受电装置、非接触供电系统以及送电装置的制作方法

文档序号:12289365阅读:156来源:国知局
受电装置、非接触供电系统以及送电装置的制作方法

本公开明涉及一种受电装置、非接触供电系统以及送电装置。

本申请基于2014年7月3在日本提出的特愿2014-137880号以及2014年12月19日在日本提出的特愿2014-257201号主张优先权,并将其内容引用于此。



背景技术:

在下述专利文献1中公开了一种非接触供电系统,其具备:供电设备,其具有一次自谐振线圈;混合动力汽车等受电装置,其具有经由电磁场从一次自谐振线圈接受电力的二次自谐振线圈,并将接受的电力充电至电池;以及控制装置,其通过控制高频电源装置,控制从一次自谐振线圈向二次自谐振线圈的供电。

此外,在专利文献2和3中也提出了使用磁场以非接触方式进行电力传输的非接触供电系统。目前,在汽车等移动车辆上搭载有非接触供电系统的受电装置的情况下,在上述受电装置与对从受电装置提供的电力进行蓄电的电池之间设有用于保护电池免于过电压或过电流的断续器。然而,在非接触供电系统的送电装置向受电装置传输电力的过程中,因不良等各种原因,有时上述断续器意外地成为断开状态。若在断续器被断开的状态下持续电力传输,则无法向电池提供电力,因此送电装置和受电装置的内部电压上升,向构成送电装置和受电装置的元件施加过电压,有可能导致元件甚至送电装置和受电装置的损坏。因此,例如下述专利文献2所示,提出了检测断续器的断开状态而送电装置停止送电的技术。下述专利文献2所记载的送电装置检测从电源提供的电流,在检测到所检测出的电流为阈值以上的情况下停止送电。也就是说,上述送电装置检测因断续器成为断开状态所产生的阻抗的变化而发生的电流的变化,停止送电。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2010-252446号公报

专利文献2:日本特开2013-225962号公报

专利文献3:日本特开2011-45195号公报



技术实现要素:

发明要解决的课题

然而,在上述现有技术中,通常为了保护电池免于过电压和过电流而设置断续器,在供电时,在断续器为断开状态的情况下,受电装置向送电装置发送供电停止请求。然而,在从供电停止请求的发送起到供电实际停止为止的期间,因从送电装置提供的电力,受电装置的受电衬垫或受电侧电力变换器中的元件的电压上升,从而存在元件损坏的问题。

本公开是鉴于上述的问题点而提出的,其目的是抑制元件的损坏。

用于解决课题的手段

为了实现上述目的,本公开的第1方式是一种受电装置,具备:受电侧衬垫,其接受从送电装置以非接触方式供电的电力;以及受电侧电力变换器,其对通过上述受电侧衬垫接受的电力进行变换,并提供给负载装置,在上述受电侧电力变换器的一对输出端之间具备由串联连接的负载和开关元件构成的负载电路,在断开了受电装置和负载装置的连接时,开关元件从切断状态切换为连接状态,负载电路的负载具有如下的电阻值:从断开受电装置和负载装置的连接起到送电装置停止向受电装置的送电为止,用于使受电侧衬垫或受电侧电力变换器的元件的电压不会达到耐压的电阻值。

此外,本公开的第2方式是一种非接触供电系统,具备:受电装置,其向负载装置提供以非接触方式供电的电力;以及送电装置,其以非接触方式向该受电装置传输电力,受电装置具有:负载电路,其包括负载和开关元件,在开关元件为连接状态的情况下,向负载提供以非接触方式供电的电力,开关元件在断开受电装置和负载装置的连接时,从切断状态切换为连接状态,送电装置具有:检测部,其检测送电状况信息;以及送电侧控制部,其根据送电状况信息,停止向受电装置的送电。

