无线电力传输系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及能进行从受电装置向送电装置的数据通信的无线电力传输系统。
【背景技术】
[0002]作为代表性的无线电力传输系统，已知利用磁场从送电装置的一次线圈向受电装置的二次线圈传输电力的磁场耦合方式的电力传输系统。在该系统中，在以磁场耦合传输电力的情况下，由于穿过各线圈的磁通的大小对电动势有较大影响，因此对一次线圈和二次线圈的相对位置关系要求很高的精度。另外，由于利用线圈，因此难以实现装置的小型化。
[0003]另一方面，还提出了专利文献I公开那样的电场耦合方式的无线电力传输系统。在该系统中，经由电场从送电装置的耦合电极向受电装置的耦合电极传输电力。该方式对耦合电极的相对位置的要求精度比较宽松，另外，能实现耦合电极的小型化以及薄型化。
[0004]专利文献I所记载的送电装置具备:高频率高电压产生电路、无源电极以及有源电极。受电装置具备:高频率高电压负载电路、无源电极以及有源电极。并且，通过使送电装置的有源电极和受电装置的有源电极隔开距离接近来使这2个电极彼此电场耦合。送电装置的无源电极、送电装置的有源电极、受电装置的有源电极以及受电装置的无源电极相互平行配置。
[0005]在该无线电力传输系统中，存在需要在送电装置与受电装置间有数据通信，将受电装置的状況(例如充电量等)发送给送电装置的情况。这种情况下，例如考虑对在送电装置与受电装置间传输的交流电压或交流电流施予调制从而在电力传输的同时进行通信的方式。
[0006]先行技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1:JP特表2009-531009号公报
[0009]实用新型的概要
[0010]实用新型要解决的课题
[0011]但是，无论是磁场耦合方式还是电场耦合方式，若在调制交流电压等时仅进行基于电阻负载的负载调制，则会因调制操作而导致输出电压变动，因此，在从受电装置向送电装置的数据发送时，需要中断电力传输。另外，在调制部会消耗电力，有电力传输效率降低这样的问题。
【实用新型内容】
[0012]为此，本实用新型的目的在于，提供能抑制基于负载调制的输出电压的变动、且不降低电力传输效率地进行送电装置和受电装置的数据通信的无线电力传输系统。
[0013]用于解决课题的手段
[0014]本实用新型所涉及的无线电力传输系统特征在于，具备:将从输入的直流电压变换的交流电压施加给送电部的送电装置；和将通过对所述送电部施加交流电压而在受电部感应的交流电压整流以及平滑来将其变换为直流电压的受电装置，所述受电装置具有:由将阳极彼此连接的第1、第2 二极管、以及将阴极彼此连接的第3、第4 二极管构成的二极管桥；分别与所述第I以及第2 二极管并联连接的由半导体开关元件以及电容器构成的第I串联电路、或者分别与所述第3以及第4二极管并联连接的由半导体开关元件以及电容器构成的第2串联电路的至少一方；和对所述半导体开关元件的控制端子输入调制信号的控制单元，所述送电装置具有基于送电电流的变化来读取所述调制信号的信号读取单元。
[0015]在该构成中，通过将第I以及第2串联电路各自的半导体开关同时接通断开，能使受电装置侧的负载的大小变化。受电装置对应于发送给送电装置的数据而使负载的大小变化，从而使送电装置中的送电电流变化。例如在将数据「I」发送给送电装置的情况下，将受电装置侧的负载设为高负载状态，在发送数据「O」的情况下设为低负载状态。然后在送电装置读取送电电流的变化，检测受电装置侧的负载状态的变化，由此来判别数据「1」、「O」。由此能进行从受电装置向送电装置的基于负载调制的数据通信。这种情况下，与现有的基于电阻负载调制的情况相比，抑制了输出电压的变动，且能改善电力传输效率。
[0016]所述送电装置优选构成为具备:DC_AC逆变器；和将由所述DC-AC逆变器变换的交流电压升压并将其施加给所述送电部的升压电路。
[0017]所述信号读取单元优选构成为根据输入到所述送电装置的电流的变化来检测所述送电电流的变化。在该构成中，由于根据直流电流的变化来读取调制信号，因此不需要复杂的信号处理。
[0018]所述受电装置也可以具有所述第I串联电路以及所述第2串联电路两者。在该构成中，能在受电装置生成4状态(00、01、10、11)的数据，能从受电装置向送电装置以高的速率发送信息。
