无线供电系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及无线供电系统。使二次侧线圈等的温度上升降低，高效地进行二次电池的充电。无线供电系统（WPS）具有：输电部（PTB），发送电力；以及受电部（PRB），非接触地接收从该电力发送部发送的电力，对接收侧负载供给电力。电力发送部（PTB）具有根据所施加的交流电压产生磁场的输电线圈（PTC）。电力接收部（PRB）具有：受电线圈（PRC），根据输电线圈（PTC）产生的磁场，通过电磁感应产生感应电压；整流部（REC），对该受电线圈（PRC）产生的感应电压进行整流以及平滑化；以及电压降压部（CON），使从整流部（REC）输出的直流电压降压。另外，输电线圈（PTC）与受电线圈（PRC）的绕组比是1:n，n成为大于1的整数。
【专利说明】无线供电系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及无线供电系统，例如涉及能够应用于便携型电子设备的无线充电的技术。
【背景技术】
[0002]近年来，在便携电话、数字照相机等便携型电子设备中，存在能够通过电磁感应非接触地进行充电、即进行所谓的无线充电的设备。
[0003]作为该无线充电，已知通过作为例如与无线供电技术有关的产业团体的WPC(World Power Consortium)所制定的Qi规格的协议而定义的电磁感应类型的无线供电系统。
[0004]这种无线供电系统具有一次线圈、以及二次线圈。该一次线圈以及二次线圈是在基于电磁感应的送电中使用的线圈。一次线圈是输电线圈，设置于充电台、充电站等送电侦U。二次线圈是受电线圈，采用设置于作为受电侧的便携型电子设备主体的结构。
[0005]另外，采用如下结构:作为一次线圈与二次线圈的绕组比为1:1，从一次线圈进行无线送电，对经由二次线圈接受到的交流电力进行整流而用作充电电压。
[0006]另外，关于这种无线充电技术，存在如下技术:对通过例如从电力供给器的开关电源部辐射的磁场使小电力无线机的线圈感应而取出的输出进行AC/DC变换，并作为充电电流供给到蓄电池(例如，参照专利文献I)。
[0007]现有技术文献
[0008]【专利文献I】日本特开平07-170668号公报
【发明内容】
[0009]发明所要解决的技术问题
[0010]但是，在上述那样的基于无线供电系统的充电技术中，本
【发明者】发现了如下那样的问题。
[0011 ] 在便携型电子设备中，为了二次电池的大容量化、充电时间的缩短，使充电电流增加的要求变强。在如上述那样线圈的绕组比是1:1的情况下，如果为了简单而不考虑损失量，则与一次线圈侧的消耗电流相同的电流流入到二次线圈、或者从该二次线圈流入到对输出电压进行整流的整流电路等。
[0012]关于作为在便携型电子设备中广泛使用的二次电池的锂离子电池，在低温(例如10°C以下)的环境下、或者高温(例如45°C以上)的环境下，充电效率降低。因此，在对锂离子电池高效地进行充电的情况下，温度管理变得重要。
[0013]但是，在使充电电流增加了的情况下，与该充电电流的增加相伴的损失量也变多，其结果，二次侧线圈的温度上升。根据该温度上升的影响，锂离子电池变成高温，存在充电效率降低，充电时间变长这样的问题。
[0014]其他问题和新的特征根据本说明书的记述以及附图将变得更加明确。[0015]解决问题的技术手段
[0016]如果简单地说明在本申请中公开的发明中代表性的发明的概要，则如下所述。
[0017]一个实施方式的无线供电系统具有以下那样的特征。
[0018]无线供电系统具有:电力发送部，发送电力；以及电力接收部，非接触地接收从该电力发送部发送的电力，对接收侧负载供给电力。
[0019]电力发送部具有根据所施加的交流电压产生磁场的输电线圈。电力接收部具有:受电线圈，根据输电线圈产生的磁场，通过电磁感应产生感应电压；整流部，对该受电线圈所产生的感应电压进行整流以及平滑化；以及电压降压部，使从该整流部输出的直流电压降压。另外，输电线圈与受电线圈的绕组比是l:n，该η是大于I的整数。
[0020]发明效果