发明效果

通过本公开的受电装置、非接触供电系统以及送电装置,能够抑制元件的损坏。

附图说明

图1是构成本公开的第1实施方式的受电装置的非接触供电系统的功能框图。

图2是构成本公开的第1实施方式的受电装置的非接触供电系统的电路图。

图3是表示本公开的第1实施方式的受电装置的受电侧整流电路的输出电压的图表。

图4是本公开的第2实施方式的非接触供电系统的功能框图。

图5是本公开的第2实施方式的非接触供电系统的电路图。

图6是表示本公开的第2实施方式的非接触供电系统的受电装置的受电侧整流电路的输出电压的图表。

具体实施方式

以下,参照附图对本公开的第1实施方式进行说明。

第1实施方式的受电装置R构成非接触供电系统的一部分。如图1和图2所示,非接触供电系统由送电装置S和受电装置R构成。此外,如图所示,送电装置S由送电侧电力变换器1、逆变电路2、送电侧衬垫3、送电侧电流/电压传感器4、送电侧通信部5以及送电侧控制部6构成。

另一方面,受电装置R由受电侧衬垫11、受电侧电力变换器12、负载电路13、断续器14、受电侧电流/电压传感器15、受电侧通信部16以及受电侧控制部17构成。

送电装置S是被固定配置在设置于地面的供电设施上,以非接触方式向设置于移动体的受电装置R提供交流电力的装置。上述供电设施是设有单个或多个移动体的停车位的设施,具有相当于停车位数量的送电装置S。另一方面,受电装置R是上述移动体所具备的、将从送电装置S提供的交流电力变换成直流电力,由此对电池B(负载装置)充电的装置。另外,上述移动体例如是电动汽车或混合动力汽车等需要来自外部的受电的车辆。

在送电装置S中,送电侧电力变换器1由送电侧整流电路1a和斩波电路1b构成。

送电侧整流电路1a例如是二极管电桥,对从外部的商用电源提供的商用电力(例如,单相100伏、50Hz)进行全波整流后输出到斩波电路1b。从该送电侧整流电路1a向斩波电路1b提供的电力(全波整流电力)是正弦波状的商用电力在零交叉点折返的单极性(例如,正极性)的脉动电流。

斩波电路1b通过送电侧控制部6控制开关动作,由此调整自身的输出电压并输出到逆变电路2。具体地,该斩波电路1b是升压斩波电路或升降压斩波电路,对从送电侧整流电路1a输入的电力进行升降压后输出。斩波电路1b的输出是通过设置于斩波电路1b的输出端的电容器的功能,充分平滑化了作为脉动电流的全波整流电力而得的直流电力。

此外,该斩波电路1b通过送电侧控制部6控制开关动作,由此还作为功率因数改善电路(Power factor correction,PFC)发挥功能。即,斩波电路1b将全波整流电力用比全波整流电力的频率充分高的频率以全波整流电力的零交叉点为基准进行开关,由此扩大全波整流电力的电流的流通期间来改善功率因数。另外,一般斩波电路1b作为功率因数改善电路发挥功能是公知的,因此,在此省略斩波电路1b的功率因数改善原理的详细说明。

逆变电路2是根据从送电侧控制部6输入的开关信号(逆变器驱动信号),将从送电侧电力变换器1的送电侧整流电路1a提供的直流电力变换为预定频率(驱动频率)的交流电力的电力变换电路。即,该逆变电路2根据上述逆变器驱动信号驱动多个开关元件,由此以驱动频率将直流电力变换为交流电力。这样的逆变电路2向送电侧衬垫3输出上述交流电力。

送电侧衬垫3是具有送电线圈3a和送电电容器的电路。在这些送电线圈3a和送电电容器中,将送电线圈3a设置在与停放在上述停车位上的移动体的预定位置(设有受电线圈11a的位置)相对的位置。

送电侧电流/电压传感器4检测从商用电源向送电侧整流电路1a提供的电力的送电状况信息(电流以及电压双方的信息(值),或某一方),将表示检测到的电流以及电压的检测信号输出到送电侧控制部6。作为电流传感器,可以使用根据霍尔效应测定在电流通过的电线的周围产生的磁场的传感器、向电流通过的电线插入电阻并测定在电阻中生成的电位下降的传感器。作为电压传感器,例如有通过电阻对电压进行分压,通过AD(Analog to Digital,模拟到数字)转换器将电压变换为数字值的传感器。

送电侧通信部5与受电装置R的受电侧通信部16进行近距离无线通信。另外,送电侧通信部5与受电侧通信部16的通信方式是ZigBee(注册商标)、Bluetooth(注册商标)等近距离无线通信或使用光信号的近距离光通信。在使用电波的通信方式的情况下,送电侧通信部5具有天线,在使用光信号的通信方式的情况下,送电侧通信部5具有通信用发光元件。

