利用無(wú)線電力傳輸?shù)亩嗦穫鬏斚到y(tǒng)及發(fā)送側(cè)多路傳輸裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及以非接觸的方式將電力多路傳輸?shù)睦脽o(wú)線電力傳輸?shù)亩嗦穫鬏斚到y(tǒng)及發(fā)送側(cè)多路傳輸裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]以往，已知有一種結(jié)構(gòu)，在無(wú)線電力傳輸裝置中，通過(guò)包括將諧振磁場(chǎng)的相位差在90度以上180度以下的范圍內(nèi)錯(cuò)開(kāi)傳輸?shù)亩鄠€(gè)電力傳輸部，能一邊升壓一邊進(jìn)行電力傳輸(參照例如專利文獻(xiàn)I)。
現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)
[0003]專利文獻(xiàn)1:國(guó)際公開(kāi)W02012/046453號(hào)

【發(fā)明內(nèi)容】

發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題
[0004]然而，在專利文獻(xiàn)I的裝置中，以電壓的升壓化為目的，未考慮多路傳輸所產(chǎn)生的問(wèn)題。即，在該裝置中，由于在各體系的天線間產(chǎn)生共有磁通，因此，具有在多個(gè)天線間引起彼此干擾的問(wèn)題。此外，隨著諧振磁場(chǎng)的相位差接近180度，天線間的磁通方向反轉(zhuǎn)而互相抵消，因此，還具有能進(jìn)行電力傳輸?shù)哪芰孔冃〉膯?wèn)題。
因此，在現(xiàn)有裝置中進(jìn)行多路傳輸?shù)那闆r下，難以拉近各體系的天線間的距離。而且，為了減少天線間的相互干擾的影響，需要將各體系設(shè)置成分開(kāi)傳輸距離以上，或進(jìn)行用于將各體系的磁通分離的磁屏蔽對(duì)策。因此，具有作為無(wú)線電力傳輸系統(tǒng)無(wú)法小型化、且存在磁屏蔽對(duì)策等的成本的問(wèn)題。
[0005]本發(fā)明是為了解決上述問(wèn)題而完成的，因此其目的在于提供一種具有小型且廉價(jià)的結(jié)構(gòu)、能以非接觸的方式將電力多路傳輸?shù)睦脽o(wú)線電力傳輸?shù)亩嗦穫鬏斚到y(tǒng)及發(fā)送側(cè)多路傳輸裝置。
解決技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案
[0006]本發(fā)明的利用無(wú)線電力傳輸?shù)亩嗦穫鬏斚到y(tǒng)包括:
提供單一頻率的電力的一次發(fā)送電源；
收發(fā)部，該收發(fā)部具有將來(lái)自一次發(fā)送電源的電力進(jìn)行無(wú)線傳輸?shù)亩鄠€(gè)體系的發(fā)送天線、及接收來(lái)自成對(duì)的發(fā)送天線的電力的多個(gè)體系的接收天線；
使成對(duì)的發(fā)送天線的諧振條件成立的多個(gè)體系的發(fā)送電源電路；及使成對(duì)的接收天線的諧振條件成立的多個(gè)體系的接收電源電路，
各發(fā)送電源電路對(duì)于相鄰的體系間的給發(fā)送天線的各電力，將電壓或電流的相位錯(cuò)開(kāi)，輸出沒(méi)有波重疊的期間的半波諧振波形。
發(fā)明效果
[0007]根據(jù)本發(fā)明，像上述那樣構(gòu)成，因此，能利用固定的一個(gè)發(fā)送頻率實(shí)現(xiàn)高效的多路電力傳輸，能容易進(jìn)行滿足電波法的限制的設(shè)計(jì)。其結(jié)果是，能實(shí)現(xiàn)發(fā)送電力的大電力化、電磁屏蔽結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化等，可實(shí)現(xiàn)無(wú)需復(fù)雜設(shè)計(jì)的低成本的產(chǎn)品化。此外，能防止因拉近各體系間的天線距離而導(dǎo)致的彼此干擾的問(wèn)題，因此，能將裝置小型化。