[0021]根据上述一个实施方式，能够提高充电效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1是示出实施方式I的无线供电系统中的基本结构的一个例子的说明图。
[0023]图2是示出图1的无线供电系统的、更具体的结构例的说明图。
[0024]图3是示出 本
【发明者】研究的、输电线圈与受电线圈的绕组比是1:1的无线供电系统的结构例的说明图。
[0025]图4是说明损失被抑制的构造的说明图。
[0026]图5是说明使受电线圈的线径变细的构造的说明图。
[0027]图6是示出本实施方式2的恒定电压类型的无线供电系统中的结构的一个例子的说明图。
[0028]图7是示出本实施方式3的恒定比降压类型的无线供电系统的结构的一个例子的说明图。
[0029]图8是示出通过在图7的无线供电系统中设置的控制电路进行的电池组(battery)的充电控制的电压分布/电流分布的一个例子的说明图。
[0030]图9是示出本实施方式3的恒定电压类型的无线供电系统的结构的一个例子的说明图。
[0031]【符号说明】
[0032]WPS:无线供电系统；PTB:输电部；PRB:受电部；PSC:电源控制部；DRV:驱动器部；PTC:输电线圈；PRC:受电线圈；REC:整流部;C0N:电压降压部；C0Na:DC/DC转换器；C0Nb:DC/DC转换器；CCR:充电控制部；CTR:控制电路；CLP:钳位部；LMD:负载调制部；PMC:电源管理部；BAT:电池组；WPS50:无线供电系统；PSC50:电源控制部；DRV50:驱动器部；PTC50:输电线圈；PRC50:受电线圈；REC50:整流部；CCR50:充电控制部。
【具体实施方式】
[0033]在以下的实施方式中，为便于说明，在必要时，分割为多个部分或者实施方式来进行说明，但除了特别明示的情况以外，它们并非相互无关，而是一个处于另一个的一部分或者全部变形例、详细说明、补充说明等关系。
[0034]另外，在以下的实施方式中，除了提及要素的数量等(包括个数、数值、量、范围等)的情况、特别明示的情况以及原理上明确地限定于特定的数量的情况等以外，不限于该特定的数量，既可以是特定的数量以上也可以是以下。
[0035]进而，在以下的实施方式中，其构成要素(还包括要素步骤等)除了特别明示的情况以及原理上明确地是必须的情况等以外，当然不一定是必须的。
[0036]同样地，在以下的实施方式中，在提及构成要素等的形状、位置关系等时，除了特别明示的情况以及原理上明确的情况等以外，实质上包括与其形状等近似或者类似的部分等。这关于上述数值以及范围也是同样的。
[0037]另外，在用于说明实施方式的所有附图中，对同一部件原则上附加同一符号，省略其重复的说明。另外，为了易于理解附图，有时在平面图中也附加阴影。
[0038](实施方式I)
[0039]<实施方式的概要>
[0040]本实施方式的概要是具有电力发送部(输电部PTB)、以及电力接收部(受电部PRB)的无线供电系统(无线供电系统WPS)。电力发送部发送电力，电力接收部非接触地接收从电力发送部发送的电力，对接收侧负载(电池组BAT)供给电力。
[0041]电力发送部具有根据所施加的交流电压而产生磁场的输电线圈(输电线圈PTC)。另外，电力接收部具有受电线圈(受电线圈PRC)、整流部《流部REC)、以及电压降压部(电压降压部C0N)。
[0042]输电线圈与受电线圈的绕组比是1:n。另外，η是大于I的整数。
[0043]以下，根据上述概要，详细说明实施方式。
[0044]<无线供电系统的结构例>
[0045]图1是示出实施方式I的无线供电系统中的基本结构的一个例子的说明图。
[0046]无线供电系统WPS如图1所示，由输电部ΡΤΒ、以及受电部PRB构成。输电部PTB设置于充电台或者充电站等中，受电部PRB设置于所充电的便携电话、数字照相机等便携型电子设备中。
[0047]在对便携型电子设备进行充电时，通过将该电子设备载置到充电台或者充电站等中,通过电磁感应、即所谓接近电磁感应方式非接触地进行充电。