[0019]也可以构成为所述送电部具有送电侧有源电极以及送电侧无源电极，所述受电部具有:隔着间隙与所述送电侧有源电极对置的受电侧有源电极；和隔着间隙与所述送电侧无源电极对置、或与所述送电侧无源电极直接接触的受电侧无源电极，通过所述送电侧有源电极以及所述受电侧有源电极对置而进行电场耦合，来从所述送电装置向所述受电装置进行电力传输。
[0020]在该构成中，能在基于电场耦合的电力传输中进行数据通信。
[0021]也可以构成为所述送电部具有通电高频电流的送电侧线圈，所述受电部具有通过电磁感应而感应高频电流的受电侧线圈，通过所述送电侧线圈以及所述受电侧线圈磁场耦合，来从所述送电装置向所述受电装置进行电力传输。
[0022]在该构成中，能在基于磁场耦合的电力传输中进行数据通信。
[0023]实用新型的效果
[0024]根据本实用新型，与现有的基于电阻负载调制的情况相比，抑制了输出电压的变动，且能改善电力传输效率。
【附图说明】
[0025]图1是实施方式所涉及的无线电力传输系统的电路图。
[0026]图2是无线电力传输系统的概略图。
[0027]图3是用于说明送电装置的控制器的框图。
[0028]图4是表示实施方式I中的电压波形以及电流波形的图。
[0029]图5是表示将无线电力传输系统的驱动频率设为255kHz的情况下的电压波形以及电流波形的图。
[0030]图6是表示将无线电力传输系统的驱动频率设为295kHz的情况下的电压波形以及电流波形图。
[0031 ] 图7是表示仅设置I个开关元件以及电容器的串联电路的情况下的电压波形以及电流波形的图。
[0032]图8是实施方式2所涉及的无线电力传输系统的电路图
[0033]图9是无线电力传输系统的概略图。
[0034]图10是实施方式2所涉及的无线电力传输系统的另一例的电路图。
[0035]图11是实施方式3所涉及的无线电力传输系统的电路图。
[0036]图12是表示实施方式3中的电压波形以及电流波形的图。
【具体实施方式】
[0037](实施方式I)
[0038]图1是实施方式所涉及的无线电力传输系统的电路图。图2是无线电力传输系统的概略图。
[0039]本实施方式所涉及的无线电力传输系统100由送电装置101和受电装置102构成。受电装置102具备负载RL。该负载RL是二次电池。并且，受电装置102是具备该二次电池的例如便携电子设备。作为便携电子设备，能举出便携电话机、PDA (Personal DigitalAssistant，个人数字助理)、便携音乐播放器、笔记本型PC、数字摄像机等。送电装置101是载置受电装置102、用于对该受电装置102的二次电池充电的充电台。
[0040]送电装置101如图2所示那样，经由AC适配器110与电源120连接。电源120例如是AC100V?230V的家庭用插座。AC适配器110将AC100V?230V变换为DC5V或12V并输出给送电装置101。送电装置101将输入的直流电压Vin作为电源来进行动作。送电装置101将直流电压Vin变换为交流电压Vac并用升压变压器Tl进行升压。并且，送电装置101将升压的交流电压施加到有源电极14与无源电极15间。该交流电压的频率是10kHz到 1MHz ο
[0041]受电装置102具备有源电极24以及无源电极25。有源电极24以及无源电极25在将受电装置102载置在送电装置101的情况下，隔着间隙与送电装置101的有源电极14以及无源电极15对置。另外，无源电极15、25也可以直接接触。通过在有源电极14与无源电极15间施加电压，在成为对置配置的有源电极14、24间产生电场，经由该电场将电力从送电装置101传输到受电装置102。受电装置102在用降压变压器T2将通过电力传输而感应的交流电压降压后，施加给二次侧电路20A，用二次侧电路20A进行整流以及平滑。
[0042]返回图1，在送电装置101的输入端子INl、IN2，经由电流检测用的电阻Rl、电压检测用的分压电阻R2、R3连接由开关元件Ql、Q2、Q3、Q4构成的DC-AC逆变器电路。开关元件Ql、Q2、Q3、Q4是η型MOS-FET。开关元件Ql、Q2串联连接，开关元件Q3、Q4串联连接。另外，在开关元件