无线电力传输装置的制造方法_5

文档序号:9423121阅读:来源:国知局
抗 Zm(A)的值有时高于输入阻抗Z^(W)的情况进行了说明。在此,在本发明中,如上所述,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供给电力时, 能够在供电谐振器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。而且,为了形成磁场空间G1、G2,通过设定为表示供电谐振器 22和受电谐振器32的相对于电源频率的传输特性"S21"的曲线图具有两个波峰频带并将 供给至供电模块2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。
[0170] 运样,可知在为了形成磁场空间Gl而将电源频率设为与两个波峰频带中的形成 于高频侧的波峰频带(f化i曲P))对应的电源频率的情况下,如表示测定实验1~4的测 定结果的图12~图15所示,输入阻抗Zin(A)的值高于输入阻抗Zin(W)。 阳171] 在测定实验5中,实际上对为了形成磁场空间Gl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(fOli曲P))对应的电源频率时的正常充电状态下的无 线电力传输装置1的输入阻抗Zi。(T)、待机状态下的供电模块2的输入阻抗Zm(W)W及在 供电模块2的附近配置有金属异物60的情况下的包括金属异物60的供电模块2的输入阻 抗Zh(A)进行测定。
[0172]具体地说,使用测定实验1~4中所使用的无线电力传输装置1,并将稳定电路7、 充电电路8W及二次电池9作为连接于受电线圈31的被供电设备10进行连接。另外,将 所施加的电压设为5V,将电源频率设定为1030曲Z(f化i曲巧),将二次电池9的充电电流 设为12.5mA。另外,与测定实验1~4同样地,使用侣、铜、铁、空气电池(儀/侣制)作为 所使用的金属异物60。另外,在正常充电状态下的供电谐振器22与受电谐振器32之间的 距离d23为3mm时进行了测定。另外,在对包括金属异物的供电模块2的电流值进行测定 时,针对图11所示的供电谐振器22与金属异物60之间的距离d23为3mm的情况和2mm的 情况进行了测定。在图16中示出其结果。 阳17引如图16所示,在将电源频率设为1030曲Z(f化曲P))并将供电谐振器22与金属 异物60之间的距离d23设定为3mm的情况下,输入阻抗Z。(W)为84. 1Q,输入阻抗Zm(A) (侣片A)为117.30,输入阻抗Zin(A)(侣片B)为96.80,输入阻抗Zm(A)(铜片A)为 121. 0Q,输入阻抗Zi。(A)(铜片B)为96. 8Q,输入阻抗Zi。(A)(铁片A)为92. 2Q,输入阻 抗Zi。(A)(铁片B)为88. 0Q,输入阻抗Zi。(A)(空气电池A)为94. 4Q,输入阻抗Zi。(A)(空 气电池B)为86. 0Q,输入阻抗Zm灯)为69. 1Q,
[0174] 另外,在将电源频率设定为1030曲z(f〇li曲P))并将供电谐振器22与金属异物 60之间的距离d23设定为3mm的情况下,输入阻抗Zm(W)为84.IQ,输入阻抗Zi。(A)(侣片 A) 为168. 3Q,输入阻抗Zm(A)(侣片B)为110. 6Q,输入阻抗Zm(A)(铜片A)为162. 6Q, 输入阻抗Zm(A)(铜片B)为110. 6Q,输入阻抗Zi。(A)(铁片A)为101. 9Q,输入阻抗Zm(A) (铁片B)为90. 0Q,输入阻抗Zi。(A)(空气电池A)为101. 9Q,输入阻抗Zm(A)(空气电池 B) 为88. 0Q,输入阻抗Zi。灯)为58. 6Q, 阳1巧]如上所述可知,在将金属异物60设为侣、铜、铁、空气电池中的任一个的情况下, 所测定的各输入阻抗的关系均为:输入阻抗Z。(A)〉输入阻抗Zm(W)〉输入阻抗Zm(T)。 [0176] 根据上述,在为了形成磁场空间Gl而将电源频率设定在与两个波峰频带中的形 成于高频侧的波峰频带(fOli曲P))对应的频带并满足输入阻抗Zm(A)〉输入阻抗Zm(W)〉 输入阻抗Zm(T)的关系性的情况下,成为如下关系:正常充电状态下的流过无线电力传输 装置1的电流值〉待机状态下的流过供电模块2的电流值〉在供电模块2的附近配置有金 属异物60的情况下的流过包括金属异物60的供电模块2的电流值。由此,在供电模块2 的附近配置有金属异物60的情况下,与待机状态、正常充电状态相比,包括金属异物60的 供电模块2所产生的热小。 阳177](效果)
[0178] 根据上述结构,通过将无线电力传输装置1设计成将供给至供电模块2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(fOli曲P))对 应的频带并满足金属异物配置时输入阻抗Zm(A)〉待机状态时的输入阻抗Zi。(W)〉正常充电 时的输入阻抗Zm(T)的条件,由此,即使在供电模块2所具有的供电谐振器22的附近配置 有金属异物60的情况下,与待机状态相比,也会由于输入阻抗Zi。(A)高于输入阻抗Zm(W) 和输入阻抗Zi"(T)而包括金属异物60的供电模块2的电流值变低,从而能够抑制发热、满 电流。 阳179] 另外,通过将无线电力传输装置1设为满足上述关系式(式4)~(式6)的电路结 构,由此,即使在供电模块2所具有的供电谐振器22的附近配置有金属异物60的情况下, 与待机状态相比,也会由于输入阻抗Z^(A)高于输入阻抗Z^(W)和输入阻抗Z^(T)而供电 模块2的电流值变低,从而能够抑制发热、满电流。
[0180](其它实施方式1) 阳181] 在上述实施方式的说明中,不特别设置控制设备(控制部)等,而设为如下结构: 在将电源频率设定在比谐振频率f。高的高频侧并在供电模块2的附近配置有金属异物60 的情况下,与待机状态的输入阻抗Zm(W)相比,输入阻抗Zm(A)的值变高,由此减小在恒定 电压下流动的电流值,从而抑制包括金属异物60的供电模块2所产生的过量的热。 阳182] 但是,并不限于此,无线电力传输装置1还可W设为设置有检测器和控制部的结 构,其中,该检测器检测输入阻抗,在由检测器检测出的输入阻抗表示大于输入阻抗Zm(W) 的值的情况下,该控制部判断为处于在供电谐振器22的附近配置有金属异物60的状态。 阳183] 具体地说,预先测定未从充电器101对无线式头戴型耳机102所具备的二次电池 9充电而处于待机状态时的输入阻抗Zm(W)的范围(例如使控制部所具备的存储装置存储 处于待机状态时的输入阻抗Zi。(W)的范围W供参照),在由检测器检测出该范围的输入阻 抗Zi。的情况下,判断为针对充电处于待机状态。另一方面,在由检测器检测出的输入阻抗 Zm表示大于处于待机状态时的输入阻抗Z1。(W)的范围的值的情况下,判断为处于在供电谐 振器22的附近配置有金属异物60的状态。 阳184] 另外,也可W是,控制部在判断为处于在供电谐振器22的附近配置有金属异物60 的状态的情况下,进行控制使得停止对供电模块2的电力供给。 阳化5] 并且,也可W是,无线电力传输装置1还具备通知装置(警报、灯、表示器等),该通 知装置(警报、灯、表示器等)向外部进行通知,控制部在判断为处于在供电谐振器22的附 近配置有金属异物60的状态的情况下,通过通知装置来通知处于在供电谐振器22的附近 配置有金属异物60的状态。例如,如果通知装置是警报装置,则通过警告音来通知异常,如 果通知装置是L邸灯,则通过使警告色点亮、闪烁来通知异常,如果通知装置是显示器,贝U 通过将警告消息显示于显示器来通知异常。 阳186] 根据上述结构,在由检测器检测出的输入阻抗表示大于输入阻抗Zi。(W)的值的情 况下,能够判断为处于在供电谐振器22的附近配置有金属异物60的状态,从而能够实现安 全的电力供给。 阳187]另外,通过控制部在判断为处于在供电谐振器22的附近配置有金属异物60的状 态的情况下停止对供电模块2的电力供给,能够预先防止因在供电谐振器22的附近配置有 金属异物60的状态下的电力供给而导致发生不良情况(发热、满电流)。