[0048]输电部PTB具有电源控制部PSC、驱动器部DRV、以及输电线圈PTC。受电部PRB具有受电线圈PRC、整流部REC、电压降压部C0N、以及充电控制部CCR。
[0049]电源控制部PSC将所输入的交流电压变换为直流电压并将开关用电源VDS输出到驱动器部DRV，并且生成开关信号SS，输出到驱动器部DRV。
[0050]驱动器部DRV具有例如MOS (Metal Oxide Semiconductor,金属氧化物半导体)-FET(Field Effect Transistor,场效应晶体管)等晶体管，根据从电源控制部PSC输出的开关信号SS，对该电源控制部PSC生成的开关用电源VDS进行开关，驱动输电线圈PTC。
[0051]通过输电线圈PTC以及受电线圈PRC，进行基于感应耦合的电力传送。通过利用驱动器部DRV驱动输电线圈PTC，从而通过该输电线圈PTC的交流产生磁场。其结果，在受电线圈PRC中产生感应电压。
[0052]整流部REC由例如二极管桥电路、以及电容器等平滑化电路等构成，将受电线圈PRC产生的交流电压变换为直流电压并平滑化。电压降压部CON降低整流部REC所变换了的直流电压的电压电平，即，使电压下降。从电压降压部CON输出的降压电压被输入到充电控制部CCR。
[0053]对充电控制部CCR连接了作为锂离子电池等二次电池的电池组BAT。该充电控制部CCR进行电池组BAT的充电控制，将所输入的降压电压作为充电电压供给到电池组BAT。
[0054]〈输电线圈、以及受电线圈的结构例〉
[0055]此处，说明输电线圈PTC以及受电线圈PRC的结构。
[0056]在无线供电系统WPS中，作为一次线圈的输电线圈PTC与作为二次线圈的受电线圈PRC的绕组比成为1:η。η是大于I的整数。
[0057]由此，在受电线圈PRC的两端产生的电压为输电线圈PTC侧的η倍的电压。例如，在将输电线圈PTC与受电线圈PRC的绕组比设为1:3的情况下，如果消耗电力相同，则相比于输电线圈PTC与受电线圈PRC的绕组比是1:1的情况，在受电线圈PRC的两端产生的电压为约3倍，所以能够将电流量降低为约1/3。
[0058]该电流的削减效果基于电流的平方而起作用，所以只要受电线圈PRC中的发热被容许，就能够减小线材料的直径、即增大电阻值而减小受电线圈PRC的厚度，对要求小型化、薄型化等的便携型的电子设备是有效的。
[0059]受电线圈PRC的绕组比η越大，越能够降低电流量，但随着η变大，在受电线圈PRC的两端产生的电压也变高。如果该电压变高，则整流部REC、电压降压部CON中的耐压将成为问题。因此，如果考虑这些电路的耐压，则输电线圈PTC与受电线圈PRC的绕组比优选为例如1:2左右至1:3左右。 [0060]但是，在整流部REC、电压降压部C0N、或者后述的具有整流部REC、电压降压部CON的受电IC等的耐压中有余量的情况下，也可以使η的值大于3。
[0061]这样，通过增大η来降低电流量，能够将电力损失、即发热抑制得较低。其结果，能够稳定且高效地进行电池组BAT的充电。
[0062]<无线供电系统的具体的结构例>
[0063]图2是示出图1的无线供电系统的、更具体的结构例的说明图。
[0064]图2是示出恒定比降压类型的无线供电系统中的结构的一个例子的说明图。
[0065]在该情况下，无线供电系统WPS使整流部REC所整流了的直流电压按照恒定降压比降压而输出，供给到充电控制部CCR。该恒定比降压类型的无线供电系统WPS如图2所示，由输电部ΡΤΒ、以及受电部PRB构成。输电部PTB中的结构与图1的输电部PTB相同。
[0066]另外，在受电部PRB的结构中，作为图1的电压降压部C0N，设置了 DC/DC转换器CONa。关于其他的受电部PRB中的结构，与图1相同，所以省略说明。
[0067]DC/DC转换器CONa使整流部REC所整流了的直流电压降压而输出。该DC/DC转换器CONa的降压比恒定，将该降压比设为与受电线圈PRC中的绕组比大致相同。
[0068]因此，在输电线圈PTC与受电线圈PRC的绕组比是1:n的情况下，将所输入的直流电压降压为I/η左右而输出。例如，在输电线圈PTC与受电线圈PRC的绕组比是1:3的情况下，将所输入的直流电压的电压电平降压为I/3左右而输出。
