[发明专利]无线受电装置以及无线电力传输系统

说明书

技术领域

本发明涉及用于接收无线馈送的电力的无线受电装置、以及无线电力传输系统。

背景技术

不使用电源软线来提馈电力的无线馈电技术日益得到关注。现有的无线馈电技术大致可分为(A)利用电磁感应的类型(近距离用)、(B)利用电波的类型(远距离用)、(C)利用磁场共振现象的类型(中距离用)这3种。

利用电磁感应的类型(A)一般用于电动剃须刀等身边的家电产品之中，而由于距离变大时电力传输效率会急剧降低，因而存在着仅能在几cm左右的近距离使用的课题。使用电波的类型(B)存在着虽然能远距离使用但电力小的课题。使用磁场共振现象的类型(C)是较为新的技术，能在几m左右的中距离实现较高的电力传输效率，因而尤其受到期待。例如，在EV(Electric Vehicle)的车辆下部嵌入受电线圈，以非接触的形式从地里面的馈电线圈发送电力的方案也正在研究中。由于是无线的，因此能构成为完全绝缘的系统，由此可认为对于雨天时的馈电具有效果。以下将类型(C)称作“磁场共振型”。

磁场共振型是以马萨诸塞工科大学在2006年发表的理论为基础的(参见专利文献1)。专利文献1中准备了4个线圈。从馈电侧起把这些线圈按顺序称作“激励线圈”、“馈电线圈”、“受电线圈”、“负载线圈”。激励线圈与馈电线圈近距离相对并电磁耦合。受电线圈与负载线圈也同样近距离相对并电磁耦合。与它们之间的距离相比，从馈电线圈到受电线圈的距离为较大的“中距离”。该系统的目的在于从馈电线圈对受电线圈进行无线馈电。

如果向激励线圈馈送交流电力，则由于电磁感应的原理也会在馈电线圈流过电流。当馈电线圈产生磁场，馈电线圈与受电线圈发生磁共振时，在受电线圈中流过大电流。基于电磁感应的原理，在负载线圈中也流过电流，能从与负载线圈串联的负载中取出交流电力。通过使用磁场共振现象，即便从馈电线圈到受电线圈的距离远也能实现高电力传输效率。

[专利文献1]美国公开2008/0278264号公报

[专利文献2]日本特开2006-230032号公报

[专利文献3]国际公开2006/022365号公报

[专利文献4]美国公开2009/0072629号公报

[专利文献5]美国公开2009/0015075号公报

[专利文献6]日本特开2006-74848号公报

[专利文献7]日本特开2008-288889号公报

本发明人为了扩展无线馈电的可利用性，考虑需要实现一种与馈电侧的驱动频率无关地在受电侧生成期望的输出电压波形的构造。例如，在想生成商用频率即50Hz或60Hz的输出电压的情况下，相比将馈电侧的驱动频率调整为商用频带，比较合理的是将接收到的电力的频率调整为商用频带。因为从电力输送效率的观点出发，期望用接近共振频率的驱动频率进行馈电。此外，即使在想从1个无线馈电装置向多个无线受电装置同时进行馈电的情况下，比较合理的是在受电侧单个地调整输出电压波形。

发明内容

本发明的主要目的在于在磁场共振型的无线馈电中，在受电侧控制输出电压的电压波形。

本发明的无线受电装置是根据馈电线圈和受电线圈的磁场共振现象，通过受电线圈接收从馈电线圈无线输送的交流电力的装置。该无装置具有：受电线圈电路，其包括受电线圈和电容器；以及负载电路，其具有通过与受电线圈进行磁耦合从而从受电线圈接收交流电力的负载线圈、和调整输出电压的调整电路，调整电路包括：基准信号产生电路，其以预定的基准频率产生基准信号；以及控制信号产生电路，其被提供包含低于基准频率的频率成分的输入信号，产生表示基准信号的信号电平和输入信号的信号电平的大小关系的控制信号，调整电路根据控制信号调整输出电压。

控制信号产生电路也可以将基准信号的信号电平作为基准来计测输入信号的信号电平，并通过控制信号的信号成分来表示其计测结果。此外，调整电路也可以根据控制信号，改变输出电压。能够根据这种控制方法，在无线馈电中在受电侧控制输出电压的电压波形。

控制信号产生电路也可以根据基准信号的信号电平和输入信号的信号电平的大小关系改变控制信号的占空比。

调整电路也可以包括由交流电力生成直流电压的直流电路。此外，也可以通过根据控制信号来改变直流电压，从而生成输出电压。

调整电路也可以包括第1和第2电流路径，通过根据控制信号使分别与第1和第2电流路径串联连接的第1和第2开关交替导通从而由直流电压生成输出电压。调整电路也可以通过控制信号使第1和第2开关互补导通。