专利名称：非接触电力传送装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及利用电磁感应，非接触地从一次侧的送电装置向二 次侧的受电装置传送电力的非接触电力传送装置。
背景技术：
现今，作为这种非接触电力传送装置，已知例如专利文献l所 述的内容。该专利文献1所述的非4妄触电力传送装置以下述方式运4于，在 进行电力传送之前，通过相互通信确^人送电装置和受电装置是否正 规，在该确认结束后，送电装置再开始对受电装置进行正式的电力 传送。此外，作为现有的其他非*接触电力传送装置，例如已知如图6 所示进行动作的装置。如图6所示，送电装置侧，4又在间歇的^L定时间Tl向自己的 一次线圈供电，并根据有无来自受电装置侧的响应而进行动作。即， 送电装置在经过该规定时间Tl后，在没有来自受电装置侧的认证 的要求的情况下，4f止对一次线圏的供电。另一方面，在经过该头见 定时间Tl后，存在来自受电装置侧的认证要求的情况下，进行认 证动作，在该认证成立的情况下，开始对受电装置的送电动作。接着，参照图7的流程图详细叙述这些动作。在送电装置侧，开始一次线圏的驱动(步骤Sl )，之后进^f亍"i人 证的检测(步骤S2)，在不能进行该检测的情况下，停止一次线圏 的驱动(步骤S3)。另一方面，如后所述，在能够进行该检测的情 况下进行规定的认证动作(步骤S4 )。在受电装置侧，在自己的二次线圈和送电装置的一次线圏为电 磁耦合状态时，接受用于起动的足够的电力(步骤S5)。通过该电 力接受被上电复位(步骤S6)，受电装置开始与送电装置之间的认 证动作(步骤S7 )。当开始该认证动作时，因为在送电装置侧能够检测到该认证， 所以进行规定的认证动作(步骤S4)。才艮据该认证动作，如果能够 对受电装置进行电力发送，则送电装置开始对受电装置的电力的发送。专利文献1:日本特开2006-60909号7>才艮但是，在进行图6和图7所示的动作的现有的非接触电力传送 装置中，送电装置侧在间歇的规定时间Tl向自己的一次线圈进行 供电时，必须检测来自受电装置侧的响应。因此，送电装置在直至该受电装置能够响应的规定期间Tl中 必须向一次线圈供电，存在该规定期间Tl越长待4几时的电力消耗^ 越大的问题，要求解决该问题。发明内容因此，鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种非接触电力传 送装置，能够缩短在进行送电装置的间歇动作等时对一次线圏的供 电时间，能够减少送电装置的待机时的电力；肖库毛。为了解决上述问题达成本发明的目的，各发明由以下所述结构构成。第 一发明是一种非接触电力传送装置包括包含一次线圏的送 电装置和包含二次线圈的受电装置，使上述一次线圏和上述二次线 圈电f兹耦合，上述送电装置对上述受电装置进行电力传送，上述二 次线圏包括磁性体，上述送电装置包括供电单元，用于向上述一 次线圏供电;.以及自我感应系数检测单元，在上述供电单元对上述 一次线圈开始供电之后，紧3艮着才金测上述一次线圈的自我感应系翁: 的变化，基于上述自我感应系数检测单元的检测结果，确定在供电 开始之后不久的上述供电单元的供电动作。第二发明是在第 一发明中进一步包括控制单元，以下述方式控 制上述供电单元，在上述自我感应系数;险测单元的检测^直在^L定值 以下的情况下4f止上述供电单元的供电，在上述冲佥测值在A见定值以 上的情况下继续上述供电单元的供电。第三发明是在第一或第二发明中，上述供电单元间歇地对上述 一次线圈进4亍供电。第四发明是在第一至第三发明中，上述一次线圈和上述二次线 圈由平面线圈构成，在构成上述二次线圈的平面线圈的一个平面 上，相对地配置有》兹性体片。第五发明是在第四发明中，上述》兹性体片由非晶质,兹性体构成。第六发明是在第一至第五发明中，上述受电装置安装于便携式 电话。根据这样的结构的本发明，能够缩短在进行送电装置的间歇动 作等时对一次线圏的供电时间，能够减少送电装置的待机时的电力消耗。
