專利名稱：無(wú)線電力傳輸系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及以非接觸方式補(bǔ)給或收集(集電)能量的無(wú)線電力傳輸系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在電子設(shè)備的靈活性確保/防水對(duì)應(yīng)、壁掛電視的無(wú)布線化、甚至是為了方便對(duì)電動(dòng)汽車等的大型設(shè)備進(jìn)行充電，非觸點(diǎn)/非接觸方式的能量補(bǔ)給技術(shù)得到高度關(guān)注。作為非接觸的電力傳輸方式，并不僅僅是以往所研究的電磁感應(yīng)方式，還提出了專利文獻(xiàn)1所述的磁共振方式。利用共振天線間的共振模式間耦合，通過(guò)現(xiàn)有的電磁感應(yīng)方式能夠進(jìn)行長(zhǎng)距離、高效率的電力傳輸，特別是如果利用共振磁場(chǎng)，則較之利用了共振電場(chǎng)的情況，還能夠避免對(duì)周圍生物體的影響。對(duì)于磁共振方式，若進(jìn)一步詳細(xì)敘述，則像專利文獻(xiàn)1的說(shuō)明書(shū)中第W033]段所述那樣，共振器可以在兩端開(kāi)放的環(huán)狀線圈中采用固有的自共振現(xiàn)象。此外，如第W038] 段所述那樣，也可以是加感之后的線圈。在專利文獻(xiàn)2的第W006]段落中公開(kāi)了如下的例子，由于在送電線圈或受電線圈中流過(guò)較大的電流，因此以減少所產(chǎn)生的發(fā)熱為目的，將絞合線、編織線等多芯線用于線圈的布線部。此外，在專利文獻(xiàn)3中記載了 不使在非接觸電力傳輸中使用的天線(線圈)大型化，作為提高其Q值的方法，并聯(lián)連接多個(gè)繞組?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1 美國(guó)申請(qǐng)公開(kāi)2008/0278264-A1公報(bào)(圖6、圖11)專利文獻(xiàn)2 日本國(guó)特開(kāi)2008-104319號(hào)公報(bào)的段落W006]專利文獻(xiàn)3 日本國(guó)特開(kāi)平7463935號(hào)公報(bào)(圖3)在現(xiàn)有的磁共振方式的無(wú)線電力傳輸系統(tǒng)中存在如下課題在送電共振器和受電共振器之間存在尺寸差異的情況下，難以將傳輸效率持續(xù)維持在較高的值，為了避免這種情況則需要明顯增加布線總量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決上述課題而提出的，其目的在于提供一種在送受電共振器之間存在尺寸差的無(wú)線電力輸送系統(tǒng)中，能夠維持高的傳輸效率而不必?zé)o謂地增加布線總量的無(wú)線電力傳輸系統(tǒng)。本發(fā)明的無(wú)線電力傳輸系統(tǒng)，其具備送電共振器及受電共振器，經(jīng)由共振頻率f0 的共振磁場(chǎng)以非接觸方式傳輸電力，其中所述送電共振器及所述受電共振器的一方具有第 1電感器，且另一方具有第2電感器，該第1電感器具有第1尺寸，第2電感器具有比所述第 1尺寸小的第2尺寸，構(gòu)成所述第2電感器的至少一部分布線的共振頻率fO處的每單位長(zhǎng)度的電阻值Rs被設(shè)定得低于構(gòu)成所述第1電感器的布線的共振頻率f0處的每單位長(zhǎng)度的電阻值RL。
在優(yōu)選的實(shí)施方式中，構(gòu)成所述第2電感器的布線具有并聯(lián)布線構(gòu)造，構(gòu)成所述第2電感器的至少一部分布線中的并聯(lián)布線數(shù)具有比構(gòu)成第1電感器的布線的數(shù)量大的值。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，構(gòu)成所述第1電感器及所述第2電感器的布線都具有并聯(lián)布線構(gòu)造，構(gòu)成所述第2電感器的至少一部分布線中的并聯(lián)布線數(shù)具有比構(gòu)成第1電感器的布線的并聯(lián)布線數(shù)大的值。