送电侧控制部6由CPU(Central Processing Unit,中央处理单元)、ROM(Read Only Memory,只读存储器)、RAM(Random Access Memory,随机存取存储器)以及与相互电连接的各部进行各种信号的收发的接口电路等构成。该送电侧控制部6根据存储在上述ROM中的各种运算控制程序进行各种运算处理,并且与各部进行通信来控制送电装置S的整体动作。另外,在后面叙述送电侧控制部6的动作的细节。

另一方面,在受电装置R中,受电侧衬垫11是具有受电线圈11a和受电电容器的电路。受电线圈11a被设置在移动体的底部或侧部、上部等,将移动体停放在停车位上时,在与构成送电装置S的送电线圈3a接近的状态下相对。

在这样的受电侧衬垫11中,受电线圈11a与构成送电侧衬垫3的送电线圈3a接近相对而磁耦合。即,受电侧衬垫11从送电侧衬垫3以非接触方式受电与由逆变电路2向送电线圈3a提供的交流电力以及送电线圈3a和受电线圈11a的耦合系数对应的交流电力并输出到受电侧整流电路12a。即,本非接触供电系统是遵循磁场共振方式或电磁感应方式的非接触供电系统。

在受电装置R中,受电侧电力变换器12将从送电装置S的送电侧衬垫3经由受电侧衬垫11接受的电力变换为应提供给电池B的电力。此外,受电侧电力变换器12由受电侧整流电路12a和滤波电路12b构成。

受电侧整流电路12a例如由二极管桥构成,对从受电侧衬垫11提供的交流电力(受电电力)进行全波整流后输出到滤波电路12b。从该受电侧整流电路12a向滤波电路12b提供的电力是被二极管桥全波整流后的全波整流电力。

滤波电路12b例如由电抗器和电容器构成,从由受电侧控制部17提供的全波整流电力去除噪声并平滑化后输出到电池B。此外,上述电抗器例如是可变电抗器。

负载电路13被设在滤波电路12b和断续器14之间,例如由电阻器13a和开关元件13b构成。在负载电路13中,开关元件13b根据受电侧控制部17的控制切换接通状态(连接/闭合状态)和断开状态(切断/断开电路)。作为开关元件13b,例如列举了IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor,绝缘栅双极型晶体管)、MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,金属氧化物半导体场效应晶体管)等。在开关元件13b为接通状态的情况下,从送电装置S向电阻器13a提供非接触供电的电力。在第1实施方式中,向电阻器13a提供从滤波电路12b输出的直流电力。例如,在后述的断续器14为断开状态时,开关元件13b成为接通状态。此外,优选电阻器13a的电阻值高于电池B的额定阻抗。因为能够降低被电阻器13a消耗的功率,从而能够使电阻器13a小型化。另外,额定阻抗是可在电池B的希望使用状态下得到的阻抗的范围,例如,在电池B的电压为300[V]且所希望的电力供给量为3[kW]的情况下,向电池B流过10[A],因此电池B的阻抗成为30[Ω]。电池B的电压在充电状态(State Of Charge,SOC)下变化,因此与之对应地电池B的阻抗也变化。在向电池B提供所希望的电力的情况下,电池B的可取得的阻抗的范围为额定阻抗。

断续器14被设在负载电路13和电池B之间,根据受电侧控制部17的控制切换接通状态和断开状态。断续器14例如是开关、电磁接触器、断路器等,具有对电路进行开闭的功能,切换负载电路13与电池B的连接和非连接。例如,为了防止电池B发生过电流和过电压而设置断续器14。断续器14成为断开状态,由此断开向受电装置R的电池B的连接。

受电侧电流/电压传感器15检测从滤波电路12向负载电路13提供的直流电力的电流和电压,向受电侧控制部17输出表示检测出的电流和电压的检测信号。作为电流传感器,例如可以使用根据霍尔效应测定在电流通过的电线的周围产生的磁场的传感器、向电流通过的电线插入电阻并测定在电阻中产生的电位下降的传感器。此外,作为电压传感器,例如有通过电阻对电压进行分压,通过AD变换器将电压变换为数字值的传感器。