图1是表示本发明的实施方式的结构的框图；图2是表示二次线圈和f兹性体的结构的图，(a)为其俯视图， (b)为其侧面图；图；图3是在时间轴上i兌明本发明的实施方式的各动作的定时的图4是说明送电装置的动作例的流程图；图5是表示由一次线圈的自我感应系数的变化引起的一次线圏 端的电压的振幅、相位的变化特性的 一个例子的图；图6是在时间轴上说明现有装置的各动作的定时的图；以及图7是说明现有装置的动作例的流程图。符号说明1 送电装置2受电装置11 4展动电^各12 马区动时4f生成电路13 驱动控制电路14a、 14b 驱动电路15a、 15b 电容器16 —次线圏17 电压4企测电路 18》皮形整形电5各19 信号处理控制电路 21 二次线圏31石兹性体(》兹性体片)具体实施方式
以下参照附图i兌明本发明的实施方式。在说明本发明的实施方式之前，对本发明的概要和其基本的想 法进4亍i兌明。本发明的非接触电力传送装置例如安装(应用)于便携式电话 等中，如图l所示，利用电磁感应，能够非接触地从一次侧的送电 装置l对二次侧的受电装置2传送电力。此外，本发明着眼于下述情况，在开始对送电装置1的一次线 圈16进行供电时，或开始之后，如果受电装置2侧的具有》兹性体 31的二次线圈21^妾近它，则与不4妄近的情况相比， 一次线圏16的 自我感应系数变化，由此一次线圈16端产生的电压的振幅发生变化。这样的事实能够通过图5所示的实—验进4亍确认。在图5中，曲 线a是在二次线圈21相只于一次线圈16的4妄近3巨离最远的'lt况(一 次线圏16的自我感应系数最小的情况)下，表示相对此时的频率 的一次线圏16端的电压的振幅和相位的变化。此夕卜，曲线b、 c、 d、 e是以该顺序4吏两者的接近距离变近的情况(一次线圈16的自我感 应系ft依次变大的情况)，此时的曲线向左侧移动。根据图5可知，在相对一次线圈16使具有》兹性体31的二次线 圏21^妄近， 一次线圏16的自我感应系凄t产生变4匕时，该自我感应 系数的变化引起的一次线圈16端的电压的变化特性是振幅变大， 相位变小。此外可知，图5所示的一次线圈16的自我感应系数的变化引 起的一次线圏16端的电压的振幅、相位的变化特性是，如果在二 次线圏21的磁性体31中使用损失较少的磁性材料，则从送电装置 1侧看，在保证一定程度的共振电路的Q值的情况下使共振频率变化。因此，本发明的送电装置l,在从受电装置2侧的二次线圏21 不4妄近时的送电装置1侧的共振电路的共振频率向上侧或下侧离开 的频率下，检测一次线圏16端的电压。但是，是相位灵敏度低、 且能够7见测到 一 定的4展幅变化的频率。本发明基于这样的想法，在送电装置1开始对一次线圈16的 供电之后，；险测该一次线圈16的自我感应系凄丈的变4^,基于该检 测结果确定供电开始之后的供电动作(停止供电或继续供电)。4妄着，i兌明该实施方式的具体的结构。如图1所示，送电装置1包括振动电路ll、驱动时钟生成电路 12、驱动控制电路13、驱动电路14a、 14b、电容器15a、 15b、 一 次线圏16、电压检测电路17、波形整形电路18、和4言号处理4空制 电3各19。例如，振动电路11是产生由期望的频率构成的脉冲的电路。 该振动电路11的振动动作的控制由信号处理控制电路19进行。驱动时钟生成电路12是基于振动电路11的输出生成规定频率 的驱动时钟的电路，该频率的控制由信号处理控制电路19进行。驱动控制电路13基于驱动时钟生成电路12生成的驱动时钟， 生成使驱动电路14a、 14b动作的信号，将该生成信号输出至驱动 电路14a、 14b。