送电装置、搭载有送电装置的车辆以及无线电力传输系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及通过送电线圈和受电线圈之间的电磁感应W非接触方式传输交流电 力的送电装置、搭载有送电装置的车辆W及无线电力传输系统。
【背景技术】
[0002] W便携式电话机为首的各种移动设备得到普及。移动设备的功耗因功能和性能的 提高W及内容的多样化而持续增大。当利用预定容量的电池进行工作的移动设备的功耗增 大时，该移动设备的工作时间变短。作为用于弥补电池容量的限制的技术，无线电力传输系 统受到关注。无线电力传输系统通过送电装置的送电线圈和受电装置的受电线圈之间的电 磁感应，W非接触方式从送电装置向受电装置传输交流电力。特别是使用了谐振型的送电 线圈和受电线圈的无线电力传输系统，即使在送电线圈和受电线圈的位置相互错开时也能 够维持高传输效率。因此，谐振型的无线电力传输系统在各种领域得到应用。
[0003] 近年来，在车辆上搭载了 W非接触方式对便携电话机等移动设备（受电装置）充 电的送电装置的系统开始普及。在运样的系统中，能够在车辆中W非接触方式对移动设备 充电。希望送电装置尽可能薄W不占用太大地方。
[0004] 现有技术文献 阳0化]专利文献1 :日本特开2008-205215号公报
【发明内容】
[0006] 但是，在该W往技术中，通过使送电装置为薄型，导致送电线圈的损失增大，传输 效率降低，因此谋求一种高效地传输交流电力的送电装置。
[0007] 本发明的一个技术方案的送电装置是一种W非接触方式对具备受电线圈的受电 装置输送交流电力的送电装置，该送电装置具备：对所述受电装置送电的送电面；送电电 路，其将从直流电源输入的直流电力转换成交流电力；W及至少一个送电线圈，其设置在所 述送电装置内部的所述送电面侧，包括具有不同电感值的2N个平面线圈，将从所述送电电 路输出的所述交流电力输送给所述受电线圈，所述N为2 W上的自然数。对于所述2N个平 面线圈，在设为i = 1~N的情况下，在所述2N个平面线圈中，构成电感值第i高的所述平 面线圈和电感值第i低的所述平面线圈彼此串联连接而成的线圈组，所述线圈组彼此并联 连接。
[0008] 本发明的另一技术方案的送电装置是一种W非接触方式对具备受电线圈的受电 装置输送交流电力的送电装置，该送电装置具备：对所述受电装置送电的送电面；送电电 路，其将从直流电源输入的直流电力转换成交流电力；W及至少一个送电线圈，其设置在所 述送电装置内部的所述送电面侧，包括具有不同电感值的M个平面线圈，将从所述送电电 路输出的所述交流电力输送给所述受电线圈，所述M为3 W上的自然数。所述M个平面线 圈具有2个W上的线圈组，该2个W上的线圈组包括按与所述电感值的大小顺序不同的顺 序选择出的2个W上的平面线圈作为一组串联连接而成的线圈组，所述线圈组彼此并联连 接。
[0009] 本发明的另一技术方案的受电装置是一种W非接触方式从具备送电线圈的送电 装置接受交流电力的受电装置，该受电装置具备：从所述送电装置受电的受电面；受电电 路，其将从所述受电面输入的交流电力转换成直流电力；W及至少一个受电线圈，其设置在 所述受电装置内部的所述受电面侧，包括具有不同电感值的2N个平面线圈，将从所述受电 面输入的所述交流电力输出给所述受电电路，所述N为2 W上的自然数。对于所述2N个平 面线圈，在设为i = 1~N的情况下，在所述2N个平面线圈中，构成电感值第i高的所述平 面线圈和电感值第i低的所述平面线圈彼此串联连接而成的线圈组，所述线圈组彼此并联 连接。
[0010] 本发明的另一技术方案的受电装置是一种W非接触方式从具备送电线圈的送电 装置接受交流电力的受电装置，该受电装置具备：从所述送电装置受电的受电面；受电电 路，其将从所述受电面输入的交流电力转换成直流电力；W及至少一个受电线圈，其设置在 所述受电装置内部的所述受电面侧，包括具有不同电感值的M个平面线圈，将从所述受电 面输入的所述交流电力输出给所述受电电路，所述M为2 W上的自然数。所述M个平面线 圈具有2个W上的线圈组，该2个W上的线圈组包括按与所述电感值的大小顺序不同的顺 序选择出的2个W上的平面线圈作为一组串联连接而成的线圈组，所述线圈组彼此并联连 接。
[0011] 此外，运些总括性或具体的技术方案可W由系统、方法、集成电路、计算机程序或 记录介质来实现，也可W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。
[0012] 根据上述技术方案，能够提供一种高效地传输交流电力的薄型的送电装置。
【附图说明】
[0013] 图1是表示搭载于车辆的无线电力传输系统的一例的图。
[0014] 图2是表示具有与专利文献1所公开的层叠线圈同样的构成的多个平面线圈的分 解立体图。
[0015] 图3是图2所示的层叠线圈的等效电路图。