受电侧通信部16与送电装置S的送电侧通信部5进行近距离无线通信。另外,送电侧通信部5与受电侧通信部16的通信方式是ZigBee(注册商标)、Bluetooth(注册商标)等近距离无线通信或使用光信号的近距离光通信。在使用电波的通信方式的情况下,受电侧通信部16具有天线,在使用光信号的通信方式的情况下,受电侧通信部6具有通信用发光元件。

受电侧控制部17由CPU(Central Processing Unit,中央处理单元)、ROM(Read Only Memory,只读存储器)、RAM(Random Access Memory,随机存取存储器)以及与相互电连接的各部进行各种信号的收发的接口电路等构成。该受电侧控制部17根据存储在上述ROM中的各种运算控制程序进行各种运算处理,并且与各部进行通信来控制受电装置R的整体动作。另外,在后面叙述受电侧控制部17的动作的细节。

电池B是锂离子电池等二次电池或镍氢二次电池,充电从受电侧整流电路12a提供的直流电力并储蓄。该电池B与驱动移动体的行驶用电动机的逆变器(行驶用逆变器)或/和控制移动体的行驶的控制设备连接,并向这些行驶用逆变器或控制设备供给驱动电力。

接着,对这样构成的非接触供电系统的动作进行详细的说明。

在本非接触供电系统中,移动体的受电装置R的受电侧控制部17在非供电时(例如,驾驶员进行的移动体的通常驾驶时),将断续器14以及负载电路13的开关元件13b设为断开状态。另一方面,送电装置S的送电侧控制部6在非供电时,即作为供电对象的移动体没有停放在停车位置时,停止斩波电路1b和逆变电路2。

之后,驾驶员驾驶具有受电装置R的移动体,使受电装置R移动至送电装置S的设置场所并停车。受电装置R的受电侧控制部17根据来自未图示的音波传感器或光传感器等位置传感器的输出掌握送电装置S的设置位置。若如上所述根据音波传感器或光传感器等位置传感器的输出检测出受电装置R移动到与送电装置S相对的位置,则受电侧控制部17使断续器14从断开状态设为接通状态。

另一方面,送电装置S的送电侧控制部6与受电装置R同样,根据来自未图示的音波传感器或光传感器等位置传感器的输出掌握受电装置R的位置。若根据音波传感器或光传感器等位置传感器的输出检测出受电装置R在送电装置S的上方移动到与送电装置S相对,则送电侧控制部6驱动斩波电路1b和逆变电路2,使斩波电路1b和逆变电路2开始供电动作。

另一方面,受电装置R的受电侧控制部17根据从受电侧电流/电压传感器15输入的检测信号判定向电池B的过电压或过电流。在受电侧控制部17判断为发生了向电池B的过电压或过电流的情况下,为了保护电池B,将断续器14从接通状态设为断开状态。接着,受电侧控制部17使受电侧通信部16发送供电停止请求,并且将开关元件13b设为接通状态。另外,在过电压或过电流的判定中,除了实际发生的过电压或过电流的判定外,还包括由时序错误或受电侧电流/电压传感器15的错误数据引起的误判定。此外,断续器14的状态并不限定于将过电压或过电流作为原因而切换,例如还包括将电池B的温度上升作为原因而切换。

另一方面,若送电侧通信部5接收来自受电装置R的供电停止请求,则送电装置S的送电侧控制部6停止斩波电路1b和逆变电路2的驱动,使斩波电路1b和逆变电路2停止供电动作。

在受电装置R中,在向受电侧通信部16发送了供电停止请求时,将开关元件13b设为接通状态。因此,在送电装置S的供电停止为止的期间,来自送电装置S的电力被提供给电阻器13a并被消耗。

例如,如以往那样电阻器13a不与受电侧电力变换器12连接的情况下,在受电侧通信部16发送供电停止请求后到实际供电停止为止的期间,受电装置R的受电侧衬垫11或受电侧电力变换器12的电压上升(参照图3)。这是因为断续器14为断开状态,所以从送电装置S向受电装置R提供的电力没有被提供给电池B,没有被消耗。其结果,构成受电装置R的受电侧衬垫11或受电侧电力变换器12的元件的电压上升而损坏。