马区动电3各14a、 14b是马区动由电容器15a、 15b和一;欠线圈16 构成的串联共振电路的电路。一次线圈16与受电装置2侧的二次线圈21电》兹耦合，通过电 ,兹感应作用能够/人一次线圏16侧向二次线圏21侧传送电力。即， 一次线圏16和二次线圈21构成在物理上分离自由的变压器。电压4企测电路17是4企测在一次线圏16端产生的电压(感应电 压)的电路。波形整形电路18是对由电压4企测电^各17检测出的枱r 测电压的波形进4亍整形的电3各。信号处理控制电路19是根据由电压检测电路17进行检测、由 波形整形电路18进4亍波形整形的4企测电压，求出该检测电压的振 幅值和脉冲宽度，基于该求出的值，通过后述的各部的控制进行规 定的供电控制的电路。受电装置2接受从送电装置1送出的电力，并将该电力供给至 作为负载的二次电池的装置。因此，如图1所示，受电装置2包括二次线圏21、整流电路 22、平滑用电容器23、电阻24、开关25、调节器26、开关27、 二 次电池(负载)28、和4空制电路29。二次线圈21与送电装置1侧的一次线圏16电》兹井禺合，产生感 应电压。 一次线圏16和二次线圏21的传送面;f皮此相对并才妄近，产 生电石兹感应4乍用。如图2所示，二次线圈21在一个平面侧上i殳置有作为》兹性体 31的磁性体片等，例举出该磁性体的必要条件，如下所述。(1 )能够容易地装入受电装置2侧。(2 )数100kHz等级的透》兹率4交大，例如其透^兹率为100以上。(3) 铁损较少。(4) 能够使送电装置l侧的一次线圏16的自我感应系数适度 变化。具体而言，在一次线圈16和二次线圏21为平面线圏的情况 下，在该两者的间隔(3巨离)为5mm以下时，能够容易;也变4匕一 次线圏16的自我感应系凄t。满足这样的条件的磁性体31优选是由非晶质材料构成的片状 的非晶质磁性体。此外，在该磁性体31由片状的非晶质磁性体构 成的情况下，其面积比二次线圏21的平面面积更大(参照图2)， 其厚度例如为0.1 mm以下。整流电路22对二次线圈21的感应电压进行整流。平滑用电容 器23使来自整流电路22的输出电压平滑化。该平滑化电压能够通 过电阻24和开关25进4亍改变。调节器26基于上述平滑化电压生成期望的稳定化的电压，该 生成电压在通过开关27供给至二次电池28的同时，直4妾供给至控 制电路29。控制电路29根据来自调节器26的输出电压进行动作，在对送 电装置1要求受电动作的情况下，为了在该要求之前进行认证动作， 通过使开关25为ON、 OFF而进行负载调制，进行将规定的数据送 向送电装置1侧的动作。此外，控制电路29在送电装置1进行送电动作的情况下，使 开关27为ON，开始二次电池28的充电，在该充电期间中监3见充 电电压等，当该充电结束时，在4吏开关27为OFF的同时，控制开 关25为ON、 OFF,进行向送电装置1侧通知充电的结束的动作。接着，参照图1至图4对这样的结构的实施方式的动作进4亍i兌明。如图3所示，送电装置1开始间歇地向自己的一次线圏16供 电。在该供电开始之后，根据受电装置2侧的二次线圏21是否接 近一次线圈16， 一次线圈16的自我感应系凄史值不同。该自我感应 系教:值的大小能够通过4企测一次线圏16端的电压得知。送电装置l在其检测电压值为规定值以下的情况下，在规定期 间T2停止该供电动作。另一方面，在该检测电压值在规定值以上 的情况下，送电装置1在经过该^L定期间T2之后仍继续供电动作， 之后，在存在来自受电装置2侧的认证的要求的情况下进行认证动 作，在该iU正成立的情况下对受电装置2开始本来的送电动作。此处，图3 (a)表示了送电装置1为间歇动作中，送电装置l 伴随着间歇动作转变为本来的供电动作的情况。