無線電力傳輸裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種利用諧振現(xiàn)象從供電模塊對(duì)受電模塊供給電力的無線電力傳輸 裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，筆記本型PC、平板型PC、數(shù)碼相機(jī)、移動(dòng)電話、便攜式游戲機(jī)、耳機(jī)型音樂 播放器、無線式頭戴型耳機(jī)、助聽器、記錄器等人可攜帶使用的便攜式的電子設(shè)備正快速普 及。而且，這些便攜式的電子設(shè)備的大部分中搭載有充電電池，需要定期充電。為了簡(jiǎn)化對(duì) 該電子設(shè)備的充電電池的充電作業(yè)，通過在供電模塊與搭載于電子設(shè)備的受電模塊之間利 用無線傳輸電力的供電技術(shù)（使磁場(chǎng)變化來進(jìn)行電力傳輸?shù)臒o線電力傳輸技術(shù)）來對(duì)充電 電池進(jìn)行充電的設(shè)備正不斷增加。
[0003] 作為無線電力傳輸技術(shù)，能夠列舉利用線圈間的電磁感應(yīng)進(jìn)行電力傳輸?shù)募夹g(shù) (例如參照專利文獻(xiàn)1)、通過利用供電裝置（供電模塊）和受電裝置（受電模塊）所具備 的諧振器（線圈）間的諧振現(xiàn)象（磁場(chǎng)諧振態(tài)）使磁場(chǎng)耦合而進(jìn)行電力傳輸?shù)募夹g(shù)（例如 參照專利文獻(xiàn)2)。
[0004] 例如，在通過利用上述供電模塊和受電模塊所具備的諧振器（線圈）間的諧振現(xiàn) 象（磁場(chǎng)諧振態(tài)）使磁場(chǎng)耦合來進(jìn)行無線電力傳輸時(shí)，需要使受電模塊接近供電模塊而以 成為能夠從供電模塊對(duì)受電模塊供電的距離（可供電區(qū)域）的方式進(jìn)行配置來使用。在這 樣的使用過程中，如果在供電模塊附近放置有金屬異物，則金屬異物會(huì)受磁場(chǎng)影響而導(dǎo)致 產(chǎn)生渦電流。如果像這樣產(chǎn)生渦電流，則有時(shí)會(huì)導(dǎo)致金屬異物、供電模塊產(chǎn)生過量的熱。
[0005] 針對(duì)該問題，提出了如下一種處理方法：在供電模塊或受電模塊設(shè)置若干檢測(cè)部 (傳感器等），該檢測(cè)部檢測(cè)由于將供電模塊和受電模塊配置在可供電區(qū)域內(nèi)而引起的各 種變化，根據(jù)其檢測(cè)結(jié)果來判別在供電模塊附近是否存在金屬異物。
[0006] 例如，在專利文獻(xiàn)3中記載有以下結(jié)構(gòu)：在供電系統(tǒng)的供電裝置（供電模塊）設(shè)置 有檢測(cè)部（電流/電壓檢測(cè)部113)，根據(jù)由該檢測(cè)部測(cè)定的電流值/電壓值來求出阻抗，將 該阻抗的變化（阻抗的增加量等：參照段落[0048]等）與預(yù)先設(shè)定的閾值進(jìn)行比較來判別 有無異物（金屬異物）。
[0007] 專利文獻(xiàn)1 :日本專利第4624768號(hào)公報(bào)
[0008] 專利文獻(xiàn)2 :日本特開2013-239692號(hào)公報(bào)
[0009] 專利文獻(xiàn)3 :日本特開2013-62895號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 發(fā)明要解決的問題
[0011] 然而，根據(jù)異物（金屬異物）的種類、大小的不同，存在阻抗的變化不顯著的情況。
[0012] 因此，在本發(fā)明中，提供如下一種無線電力傳輸裝置：著眼于在供電模塊與受電模 塊之間通過產(chǎn)生諧振現(xiàn)象來供給電力時(shí)形成的具有比附近的磁場(chǎng)強(qiáng)度小的磁場(chǎng)強(qiáng)度的磁 場(chǎng)空間，通過檢測(cè)形成有該磁場(chǎng)空間的空間的磁場(chǎng)強(qiáng)度，能夠判定在供給電力時(shí)是否異常。
