[发明专利]电磁感应线圈

说明书

技术领域

本发明涉及一种电磁感应线圈。特别地，本发明涉及在谐振型非接触式供电中使用的电磁感应线圈。

背景技术

近年来，已经关注了不使用电源线和电力传输电缆的无线供电，作为将电力供给到安装在混合动力汽车或电动汽车上的蓄电池的供电系统。作为无线供电的一种技术，已知谐振型技术。

例如，作为谐振型的供电系统，提出了图15所示的供给系统(参见专利文献1)。如图15所示，供电系统100包括一次线圈单元102和二次线圈单元103。一次线圈单元102安装在具有AC(交流电)电源101的电源设施的地等，以在无接触的情况下从AC电源101供电。二次线圈单元103安装在车辆上，以在无接触的情况下从一次线圈单元102受电。

一次线圈单元102包括一次(电源侧)电磁感应线圈104、一次谐振线圈105和一次电容器C1。一次电磁感应线圈104连接到AC电源101。通过电磁感应从一次谐振线圈104向一次谐振线圈105供给电力。一次电容器C1连接到一次谐振线圈105，以调节谐振频率。

二次线圈单元103包括二次(受电侧)谐振线圈106、二次电磁感应线圈107和二次电容器C2。二次谐振线圈106与一次谐振线圈105进行磁场谐振。通过电磁感应从二次谐振线圈106向二次电磁感应线圈107供电，并且二次电磁感应线圈107连接到负载108。二次电容器C2连接到二次谐振线圈106，以调节谐振频率。

根据上述供电系统100，当将来自AC电源101的电力供给到一次电磁感应线圈104时，通过电磁感应将电力输送到一次谐振线圈105。结果，在一次谐振线圈105与二次谐振线圈106之间引起磁场谐振。因此，进行从一次谐振线圈105到二次谐振线圈106的电力的无线传输。另外，通过电磁感应将输送到二次谐振线圈106的电力输送到二次电磁感应线圈107。电力供给到连接于二次电磁感应线圈107的负载108。

然而，当将供电系统100安装在电源设施或车辆上时，发生谐振线圈105与106之间的距离(在下文中简称为“线圈间距离，，)的变化以及谐振线圈105和106的位置偏离。距离变化和位置偏离的发生引起阻抗失配。因此，电力被反射，导致传输效率低下。

现在将参考图16和17对其进行更详细的描述。在供电系统100中，进行阻抗调节，使得当线圈间距离是200mm时传输效率最佳。图16是表示在经受阻抗调节的供电系统100中将线圈间距离设定成等于100mm、200mm、300mm和400mm的各个情况下的谐振线圈105与106之间的S参数S21的频率特性的图表。在供电系统100中，进行阻抗调节，使得当线圈间距离是200mm时传输效率最佳。图17是表示在经受阻抗调节的供电系统100中谐振线圈105和106之间的传输效率与线圈间距离的函数关系的图表。

在传统的供电系统100中，如果线圈间距离变得大于200mm，则谐振线圈105与106之间的耦合相应地变弱，并且S参数S21变低，导致传输效率低下，如图17所示。如果线圈间距离变得小于200mm，则谐振线圈105与106之间的耦合相应地变得太强，并且带来双谐振特性，如图16所示。结果，传输频率(AC电源101的频率)的S参数S21变低，并且传输效率低下。

作为针对上述线圈间距离和位置偏离的对策，通常考虑在一次线圈单元102或二次线圈单元103中(或者在一些情况下，在一次线圈单元102和二次线圈单元103二者中)设置匹配电路，以进行阻抗匹配。可变电容器设置在匹配电路中。能够通过改变电容来执行阻抗匹配。

然而，在传输频率的频率处于KHz区域的情况下，需要具有大电容的电容器。不可避免地使用薄膜电容器或陶瓷电容器。然而，存在难以使薄膜电容器或陶瓷电容器可变的问题。

引用列表

专利文献

专利文献1：JP2009-501510A

发明内容

技术问题

因此，本发明的目的是提供一种电磁感应线圈，该电磁感应线圈在能够进行阻抗调节并且维持高效率的供电系统中使用，而不依赖可变电容器。

解决问题的方案

为了实现以上目的，根据第一方面，一种线圈，该线圈用作通过磁场谐振进行非接触供电的一对谐振线圈、将电力供给到所述一对谐振线圈的电源侧的电磁感应线圈或从所述一对谐振线圈的受电侧接受电力的电磁感应线圈之中的至少一种线圈。该线圈具有线圈主体和配置成调节线圈主体的匝数的调节机构。

优选地，根据第二方面，所述调节机构由安装所述线圈主体的端部并且将所述端部与其它部分分离的安装部构成。