[0069]<无线供电系统的动作例>
[0070]接下来，说明图2的无线供电系统WPS中的动作的一个例子。
[0071]如上所述，在输电线圈PTC与受电线圈PRC的绕组比是1:n的情况下，在受电线圈PRC的两端，产生输电线圈PTC侧的η倍的电压。[0072]然后，整流部REC对在输电线圈PTC中产生的交流电压进行整流，生成直流电压。接下来，通过DC/DC转换器CONa，使从整流部REC输出的直流电压降压。
[0073]此处，DC/DC转换器CONa如上所述地将输入输出电压的降压比设定为1/n，所以从该DC/DC转换器CONa输出的降压电压被变换为与在输电线圈PTC侧产生的电压大致相同的电压。
[0074]由DC/DC转换器CONa降压了的电压被输入到充电控制部CCR，根据该充电控制部CCR的控制，电池组BAT被充电。
[0075]另外，在图2的无线供电系统WPS中的结构的例子中，经由充电控制部CCR对电池组BAT进行充电，但也能够将例如从DC/DC转换器CONa输出的降压电压，不经由充电控制部CCR，而直接供给到电子设备侧。
[0076]在该情况下，在便携电话、智能手机等电子设备中，有搭载了进行电池组BAT的充电控制的充电控制模块等的设备，对该充电控制模块供给从降压电压部CON输出的降压电压，通过该充电控制模块的充电控制进行电池组BAT的充电。
[0077]<基于本
【发明者】的研究的无线供电系统的结构例>
[0078]此处，考虑通过与在输电线圈与受电线圈的绕组比是1:1的无线供电系统中对电池组充电时的电力大致相同的电力，由图2所示的无线供电系统WPS对电池组BAT进行充电的情况。
[0079]图3是示出本
【发明者】研究的输电线圈与受电线圈的绕组比是1:1的无线供电系统WPS50的结构例的说明图。
[0080]在该情况下，无线供电系统WPS50如图3所示，具有构成输电部的电源控制部PSC50、驱动器部DRV50、以及输电线圈PTC50、和构成受电部的受电线圈PRC50、整流部REC50、以及充电控制部CCR50。
[0081]此处，输电线圈PTC50与受电线圈PRC50的绕组比为1:1，在该受电线圈PRC50的两端产生的电压为与输电线圈PTC50侧大致相同的电压
[0082]在受电线圈PRC50的两端产生的交流电压通过整流部REC50被变换为直流电压，并输入到充电控制部CCR。对充电控制部CCR连接了作为锂离子电池等二次电池的电池组BAT。该充电控制部CCR进行电池组BAT的充电控制，将所输入的电压作为充电电压供给到电池组BAT。
[0083]此处，图3的无线供电系统WPS50和图2的无线供电系统WPS都处理大致相同程度的电力。但是，对图2的无线供电系统WPS中的受电线圈PRC和整流部REC施加的电压为比图3的无线供电系统WPS50高η倍左右的电压。
[0084]因此，流入这些受电线圈PRC和整流部REC中的电流相比于图3的无线供电系统WPS50减少为I/η左右。通过这样使电流量减少，能够大幅抑制受电线圈PRC、整流部REC中的损失。
[0085]<损失被抑制的构造>
[0086]图4是损失被抑制的构造的说明图。图4 (a)示出图3的无线供电系统WPS50的受电部，图4 (b)示出图2的无线供电系统WPS的受电部PRB。
[0087]在绕组比是1:1的图3的无线供电系统WPS50中，如图4 (a)所示，如果将成为受电线圈PRC50的损失的电阻设为电阻rl ( Ω )，则该受电线圈PRC50中的损失为损失(W)=I2Xrl。另外，如果将成为整流部REC50的损失的电阻设为电阻r2( Ω )，则该整流部REC50中的损失成为损失(W)=I2Xr2。因此，损失的合计为损失(W)=I2Xrl+I2Xr2。
[0088]另一方面，在本实施方式中的图2的无线供电系统WPS中，在受电线圈PRC中产生的电压为对输电线圈PTC施加的电压的η倍，所以所流过的电流为Ι/η (此处η是绕组比)。因此，如图4 (b)所示，如果将成为受电线圈PRC的损失的电阻设为电阻nrl (Ω)，则该受电线圈PRC中的损失(W)为(I/n)2Xnrl。