【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式I的利用無(wú)線電力傳輸?shù)亩嗦穫鬏斚到y(tǒng)的結(jié)構(gòu)的圖。
圖2是表示本發(fā)明的實(shí)施方式I的發(fā)送天線的電壓/電流波形的示例的示意圖。
圖3是表示本發(fā)明的實(shí)施方式I的每一體系的發(fā)送天線及接收天線間的磁通方向的示例的圖。
圖4是表示本發(fā)明的實(shí)施方式I的發(fā)送天線的電壓/電流波形的其它示例的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0009]以下，為了更詳細(xì)地對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說(shuō)明，根據(jù)附圖對(duì)用于實(shí)施本發(fā)明的方式進(jìn)行說(shuō)明。
實(shí)施方式I
圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式I的利用無(wú)線電力傳輸?shù)亩嗦穫鬏斚到y(tǒng)的結(jié)構(gòu)的圖。利用無(wú)線電力傳輸?shù)亩嗦穫鬏斚到y(tǒng)是將包含電信號(hào)的多個(gè)體系的電力并列地進(jìn)行無(wú)線傳輸?shù)难b置。如圖1所示，該利用無(wú)線電力傳輸?shù)亩嗦穫鬏斚到y(tǒng)由一次發(fā)送電源1、發(fā)送電源電路2、收發(fā)部3及接收電源電路4構(gòu)成。收發(fā)部3具有發(fā)送天線5及接收天線6。多路傳輸系統(tǒng)中，為了進(jìn)行多路傳輸，多個(gè)體系分別具有發(fā)送電源電路2、發(fā)送天線5、接收天線6及接收電源電路4(圖1的示例中示出設(shè)置有雙體系的情況，對(duì)各功能部的標(biāo)號(hào)附加后綴a、b)。圖1所示的多路傳輸系統(tǒng)中，一次發(fā)送電源1、發(fā)送電源電路2及發(fā)送天線5構(gòu)成發(fā)送側(cè)多路傳輸裝置，接收天線6及接收電源電路4構(gòu)成接收側(cè)多路傳輸裝置。
[0010]一次發(fā)送電源I經(jīng)由各發(fā)送電源電路2向各發(fā)送天線5提供單一頻率的電力。 發(fā)送電源電路2配置在一次發(fā)送電源I與發(fā)送天線5之間，通過(guò)共振阻抗控制，使成對(duì)的發(fā)送天線5的諧振條件成立。此時(shí)，進(jìn)行與諧振頻率的同步，并對(duì)輸入到發(fā)送天線5的電力進(jìn)行波形控制。該波形控制的詳細(xì)情況將在后文中闡述。
[0011]發(fā)送天線5將經(jīng)由成對(duì)的發(fā)送電源電路2從一次發(fā)送電源I提供的電力無(wú)線傳輸?shù)浇邮仗炀€6。
接收天線6接收來(lái)自成對(duì)的發(fā)送天線5的電力。由該接收天線6接收到的電力經(jīng)由接收電源電路4提供給負(fù)載設(shè)備等(未圖示)。
[0012]接收電源電路4配置在接收天線6與負(fù)載設(shè)備等之間，通過(guò)輸入阻抗控制，使成對(duì)的接收天線6的諧振條件成立。此時(shí)，進(jìn)行諧振頻率(圖1所示的fol = fo2)的同步。
另外，收發(fā)部3的無(wú)線傳輸方式?jīng)]有特別限定，可以是磁場(chǎng)共振的方式、電場(chǎng)共振的方式、電磁感應(yīng)的方式等任一種。
[0013]接下來(lái)，利用圖2、圖3對(duì)發(fā)送電源電路2的電力的波形控制進(jìn)行說(shuō)明。圖2是表示本發(fā)明的實(shí)施方式I中的輸入到發(fā)送天線5的電力的電壓/電流波形的示例的示意圖，圖3是表示此時(shí)的每一體系的發(fā)送天線5和接收天線6間的磁通方向的示例的圖。 如圖2所示，各發(fā)送電源電路2在相鄰的體系間，對(duì)于從一次發(fā)送電源I到各發(fā)送天線5的電力，將電壓或電流的相位錯(cuò)開(kāi)，進(jìn)行波形控制以獲得沒(méi)有波重疊的期間(即，死區(qū)時(shí)間為0%以上)的半波諧振波形。與此同時(shí)，通過(guò)進(jìn)行振幅控制及占空比控制來(lái)進(jìn)行電力水平的調(diào)整。另外，圖2所示的示例中，對(duì)于第I體系的給發(fā)送天線5a的電力，使其具有正方向的半波諧振波形，對(duì)于第2體系的給發(fā)送天線5b的電力，使其具有負(fù)方向的半波諧振波形。
