输电装置、非接触供电系统以及控制方法_2

文档序号:9553461阅读:来源:国知局
频率变化的方向反转,进行所述运算处理,若变化后的算 出值比变化前的算出值小,则控制部停止所述运算处理。
[0080] 由此,探索出反射电量变得最小的谐振频率,使设定变容易。
[0081] (13)(能够进行数据通信的输电装置)
[0082] 在项1至12的任一个输电装置中,还具有:通信用天线(111);和通信部(1050,其 控制经由所述通信用天线的数据的接收/发送。
[0083] (14)(非接触供电系统)
[0084] 具有代表性的实施方式的非接触供电系统(3、6、9)包括:项1至13的任一项的输 电装置⑴;和受电装置(2、5、8),其通过利用了谐振电路(130、141)的电磁场的谐振耦合 以非接触的方式接收从所述输电装置供给的电力。
[0085]由此,能够提供可靠性高的非接触供电系统。
[0086] (15) (NFC方式的非接触电能传输系统)
[0087] 在项14的非接触供电系统(6)中,所述输电装置和所述受电装置能够进行遵照 NFC规格的数据通信。所述受电装置能够使用一个天线(142)来进行所述数据通信和电力 的接收。
[0088]由此,能够提供可靠性高的NFC方式的非接触供电系统。
[0089] (16)(非接触电力供电系统的控制方法;基于谐振频率的偏离方向来控制输电处 理)
[0090] 具有代表性的实施方式的控制方法,是用于在包括输电装置(1、4、7)和受电装置 (2、5、8)、通过利用了分别设在所述输电装置和所述受电装置上的输电侧以及受电侧的谐 振电路的电磁场的谐振耦合来进行电力的输送以及接收的非接触供电系统(3、6、9)中,控 制电力的输送的方法。所述控制方法包括:第一步骤(S102~S116),所述输电装置以与作 为输送电力而输出的输电信号的频率(fTx)相等的方式来设定所述输电侧的谐振电路的 谐振频率;和第二步骤(S117),所述输电装置在所述第一步骤中设定所述谐振频率后开始 所述电力的输送;所述控制方法还包括第三步骤(S201~S213),在所述第一步骤中设定的 所述谐振频率在所述电力的输送中偏离的情况下,所述输电装置检测所述谐振频率的偏离 方向,并基于该检测结果控制与电力的输送有关的处理。
[0091]由此,在非接触电力供电系统的输电范围中存在异物的情况下,能够根据谐振频 率的偏离方向来判断该异物是电容率低的金属类还是电容率高的1C卡等的非金属类。即, 根据本控制方法,不仅能够判断在输电范围内有无异物,还能够高精度地判断是否是对非 接触电能传输有影响的异物。由此,提高非接触电能传输系统的可靠性。
[0092] (17)(控制方法;基于谐振频率的偏离方向来控制输电的继续/停止)
[0093] 在项16的非接触电能传输系统中,第三步骤包括第四步骤(S205~S211),输电装 置一边使输电侧的谐振电路的谐振频率变化一边计测供给至谐振电路的交流信号的反射 电量,由此推断在反射电量变为最小时的谐振频率,根据该推断出的谐振频率来生成包括 谐振频率的偏离方向在内的谐振频率的偏离信息。所述第三步骤还包括第五步骤(S212), 所述输电装置基于在所述第四步骤中生成的所述谐振频率的偏离信息,来判断有无对非接 触电能传输有影响的异物。所述第三步骤还包括第六步骤(S201),所述输电装置在所述第 五步骤中判断为是对非接触电能传输有影响的异物的情况下停止电力的输送(S213),在判 断为不是对非接触电能传输有影响的异物的情况下继续电力的输送。
[0094] 由此,变得易于判断所述谐振频率的偏离方向。另外,由于不只是异物的有无,还 根据是否是对非接触电能传输有影响的异物控制输电的停止和继续,所以能够提高在非接 触电能传输系统中的输电控制的可靠性。
[0095] (18)(控制方法;根据谐振频率的偏离方向和偏离幅度来控制输电处理)