[0089]另外，如果将成为整流部REC的损失的电阻设为电阻r2 ( Ω )，则该整流部REC中的损失为损失(W)= (I/n)2Xr2。受电线圈PRC与整流部REC的损失的合计为损失(W)=I2/nXrl+ (I/n) 2Xr2。
[0090]此处，即便加上DC/DC转换器CONa的损失，只要流过的电流值变大，则受电线圈PRC以及整流部REC的损失以绕组比η减少的效果变大，即使在通过与图3的无线供电系统WPS50相同的线材料以及线径而增加了绕组数的情况下，在图2的无线供电系统WPS中，通过电流量降低而损失被抑制。
[0091]〈能够减小线圈的线径的构造〉
[0092]另外，关于受电线圈PRC，为了使流过的电流减少为I/η左右，能够减小该受电线圈PRC的线径。
[0093]图5是减小受电线圈的线径的构造的说明图。图5 (a)示出图3的无线供电系统WPS50的受电部，图5 (b)示出图2的无线供电系统WPS的受电部PRB。
[0094]图5 (a)所示的绕组比是1:1的图3的无线供电系统WPS50中的损失与图4 (a)相同。另一方面，在本实施方式中的图2的无线供电系统WPS中，在减小了线径的受电线圈PRC的情况下，如图5 (b)所示，如果将受电线圈PRC的电阻设为n2rl ( Ω )，则受电线圈PRC的损失是损失(W)= (I/n)2Xn2Xrl=I2Xrl，与图5 (a)等同。另一方面，整流部REC的损失与图4 (b)同样地为(I/n)2Xr2。
[0095]因此，在能够容许与图5(a)的无线供电系统WPS50中的受电线圈PRC50相同的损失的情况下，即便增加DC/DC转换器CONa的损失，只要流过的电流值变大，则受电线圈PRC、以及整流部REC的损失以绕组比η减少的效果变大，能够增加线圈的电阻值来减小线径。
[0096]由此，即便通过减小线径而匝数变多，在同心圆状地卷绕了绕组的情况下，能够减小线圈的厚度，在有厚度制约等情况下的线圈安装中具有优点。
[0097]通过以上所述，能够大幅抑制受电线圈PRC、整流部REC中的损失，并能够提高电池组BAT的充电效率。
[0098](实施方式2)
[0099]在本实施方式2中，说明图1的无线供电系统WPS中的更具体的其他结构例。
[0100]<无线供电系统的结构例>
[0101]图6是示出本实施方式2中的恒定电压类型的无线供电系统中的结构的一个例子的说明图。
[0102]在该情况下，无线供电系统WPS将整流部REC所整流了的直流电压降压至预先设定的大致恒定的电压电平而输出，并供给到充电控制部CCR。该恒定电压类型的无线供电系统WPS如图6所示，由输电部ΡΤΒ、以及受电部PRB构成。输电部PTB中的结构与上述实施方式I中的图1的输电部PTB相同。[0103]另外，在受电部PRB的结构中，作为上述实施方式I中的图1的电压降压部C0N，设置了 DC/DC转换器CONb。关于其他受电部PRB中的结构，与图1相同，所以省略说明。
[0104]DC/DC转换器CONb将整流部REC所整流了的直流电压降压至预先设定的电压电平而输出。该DC/DC转换器CONb不限于从整流部REC输出的直流电压的电压电平，输出大致恒定电压电平的降压电压。
[0105]<无线供电系统的动作例>
[0106]以下，说明图6的无线供电系统WPS中的动作的一个例子。
[0107]与上述实施方式I中的图2同样地，在输电线圈PTC与受电线圈PRC的绕组比是l:n的情况下，在受电线圈PRC的两端，产生输电线圈PTC侧的η倍的电压。
[0108]整流部REC对在输电线圈PTC中产生的交流电压进行整流，生成直流电压。然后，通过DC/DC转换器CONb，使从整流部REC输出的直流电压降压。DC/DC转换器CONb使从整流部REC输出的直流电压降压而输出，但以使其输出电压为大致恒定的方式，进行恒定电压控制。
[0109]此处，考虑通过与在图3的绕组比是1:1的无线供电系统中对电池组充电时的电力大致相同的电力，由图6所示的无线供电系统WPS对电池组BAT进行充电的情况。