[0188] 另外,控制部在判断为处于在供电谐振器22的附近配置有金属异物60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22的附近配置有金属异物60的 状态。 阳189](其它实施方式2)
[0190] 另外,对在上述无线电力传输装置1中满足输入阻抗Zi"(A)>输入阻抗Zi"(W)〉输 入阻抗Zm(T)的关系性的情况下成为正常充电状态下的流过无线电力传输装置1的电流值 〉待机状态下的流过供电模块2的电流值〉在供电模块2的附近配置有金属异物60的情况 下的流过包括金属异物60的供电模块2的电流值的关系的情况进行了说明。因此,在本发 明中,还提供能够利用该电流值的关系来控制对供电模块2的电力供给的开始/切断(电 力供给接通/断开控制)的结构。 阳191] 具体地说,如图17所示,在无线电力传输装置1中,设为在供电模块2的供电线圈 21与AC/DC电源20之间连接有电源电路5的结构。而且,电源电路5设为包括振荡输出器 11、电流检测器12W及比较电路13的结构。
[0192] 振荡输出器11包括将电力的电源频率设定为规定值的振荡器(逆变器电路等) 和能够通过来自外部的控制信号(后述的接通控制信号、断开控制信号)来切换对供电模 块2的电力供给的接通/断开的开关电路等。
[0193] 电流检测器12是能够检测从振荡输出器11输出至供电模块2的电流值的电流 计。此外,在本实施方式中,通过测定电压来测定电流值。
[0194] 比较电路13是如下的比较器:将由电流检测器12检测出的第一电流值与预先设 定的阔值进行比较,在判断为第一电流值为阔值W上的情况下,经过规定时间后再次将由 电流检测器12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,将用于使对供电模块2的电力供给断开的断开控制信号输出至振荡输出器11。
[0195] 在此,将阔值设为处于从供电模块2对受电模块3进行无线电力供给时输入至供 电模块2的电流值与未从供电模块2对受电模块3进行无线电力供给时输入至供电模块2 的电流值之间的值。
[0196] 具体地说,如上所述,由于满足金属异物配置时的输入阻抗Zm(A)〉待机状态时的 输入阻抗Zm(W)〉正常充电状态时的输入阻抗Zm(T)的条件,因此满足供电模块2与受电模 块3之间进行无线电力供给时(正常充电状态)的电流值(传输时输入电流值)〉处于待 机状态时的电流值(待机时输入电流值)〉在供电模块2所具有的供电谐振器22的附近配 置有金属异物时(异常状态)的电流值(金属异物配置时输入电流值)的关系。因此,在 本实施方式中,将阔值设为传输时输入电流值与待机时输入电流值之间的值。此外,阔值只 要处于满足上述条件的范围内即可,能够自由地设定。
[0197] (电力供给接通/断开控制流程)
[019引接着,根据图18的流程图来说明由电源电路5执行的电力供给接通/断开控制。
[0199] 首先,利用电流检测器12来检测最初的电流值(第一电流值)(S11)。然后,比较 电路13判断所检测出的第一电流值是否为上述(预先设定的)阔值W上(S12)。
[0200] 然后,在检测出的第一电流值不为阔值W上的情况下(S12 :否(NO)),转移至S11。 另一方面,在检测出的第一电流值为阔值W上的情况下(S12:是(YE巧),经过规定时间后 再次利用电流检测器12来检测电流值(第二电流值)(S13)。 阳201] 然后,比较电路13判
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