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述第2電感器所包含的的一部分布線其直徑、厚度、和高度的至少一個(gè)大于構(gòu)成所述第1電感器的布線。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，在構(gòu)成所述第2電感器的布線的最外廓以外的部分中，電阻值Rs被設(shè)定得低于電阻值RL。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，在構(gòu)成所述第2電感器的布線的至少最內(nèi)廓的部分中，電阻值Rs被設(shè)定得低于電阻值RL。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述無(wú)線電力傳輸系統(tǒng)還具備向所述送電共振器供電的送電器，使所述送電共振器與所述受電共振器之間的傳輸效率最大化的所述送電共振器的最佳輸入阻抗和所述送電器的輸出阻抗相一致。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述無(wú)線電力傳輸系統(tǒng)還具備從所述受電共振器接受電力的受電器，使所述送電共振器與所述受電共振器之間的傳輸效率最大化的所述受電共振器的最佳輸出阻抗和所述受電器的輸入阻抗相一致。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述受電器的輸出阻抗與負(fù)載阻抗相一致。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明的無(wú)線電力傳輸系統(tǒng)，即便在送電和受電共振器之間存在尺寸差，也能夠在不無(wú)謂地增加布線總量的情況下維持較高的傳輸效率。因此，能夠提供一種可實(shí)現(xiàn)省資源、質(zhì)量輕、容積小、低成本的無(wú)線電力傳輸系統(tǒng)。


圖1是本發(fā)明的實(shí)施方式1中的無(wú)線電力傳輸系統(tǒng)的框圖。圖2是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1中的送電共振器及受電共振器的圖。圖3是本發(fā)明的實(shí)施方式1中的無(wú)線電力傳輸系統(tǒng)的立體示意圖。圖4(a)、(b)及(C)是表示并聯(lián)布線構(gòu)造的一例的垂直于長(zhǎng)軸方向的剖視圖。圖5(a)、(b)及(C)是表示并聯(lián)布線構(gòu)造其他例子的垂直于長(zhǎng)軸方向的剖視圖。圖6是本發(fā)明的實(shí)施方式1中的小型天線的立體示意圖。圖7是本發(fā)明的無(wú)線電力傳輸系統(tǒng)的構(gòu)成框圖。
具體實(shí)施例方式以下，參照

本發(fā)明的無(wú)線電力傳輸系統(tǒng)的實(shí)施方式。在圖中所示的XYZ 坐標(biāo)中，將作為送電共振器或受電共振器的構(gòu)成要素的電感器的配置面設(shè)為XY平面，將電感器的高度方向設(shè)為Z方向。在圖中，對(duì)于相同或?qū)?yīng)的構(gòu)成要素附于相同的參照序號(hào)。實(shí)施方式1圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1中的無(wú)線電力傳輸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
如圖1所示，本實(shí)施方式的無(wú)線電力傳輸系統(tǒng)具備送電共振器105及受電共振器 107，在送電共振器105和受電共振器107之間，經(jīng)由共振磁場(chǎng)以非接觸方式來(lái)傳輸電力。在該無(wú)線電力傳輸系統(tǒng)中，被設(shè)計(jì)成送電共振器105及受電共振器107以頻率f0進(jìn)行共振。送電共振器105連接送電器103。送電器103從未圖示的電源獲取直流或交流的能量(電能)，變換為頻率f0的RF能量。從送電器103輸出的RF能量被提供給送電共振器105。按照以同一頻率進(jìn)行共振的方式構(gòu)成的送電共振器105及受電共振器107，通過(guò)共振磁場(chǎng)(共振頻率f0)進(jìn)行耦合。