[0110]即使在该情况下，虽然不像图2的无线供电系统WPS那样，但也能够使受电线圈PRC和整流部REC中流过的电流比上述实施方式I的图3所示的无线供电系统WPS50少。
[0111]通过以上 所述，能够大幅抑制受电线圈PRC、整流部REC中的损失。另外，关于受电线圈PRC，为了使流过的电流减少为l/η左右，能够减小该受电线圈PRC的线径。
[0112]由此，即使匝数变多，在同心圆状地卷绕了绕组的情况下，也能够减小线圈的厚度，在有厚度制约等情况下的线圈安装中具有优点。
[0113](实施方式3)
[0114]在实施方式3的无线供电系统中，使从整流部输出的直流电压降压的电压降压部(电压降压部CONa)将从整流部输出的电压降压为大致l/η倍的电压。
[0115]以下，根据上述概要，详细说明实施方式。
[0116]〈无线供电系统的更详细的结构例〉
[0117]在本实施方式3中，说明上述实施方式I的图2中的恒定比降压类型的无线供电系统的更详细的结构。
[0118]图7是示出本实施方式3的恒定比降压类型的无线供电系统的结构的一个例子的说明图。
[0119]该无线供电系统WPS如图7所示，由输电部ΡΤΒ、以及受电部PRB构成。输电部PTB与图2的输电部PTB同样地，具有电源控制部PSC、驱动器部DRV、以及输电线圈PTC。这些电源控制部PSC、驱动器部DRV、以及输电线圈PTC与图2相同，所以省略说明。
[0120]电源控制部PSC将所输入的交流电压变换为直流电压并作为开关用电源VDS输出到驱动器部DRV，并且生成开关信号SS，输出到驱动器部DRV。
[0121]根据从后述的控制电路CTR输出的控制信号，进行输电电力的控制。关于该控制信号，通过负载调制进行通信。电源控制部PSC通过控制信号，使开关用电源VDS的电压、开关频率、或者开关信号SS的占空比等变化，从而进行电力控制。
[0122]受电部PRB具有受电线圈PRC、整流部REC、DC/DC转换器CONa、控制电路CTR、钳位部CLP、以及负载调制部LMD。另外，整流部REC、DC/DC转换器CONa、控制电路CTR、钳位部CLP、以及负载调制部LMD构成为例如受电IC等半导体集成电路装置。
[0123]另外，此处，构成为在受电IC中设置了控制电路CTR，但也可以构成为使例如电子设备等所具有的微型计算机等具有该控制电路CTR的功能。
[0124]关于受电部PRB中的整流部REC、以及DC/DC转换器CONa，与上述实施方式I中的图2相同，所以省略说明。控制电路CTR监视从整流部REC输出的直流电压、以及从DC/DC转换器CONa输出的降压电压的电压电平。然后，如果电压的监视值大于某设定值，则判定为从DC/DC转换器CONa输出的降压电压是异常，输出异常判定信号。
[0125]另外，控制电路CTR监视从DC/DC转换器CONa输出的电压以及电流，将电池组BAT需要的电力与实际供给的电力的差分作为控制信号输出。
[0126]接收到来自控制电路CTR的控制信号的电源控制部PSC以消除电力差分的方式调整输电电力，以使电池组BAT达到最佳的充电的方式来进行控制。
[0127]<电池组的充电分布例>
[0128]图8是示出通过图7的无线供电系统中设置的控制电路进行的电池组的充电控制的电压分布/电流分布的一个例子的说明图。
[0129]控制电路CTR以使电池组BAT的电池电压以及充电电流接近图8所示的电压分布和电流分布的方式，生成控制信号并输出到电源控制部PSC，控制从DC/DC转换器CONa输出的降压电压。
[0130]由此，电池组BAT被进行最佳的充电管理。钳位部CLP如果接收到从控制电路CTR输出的异常判定信号，则切断来自受电线圈PRC的输出电压。
[0131]负载调制部LMD是对从控制电路CTR输出的控制信号进行负载调制的电路，通过使未图示的调制用电容器或者未图示的电阻等导通、断开，从而使在输电线圈PTC中出现的电压或者电流变动。在电源控制部PSC中，检测通过负载调制部LMD而变动了的电压或者电流，并进行通信。
[0132]<无线供电系统的动作例>
