控制设备和送电设备的制造方法
【专利说明】
[0001] 对相关申请的交叉引用
[0002] 本申请基于在2013年9月11日提交的日本专利申请No.2013-188577的优先权并要 求其权益，其全部内容W引用的方式被并入本文。
技术领域
[0003] 本文所描述的实施例一般设及控制设备和送电设备。
【背景技术】
[0004] 常规上，使用磁场W非接触的方式将电力传送到受电设备的无线电力传送设备是 已知的。在无线电力传送设备中，泄漏的电磁场可能影响其他的电子装置。相应地，泄漏到 无线电力传送设备周围的电磁场的强度（W下称为泄漏电磁场强度)可能需要被减小，但该 减小的必要性依赖于无线电频率。
[0005] 引用列表
[0006] 专利文献
[0007] 专利文献1:国际公开NO.W02009/122355
【附图说明】
[000引图1是示出在第一实施例中的无线电力传送系统1的配置的示意性框图。
[0009] 图2是示出在第一实施例中的送电设备10的配置的示意性框图。
[0010] 图3是示出在第一实施例中的受电设备20的配置的一个示例的示意性框图。
[0011] 图4是示出在第一实施例中的、对通过执行相位控制来降低磁场进行定量解释的 解释性视图。
[0012] 图5是示出在第一实施例中的、对送电线圈的电流相位进行设置的处理的流程的 示例的流程图。
[0013] 图6是送电线圈和受电器的第一放置示例。
[0014] 图7是送电线圈和受电器的第二放置示例。
[0015] 图8示出了送电线圈和受电器的第S放置示例。
[0016] 图9示出了送电线圈的形状的配置示例。
[0017]图10示出了送电线圈的变形例。
[001引图11是示出在第二实施例中的送电设备12的配置的示意性框图。
[0019] 图12是示出在第S实施例中的送电设备13的配置的示意性框图。
[0020] 图13是示出在第S实施例中的控制器112c的配置的示意性框图。
[0021] 图14示出了由电流相位控制器905向两个送电电路供应的两个控制信号的波形示 例。
[0022] 图15是示出在第=实施例的变形例中的、对送电线圈的电流相位进行设置的处理 的流程的示例的流程图。
[0023] 图16是根据第四实施例的送电线圈的放置的解释性视图。
[0024] 图17是送电线圈的放置的第一变形例。
[0025] 图18示出了根据第四实施例的第二变形例的送电线圈的放置的第二变形例。
[0026] 图19是示出在第五实施例中的送电器1501的配置的示意性框图。
[0027] 图20是示出在第五实施例中的送电器1501的第一连接状态的示意性框图。
[0028] 图21是示出在第五实施例中的送电器1501的第二连接状态的示意性框图。
[0029] 图22是根据第六实施例的送电线圈1601-1到1601-4的放置的解释性视图。
【具体实施方式】
[0030] 根据一个实施例，控制设备控制至少一个或多个送电电路，该送电电路通过使得 多个送电线圈生成电磁场来W非接触的方式发送电力。控制设备包括控制器，该控制器针 对多个送电线圈中的至少两个送电线圈，基于流经运些送电线圈的复数电流（complex current) W及运些送电线圈的应数，来控制由送电电路输出到运些送电线圈的每个电流的 相位。
[0031] W下，将参考附图详细地描述本发明的实施例。
[0032] <第一实施例〉
[0033] 图1是示出在第一实施例中的无线电力传送系统1的配置的示意性框图。无线电力 传送系统1包括送电设备10和受电设备20。
[0034] 送电设备10生成电磁场，并且W非接触的方式将电力传送到受电设备20。例如，通 过电磁感应方法或磁场共振(磁场振动)方法来执行传送。电磁感应方法适于将电流传递给 两个线圈中的一个来将能量转换为磁场，并且使得另一个线圈生成电动势(electromotive force)。电磁感应方法也被称为磁场共振方法，其中线圈的共振频率被使用作为传送频率 来执行高效的传送。通过组合线圈和电容器来调整共振频率。