[0013] 用于解決問題的方案
[0014] 用于解決上述問題的發(fā)明之一是一種無線電力傳輸裝置，其特征在于，具備：
[0015] 供電模塊，其通過在形成具有比附近磁場(chǎng)強(qiáng)度小的磁場(chǎng)強(qiáng)度的磁場(chǎng)空間的條件下 與受電模塊之間產(chǎn)生諧振現(xiàn)象，來將電力供給至上述受電模塊；
[0016] 磁場(chǎng)檢測(cè)器，其配置于形成上述磁場(chǎng)空間的位置處，對(duì)磁場(chǎng)強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè)；以及
[0017] 判斷控制設(shè)備，其根據(jù)由上述磁場(chǎng)檢測(cè)器檢測(cè)出的磁場(chǎng)強(qiáng)度的值來判斷對(duì)上述受 電模塊的電力供給的異常。
[0018] 根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，在利用諧振現(xiàn)象從供電模塊對(duì)受電模塊供給電力時(shí)，通過使產(chǎn)生 于供電模塊周邊的磁場(chǎng)與產(chǎn)生于受電模塊周邊的磁場(chǎng)相互抵消，能夠在供電模塊和受電模 塊附近形成具有比附近磁場(chǎng)強(qiáng)度小的磁場(chǎng)強(qiáng)度的磁場(chǎng)空間。而且，由于能夠使用配置于磁 場(chǎng)空間的磁場(chǎng)檢測(cè)器來檢測(cè)磁場(chǎng)空間的磁場(chǎng)強(qiáng)度，并根據(jù)該磁場(chǎng)強(qiáng)度的值來檢測(cè)電力供給 的異常，因此能夠在防止無線電力傳輸裝置的大型化的同時(shí)實(shí)現(xiàn)安全的電力供給。
[0019] 另外，本發(fā)明之一是一種無線電力傳輸裝置，其特征在于，上述判斷控制設(shè)備在判 斷為發(fā)生上述電力供給的異常時(shí)，停止對(duì)上述供電模塊的電力供給。
[0020] 根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，在檢測(cè)出電力供給異常時(shí)，停止對(duì)供電模塊的電力供給，由此能夠 預(yù)先防止因異常的電力供給導(dǎo)致發(fā)生不良情況。
[0021] 另外，本發(fā)明之一是一種無線電力傳輸裝置，其特征在于，還具備通知裝置，該通 知裝置向外部進(jìn)行通知，上述控制設(shè)備在判斷為發(fā)生上述電力供給的異常時(shí)，通過上述通 知裝置來通知上述電力供給的異常。
[0022] 根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，在檢測(cè)出電力供給異常時(shí)，能夠通過通知裝置向外部通知異常。
[0023] 另外，本發(fā)明之一是一種無線電力傳輸裝置，其特征在于，上述供電模塊和上述受 電模塊至少具有以規(guī)定的諧振頻率進(jìn)行諧振的供電諧振器和受電諧振器，
[0024] 在利用上述諧振現(xiàn)象從上述供電諧振器對(duì)上述受電諧振器供給電力時(shí)，將上述電 源的電源頻率設(shè)定為在上述諧振頻率高的高頻側(cè)，使得流過上述供電諧振器的電流的方向 與流過上述受電諧振器的電流的方向?yàn)橄喾捶较颉?br>[0025] 在上述結(jié)構(gòu)中，在形成具有比附近的磁場(chǎng)強(qiáng)度小的磁場(chǎng)強(qiáng)度的磁場(chǎng)空間時(shí)，表示 供電諧振器與受電諧振器的耦合強(qiáng)度的耦合系數(shù)變高。在像這樣耦合系數(shù)高的狀態(tài)下，當(dāng) 對(duì)傳輸特性"S21"（成為從供電模塊對(duì)受電模塊輸送電力時(shí)的輸電效率指標(biāo)的值）進(jìn)行解 析時(shí)，在其解析波形中，波峰分離在低頻側(cè)和高頻側(cè)。