[0133]接下来，说明图7的无线供电系统WPS的动作。
[0134]在该无线供电系统WPS中，输电线圈PTC与受电线圈PRC的绕组比为l:n。在绕组比是l:n的情况下，在受电线圈PRC的两端，产生输电线圈PTC侧的η倍的电压。
[0135]针对成为η倍的电压的交流电压，通过整流部REC进行整流并平滑化而生成直流电压。接下来，通过DC/DC转换器CONa，使从整流部REC输出的直流电压降压。
[0136]该DC/DC转换器CONa的输入输出电压的降压比被设定为1/n，所以从该DC/DC转换器CONa输出的降压电压为与在输电线圈PTC侧产生的电压大致相同的电压。
[0137]通过DC/DC转换器CONa降压了的降压电压被输出到电池组BAT，该电池组BAT被充电。在控制电路CTR中，监视从DC/DC转换器CONa输出的电压以及电流，以使电池组BAT的充电电压以及充电电流成为图8所示的电压分布和电流分布的方式来进行控制。
[0138]如果从DC/DC转换器CONa输出的电压、即充电电压低于图8的电压分布，则以使从DC/DC转换器CONa输出的电压变高的方式，输出控制信号。
[0139]即使在该图7的无线供电系统WPS中，也能够降低在受电线圈PRC、整流部REC中流过的电流，所以能够大幅抑制损失。另外，通过受电线圈PRC、整流部REC的损失降低，能够抑制受电线圈PRC的温度上升。
[0140]与受电线圈PRC等的温度上升相伴的电池组BAT的温度上升也能够被抑制，所以能够高效地进行充电。
[0141]另外，降低受电线圈PRC、整流部REC的损失，所以即使为了缩短电池组BAT的充电时间而增加充电电流，也能够降低由温度所致的对该电池组BAT的影响。
[0142]进而，与上述实施方式2同样地，能够减小受电线圈PRC的线径，在有厚度制约等情况下的线圈安装中具有优点。
[0143](实施方式4)
[0144]在实施方式4的无线供电系统中，电压降压部(电压降压部CONb)使从整流部输出的直流电压降压为大致恒定的电压。
[0145]以下，根据上述概要，详细说明实施方式。
[0146]〈无线供电系统的更详细的结构例〉
[0147]在本实施方式4中，说明上述实施方式2的图6中的恒定电压类型的无线供电系统的更详细的结构。
[0148]图9是示出本实施方式3的恒定电压类型的无线供电系统的结构的一个例子的说明图。
[0149]该无线供电系统WPS如图9所示，由输电部PTB、以及受电部PRB构成。输电部PTB与上述实施方式I中的图2的输电部PTB同样地，具有电源控制部PSC、驱动器部DRV、以及输电线圈PTC。这些驱动器部DRV、以及输电线圈PTC与图2相同，所以省略说明。
[0150]电源控制部PSC将所输入的交流电压变换为直流电压并作为开关用电源VDS输出到驱动器部DRV，并且生成开关信号SS，输出到驱动器部DRV。
[0151]与上述实施方式3的图7同样地，根据从控制电路CTR输出的控制信号，进行输电电力的控制。关于该控制信号，通过负载调制进行通信。电源控制部PSC通过控制信号，使开关用电源VDS的电压、开关频率、或者开关信号SS的占空比等变化，从而进行电力控制。
[0152]另外，受电部PRB具有受电线圈PRC、整流部REC、DC/DC转换器CONb、控制电路CTR、钳位部CLP、以及负载调制部LMD。另外，整流部REC、DC/DC转换器CONb、控制电路CTR、钳位部CLP、以及负载调制部LMD由半导体集成电路装置等构成为受电1C。
[0153]在受电部PRB中，关于整流部REC以及DC/DC转换器CONb，与上述实施方式2中的图6相同，所以省略说明。控制电路CTR监视从整流部REC输出的直流电压、以及从DC/DC转换器CONb输出的降压电压的电压电平，如果大于某设定值，则判定为是从DC/DC转换器CONb输出的降压电压的电压异常,并输出异常判定信号。
[0154]从DC/DC转换器CONb输出的降压电压被输入到电源管理部PMC。电源管理部PMC是例如电源管理IC等，被设置于便携电话等电子设备中。
[0155]电源管理部PMC根据DC/DC转换器CONb所生成的降压电压来生成各种电源电压，管理这些电源电压并供给给电子设备所具有的各功能模块等。