[0016] 图4A是表示具备送电装置和受电装置的无线电力传输系统的一例的截面图。
[0017] 图4B是表示具备送电装置和具有磁性体的受电装置的无线电力传输系统的一例 的截面图。
[0018] 图4C是表示具备受电装置和具有金属框体的送电装置的无线电力传输系统的一 例的截面图。
[0019] 图5是表示具有平面线圈Ll~L4的送电线圈的立体图。
[0020] 图6是图2所示的送电线圈的等效电路图。
[0021] 图7是表示无线电力传输系统的一例的框图。
[0022] 图8是表示送电电路的一例的框图。
[0023] 图9是实施方式1中的送电线圈的截面图。
[0024] 图10是实施方式1中的送电线圈的分解立体图。
[0025] 图11是实施方式1中的送电线圈的等效电路图。
[00%] 图12是实施方式2中的送电线圈的分解立体图。
[0027] 图13是实施方式2中的送电线圈的等效电路图。
[0028] 图14是实施方式3中的送电线圈的分解立体图。
[0029] 图15是实施方式3中的送电线圈的等效电路图。
[0030] 图16是表示实施方式1 (实施例1) W及实施方式3 (实施例2)中的送电线圈的 特性的坐标图。
[0031] 图17是实施方式4中的送电线圈的分解立体图。
[0032] 图18是实施方式4中的送电线圈的等效电路图。
[0033] 图19是表示各平面线圈的圈数不同的送电线圈的一例的分解立体图。
[0034] 图20是图19所示的送电线圈的等效电路图。
[0035] 图21是表示在同一平面上重叠2个平面线圈而形成的送电线圈的一例的立体图。
[0036] 图22A是表示与实施方式1中的送电线圈串联连接了平面线圈La的变形例的等 效电路图。
[0037] 图22B是表示与实施方式1中的送电线圈并联连接了平面线圈化的变形例的等 效电路图。
[0038] 图23A是表示实施方式5中的送电装置的立体图。
[0039] 图23B是表示实施方式5中的在送电装置上放置了受电装置的状态的立体图。
[0040] 图23C是表示实施方式5中的在送电装置上放置了受电装置的另一状态的立体 图。
[0041] 图24是表示实施方式5中的送电装置的概略构成的图。
[0042] 图25是表不无线电力传输系统的一例的图。
[0043] 图26是表示具备送电装置的车辆的一例的图。
[0044] 图27是表示具备层叠的多个平面线圈的受电装置的构成例的截面图。
[0045] 附图标记说明
[0046] 100送电装置
[0047] 110送电天线
[0048] 112送电线圈 W例 114谐振电容器 阳化0] 120磁性体
[0051] 125金属框体
[0052] 130送电面
[0053] 140送电电路
[0054] 150控制电路 阳05引 160铜图案
[0056] 170玻璃环氧树脂
[0057] 180 端子
[0058] 190 开关
[0059] 200受电装置
[0060] 210受电天线
[0061] 212受电线圈
[0062] 214a、214b谐振电容器
[0063] 220受电电路
[0064] 230 二次电池 W65] 240驱动用电动马达
[0066] 250磁性体
[0067] 270 车轮
[0068] 300 DC 电源
[0069] 400控制台
[0070] 500医院用机器人
[0071] 600 车辆
【具体实施方式】
[0072] (成为本发明的基础的见解）
[0073] 对于在"【背景技术】"一栏中记载的送电装置，本发明人发现会产生W下的问题。
[0074] 图1是表示搭载于车辆的无线电力传输系统的一例的立体图。该系统具备受电装 置200和搭载于车载的控制台（console box) 400内的送电装置100。送电装置100具备至 少一个送电线圈，该至少一个送电线圈包括沿与对受电装置送电的送电面垂直的方向层叠 的多个平面线圈。
[0075] 专利文献1公开了无线电力传输系统所使用的层叠线圈单元。该层叠线圈单元具 有多个平面状空忍线圈。各线圈由在绝缘基板上形成的满旋状的导电图案构成，在绝缘基 板的厚度方向上层叠。
[0076] 图2是表示具有与专利文献1所公开的层叠线圈同样的构成的多个平面线圈的 分解立体图。图3是表示图2所图示的多个平面线圈的等效电路的图。在该层叠线圈中， 作为绝缘基板使用了柔性基板运样的薄基板。制作在柔性基板上呈满旋状形成导体图案 (0.035mm)的一个平面线圈。按与此同样的方法制作4个平面线圈，在层叠了 4个平面线 圈的状态下，如图2、3所示使各平面线圈电连接。4个平面线圈中的2个串联连接，剩余的 2个也串联连接。运2组平面线圈对并联连接。在专利文献1中记载了能够根据运样的构 成来提供W薄型使Q值怕uality Factor)提高的送电装置。
[0077] 图4A是示意性表示无线电力传输系统的一例的截