[发明专利]功率传送系统和非接触充电装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种以非接触方式传送电功率的功率传送系统以及一种使用该功率传送系统的非接触充电装置。

背景技术

专利文献1和专利文献2描述了与非接触功率传送系统有关的现有技术。专利文献1中描述的功率传送系统增加了读卡器/写卡器和非接触式卡之间的功率传送效率。为读卡器/写卡器和非接触式卡各设置两个电极。当传送功率时，读卡器/写卡器的电极与非接触式卡的电极成对相向，以通过电容性耦合传送电功率。

专利文献1中描述的功率传送系统通过形成对称电偶极子来传送电功率，而专利文献2中描述的功率传送系统按照如下方式通过相互静电感应来传送电功率：形成非对称电偶极子，以使耦合电极彼此短距离面对。

图1是示出了专利文献2中描述的功率传送系统的基本配置的图。功率发送装置包括高频高压发生器1、无源电极2和有源电极3。功率接收装置包括高频高压负载5、无源电极7和有源电极6。于是，功率发送装置的有源电极3经由间隙4位于功率接收装置的有源电极6附近，从而这两个电极电容性地耦合。

[引用列表]

[专利文献]

[PTL1]日本未审专利申请公开No.2005-079786

[PTL2]国际公布小册子No.2007/107642

发明内容

技术问题

然而，在专利文献1中描述的功率传送系统中，需要将功率发送装置的两个电极面对功率接收装置的两个电极。从而，功率发送装置和功率接收装置设置成预定的位置关系。因此，存在这样的问题：功率发送装置和功率接收装置两者的设置灵活性相当低。此外，功率发送装置和功率接收装置各自的电极具有对称的配置，并且与电路的地电极相隔离。因此，存在这样的问题：施加至每一电极的电压增加。另外，因为每一电极的外围并没有被屏蔽，所以存在这样的问题：不必要的电场（对于功率传送没有贡献）分布在电极周围。

在专利文献2中描述的功率传送系统中，只有有源电极彼此面对。因此，发生较低的耦合，并且对于相同的距离和功率条件要求较大的电压。当有源电极较大以增加定位灵活性时，电场不会仅被限制在有源电极的两个相对部分之间。另外，存在这样的问题：当功率接收装置侧的无源电极的交流电压较大时，电场类似地也分布在该电极周围。

本发明的目的是提供一种功率传送系统，该功率传送系统增加了功率发送装置和功率接收装置之间相对位置关系的灵活性，降低了施加至耦合电极的电压，并且减小了不必要电场的分布。

技术问题的解决方案

根据本发明的优选实施例，功率传送系统配置如下。一种功率传送系统，包括：功率发送装置和功率接收装置，各自均具有电容性耦合电极，该电容性耦合电极与另一侧装置的电容性耦合电极电容性耦合，其中功率发送装置和功率接收装置各自的电容性耦合电极包括中心导体(=高压侧有源电极)和外围导体(=低压侧无源电极)，外围导体以与中心导体绝缘的状态设置在围绕中心导体的位置处或设置在使中心导体位于其间的位置处，功率发送装置包括交流电压产生电路，该交流电压产生电路产生施加在功率发送装置的中心导体和外围导体之间的交流电压，功率接收装置包括功率接收装置的中心导体和外围导体之间感应的电功率的负载电路。

因此，可以增加外围导体之间的电容，因此耦合度提高，可以改善功率传送效率，并且可以减小装置的尺寸。此外，由于改善了功率传送效率，因此可以提高能够传送的电功率的上限。此外，由于耦合度提高，因此可以降低施加至功率发送装置的中心导体的设定电压。据此，可以降低功率接收装置的中心导体的电势。而且，采用外围导体围绕中心导体的结构，静电屏蔽了中心导体，因此可以减少不必要的辐射。

根据本发明的优选实施例，功率发送装置和功率接收装置中任一装置的外围导体典型地为外壳，该外壳与功率发送装置和功率接收装置中任一装置的参考电势(地)是电连续的。采用上述配置，可以标准化装置的中心导体和外壳，因此使得可以简化设备配置。此外，金属外壳可以直接用作外围导体。

根据本发明的优选实施例，在功率发送装置和功率接收装置以预定位置关系放置的状态下，功率发送装置的中心导体和功率接收装置的中心导体之间的电容大于功率发送装置和功率接收装置各自的中心导体和外围导体之间的电容。

根据本发明的优选实施例，中心导体和对应的外围导体大致共面形成。根据本发明的优选实施例，为功率发送装置和功率接收装置的外壳分别设置接合装置，其中接合装置以预定位置关系彼此接合。

根据本发明的优选实施例，功率发送装置和功率接收装置中至少一个装置在中心导体和外围导体中至少之一的表面上具有电介质层。