[0035] 受电设备20接收由送电设备10无线地传送的电力。运里，送电设备10包括送电器 101-1、101-2、……、101-M(ir是2或更大的整数）。受电设备20包括受电器201-l、201-2、……、201-M(lf是2或更大的整数）。
[0036] 送电器和受电器W-对一的关系相互对应。每个送电器101-ia是从1到M的整数） 生成磁场，并且W非接触的方式将电力传送给每个受电器201-i。例如，送电器101-1生成磁 场，并且W非接触的方式将电力传送给受电器201-1。例如，送电器101-2生成磁场，并且W 非接触的方式将电力传送给受电器201 -2。例如，送电器101-M生成磁场，并且W非接触的方 式将电力传送给受电器201-M。
[0037] 图2是示出在第一实施例中的送电设备10的配置的示意性框图。送电设备10包括： 包括送电器101-1、101-2、……UOl-M的M个送电器101-i; W及电气连接到运M个送电器 101-i中的每一个的控制设备110。W下，送电器101-1、101-2、……、IOl-M也被统称为一个 送电器/多个送电器101。
[0038] 在本实施例中的控制设备110控制流经包括在送电器101-i中的送电线圈103-i的 每个电流的相位，使得整个送电设备10可W减小在用于观察泄漏磁场的观察点处生成的磁 场。下面将提供具体的描述。
[0039] 首先给出对每个组件要素的描述。
[0040] 每个送电器101-i包括送电线圈103-i和送电电路104-i，送电电路104-i电气连接 到送电线圈103-i的两端，并且电气连接到之后描述的控制设备110的控制器112。
[0041 ] 控制设备110包括通信辅助部（communication aid) 11IW及控制器112,控制器 112电气连接到通信辅助部111并且电气连接到每个送电电路104-i。运里，在一个示例中， 控制器112由电子电路构成。
[0042] 送电线圈103-U103-2、……、103-M的应数可W是相同的，或可W是不同的。运里， 送电线圈103-i可W由导线构成，并且可W由李兹线化itz wire)构成。送电线圈103-i可W 构成任意的形状，诸如矩形、圆形、W及菱形。另外，铁氧体可W被放置在送电线圈103-i附 近W便增大线圈的电感值。送电线圈103-i可W由用于进行无线电力传送的任意线圈制成。
[0043] 送电电路104-i被配置为通过将电压施加到送电线圈103-i的两端来将高频电流 供应给送电线圈103-i。相应地，送电电路104-i通过使得送电线圈103-i生成磁场W非接触 的方式将电力传送到受电设备201-i。
[0044] 从所有送电电路104-i输出的电流的频率是相同的。从送电电路104-i输出的并且 被传递到送电线圈103-i的电流的幅度是根据作为电力传送目的地的受电器的状态而确定 的。从送电电路104-i输出的并且被传递到送电线圈103-i的电流的相位（W下也被称为电 流相位)被控制设备10的控制器112控制为所期望的值。送电电路是恒定的电压源。送电电 路可W被配置为向送电线圈供应由负载确定的无线电频率电流。
[0045] 例如，送电电路104-i检测流经送电线圈103-i的电流的值，并且向控制设备110的 控制器112输出指示该电流的值的电流信号Sl-i。
[0046] 例如，送电电路104-i获得从控制设备110的控制器112输出的控制信号S-i，并且 控制被施加到送电线圈103-i的两端的电压，使得具有与控制信号S-i相对应的相位的电流 流到电流送电线圈103-i。本文中的控制信号指的是控制由送电电路104-i输出的电流的相 位的信号。
[0047] 现在给出对控制设备110的每个部分的描述。
[0048] 通信辅助部111可W通过无线电传送与每个受电器201-i进行通信。无线电传送例 如由无线LAN实施。
[0049] 现在给出对控制器112中的具体处理的描述。
