[发明专利]非接触供电设备以及非接触供电方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种非接触供电设备和非接触供电方法。

背景技术

关于用于在非接触状态下传输电力的技术，已知通过使用使电力馈送侧与电力接收侧以共同谐振频率进行电磁谐振的技术，以非接触状态传输电力(非专利文献1)。

引用列表

[非专利文献]

非专利文献1：Karalis A.等人的“Wireless Power Transfer via Strongly Coupled Magnetic Resonances”，Science，vol.317，no.5834，pp.83-86，2007。

发明内容

然而，因为在传统的非接触供电设备中固定电力馈送侧中提供的振荡器的输入频率，所以存在如下问题：电力传输的效率依赖于电力馈送侧与电力接收侧之间的耦合状态而降低。

本发明一目的在于，提供一种非接触供电设备和方法，其被设计为即使电力馈送侧与电力接收侧之间的耦合状态变化，也抑制电力传输效率的降低。

根据本发明，通过在预定频率范围内根据从电力馈送侧观测(view)的阻抗值来设置AC电力的频率，解决上述问题。

附图说明

图1A是示出根据本发明的一个实施例中的非接触供电设备的框图。

图1B是示出图1A的电力馈送谐振器和电力接收谐振器的一个示例的框图。

图2A是示出图1A的可变频率单元的一个示例的框图。

图2B是示出图2A的电流控制部分的一个示例的框图。

图2C是示出图2A的切换信号产生部分的一个示例的框图。

图3是示出图1A的非接触供电设备的操作的流程图。

图4A是示出由图1A的阻抗检测单元检测的、阻抗相对于频率的曲线图。

图4B是示出在电力馈送谐振器与电力接收谐振器之间的距离已经从图4A的情况改变的情况下的、阻抗相对于频率的曲线图。

图5是示出图1A的非接触供电设备的、电力传输效率相对于电力馈送谐振器与电力接收谐振器之间的距离的曲线图。

图6是示出根据本发明的另一个实施例中的非接触供电设备的框图。

图7是示出图6的非接触供电设备的操作的流程图。

图8是示出由图6的相差检测单元检测的、相差相对于馈送电力频率的曲线图(a)、以及示出在电力馈送谐振器与电力接收谐振器之间的差已经从曲线图(a)的情况改变的情况下相差相对于频率的曲线图(b)。

具体实施方式

<<第一实施例>>

<<配置>>

根据本发明的第一实施例中的非接触供电设备包括电力馈送单元1和电力接收单元2，如图1A中所示。电力馈送单元1将电力无线地传输(馈送)至电力接收单元2，并且电力接收单元2无线地接收电力。

电力馈送单元1包括振荡器11和电力馈送谐振器12。振荡器11用于输出交流电(AC)电力。电力馈送谐振器12用于从由谐振器11输入的AC电力产生磁场。另一方面，电力接收单元2包括电力接收谐振器21。电力接收谐振器21用于接收从电力馈送谐振器12传输的电力。

将电力馈送谐振器12和电力接收谐振器21设置为具有共同(相同)自谐振频率f0。为了馈送和接收电力，电力馈送谐振器12包括LC谐振线圈121，并且电力接收谐振器21包括LC谐振线圈211，如图1B中所示。LC谐振线圈121和LC谐振线圈211中的每一个的两端均开放(open)。用于电力馈送的LC谐振线圈121仅须被设置为具有与用于电力接收的LC谐振线圈121的自谐振频率相等的自谐振频率。也就是说，LC谐振线圈121的线圈形状和尺寸(诸如，绕组数量、厚度和绕组间距)不一定需要与LC谐振线圈211的线圈形状和尺寸相等。此外，因为LC谐振线圈121和LC谐振线圈211仅须具有相同的自谐振频率，所以可以将电容器外部附接至电力馈送LC谐振线圈121和/或电力接收LC谐振线圈211。也就是说，除了通过设置线圈形状和尺寸之外，还可以通过适当地设置电容器电容的值来执行对每个自谐振频率的设置。