而且，通過將電源的電力頻率設(shè)定為 該高頻側(cè)的頻率，從而流過供電諧振器的電流方向與流過受電諧振器的電流方向?yàn)橄喾捶?向，產(chǎn)生于供電模塊的內(nèi)周側(cè)的磁場(chǎng)與產(chǎn)生于受電模塊的內(nèi)周側(cè)的磁場(chǎng)相互抵消，由此，在 供電諧振器的內(nèi)周側(cè)，磁場(chǎng)所產(chǎn)生的影響減少，能夠形成具有比附近的磁場(chǎng)強(qiáng)度小的磁場(chǎng) 強(qiáng)度的磁場(chǎng)空間。而且，通過在形成磁場(chǎng)空間的供電諧振器的內(nèi)周側(cè)配置磁場(chǎng)檢測(cè)器，能夠 有效利用供電諧振器的內(nèi)周側(cè)的空間，從而能夠使無線電力傳輸裝置小型化。
[0026] 另外，本發(fā)明之一是一種無線電力傳輸裝置，其特征在于，上述供電模塊和上述受 電模塊至少具有以規(guī)定的諧振頻率進(jìn)行諧振的供電諧振器和受電諧振器，
[0027] 在利用上述諧振現(xiàn)象從上述供電諧振器對(duì)上述受電諧振器供給電力時(shí)，將上述電 源的電源頻率設(shè)定在比上述諧振頻率低的低頻側(cè)，使得流過上述供電諧振器的電流的方向 與流過上述受電諧振器的電流的方向?yàn)橄嗤较颉?br>[0028] 根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，在形成具有比附近的磁場(chǎng)強(qiáng)度小的磁場(chǎng)強(qiáng)度的磁場(chǎng)空間時(shí)，表示 供電諧振器與受電諧振器的耦合強(qiáng)度的耦合系數(shù)變高。在像這樣耦合系數(shù)高的狀態(tài)下，當(dāng) 對(duì)傳輸特性"S21"（成為從供電模塊對(duì)受電模塊輸送電力時(shí)的輸電效率指標(biāo)的值）進(jìn)行解 析時(shí)，在其解析波形中，波峰分離在低頻側(cè)和高頻側(cè)。而且，通過將電源的電力頻率設(shè)定在 該低頻側(cè)的頻率，從而流過供電諧振器的電流方向與流過受電諧振器的電流方向?yàn)橄嗤?向，產(chǎn)生于供電模塊的外周側(cè)的磁場(chǎng)與產(chǎn)生于受電模塊的外周側(cè)的磁場(chǎng)相互抵消，由此，在 供電諧振器的外周側(cè)，磁場(chǎng)所產(chǎn)生的影響減少，能夠形成具有比附近的磁場(chǎng)強(qiáng)度小的磁場(chǎng) 強(qiáng)度的磁場(chǎng)空間。而且，通過在形成磁場(chǎng)空間的供電諧振器的外周側(cè)配置磁場(chǎng)檢測(cè)器，能夠 有效利用供電諧振器外周側(cè)的空間，從而能夠使無線電力傳輸裝置小型化。
[0029] 另外，本發(fā)明之一是一種無線電力傳輸裝置，其特征在于，上述磁場(chǎng)檢測(cè)器是磁性 霍爾傳感器。
[0030] 在上述結(jié)構(gòu)中，通過使用磁性霍爾傳感器作為磁場(chǎng)檢測(cè)器，能夠高精度地檢測(cè)磁 場(chǎng)強(qiáng)度，并且，由于磁性霍爾傳感器為小型傳感器，因此能夠使無線電力傳輸裝置小型化。
[0031] 另外，本發(fā)明之一是一種無線電力傳輸裝置，其特征在于，上述磁場(chǎng)檢測(cè)器是線 圈。
[0032] 在上述結(jié)構(gòu)中，通過使用線圈作為磁場(chǎng)檢測(cè)器，能夠降低無線電力傳輸裝置的制 造成本。另外，由于能夠在某種程度上變更線圈的大小（直徑、厚度、匝數(shù)、線圈的線直徑 等），因此能夠根據(jù)該無線電力傳輸裝置的大小、空間來調(diào)整線圈的大小。
[0033] 另外，本發(fā)明之一是一種無線電力傳輸裝置，其特征在于，上述供電諧振器具有線 圈，