因此，受電共振器107能夠有效地接收由送電共振器105 送出的RF能量。在本說(shuō)明書(shū)中，由于在以共振頻率f0振動(dòng)的共振磁場(chǎng)中進(jìn)行無(wú)線電力傳輸，因此有時(shí)將共振頻率f0稱為傳輸頻率。接下來(lái)，參照?qǐng)D2。圖2表示送電共振器105及受電共振器107的等效電路的一例。在圖2所示的例子中，送電共振器105是電感器10 及電容元件10 串聯(lián)連接而成的串聯(lián)共振電路。另一方面，受電共振器107是電感器107a及電容元件107b并聯(lián)連接而成的并聯(lián)共振電路。其中，送電共振器105的串聯(lián)共振電路具有電阻分量Rl，受電共振器107的并聯(lián)共振電路具有電阻分量R2。在圖2的例子中，盡管送電共振器105由串聯(lián)共振電路構(gòu)成，受信共振器109由并聯(lián)共振電路構(gòu)成，但是本發(fā)明并不限定于該例子。也可以是送電共振器105及受電共振器 107的一方由串聯(lián)共振電路構(gòu)成，還可以雙方都由串聯(lián)共振電路或并聯(lián)共振電路構(gòu)成。此夕卜，還可以是使共振器和外部電路在直流上分離經(jīng)由未圖示的電磁感應(yīng)線圈從外部電路向共振器供給RF能量的電路結(jié)構(gòu)。在這種情況下，既可以使構(gòu)成共振器的布線的兩端開(kāi)放， 也可以經(jīng)由電容而形成閉合環(huán)路。無(wú)論在哪種情況下，自共振頻率都被設(shè)定為與傳輸頻率相同的值。以下，參照?qǐng)D3詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)施方式中的送電共振器105及受電共振器107的結(jié)構(gòu)。圖3是表示本實(shí)施方式中的送電共振器105及受電共振器107的結(jié)構(gòu)例的立體圖。在本發(fā)明中，送電共振器105及受電共振器107的一方具有第1電感器LL，并且另一方具有第2電感器Ls，其中，第1電感器LL具有第1尺寸，第2電感器Ls具有比第1 尺寸小的第2尺寸。此外，在本說(shuō)明書(shū)中，電感器的「尺寸」是指由電感器的布線所包圍的區(qū)域的面積。電力傳輸在送電共振器105和受電共振器107之間進(jìn)行，送電共振器105及受電共振器107的特性是雙向的。在此，為了簡(jiǎn)單起見(jiàn)，在以下說(shuō)明的例子中尺寸相對(duì)較大的電感器(大型電感器)LL是送電共振器105中的電感器(送電電感器)，尺寸相對(duì)較小的電感器(小型電感器)Ls是受電共振器107中的電感器(受電電感器)。以下，詳細(xì)說(shuō)明這些電感器的結(jié)構(gòu)。本實(shí)施方式中的送電共振器105是送電電感器LL和送電電容器CL的串聯(lián)共振電路。另一方面，受電共振器107是受電電感器Ls和受電電容器Cs的串聯(lián)共振電路。將構(gòu)成送電電感器LL的布線的頻率f0處的每單位長(zhǎng)度的電阻值設(shè)為“電阻值RL”，將構(gòu)成受電電感器Ls的布線的頻率f0處的每單位長(zhǎng)度的電阻值設(shè)為“電阻值Rs”。在本實(shí)施方式中， 構(gòu)成受電電感器Ls的至少一部分布線的電阻值Rs，被設(shè)定為低于構(gòu)成送電電感器LL的至少一部分布線的電阻值RL。典型方式下，構(gòu)成送電電感器LL的布線的電阻值RL，具有在全部路徑中恒定的值。但是，在構(gòu)成送電電感器LL的一部分，電阻值RL可以被設(shè)定得低于其他部分。螺旋形狀的電感器LL、Ls可以各自具有串聯(lián)連接了無(wú)線電力傳輸頻率f0處的每單位長(zhǎng)度的電阻值互不相同的布線的構(gòu)造，也可以具有各自的電阻值恒定的布線構(gòu)造。在圖3中，圖示了具備含有多根導(dǎo)體布線(線材)20的并聯(lián)構(gòu)造的電感器剖面結(jié)構(gòu)例。為了將構(gòu)成電感器的布線的特定部分(低電阻部分)中的每單位長(zhǎng)度的布線電阻設(shè)定得低于其他部分，有效的方法是在該特定部分的布線材料中采用導(dǎo)電率高的材料、或者采用較之其他部分增加布線數(shù)的并聯(lián)布線構(gòu)造。