另一方面,在第1实施方式中,即使断续器14为断开状态,供给电力没有被提供给电池B,电力也被电阻器13a消耗。因此,构成受电装置R的受电侧衬垫11或受电侧电力变换器12的元件的电压上升被抑制。

电阻器13a具有如下的电阻值:在开关元件13b为接通状态的情况下,在从受电装置R向送电装置S发送供电停止请求起到停止供电为止的期间,用于使受电侧衬垫11或受电侧电力变换器12的元件的电压不达到耐压。

具体地,在设计阶段等,用以下方法决定电阻器13a的电阻值。

首先,计算出从将断续器14切换为断开状态后经过供电停止请求的发送到停止供电为止的期间的时间。接着,设置具有认为不会达到在受电侧衬垫11或受电侧电力变换器12中损坏的可能性最高的元件(例如,耐压最低的元件)的耐压的电阻值的电阻器,在计算出的时间内,确认是否超过损坏的可能性高的元件的耐压。在未超过的情况下,电阻值逐渐上升,在计算出的时间内,确认是否超过了损坏的可能性高的元件的耐压,导出在计算出的时间内不超过损坏的可能性高的元件的耐压的最高的电阻值。电阻值越高,电阻器13a的发热越被抑制,因此能够使表面积变小。也就是说,电阻值越高,越能够使电阻器13a变小。

此外,在通过与受电侧控制部17不同的控制装置控制断续器14的情况下,受电侧控制部17也可以根据从受电侧电流/电压传感器15输入的检测信号判断是否将开关元件13b设为接通状态。也就是说,在供电时断续器14从接通状态变为断开状态,由此,通过受电侧电流/电压传感器15检测出的电压上升而超过了阈值的情况下,受电侧控制部17将开关元件13b设为接通状态(参照图3)。此时,与上述动作同样地,受电侧控制部17使受电侧通信部16发送供电停止请求。

根据第1实施方式,受电装置R在受电侧电力变换器12的一对输出端之间具备由串联连接的电阻器13a和开关元件13b构成的负载电路13。若断开受电装置R与电池B的连接,则开关元件13b从切断状态切换为连接状态。并且,电阻器13a具有如下的电阻值:从断开受电装置R与电池B的连接起到送电装置S停止向受电装置R的送电为止,使受电侧衬垫11或受电侧电力变换器12的元件的电压不达到耐压。由此,能够防止受电装置R中的元件的损坏。

接着,参照图4~图6对本公开的第2实施方式的非接触供电系统进行说明。

另外,在以下要说明的第2实施方式的说明中,对与上述第1实施方式相同的部分赋予相同的符号,省略重复的说明。

如图4和图5所示,第2实施方式的非接触供电系统由送电装置S和受电装置R构成。此外,如图所示,送电装置S由送电侧电力变换器1、逆变电路2、送电侧衬垫3、送电侧电流/电压传感器4(检测部)以及送电侧控制部6构成。

另一方面,受电装置R由受电侧衬垫11、受电侧电力变换器12、负载电路13、断续器14、受电侧电流/电压传感器15以及受电侧控制部17构成。

第2实施方式的受电装置R的受电侧控制部17根据从受电侧电流/电压传感器15输入的检测信号判定向电池B的过电压或过电流。在受电侧控制部17判断为发生了向电池B的过电压或过电流的情况下,为了保护电池B,使断续器14从接通状态设为断开状态。接着,受电侧控制部17将开关元件13b设为接通状态。另外,在过电压或过电流的判定中,除了实际发生的过电压或过电流的判定外,还包括由时序错误或受电侧电流/电压传感器15的错误数据引起的误判定。此外,断续器14的状态并不限定于将过电压或过电作为原因而切换,例如还包括将电池B的温度上升作为原因而切换。并且,断续器14的断开,除了通过受电侧控制部17有意地进行的断开外,有时因断续器14的不良等而意外地发生断开。

送电装置S的送电侧控制部6根据从送电侧电流/电压传感器4输入的检测信号来判定电流(送电状况信息)是否超过了阈值。也就是说,在非接触供电系统中,受电装置R的断续器14成为断开状态,并且开关元件13b成为接通状态,成为受电侧电力变换器12与电阻器13a连接的状态。也就是说,将从送电装置S以非接触方式供电的电力提供给电阻器13a。由此,在受电装置R中发生阻抗的变化。随着该阻抗的变化,通过送电装置S的送电侧电流/电压传感器4检测出的电流也发生变化。送电侧控制部6检测到该电流的变化。