[0034] 上述磁場(chǎng)檢測(cè)器配置于較上述線圈的中心軸而言更靠上述線圈的內(nèi)周面?zhèn)鹊奈?置處。
[0035] 根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，通過將磁場(chǎng)檢測(cè)器配置于較供電諧振器所具有的線圈的中心軸而 言更靠線圈的內(nèi)周面?zhèn)鹊奈恢锰?，相比于將磁?chǎng)檢測(cè)器配置于供電諧振器所具有的線圈的 中心軸的情況，能夠提高磁場(chǎng)強(qiáng)度的檢測(cè)靈敏度。
[0036] 另外，本發(fā)明之一是一種無線電力傳輸裝置，其特征在于，上述磁場(chǎng)檢測(cè)器配置于 沿著上述線圈的內(nèi)周面的位置處。
[0037] 根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，通過將磁場(chǎng)檢測(cè)器配置于沿著供電諧振器所具有的線圈的內(nèi)周面 的位置處，能夠進(jìn)一步提高磁場(chǎng)強(qiáng)度的檢測(cè)靈敏度。
[0038] 另外，本發(fā)明之一是一種無線電力傳輸裝置，其特征在于，上述供電諧振器和上述 受電諧振器分別具有線圈，
[0039] 上述磁場(chǎng)檢測(cè)器配置于上述供電諧振器所具有的線圈的內(nèi)周側(cè)的、較上述供電諧 振器所具有的線圈與上述受電諧振器所具有的線圈不相向的面而言更靠相向的面?zhèn)鹊奈?置處。
[0040] 根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，通過將磁場(chǎng)檢測(cè)器配置于供電諧振器所具有的線圈的內(nèi)周側(cè)的、 較供電諧振器所具有的線圈與受電諧振器所具有的線圈不相向的面而言更靠相向的面?zhèn)龋?相比于配置于供電諧振器所具有的線圈與受電諧振器所具有的線圈不相向的面?zhèn)鹊那闆r， 能夠提高磁場(chǎng)強(qiáng)度的檢測(cè)靈敏度。
[0041] 另外，本發(fā)明之一是一種無線電力傳輸裝置，其特征在于，上述磁場(chǎng)檢測(cè)器配置于 沿著上述供電諧振器所具有的線圈與上述受電諧振器所具有的線圈相向的面的位置處。
[0042] 根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，通過將磁場(chǎng)檢測(cè)器配置于沿著供電諧振器所具有的線圈與受電諧 振器所具有的線圈相向的面的位置處，能夠進(jìn)一步提高磁場(chǎng)強(qiáng)度的檢測(cè)靈敏度。
[0043] 另外，本發(fā)明之一是一種無線電力傳輸裝置，其特征在于，上述供電諧振器具有線 圈，
[0044] 上述磁場(chǎng)檢測(cè)器是利用對(duì)薄板狀的半導(dǎo)體的霍爾效應(yīng)來檢測(cè)磁場(chǎng)強(qiáng)度的磁性霍 爾傳感器，
[0045] 上述磁性霍爾傳感器被配置成：上述薄板狀的半導(dǎo)體在上述供電諧振器所具有的 線圈的內(nèi)周側(cè)相對(duì)于上述線圈的中心軸方向?yàn)榇怪狈较颉?br>[0046] 根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，通過將磁性霍爾傳感器的薄板狀半導(dǎo)體配置成在供電諧振器所具 有的線圈的內(nèi)周側(cè)相對(duì)于線圈的中心軸方向?yàn)榇怪狈较?，能夠提高磁?chǎng)強(qiáng)度的檢測(cè)靈敏 度。
[0047] 發(fā)明的效果
[0048] 能夠提供如下一種無線電力傳輸裝置：著眼于在供電模塊與受電模塊之間通過產(chǎn) 生諧振現(xiàn)象來供給電力時(shí)形成的具有比附近的磁場(chǎng)強(qiáng)度小的磁場(chǎng)強(qiáng)度的磁場(chǎng)空間，通過檢 測(cè)形成有該磁場(chǎng)空間的空間的磁場(chǎng)強(qiáng)度，能夠判定在供給電力