此外，為了防止布線表面氧化而使用導(dǎo)電率高的材質(zhì)的金屬進(jìn)行鍍覆也是有效的。在采用并聯(lián)布線構(gòu)造的情況下，進(jìn)一步優(yōu)選將并聯(lián)配置的多根布線彼此搓捻在一起進(jìn)行配置。圖4是表示并聯(lián)布線構(gòu)造的一例的剖視圖。圖4(a)表示電阻值比較高的布線構(gòu)造的剖面的一例，圖4(b)表示電感器布線中的低電阻部分的剖面的一例。在低電阻部分中，并聯(lián)配置了根數(shù)比其他布線部分多的線材20。如圖3所示的例子，在小型的受電電感器 Ls及大型的送電電感器LL的雙方具有并聯(lián)布線構(gòu)造的情況下，只要構(gòu)成受電電感器Ls的布線的至少一部分中的并聯(lián)布線數(shù)具有大于構(gòu)成送電電感器LL的布線的并聯(lián)布線數(shù)的值即可。不過(guò)，沒(méi)有必要雙方的電感器LL、Ls都具有并聯(lián)布線構(gòu)造。要在電感器布線的一部分中設(shè)置低電阻部分，可以如圖4(c)所示那樣不改變并聯(lián)配置的線材20的根數(shù)，而將線材20的直徑設(shè)定得大于其他部分的線材20的直徑。圖5表示電感器的其他剖面結(jié)構(gòu)例。圖5(a)表示電阻值比較高的布線的剖面的一例，圖5(b)及圖5(c)分別表示低電阻部分的剖面的例子。在圖5(b)所示的低電阻部分， 不改變并聯(lián)配置的線材20的根數(shù)，而是將線材20的厚度設(shè)定得大于其他部分的線材20的厚度。此外，在圖5(c)所示的低電阻部分中，不改變并聯(lián)配置的線材20的根數(shù)，而是將線材20的寬度設(shè)定得大于其他部分的線材20的寬度。在低電阻部分中，直徑、厚度、及/或?qū)挾缺绕渌糠值闹荡蟮木€材的根數(shù)至少是一根即可。再次參照?qǐng)D3。電感器LL、Lc所連接的電容CL、Cs被設(shè)定成共振器105、107的共振頻率與電磁能量的傳輸頻率f0相同。無(wú)線電力傳輸系統(tǒng)的傳輸效率很大地依賴于電感器中的損耗。為了降低電感器中的損耗，優(yōu)選使電感器布線的導(dǎo)體構(gòu)造為并聯(lián)方式，降低每單位長(zhǎng)度的電阻值。但是，在圖3 所示那樣送受電感器的尺寸不同的情況下，要在非常大的面積中形成的送電共振器105中為了實(shí)現(xiàn)導(dǎo)體損耗降低而在布線路徑的整體中實(shí)現(xiàn)布線電阻降低，這從布線重量、低成本化的觀點(diǎn)出發(fā)不是一個(gè)現(xiàn)實(shí)的方法。在本發(fā)明中，通過(guò)現(xiàn)實(shí)的方法有效地改善送受電感器的尺寸不同的無(wú)線電力傳輸系統(tǒng)的傳輸效率。也就是說(shuō)，優(yōu)先改善對(duì)傳輸效率帶來(lái)特別大的影響的、更小型的電感器中的損耗。小型電感器Ls與大型電感器LL相比，由于周圍的磁場(chǎng)密度較強(qiáng)，因此導(dǎo)體中產(chǎn)生的渦電流將會(huì)使其產(chǎn)生更多的損耗。由此，越是優(yōu)先排除該影響，那么在發(fā)送和接收尺寸不對(duì)稱的電力傳輸中在效率改善方面越能夠獲得更好的效果。此外，與改善大型電感器LL 的電阻值相比，改善小型電感器Ls的電阻值能夠在不會(huì)無(wú)謂地增加布線量的情況下實(shí)現(xiàn)。 以上，通過(guò)采用本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，能夠避免布線量的增加的同時(shí)，可改善傳輸效率。(部分的布線電阻降低的效果)