然后,若根据从送电侧电流/电压传感器4输入的检测信号判定为电流超过了阈值,则送电侧控制部6停止斩波电路1b和逆变电路2的驱动,使斩波电路1b和逆变电路2停止供电动作。

另外,送电侧控制部6也可以根据从送电侧电流/电压传感器4得到的电流和电压的信息(送电状况信息)求出功率,并根据该功率停止斩波电路1b和逆变电路2的驱动。也就是说,若根据从送电侧电流/电压传感器4输入的检测信号判定为功率超过了阈值,则送电侧控制部6也可以停止斩波电路1b和逆变电路2的驱动。

此外,作为判定对象,送电侧控制部6也可以使用电压来代替上述电流。也就是说,若根据从送电侧电流/电压传感器4输入的检测信号判定为电压(送电状况信息)超过了阈值,则送电侧控制部6也可以停止斩波电路1b和逆变电路2的驱动。

在受电装置R中,在将断续器14设为断开状态时,将开关元件13b设为接通状态,因此在停止送电装置S的供电为止的期间,来自送电装置S的电力被提供给电阻器13a并被消耗。

例如,如以往那样电阻器13a不与受电侧电力变换器12连接的情况下,断续器14成为断开状态,从而在实际停止供电为止的期间,送电装置S的送电侧电力变换器1、逆变电路2以及送电侧衬垫3,或受电装置R的受电侧衬垫11或受电侧电力变换器12的电压上升(参照图6)。这是因为断续器14为断开状态,所以从送电装置S向受电装置R提供的电力没有提供给电池B而没有被消耗。其结果,构成送电装置S的送电侧电力变换器1、逆变电路2以及送电侧衬垫3,或受电装置R的受电侧衬垫11或受电侧电力变换器12的元件的电压上升而超过元件损坏电平时,这些元件损坏。

另一方面,在第2实施方式中,即使断续器14为断开状态,不向电池B提供供电电力,电力也被电阻器13a消耗,因此抑制构成送电装置S的送电侧电力变换器1、逆变电路2以及送电侧衬垫3,或受电装置R的受电侧衬垫11或受电侧电力变换器12的元件的电压上升。

电阻器13a具有从断续器14成为断开状态起到停止送电装置S进行的向受电装置R的供电为止,用于使送电装置S以及受电装置R中的内部元件的电压不会达到耐压的电阻值。

具体地,在设计阶段等,用以下方法决定电阻器13a的电阻值。

首先,计算出直到断续器14切换为断开状态而停止供电为止的期间的时间。接着,设置具有认为不会达到送电装置S的送电侧电力变换器1、逆变电路2以及送电侧衬垫3,或受电装置R的受电侧衬垫11或受电侧电力变换器12中损坏的可能性最高的元件(例如,耐压最低的元件)的耐压的电阻值的电阻器,在计算出的时间内确认是否超过损坏的可能性高的元件的耐压。在未超过的情况下,电阻值逐渐上升,在计算出的时间内,确认是否超过了损坏的可能性高的元件的耐压,导出在计算出的时间内不超过损坏的可能性高的元件的耐压的最高的电阻值。电阻值越高,电阻器13a的发热越被抑制,因此能够使表面积变小。也就是说,电阻值越高,越能够使电阻器13a变小。

此外,在通过与受电侧控制部17不同的控制装置控制断续器14的情况下,受电侧控制部17也可以根据从受电侧电流/电压传感器15输入的检测信号判断是否将开关元件13b设为接通状态。也就是说,在供电时断续器14从接通状态变为断开状态,由此,通过受电侧电流/电压传感器15检测出的电压上升而超过了阈值的情况下,受电侧控制部17将开关元件13b设为接通状态(参照图6)。

