,在作为供电谐振器22和受电谐振器32的谐振电路的化C电路中,当将阻抗 设为L将电容器容量设为C时,由(式1)决定的f。成为谐振频率。 阳0川[数U
[0092]
? ? ?(式 1)
[0093] 另外,对供电谐振器22和受电谐振器32使用螺线管线圈。另外,使供电谐振器22 和受电谐振器32的谐振频率一致。此外,供电谐振器22和受电谐振器32只要是使用线圈 的谐振器即可,也可W是螺旋型、螺线管型等的线圈。
[0094] 另外,将供电线圈21与供电谐振器22之间的距离设为dl2,将供电谐振器22与受 电谐振器32之间的距离设为d23,将受电谐振器32与受电线圈31之间的距离设为d34 (参 照图5)。
[0095]另外,如图3所示,将供电线圈21的线圈Li与供电谐振器22的线圈L2之间的互 感设为Mi2,将供电谐振器22的线圈Lz与受电谐振器32的线圈L3之间的互感设为M23,将 受电谐振器32的线圈Ls与受电线圈31的线圈L4之间的互感设为M34。另外,在供电模块2 和受电模块3中,将线圈Li与线圈Lz之间的禪合系数表述为k12,将线圈Lz与线圈L3之间 的禪合系数表述为k23,将线圈Ls与线圈L4之间的禪合系数表述为k34。
[0096] 根据上述无线电力传输装置1 (供电模块2和受电模块3),能够在供电谐振器22 与受电谐振器32之间产生磁场谐振态(谐振现象)。当在供电谐振器22和受电谐振器32 谐振的状态下产生磁场谐振态时,能够将电力作为磁场能量从供电谐振器22传输至受电 谐振器32,从而能够将电力从具备供电模块2的充电器101无线传输至具备受电模块3的 无线式头戴型耳机102,对设置在无线式头戴型耳机102内的二次电池9进行充电。
[0097] (磁场空间的形成)
[009引在本实施方式的无线电力传输装置1中,为了抑制在供电模块2和受电模块3的 内部、周边产生的磁场的强度,而形成减弱了磁场强度的磁场空间Gl或磁场空间G2。具体 地说,如图1~图5所示,在利用谐振现象从供电模块2的供电谐振器22向受电模块3的 受电谐振器32进行电力供给时,在供电谐振器22和受电谐振器32的附近形成具有比周边 的磁场强度小的磁场强度的磁场空间Gl或磁场空间G2。
[0099] 为了形成磁场空间Gl或G2,通过将表示供电谐振器22和受电谐振器32的相对于 电源频率的传输特性"S21"的曲线图设定为具有两个波峰频带、将供给至供电模块的电力 的电源频率设定为与两个波峰频带中的某一个波峰频带对应的电源频率来实现。在本实施 方式中,如图1~图5所示,为了在供电谐振器22与受电谐振器32之间形成磁场空间G1,而 将电源频率设定为与两个波峰频带中的形成于高频侧的波峰频带对应的电源频率。此外, 在想要在供电谐振器22和受电谐振器32的外侧形成磁场空间G2的情况下(参照图5),将 电源频率设定为与两个波峰频带中的形成于低频侧的波峰频带对应的电源频率。
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