在本發(fā)明的無(wú)線電力傳輸系統(tǒng)的電感器Ls中，為了改善傳輸效率而降低布線電阻值時(shí)，不需要在電感器Ls的所有布線路徑中降低布線電阻。即便通過(guò)降低電感器Ls的一部分路徑中的布線電阻，也能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明的效果。圖6是放大表示小型電感器Ls的結(jié)構(gòu)的示意圖。在圖6所示的例子中，通過(guò)在小型電感器Ls的螺旋內(nèi)廓側(cè)的布線中設(shè)置低電阻部分，可抑制布線量的增加同時(shí)有效地改善傳輸效率。小型電感器Ls的內(nèi)廓側(cè)與外廓側(cè)相比，其周圍的磁場(chǎng)密度較強(qiáng)。因此，在螺旋的內(nèi)廓側(cè)，導(dǎo)體中產(chǎn)生的渦電流使其發(fā)生更多的損耗。越是優(yōu)先排除該影響，則在接收和發(fā)送電感器的尺寸不同的電力傳輸系統(tǒng)中在效率改善方面越能夠獲得更好的效果。此外， 與改善大型電感器LL的電阻值相比，改善小型電感器Ls的電阻值可以在不會(huì)無(wú)謂地增加布線量的情況下實(shí)現(xiàn)。以上，通過(guò)采用本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，能夠進(jìn)一步避免布線量的增加，能夠有效地改善傳輸效率。(各模塊間的阻抗匹配)圖7是用于說(shuō)明本發(fā)明的無(wú)線電力傳輸系統(tǒng)中的阻抗匹配的圖。在圖7中，省略了進(jìn)行反饋控制的功能模塊等。實(shí)現(xiàn)這些功能的未圖示的模塊可根據(jù)需要追加。匹配條件1 按照送電器103的輸出阻抗ZTo與送電共振器的最佳輸入阻抗ZTxO 相一致的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)。由此，能夠降低因送電器103和送電共振器105之間的阻抗不匹配引起的能量反射。匹配條件2 按照受電共振器107的最佳輸出阻抗ZRxO與受電器109的輸入阻抗 ZRi相一致的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)。由此，能夠降低因受電共振器107和受電器109之間的阻抗不匹配引起的能量反射。匹配條件3 按照在輸入阻抗的情況下受電器109動(dòng)作時(shí)的輸出阻抗ZRo與負(fù)載阻抗RL相一致的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)。由此，能夠降低因受電器109與負(fù)載11之間的阻抗不匹配引起的能量反射。通過(guò)同時(shí)滿足上述三個(gè)匹配條件，能夠使傳輸效率最大化。不過(guò)，上述的三個(gè)匹配條件也可以不必同時(shí)滿足。(送電共振器與受電共振器的個(gè)數(shù))在傳輸系統(tǒng)內(nèi)包含的送電共振器和受電共振器并沒(méi)有被限定為各自一臺(tái)。在送電共振器組和受電共振器組之中，在進(jìn)行電力傳輸?shù)慕M合之中的至少一組的、尺寸不對(duì)稱的送電共振器和受電共振器的組合中，只要采用上述的電阻值降低的結(jié)構(gòu)就可獲得本發(fā)明的有益效果。(電路元件的具體結(jié)構(gòu))在送電共振器及受電共振器中，電容電路CL、Cs可以由芯片電容元件、陶瓷電容器、鉭電解電容器、鋁電解電容器、云母電容器、電二重層電容器、真空電容器、在半導(dǎo)體工藝等形成的MIM構(gòu)造等的集中常數(shù)電路元件來(lái)實(shí)現(xiàn)。此外，可以考慮布線中分布產(chǎn)生的寄生電容的值來(lái)決定上述集中常數(shù)電路元件的電容值。小型電感器Ls、大型電感器LL的形狀并不限定于矩形。既可以是橢圓形狀，也可以是任意的非對(duì)稱形狀。還可以代替螺旋形狀而具有環(huán)路形狀。在采用矩形螺旋形狀的情況下，優(yōu)選在角部分具有一定以上的曲率。不包含角度急劇變化的部分的布線形狀能夠避免高頻電流的集中、周圍空間的磁場(chǎng)集中，可提高傳輸效率。