另外,描绘为图6所示的第2实施方式的第1例的输出电压,开关元件13b成为接通状态而比以往上升变缓慢,但直到停止供电为止持续上升。另一方面,描绘为图6所示的第2实施方式的第2例的输出电压,开关元件13b成为接通状态而上升变缓慢,若上升到某电压,则上升停止而成为稳定状态。因电阻器13a的电阻值的不同,而产生第2实施方式的第1例和第2例中的输出电压的变化的不同。

此外,根据送电侧控制部6用于检测电流、电压或功率的变化的上述阈值,停止供电的定时不同。例如,根据上述阈值,有时直到开关元件13b成为接通状态为止停止供电,或有时在开关元件13b成为接通状态后停止供电。另外,直到开关元件13b成为接通状态为止停止供电时的阈值,低于在开关元件13b成为接通状态后停止供电时的阈值。

通过这样的第2实施方式,在断续器14成为断开状态的情况下,将负载电路13的开关元件13b设为接通状态。由此,在受电装置R中发生阻抗的变化。随着该阻抗的变化,通过送电装置S的送电侧电流/电压传感器4检测出的电流也发生变化。并且,若根据从送电侧电流/电压传感器4输入的检测信号判定为电流超过了阈值,则送电侧控制部6停止向受电装置R的送电。也就是说,送电装置S判断送电的停止,因此不需要受电装置R向送电装置S发送送电停止请求。因此,不会因受电装置R和送电装置S之间的通信的延迟时间,使送电装置S或受电装置R的元件的电压上升而损坏该元件。

此外,在上述专利文献2的技术中,不从受电装置接受经由通信的通知而进行送电的停止,因此从断续器成为断开状态起直到送电装置的送电停止为止,不发生通信的延迟时间。然而,在上述专利文献2的技术中,存在从断续器成为断开状态起直到阻抗变化而通过送电装置检测到电流的变化为止的时间,或送电装置的信号处理的时间,因此,在随着断续器的断开,电压瞬间上升的情况下,直到送电停止为止送电装置或受电装置的元件有可能损坏。另一方面,根据本第2实施方式,在断续器14成为断开状态的情况下,将负载电路13的开关元件13b设为接通状态。由此,来自送电装置S的电力被电阻器13a消耗。因此,能够抑制断续器14断开引起的电压的瞬间上升,能够抑制从断续器14成为断开状态起到停止送电为止受电装置R或送电装置S的元件的损坏。

此外,根据第2实施方式,在受电装置R中,在受电侧电力变换器12的后级设有负载电路13。也就是说,在受电侧电力变换器12的前级设置负载电路13,由此被电阻器13a消耗的电力不会成为交流电力,被电阻器13a消耗的电力成为直流电力。这样,在第2实施方式中,将被电阻器13a消耗的电力设为直流电力,由此能够避免在被电阻器13a消耗的电力为交流电力的情况下,受到集肤效应的影响而发热增加。此外,通过第2实施方式,避免发热的增加,由此能够抑制热引起的电阻器13a的电阻值的变化。

以上,对本公开的实施方式进行了说明,但本公开并不局限于上述实施方式,例如可以考虑以下的变形。

(1)在上述送电装置S中,作为电压变换器使用斩波电路1b,但也可以代替非绝缘型电压变换器即斩波电路1b而使用绝缘型电压变换器即变压器。此外,在上述送电装置S中,作为送电侧整流电路1a或受电侧整流电路12a使用了全桥,但也可以代替全桥而使用半桥。此外,在上述实施方式中,受电侧电力变换器12由受电侧整流电路12a和滤波电路12b构成,但也可以根据负载装置,在滤波电路12b的后级设置电压变换器。在设有电压变换器的情况下,负载电路13既可以配置于电压变换器的前级,也可以配置于后级。

此外,作为负载装置设有电池B,但也可以设置电池B以外的直流负载或交流负载。另外,在设有交流负载的情况下,需要设为从受电侧电力变换器12输出交流电力的结构。此外,使用了作为交流电源的商用电源,但也可以使用直流电源。另外,在设置直流电源的情况下,需要从送电侧电力变换器1删除送电侧整流电路1a。此时,送电侧电流/电压传感器4检测从直流电源向送电侧电力变换器1输入的直流电力的电压以及电流。