另一方面，图3(b) 表示了送电装置1为间歇动作中，但送电装置1不伴有该间歇动作 地转变为本来的供电动作的情况。接着，参照图4的流程图说明动作例的详细内容。送电装置1开始一次线圈16的驱动(步骤Sll )，在该驱动之 后，信号处理控制电路19取得电压检测电^各17冲企测出的一次线圏 16端的电压(步骤S12)。接着，求取该取得的检测电压的振幅，判定该取得的振幅是否 为规定值以上(步骤S13 )。在该判定结果是该振幅不在规定值以上 的情况下(No)，即在二次线圏21未4妄近一次线圈16，其自我感 应系lt没有增加的情况下，送电装置1停止一次线圈16的驱动(步 骤S14)。另 一方面，在该;险测电压的振幅在规定值以上的情况下(Yes ), 即二次线圏21^妄近一次线圈16,其自我感应系婆史增力o的情况下， 送电装置1继续一次线圈16的驱动(步骤S15 )。由此，当受电装置2接收到用于起动的足够的电力时，开始其 与送电装置之间的i人证动作。当该认证动作开始时，送电装置l进 行规定的认证动作(步骤S16)。根据该认证动作，如果能够进行对 受电装置2的电力的发送，则开始送电装置l对受电装置2的电力 的发送。如上所述，才艮据该实施方式，在送电装置1的间歇动作时，不 需等待来自受电装置2的响应，能够缩短对一次线圈16的供电时 间，能够减少送电装置1的待机时的电力消耗。
权利要求
1.一种非接触电力传送装置，包括包含一次线圈的送电装置以及包含二次线圈的受电装置，使所述一次线圈和所述二次线圈电磁耦合，所述送电装置对所述受电装置进行电力传送，所述非接触电力传送装置的特征在于，所述二次线圈包括磁性体，所述送电装置包括供电单元，用于向所述一次线圈供电；以及自我感应系数检测单元，在所述供电单元对所述一次线圈开始供电之后，紧跟着检测所述一次线圈的自我感应系数的变化，基于所述自我感应系数检测单元的检测结果，确定在供电开始之后不久的所述供电单元的供电动作。
2. 根据权利要求1所述的非接触电力传送装置，其特征在于，进一步包括-控制单元，以下述方式纟空制所述供电单元 在所述自我感应系tb险测单元的4企测4直在^见定^直以下的情况 下停止所述供电单元的供电，在所述检测值在规定值以上的情 况下继续所述供电单元的供电。
3. 根据权利要求1或2所述的非接触电力传送装置，其特征在于，所述供电单元间歇地对所述一次线圏进行供电。
4. 根据权利要求1至3中任一项所述的非接触电力传送装置，其 特征在于，所述一次线圈和所述二次线圏由平面线圈构成，在构成 所述二次线圏的平面线圈的一个平面上，相乂于地配置有^兹性体片。
5. 根据权利要求4所述的非接触电力传送装置，其特4i在于，所述磁性体片由非晶质磁性体构成。
6. 根据权利要求1至5中任一项所述的非接触电力传送装置，其 特征在于，所述受电装置安装于便携式电话。
全文摘要
本发明提供一种非接触电力传送装置，能够缩短在进行送电装置的间歇动作等时对一次线圈的供电时间，能够减少送电装置的待机时的电力消耗。该发明由送电装置(1)和受电装置(2)构成，一次线圈(16)和二次线圈(21)电磁耦合，送电装置(1)对受电装置(2)进行电力传送。二次线圈(21)包括磁性体(31)。送电装置(1)包括供电单元，向一次线圈(16)供电；以及自我感应系数检测单元，在该供电单元对所述一次线圈(16)开始供电时，检测一次线圈(16)的自我感应系数的变化，基于该自我感应系数检测单元的检测结果，确定在供电开始时的供电单元的供电动作。
文档编号H01F38/14GK101272063SQ200810082799
公开日2008年9月24日 申请日期2008年3月19日 优先权日2007年3月20日
发明者神干基 申请人:精工爱普生株式会社