構(gòu)成電感器的布線并不限于具有平面單層結(jié)構(gòu)，也可以具有疊層構(gòu)造。此外，由于共振器105、107具有有限的Q值，因此共振現(xiàn)象在頻率軸上具有一定范圍。因此，即便在共振器105、107的共振頻率與電磁能量的傳輸頻率f0不是嚴(yán)格一致的情況下，也能夠進(jìn)行電力傳輸。此外，即便在因共振器間耦合而使得共振器105、107的共振頻率發(fā)生變化的情況下，通過(guò)追蹤傳輸頻率、或者變更傳輸系統(tǒng)的端子阻抗，也能夠?qū)崿F(xiàn)良好的電力傳輸。此外，由于制造偏差使得共振器105、107的共振頻率互不相同的情況下，也可以在共振頻率附近的頻率處實(shí)現(xiàn)傳輸。另外，共振器105、107也可以具有可變功能。也就是說(shuō)，可以采用如下結(jié)構(gòu)通過(guò)切換或者連續(xù)地改變構(gòu)成共振器的電感器、電容器的數(shù)值，由此能夠改變傳輸系統(tǒng)的傳輸阻抗和共振頻率。實(shí)施例為了實(shí)際證明本發(fā)明的有益效果，制作了具有圖3所示結(jié)構(gòu)的送電共振器和受電共振器。具體而言，制作以下的表1所示的實(shí)施例及比較例。制作的步驟如下所示。 首先，制作將一邊20cm的大型電感器LL、一邊5cm的小型電感器Ls作為構(gòu)成要素的各自正方形的送電共振器和受電共振器。送電共振器與受電共振器的面積比為16。各電感器都是相鄰布線間隔2mm、卷繞數(shù)6的螺旋電感器。從各個(gè)螺旋的內(nèi)部終端點(diǎn)和外部終端點(diǎn)引出兩根引線。并且，按照與螺旋布線串聯(lián)的方式，連接由疊層芯片電容器構(gòu)成的送電電容器(送電共振器105pF)和受電電容器(1920pF)，形成共振頻率1. 8MHz的共振器。在共振器與輸入輸出外部電路之間的耦合中利用電磁感應(yīng)電路。作為電感器的布線，采用并聯(lián)了多根直徑200微米的銅布線而成的絞合線，降低共振器的導(dǎo)體損耗。可根據(jù)構(gòu)成絞合線的并聯(lián)銅布線的根數(shù)來(lái)改變螺旋布線的每單位長(zhǎng)度的布線電阻。按照表1中所示那樣設(shè)定螺旋布線路徑內(nèi)的絞合線的并聯(lián)布線根數(shù)。這樣， 作為送電共振器制作四種的共振器T4、T5、T6、T7，受電共振器也制作四種的共振器R4、R5、 R6、R7。在共振器T5、R5中，電感器由單一的布線形成，各個(gè)部分都未設(shè)置低電阻部分。另一方面，在共振器T6、R6中，在電感器中內(nèi)廓側(cè)3圈的部分采用10根并聯(lián)布線，降低內(nèi)廓側(cè) 3圈部分的共振頻率處電阻值。共振器T7、R7在電感器的外廓側(cè)3圈的部分采用10根并聯(lián)布線，來(lái)降低外廓側(cè)3圈部分的共振頻率處的電阻值。共振器T4、R4在電感器的整體中采用10根并聯(lián)布線，由此在布線整體中降低共振頻率處的電阻值。如以上說(shuō)明可知，在受電側(cè)的小型的共振器R6、R7中具有如下的電感器構(gòu)造，即 共振頻率f0處的每單位長(zhǎng)度的電阻值Rs不恒定，一部分布線路徑的電阻值低于其他部分。 此外，在受電側(cè)的小型的共振器R4中具有如下的電感器構(gòu)造，即共振頻率f0處的每單位長(zhǎng)度的電阻值Rs在布線路徑的整體被降低。如表1所示，通過(guò)改變送電共振器中的電感器和受電共振器中的電感器的組合， 可構(gòu)成8組的傳輸系統(tǒng)(實(shí)施例1 3，比較例1、加 2c、3)。例如，如表1所示，比較例 1是在送電共振器中使用電感器T5、在受電共振器側(cè)使用電感器R5的系統(tǒng)。針對(duì)表1所示的各系統(tǒng)測(cè)量共振器間傳輸特性。在傳輸特性測(cè)量時(shí)，按照使各電感器形成面平行地離開(kāi)20cm來(lái)進(jìn)行配置的結(jié)構(gòu)來(lái)固定送電及受電共振器。兩電感器的重心固定在χ = y = 0的坐標(biāo)點(diǎn)。將接近兩電感器的電磁感應(yīng)線圈的輸入輸出端子連接于網(wǎng)絡(luò)分析器，在小信號(hào)輸入條件下測(cè)量通過(guò)/反射特性，測(cè)量使共振器間傳輸效率最大化的最佳阻抗值及最大傳輸效率。表1中表示實(shí)施例和比較例的結(jié)構(gòu)及傳輸特性的比較。此外，表1中表示實(shí)施例和比較例的總布線量與比較例1(在兩電感器的全部路徑中完全沒(méi)有采用布線并聯(lián)的結(jié)構(gòu)) 中使用的布線量之比。表1
權(quán)利要求