[0156]进而，电源管理部PMC根据DC/DC转换器CONb所生成的降压电压，生成充电用电源VCHG并供给给电池组BAT，进行电池组的充电动作及其管理。电源管理部PMC以使充电用电源VCHG成为图8所示的电压分布以及电流分布的方式，进行充电控制。
[0157]控制电路CTR监视从DC/DC转换器CONb输出的电压以及电流，以使从DC/DC转换器CONb输出的电压成为大致恒定输出的方式,输出控制信号。
[0158]接收到来自控制电路CTR的控制信号的电源控制部PSC根据控制信号，调整输电电力。
[0159]钳位部CLP如果接收到从控制电路CTR输出的异常判定信号，则切断来自受电线圈PRC的输出电压。负载调制部LMD是对从控制电路CTR输出的控制信号进行负载调制的电路，通过使未图示的调制用电容器或者电阻等导通、断开，从而使在输电线圈PTC中出现的电压或者电流变动。在电源控制部PSC中，检测由于负载调制部LMD而变动了的电压或者电流，并进行通信。
[0160]<无线供电系统的动作例>
[0161]接下来，说明图9的无线供电系统WPS的动作。
[0162]在该无线供电系统WPS中，输电线圈PTC与受电线圈PRC的绕组比为l:n。在绕组比是l:n的情况下，在受电线圈PRC的两端，产生输电线圈PTC侧的η倍的电压。
[0163]关于成为η倍的电压的交流电压，通过整流部REC被整流并被平滑化而生成直流电压。接下来，通过DC/DC转换器CONb，使从整流部REC输出的直流电压降压。
[0164]以使从该DC/DC转换器CONb输出的降压电压成为大致恒定的电压电平的方式，进行恒定电压控制。通过DC/DC转换器CONb而被降压了的电压被输入到电源管理部PMC。于是，通过电源管理部PMC所生成的充电用电源VCHG对电池组BAT进行充电。
[0165]在控制电路 CTR中，监视从DC/DC转换器CONb输出的电压以及电流，以使从DC/DC转换器CONb输出的降压电压在预先设定的电压电平的范围内的方式，输出控制信号。
[0166]根据以上所述，也能够降低在受电线圈PRC、整流部REC中流过的电流，所以也能够大幅抑制损失。另外，能够抑制受电线圈PRC的温度上升，并且也能够抑制与其相伴的电池组BAT的温度上升，所以能够高效地进行充电。
[0167]另外，由于降低受电线圈PRC、整流部REC的损失，所以即使为了缩短电池组BAT的充电时间而增加充电电流，也能够降低由温度所致的对该电池组BAT的影响。
[0168]进而，与上述实施方式2同样地，能够减小受电线圈PRC的线径，在有厚度制约等情况下的线圈安装中具有优点。
[0169]以上，根据实施方式，具体说明了由本
【发明者】完成的发明，但是，当然本发明不限于上述实施方式，能够在不脱离其主旨的范围内进行各种变更。
【权利要求】
1.一种无线供电系统，其特征在于，具有:电力发送部，发送电力；以及电力接收部，非接触地接收从所述电力发送部发送的电力，对接收侧负载供给电力，所述电力发送部具有根据所施加的交流电压来产生磁场的输电线圈，所述电力接收部具有:受电线圈，根据所述输电线圈产生的磁场，通过电磁感应产生感应电压；整流部，对所述受电线圈所产生的感应电压进行整流以及平滑化；以及电压降压部，使从所述整流部输出的直流电压降压，所述输电线圈与所述受电线圈的绕组比是1:n，所述η是大于I的整数。
2.根据权利要求1所述的无线供电系统，其特征在于，所述电压降压部使从所述整流部输出的电压降压为I/η倍的电压。
3.根据权利要求1所述的无线供电系统，其特征在于，所述电压降压部使从所述整流部输出的电压降压为恒定的电压。
4.根据权利要求1所述的无线供电系统，其特征在于，所述η是2~3。
【文档编号】H02J17/00GK104022578SQ201410067798
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2014年2月27日 优先权日:2013年2月28日
【发明者】远藤武文 申请人:瑞萨电子株式会社