[发明专利]共振器和无线功率传送装置

说明书

技术领域

在这里描述的实施例大体上涉及共振器和无线功率传送装置。

背景技术

被配置为以非接触的方式通过功率传送线圈和功率接收线圈之间的互感来无线传送电力的无线功率传送系统是已知的。在无线功率传送系统中，由于线圈之间的距离和线圈的不对准，存在自感值改变、共振频率改变且电力传送效率劣化的问题。

发明内容

根据本公开的一个方面，提供了一种共振器，该共振器包括：磁芯；缠绕在磁芯周围的绕组；以及寄生环路元件，被布置为与通过流过绕组的电流产生的磁场互链接，并且在寄生环路元件中磁链量被调整。

根据本公开的另一方面，提供了一种无线功率传送装置，该无线功率传送装置包括：共振器，通过互感关于功率接收装置无线传送来自高频率电源的功率；通信单元，与功率接收装置通信功率传送状态或功率接收状态；以及控制单元，检测传送功率，并基于检测结果或接收的通信单元的信息来控制传送功率。其中，共振器包含：包含磁芯和缠绕在磁芯周围的绕组的线圈，以及被布置为与在线圈中产生的磁场互链接的寄生环路元件。控制单元基于线圈的电感值或共振器的共振频率的波动来调整寄生环路元件的磁链量。

附图说明

图1是根据本示例性实施例的功率传送装置的示意性配置图；

图2是根据本示例性实施例的共振器的透视图；

图3是在其上布置寄生环路元件的线圈的等同电路图；

图4是在其上布置寄生环路元件的线圈的等同电路图；

图5A和图5B是示出磁场分布的例子的示图；

图6是示出寄生环路元件的布置例子的示图；

图7是示出寄生环路元件的布置位置与电感值的变化之间的关系的示图；

图8是根据变更例的共振器的透视图；

图9是根据变更例的共振器的侧示图；

图10是根据本示例性实施例的功率接收装置的示意性配置图。

具体实施方式

在一个实施例中，共振器包含磁芯、缠绕在磁芯周围的绕组和寄生环路元件。寄生环路元件被布置为与通过流过绕组的电流产生的磁场互链接。在寄生环路元件中，磁链的量被调整。

现在将参照附图解释实施例。

图1示出根据本示例性实施例的功率传送装置的示意性配置。功率传送装置1包含共振器10、高频率电源电路20、控制单元30和通信单元40。功率传送装置1通过共振器10与功率接收装置（未示出）的共振器之间的互耦合向功率接收装置传送电力。并且，例如，功率传送装置1可包含被配置为监视功率传送装置1的加热的温度传感器、被配置为通过电磁波雷达和超声波雷达监视外物的传感器和用于检测功率接收装置的共振器的位置的诸如RFID的传感器。

共振器10具有线圈12、电容器14和寄生环路元件16。电容器14可以是寄生电容器。将在后面描述寄生环路元件16。共振器10具有预定共振频率（＝ω₀）。共振频率（＝ω₀）由线圈12的电感（＝L₁）和电容器14的电容（＝C₁）确定。

高频率电源电路20向共振器10供给AC功率。可通过导线或者以无线的方式供给AC功率。

通信单元40可与功率接收装置的通信单元（未示出）通信，并接收功率接收装置的需要的功率量和功率接收状态，或者传送功率传送装置1的功率传送状态。

控制单元30具有传送功率监视单元32、共振频率监视单元34、寄生环路控制单元36和耦合系数监视单元38。传送功率监视单元32具有用于检测功率传送电流、电压和电力的安培计、电压计等。控制单元30基于由传送功率监视单元32检测的功率传送电流、电压和电力或者通过通信单元40接收的功率接收装置的功率接收电流、电压和电力来控制高频率电源电路20的输出。

共振频率监视单元34确定共振器10是否处于共振条件中。例如，在串联连接电容器和线圈的串联共振电路中，阻抗在共振频率处最小化，并且电流最大化。出于这种原因，通过扫描高频率电源电路20的输出频率，共振器10的输入端的电流值被最大化的频率可被确定为共振频率。共振频率监视单元34基于共振器10的输入端的电流值的变化来确定共振器10是否处于共振条件中。