[0014]由此，如圖3所示，第I體系的磁通方向與第2體系的磁通方向?yàn)橄喾捶较?。此夕卜，由于將死區(qū)時(shí)間控制為0%以上，因此，在傳輸能量時(shí)不會(huì)在兩體系中產(chǎn)生磁通，也不會(huì)出現(xiàn)磁通的互相抵消。因此，能避免各體系中的彼此干擾，能實(shí)現(xiàn)多路電力傳輸。
[0015]另外，圖2的示例中示出了具有彼此方向不同的半波諧振波形的情況，但如圖4所示，也可以利用相同方向的半波諧振波形。然而，在此情況下，雖然能避免體系間的彼此干擾，但與圖2的情況相比，難以拉近體系間的天線距離。
[0016]如上所述，根據(jù)本實(shí)施方式1，構(gòu)成為利用各發(fā)送電源電路2，對(duì)于相鄰的體系間的給發(fā)送天線5的各電力，將電壓或電流的相位錯(cuò)開(kāi)，獲得沒(méi)有波重疊的期間的半波諧振波形，因此，能利用固定的一個(gè)發(fā)送頻率實(shí)現(xiàn)高效的多路電力傳輸，通過(guò)使用ISM帶等能容易進(jìn)行滿足電波法的限制的設(shè)計(jì)。其結(jié)果是，能實(shí)現(xiàn)發(fā)送電力的大電力化、電磁屏蔽結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化等，可實(shí)現(xiàn)無(wú)需復(fù)雜設(shè)計(jì)的低成本的產(chǎn)品化。此外，能防止因拉近體系間的天線距離而導(dǎo)致的彼此干擾的問(wèn)題，因此，能將裝置小型化。此外，即使在將單一體系的無(wú)線電力傳輸裝置以近距離設(shè)置多個(gè)的情況下，也同樣地進(jìn)行各發(fā)送電源間的電壓和電流的相位控制，從而能避免各體系的彼此干擾的問(wèn)題。
[0017]另外，實(shí)施方式I中，示出了分別由單一的線圈構(gòu)成發(fā)送天線5及接收天線6的情況。然而，并不限于此，可以分別由例如供電用線圈及共振用線圈來(lái)構(gòu)成各線圈，也可以用2個(gè)以上的線圈來(lái)構(gòu)成。
[0018]此外，在接收天線6中，根據(jù)成對(duì)的發(fā)送天線5間的距離、負(fù)載電流、負(fù)載阻抗等，諧振條件會(huì)發(fā)生變化。因此，可在接收側(cè)電路4中，追加根據(jù)這種傳輸狀況的變化而使得對(duì)接收天線6成立的諧振條件可變的功能。此外，同樣，也可在發(fā)送側(cè)電路2中追加使發(fā)送天線5的諧振條件可變的功能。此外，也可在兩電路2、4中追加使各天線5、6的諧振條件可變的功能。
[0019]另外，本申請(qǐng)發(fā)明在其發(fā)明范圍內(nèi)可以對(duì)實(shí)施方式的任意構(gòu)成要素進(jìn)行變形，或者在實(shí)施方式中省略任意構(gòu)成要素。
工業(yè)上的實(shí)用性
[0020]根據(jù)本發(fā)明的利用無(wú)線電力傳輸?shù)亩嗦穫鬏斚到y(tǒng)，構(gòu)成為利用各發(fā)送電源電路，對(duì)于相鄰的體系間的給發(fā)送天線的各電力，將電壓或電流的相位錯(cuò)開(kāi)，獲得沒(méi)有波重疊的期間的半波諧振波形，能利用固定的一個(gè)發(fā)送頻率實(shí)現(xiàn)高效的多路電力傳輸，因此，適用于使用ISM帶等的無(wú)線電力傳輸、利用小型裝置的無(wú)線電力傳輸。
標(biāo)號(hào)說(shuō)明
[0021]I 一次發(fā)送電源2，2a，2b發(fā)送電源電路3收發(fā)部4，4a，4b接收電源電路5，5a，5b發(fā)送天線6，6a，6b接收天線