[0096] 在项17的控制方法的第四步骤中,所述输电装置生成在所述谐振频率的偏离的 方向的基础上,还包括所述谐振频率的偏离幅度在内的所述偏离信息。
[0097]由此,能够提高是否是对非接触电能传输有影响的异物的检测精度。
[0098] (19)(控制方法;基于受电电力与输送电力的差和偏离信息来控制输电处理)
[0099] 在项17或19的控制方法中,所述第三步骤包括所述受电装置将接收的接收电量 的信息发送到所述输电装置的步骤(S201)。在所述第五步骤中,所述输电装置基于从所述 受电装置发送的所述受电电力的信息,算出所述接收电量与从所述输电装置输送的输送电 量的差值,并基于该差值和所述偏离信息来判断有无对非接触电能传输有影响的异物。 [0100]由此,能够进一步提高是否是对非接触电能传输有影响的异物的检测精度。
[0101] (20)(根据谐振频率的偏离方向来决定可否继续输电)
[0102] 在项17至19的任一个控制方法的所述第五步骤中,所述输电装置在所述谐振频 率向变高的方向偏离的情况下判断为是对非接触电能传输没有影响的异物,在所述谐振频 率向变低的方向偏离的情况下判断为是对非接触电能传输有影响的异物。
[0103]由此,由于在存在输送电力吸收得多的1C卡等的非金属类的异物的状态下停止 供电,在存在输送电力吸收得少的金属类的异物的状态下停止供电,所以在使用接近于NFC 通信的频率的数MHz频段的输电频率的非接触电能传输系统中能够实现高效率的输电。另 外,能够防止因例如按照NFC规格的1C卡等的发热而引起的破坏。
[0104] (21)(控制方法;在为大金属的情况下停止输电)
[0105] 在项17的控制方法的所述第五步骤中,所述输电装置在所述谐振频率向变高的 方向偏离的情况下,若所述谐振频率的偏离幅度超过规定的阈值的话则判断为是对非接触 电能传输有影响的异物,若所述谐振频率的偏离幅度没有超过规定的阈值则判断为是对非 接触电能传输没有影响的异物。另外,所述输电装置在所述谐振频率向变低的方向偏离的 情况下判断为是对非接触电能传输有影响的异物。
[0106] 由此,与项20同样地,能够防止因1C卡等的发热而引起的破坏。另外,即使在存 在金属类的异物的情况下,由于在电力的吸收量比较大的表面积大的金属的情况下停止供 电,并在电力的吸收量比较小的表面积小的金属的情况下继续供电,所以在非接触电能传 输系统中能够更加高效率地输电。
[0107] (22)(控制方法;基于电压驻波比的计测值来判断谐振频率的偏离方向)
[0108] 在项17至19的任一项的控制方法的所述第四步骤中,所述输电装置对向所述输 电侧的所述谐振电路供给的交流信号的入射电量和该交流信号的反射电量进行计测,根据 基于该计测结果算出的电压驻波比来计测所述反射电量。
[0109]由此,能够简单并且高精度地判断所述谐振频率的偏离的方向。
[0110] (23)(控制方法;使谐振频率变化来测定电压驻波比,并算出偏离方向)
[0111] 在项22的控制方法中,所述第四步骤包括第七步骤(S205~S207),所述输电装 置使所述输电装置中的所述谐振电路的所述谐振频率仅按规定量变化,算出变化前后的所 述电压驻波比,并且直到在变化后的所述电压驻波比的值变得比变化前的值大为止反复实 行对所述变化前后的所述电压驻波比进行比较的运算处理。所述第四步骤还包括第八步骤 (S208~S210),在所述第七步骤的运算处理中,变化后的所述电压驻波比的值变得比变化 前的值大以后,所述输电装置将使所述谐振频率变化的方向反转来进行所述运算处理,并 且直到在变化后的所述电压驻波比的值变得比变化前的值大为止反复实行该运算处理。所 述第四步骤还包括第九步骤(S211),所述输电装置基于所述第七步骤以及所述第八步骤的 运算处理的结果,推断在电压驻波比的值变得最小时的谐振频率,并根据该推断值来生成 所述谐振频率的偏离信息。