1.一種無(wú)線電力傳輸系統(tǒng)，具備送電共振器及受電共振器，經(jīng)由共振頻率f0的共振磁場(chǎng)以非接觸方式傳輸電力，其中，所述送電共振器及所述受電共振器的一方具有第1電感器，且另一方具有第2電感器， 該第1電感器具有第1尺寸，該第2電感器具有比所述第1尺寸小的第2尺寸，構(gòu)成所述第2電感器的至少一部分布線的共振頻率f0處的每單位長(zhǎng)度的電阻值Rs，被設(shè)定得低于構(gòu)成所述第1電感器的布線的共振頻率f0處的每單位長(zhǎng)度的電阻值RL。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)線電力傳輸系統(tǒng)，其中，構(gòu)成所述第2電感器的布線具有并聯(lián)布線構(gòu)造，構(gòu)成所述第2電感器的至少一部分布線中的并聯(lián)布線數(shù)，具有比構(gòu)成第1電感器的布線的數(shù)量大的值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)線電力傳輸系統(tǒng)，其中，構(gòu)成所述第1電感器及所述第2電感器的布線都具有并聯(lián)布線構(gòu)造， 構(gòu)成所述第2電感器的至少一部分布線中的并聯(lián)布線數(shù)具有比構(gòu)成第1電感器的布線的并聯(lián)布線數(shù)大的值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3的任意一項(xiàng)所述的無(wú)線電力傳輸系統(tǒng)，其中，所述第2電感器所包含的的一部分布線其直徑、厚度、和高度的至少一個(gè)大于構(gòu)成所述第1電感器的布線。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4的任意一項(xiàng)所述的無(wú)線電力傳輸系統(tǒng)，其中，在構(gòu)成所述第2電感器的布線的最外廓以外的部分中，電阻值Rs被設(shè)定得低于電阻值RL0
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的無(wú)線電力傳輸系統(tǒng)，其中，在構(gòu)成所述第2電感器的布線的至少最內(nèi)廓的部分中，電阻值Rs被設(shè)定得低于電阻值RL0
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6的任意一項(xiàng)所述的無(wú)線電力傳輸系統(tǒng)，其中， 所述無(wú)線電力傳輸系統(tǒng)還具備向所述送電共振器供電的送電器，使所述送電共振器與所述受電共振器之間的傳輸效率最大化的所述送電共振器的最佳輸入阻抗，和所述送電器的輸出阻抗相一致。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7的任意一項(xiàng)所述的無(wú)線電力傳輸系統(tǒng)，其中， 所述無(wú)線電力傳輸系統(tǒng)還具備從所述受電共振器接受電力的受電器，使所述送電共振器與所述受電共振器之間的傳輸效率最大化的所述受電共振器的最佳輸出阻抗，和所述受電器的輸入阻抗相一致。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的無(wú)線電力傳輸系統(tǒng)，其中， 所述受電器的輸出阻抗與負(fù)載阻抗相一致。
全文摘要
本發(fā)明提供一種無(wú)線電力傳輸系統(tǒng)，經(jīng)由共振頻率(f0)的共振磁場(chǎng)在尺寸不同的送電共振器(105)與受電共振器(107)之間進(jìn)行非接觸的電力傳輸。至少在一部分當(dāng)中，將構(gòu)成送電電感器和受電電感器之中尺寸較小的電感器(Ls)的布線的頻率(f0)處的每單位長(zhǎng)度的電阻值(Rs)設(shè)定得低于構(gòu)成尺寸較大的電感器(LL)的布線的電阻值(RL)。
文檔編號(hào)H02J17/00GK102473512SQ20118000231
公開(kāi)日2012年5月23日 申請(qǐng)日期2011年4月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月7日
發(fā)明者山本浩司, 菅野浩 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社