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種利用無(wú)線電力傳輸?shù)亩嗦穫鬏斚到y(tǒng)，其特征在于，包括: 提供單一頻率的電力的一次發(fā)送電源； 收發(fā)部，該收發(fā)部具有將來(lái)自所述一次發(fā)送電源的電力進(jìn)行無(wú)線傳輸?shù)亩鄠€(gè)體系的發(fā)送天線、及接收來(lái)自成對(duì)的所述發(fā)送天線的電力的多個(gè)體系的接收天線； 使成對(duì)的所述發(fā)送天線的諧振條件成立的多個(gè)體系的發(fā)送電源電路；及 使成對(duì)的所述接收天線的諧振條件成立的多個(gè)體系的接收電源電路， 所述各發(fā)送電源電路對(duì)于相鄰的所述體系間的給發(fā)送天線的各電力，將電壓或電流的相位錯(cuò)開(kāi)，輸出沒(méi)有波重疊的期間的半波諧振波形。
2.如權(quán)利要求1所述的利用無(wú)線電力傳輸?shù)亩嗦穫鬏斚到y(tǒng)，其特征在于， 所述收發(fā)部利用磁場(chǎng)共振來(lái)進(jìn)行無(wú)線傳輸。
3.如權(quán)利要求1所述的利用無(wú)線電力傳輸?shù)亩嗦穫鬏斚到y(tǒng)，其特征在于， 所述收發(fā)部利用電場(chǎng)共振來(lái)進(jìn)行無(wú)線傳輸。
4.如權(quán)利要求1所述的利用無(wú)線電力傳輸?shù)亩嗦穫鬏斚到y(tǒng)，其特征在于， 所述收發(fā)部利用電磁感應(yīng)來(lái)進(jìn)行無(wú)線傳輸。
5.如權(quán)利要求1所述的利用無(wú)線電力傳輸?shù)亩嗦穫鬏斚到y(tǒng)，其特征在于， 所述發(fā)送天線及所述接收天線分別由2個(gè)以上的線圈構(gòu)成。
6.如權(quán)利要求1所述的利用無(wú)線電力傳輸?shù)亩嗦穫鬏斚到y(tǒng)，其特征在于， 所述接收電源電路根據(jù)所述接收天線的傳輸狀況，使所述接收天線的諧振條件可變。
7.如權(quán)利要求1所述的利用無(wú)線電力傳輸?shù)亩嗦穫鬏斚到y(tǒng)，其特征在于， 所述發(fā)送電源電路根據(jù)所述發(fā)送天線的傳輸狀況，使所述發(fā)送天線的諧振條件可變。
8.一種利用無(wú)線電力傳輸?shù)陌l(fā)送側(cè)多路傳輸裝置，其特征在于，包括: 提供單一頻率的電力的一次發(fā)送電源； 將來(lái)自所述一次發(fā)送電源的電力進(jìn)行無(wú)線傳輸?shù)亩鄠€(gè)體系的發(fā)送天線； 使成對(duì)的所述發(fā)送天線的諧振條件成立的多個(gè)體系的發(fā)送電源電路， 所述各發(fā)送電源電路對(duì)于相鄰的所述體系間的給發(fā)送天線的各電力，將電壓或電流的相位錯(cuò)開(kāi)，輸出沒(méi)有波重疊的期間的半波諧振波形。
【專利摘要】本發(fā)明包括：提供單一頻率的電力的一次發(fā)送電源(1)；具有將來(lái)自一次發(fā)送電源(1)的電力進(jìn)行無(wú)線傳輸?shù)亩鄠€(gè)體系的發(fā)送天線(5)、及接收來(lái)自成對(duì)的發(fā)送天線(5)的電力的多個(gè)體系的接收天線(6)的收發(fā)部(3)；使成對(duì)的發(fā)送天線(5)的諧振條件成立的多個(gè)體系的發(fā)送電源電路(2)；及使成對(duì)的接收天線(6)的諧振條件成立的多個(gè)體系的接收電源電路(4)，各發(fā)送電源電路(2)對(duì)于相鄰的體系間的給發(fā)送天線(5)的各電力，將電壓或電流的相位錯(cuò)開(kāi)，輸出沒(méi)有波重疊的期間的半波諧振波形。
【IPC分類】H02J17-00, H01F38-14
【公開(kāi)號(hào)】CN104769810
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201380056425
【發(fā)明人】阿久澤好幸, 高橋良幸
【申請(qǐng)人】三菱電機(jī)工程技術(shù)株式會(huì)社
【公開(kāi)日】2015年7月8日
【申請(qǐng)日】2013年9月2日
【公告號(hào)】EP2916429A1, US20150280446, WO2014069093A1