[0112] 由此,能够易于判断谐振频率的偏离的方向。另外,能够易于算出谐振频率的偏离 幅度。
[0113] (24)(控制方法;以低电力输电,在将谐振频率最佳化以后以通常的电力输电)
[0114] 在项23的控制方法中,所述第一步骤包括第十步骤(S105),所述输电装置以第一 电力输送电。所述第一步骤还包括第十一步骤(S110~S112),所述输电装置使所述输电 装置中的所述谐振电路的所述谐振频率仅变化规定量,算出变化前后的所述电压驻波比, 并且直到在变化后的所述电压驻波比的值变得比变化前的值大为止反复实行对所述变化 前后的所述电压驻波比进行比较的运算处理。所述第一步骤还包括第十二步骤(S113~ S115),在所述第十一步骤的运算处理中,若变化后的所述电压驻波比的值变得比变化前的 值大,则所述输电装置使所述谐振频率变化的方向反转来进行所述运算处理,并且直到在 变化后的所述电压驻波比的值变得比变化前的值大为止反复实行该运算处理。所述第一步 骤还包括第十三步骤(S116),在所述第十二步骤的运算处理中,若变化后的所述电压驻波 比的值变得比变化前的值大,则将在所述电压驻波比的值变得最小时的谐振频率设定给所 述输电侧的谐振电路。在所述第二步骤中,所述输电装置以比所述第一电力大的电力开始 输电。
[0115]由此,探索在反射电量变得最小时的谐振频率,并易于设定给输电侧的谐振电路。 另外,通过在最初以低电力开始输电,之后增大电力开始输电,即使是在输电开始时已经存 在异物的情况下也能够减小该异物带来的影响,因此,能够提高在非接触电能传输系统中 的输电控制的可靠性。
[0116] (25)(控制方法;输电对象的认证)
[0117] 在项24的控制方法中,所述第一步骤还包括如下步骤(S104),在所述第十步骤之 前,针对所述受电装置进行该受电装置是否是电力的输送对象的认证。在认证所述受电装 置是发送对象的情况下实行所述第十步骤。
[0118]由此,能够进一步提高在非接触电能传输系统中的输电控制的可靠性。
[0119] (26)(控制方法;在接收受电装置的受电通知后开始发送)
[0120] 在项24的控制方法中,所述第一步骤还包括如下步骤(S122),在所述受电装置接 收到通过所述第十步骤输送的电力的情况下,将接收到电力的通知发送到所述输电装置。 所述第一步骤还包括如下步骤(S124),在接收到表示所述受电装置接收了所述电力的通知 的情况下,针对所述受电装置进行该受电装置是否是电力的输送对象的认证。在认证为所 述受电装置是发送对象的情况下,实行所述第十一步骤。
[0121] 由此,能够防止在输电装置和受电装置之间能够进行无线通信(数据通信),但不 能进行充分的电力的输送/接收的状况下开始输电,从而能够进一步提高在非接触电能传 输系统中的输电控制的可靠性。
[0122] (27)(输电装置;能够调整阻抗的谐振频率调整部的结构)
[0123]在项7至13的任一项的输电装置中,所述谐振频率调整部包括电感(202),其设在 所述电源部和所述一次谐振电路之间;第一电容(201),其连接所述电感的一端和接地节 点之间;和第二电容(203),其连接所述电感的另一端和所述接地节点之间,所述谐振频率 调整部能够调整所述第一电容和所述第二电容的容量值。
[0124] 由此,易于调整所述谐振频率调整部的阻抗。
[0125] (28)(输电装置;由变容二极管构成的电容元件)
[0126] 在项27的输电装置中,所述第一电容和所述第二电容包含可变电容二极管(503、 504)而构成。基于从所述控制部供给的电压能够控制所述可变电容二极管。
[0127] 由此,易于使所述第一电容和所述第二电容的容量值变化。
[0128] (29)(输电装置;包括电容和开关晶体管而构成的电容元件)