(2)在上述实施方式中,作为变形例,受电侧控制部17根据设置于滤波电路12b的后级的受电侧电流/电压传感器15的检测结果来判断是否将开关元件13b设为接通状态,但本公开并不限定于此。例如,也可以在受电侧衬垫11与受电侧整流电路12a之间,或在受电侧整流电路12a与滤波电路12b之间设置电压传感器,受电侧控制部17根据电压传感器的检测结果判断是否将开关元件13b设为接通状态。即,在通过电压传感器检测出的结果超过阈值的情况下,受电侧控制部17将开关元件13b设为接通状态。另外,在受电侧电流/电压传感器15检测出交流电压的情况下,其检测值例如为有效值或波高值。

(3)作为负载,只要是消耗电力的负载,则并不限定于电阻器13a。例如,代替电阻器13a,也可以使用具有上述的电阻值的电抗器等。

(4)在上述实施方式中,说明了由于断续器14成为断开状态,向电池B的连接被断开,构成受电装置R的受电侧衬垫11或受电侧电力变换器12的元件的电压上升,但本公开并不限定于该方式。例如,本公开也可以应用于由于负载电路13与电池B之间的配线断线,而向电池B的连接被断开,受电装置R内的电压上升的情况。在该情况下,在通过受电侧电流/电压传感器15检测出的电压超过阈值的情况下,受电侧控制部17可以将开关元件13b设为接通状态。此外,以断线为原因的受电装置R与电池B之间的连接的断开并不限定于完全的断线,还包括线细到难以提供所希望的电力的程度的情况和接触不良的情况等。

(5)在上述实施方式中,说明了受电侧控制部17根据受电侧电流/电压传感器15的检测信号进行开关元件13b的接通状态与断开状态的切换。然而,开关元件13b的切换控制并不限定于受电侧控制部17的软件控制。例如,进行该切换控制的受电侧控制部17作为输入负载电路13的输出电压和预定电压(判断为过电压的基准电压)的运算放大器/比较器而由硬件构成。该运算放大器/比较器在负载电路13的输出电压为预定电压以上的情况下输出信号。运算放大器/比较器的输出与IGBT或双极型晶体管等开关元件13b的控制端子连接,由此在发生过电压时将开关元件13b切换为接通状态。这样,不依赖于受电侧控制部17的软件处理,也可以以硬件实现开关元件13b的切换。

(6)在上述实施方式中,在送电装置S中,送电侧控制部6若根据来自设置于送电侧电力变换器1的输入侧的送电侧电流/电压传感器4的检测信号,判定电流、电压或功率超过了阈值,则停止斩波电路1b和逆变电路2的驱动,但本公开并不限定于此。例如,在根据来自送电侧电流/电压传感器4的检测信号判定为电流、电压或功率的变化率超过了阈值的情况下,送电侧控制部6也可以停止斩波电路1b和逆变电路2的驱动。此外,对于送电侧电流/电压传感器4,也可以设在送电侧电力变换器1的输出侧、送电侧衬垫3的输入侧(也就是说,送电侧衬垫3的送电电容器3b的前级)或送电侧衬垫3的送电电容器3b与送电线圈3a之间,而不是设在送电侧电力变换器1的输入侧。

(7)在上述实施方式中,作为检测部采用送电侧电流/电压传感器4而进行了说明,但本公开并不限定于该方式,检测部也可以是功率传感器。

作为功率传感器,例如有通过电压传感器和电流传感器测量电压和电流,对电压乘上电流而得的值进行时间平均来求出功率的传感器。在该情况下,送电状况信息为功率。

产业上的可利用性

通过本公开的受电装置、非接触供电系统以及送电装置,能够抑制元件的损坏。

符号说明

S 送电装置;

R 受电装置;

B 电池(负载装置);

1 送电侧电力变换器;

2 逆变电路;

3 送电侧衬垫;

4 送电侧电流/电压传感器(检测部);

5 送电侧通信部;

6 送电侧控制部;

11 受电侧衬垫;

12 受电侧电力变换器;

13 负载电路;

14 断续器;

15 受电侧电流/电压传感器;

16 受电侧通信部;

17 受电侧控制部;

1a 送电侧整流电路;

1b 斩波电路;

3a 送电线圈;

11a 受电线圈;

12a 受电侧整流电路;

12b 滤波电路;

13a 电阻器(负载);

13b 开关元件。

当前第1页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1