[0化0] 控制器112针对多个送电线圈中的至少两个送电线圈，基于流经运些多个送电线 圈103-i的复数电流W及运些送电线圈103-i的应数，控制由送电电路104-i输出到运些送 电线圈103-i的每个电流的相位。例如，控制器112针对多个送电线圈中的至少两个送电线 圈，基于流经运些多个送电线圈103-i的复数电流W及运些送电线圈103-i的应数，控制向 运些送电线圈103-i输出电流的送电电路104-i中的逆变电路的切换时机。具体地，例如，控 制器112接收从每个送电电路104-i中输出的电流信号Sl-i。例如，控制器112提前保持各个 送电线圈103-i中的每一个送电线圈的应数。
[0051]例如，控制器112针对每个送电器101-i，计算电流-应数积，该电流-应数积是用电 流信号Sl-i表示的流经送电线圈103-i的复数电流与提前保持的送电线圈103-i的应数的 积。例如，控制器112控制由送电电路104-i输出到多个送电线圈103-i的每个电流的相位， W便抑制计算出来的多个电流-应数积的作为结果的值的大小。下面将描述该确定的处理 的细节。例如，控制器112将控制信号S-i输出到送电电路104-i，W便将由送电线圈103-i输 出的电流的相位控制为被确定的电流相位。
[0052] 由于电流幅度是根据受电器的状态而确定的，因此控制器112不需要控制电流幅 度。
[0053] 送电设备10被配置为如上所述。W下，给出对在本实施例的送电设备10中由送电 设备10生成的泄漏磁场被减小的原因的描述。
[0054] 由送电线圈103-i生成的磁场的幅度与流经送电线圈103-i的电流幅度和送电线 圈103-i的应数的积成比例。运里，流到第i个送电线圈103-i的电流被定义为"li"。电流Ii 是复数电流。第i个送电线圈103-i的应数被定义为"Ni"。
[0055] 从送电线圈103-i生成的磁场的相位对应于流经送电线圈103-i的电流的相位。运 意味着，当电流的相位改变10度时，磁场的相位类似地改变10度。
[0056] 因此，来自第i个送电线圈103-i的磁场的幅度与作为电流Ii和应数Ni的积的电 流-应数积IiNi的幅度成比例。来自第i个送电线圈103-i的磁场的相位对应于电流-应数积 IiNi的相位。当存在M个送电线圈103-i，并且电流-应数积被表示为在复数平面上的向量 时，来自运M个送电线圈103-i的合成磁场的幅度与通过合成全部运M个向量而得到的合成 向量的幅度成比例。
[0057] 因此，由整个送电设备10在用于观察泄漏磁场的观察点处生成的磁场依赖于流经 每个送电线圈103-i的每个电流的幅度和相位，还依赖于每个送电线圈103-i的应数。
[0058] 在本实施例中的控制器112在一个示例中，针对全部送电线圈，计算电流-应数积。 例如，控制器112控制由每个送电电路104-i输出到每个送电线圈103-i中的电流IiQ = I到 M)的相位，W使得多个电流-应数积的作为结果的值的大小A变得等于或小于预设的阔值。 运里的作为结果的值指的是在多个电流-应数积被表示为复数平面上的向量时，通过合成 各个向量而得到的合成向量。作为结果的值的大小A表示该合成向量的幅度。
[0059] 现在给出对合成处理的细节的描述。根据式(1)计算作为结果的值的大小A。
[0060] 式(1)
[00W]
[0062] 运里"Ii"表示在电流相位被控制之后的复数电流。在本实施例中，在一个示例中， 控制器112确定电流相位，使得如上所述计算出的作为结果的值的大小A变得等于或小于预 设的阔值。电流相位可W不被确定为绝对值而被确定为相对相位。
[0063] 例如，当期望使从多个送电线圈得到的合成磁场的强度等于或小于预设的磁场强 度时，预设的阔值表示流经生成预设的磁场强度的一应线圈的电流的幅度值。通过W运种 方式设置阔值，控制器112可W抑制从多个送电线圈得到的合成磁场的强度W使其等于或 小于所期望的值。
[0064] 在一个具体示例中，控制器112如下所述地确定电流相位。假定每个电流-应数积 等于或小于阔值。例如，控制器112针对多个送电线圈中的每一个，通过将复数电流与送电 线圈的应数相乘来计算电流-应数积。例如，控制器112首先将预定的角度(例如，0度)分配 给与在计算出的多个电流-应数积