[0129] 在项27的输电装置中,所述第一电容和所述第二电容包括多个(n、m)将电容元件 (603)和开关电路(SW)串联连接的电容电路(601)而构成。
[0130] 由此,易于使所述第一电容和所述第二电容的容量值变化。
[0131] (30)(输电装置;防止电流泄漏的结构的开关电路)
[0132] 在项29的输电装置中,所述开关电路包括串联连接的两个场效应二极管(604、 605)。所述两个场效应二极管共同连接彼此的源电极以及背栅电极。
[0133] 由此,能够防止通过在电解效果晶体管的背栅电极和漏电极之间的寄生二极管而 电流泄漏。
[0134] (31)(非接触供电系统;将受电侧的Q值设为比输电侧小)
[0135] 在项14或15的非接触供电系统中,所述受电装置的谐振电路(130)的Q值被设 为比所述输电装置的谐振电路(110)小。
[0136] 由此,由于所述受电装置的谐振频率的偏离幅度变得比输电装置的谐振频率的偏 离幅度更小,所以比输电装置更易于调整谐振频率。
[0137] (32)(基于谐振频率的偏离来判断异物的种类的输电装置)
[0138] 在与项1至13不同的另一个实施方式的输电装置(1)中,通过利用了谐振电路 (110)的电磁场的谐振耦合以非接触的方式进行电力的输送。该输电装置在与用于输送所 述电力的输电信号的频率(fTx)相对应地设定的所述谐振电路的谐振频率在所述电力的 输送中偏离的情况下,检测所述谐振频率偏离的方向,基于该检测结果判断在输电范围内 存在的异物的种类。
[0139] 由此,由于不仅能够判断在输电范围内有无存在异物,还能够判断该异物的种类, 从而能够提高异物的检测精度,有助于非接触供电系统的可靠性的提高。
[0140] 2.实施方式的详细
[0141] 针对实施方式进一步详细叙述。此外,在用于说明实施发明的方式的所有图中,对 于具有相同功能的要素标注相同的附图标记并省略其重复的说明。
[0142] 《实施方式1》
[0143] 〈非接触供电系统的概要〉
[0144] 图1中例示实施方式1的包括输电装置的非接触供电系统。该图所示的非接触供 电系统3包括输电装置1和受电装置2。在非接触输电系统3中,能够进行从输电装置1向 受电装置2的基于非接触(无线)的供电。虽没有特别限制,但非接触供电系统3能够通 过利用了电磁场的谐振耦合的磁共振方式进行非接触电能传输。在非接触电能传输中,作 为输送电力而输出的输电信号的频率(输电频率)例如设为数MHz频段的频率。另外,在 非接触供电系统3中,通过近距离无线通信能够在输电装置1和受电装置2之间彼此进行 数据的发送和接收。该近距离无线通信例如是使用数GHz频段的频率的无线通信。
[0145]〈输电装置1的结构〉
[0146] 输电装置1例如包括振荡器101、输电放大器102、谐振频率调整电路(RSNF_ CNT)103、电源电路(REG_CIR)112、控制电路(CNT_CIR)104、通信部(CMM_CIR)105、电量检 测部(PWR_SEN) 106、供电线圈107、共振线圈108、谐振电容109、通信用天线111而构成。
[0147] 振荡器101生成具有与从输电装置1发送来的用于输送电力的输电信号对应的频 率的交流信号。虽没有特别限制,但从振荡器101输出的交流信号的频率为固定的,被设为 与所述输电信号的频率(输电频率)fTx相同。输电放大器102对从振荡器101输出的交 流信号进行增幅,生成与应输送的电力的大小相对应的驱动信号。输电放大器102是其增 幅率可变的可变增幅器。输电放大器102例如将由电源电路112生成的电压作为电源来进 行动作,通过调整供给到输电放大器102的偏置电压或偏置电流,来改变其增幅率。电源电 路112例如基于从电源适配器或通用串行总线(U
当前第2页1 2 3 4 5 6 
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