送電裝置、搭載有送電裝置的車輛以及無(wú)線電力傳輸系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及通過(guò)送電線圈和受電線圈之間的電磁感應(yīng)W非接觸方式傳輸交流電 力的送電裝置、搭載有送電裝置的車輛W及無(wú)線電力傳輸系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] W便攜式電話機(jī)為首的各種移動(dòng)設(shè)備得到普及。移動(dòng)設(shè)備的功耗因功能和性能的 提高W及內(nèi)容的多樣化而持續(xù)增大。當(dāng)利用預(yù)定容量的電池進(jìn)行工作的移動(dòng)設(shè)備的功耗增 大時(shí)，該移動(dòng)設(shè)備的工作時(shí)間變短。作為用于彌補(bǔ)電池容量的限制的技術(shù)，無(wú)線電力傳輸系 統(tǒng)受到關(guān)注。無(wú)線電力傳輸系統(tǒng)通過(guò)送電裝置的送電線圈和受電裝置的受電線圈之間的電 磁感應(yīng)，W非接觸方式從送電裝置向受電裝置傳輸交流電力。特別是使用了諧振型的送電 線圈和受電線圈的無(wú)線電力傳輸系統(tǒng)，即使在送電線圈和受電線圈的位置相互錯(cuò)開時(shí)也能 夠維持高傳輸效率。因此，諧振型的無(wú)線電力傳輸系統(tǒng)在各種領(lǐng)域得到應(yīng)用。
[0003] 近年來(lái)，在車輛上搭載了 W非接觸方式對(duì)便攜電話機(jī)等移動(dòng)設(shè)備（受電裝置）充 電的送電裝置的系統(tǒng)開始普及。在運(yùn)樣的系統(tǒng)中，能夠在車輛中W非接觸方式對(duì)移動(dòng)設(shè)備 充電。希望送電裝置盡可能薄W不占用太大地方。
[0004] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn) 陽(yáng)0化]專利文獻(xiàn)1 :日本特開2008-205215號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 但是，在該W往技術(shù)中，通過(guò)使送電裝置為薄型，導(dǎo)致送電線圈的損失增大，傳輸 效率降低，因此謀求一種高效地傳輸交流電力的送電裝置。
[0007] 本發(fā)明的一個(gè)技術(shù)方案的送電裝置是一種W非接觸方式對(duì)具備受電線圈的受電 裝置輸送交流電力的送電裝置，所述送電裝置具備：對(duì)所述受電裝置送電的送電面；送電 電路，其將從直流電源輸入的直流電力轉(zhuǎn)換成交流電力；至少一個(gè)送電線圈，其設(shè)置在所述 送電裝置內(nèi)部的所述送電面?zhèn)?，包括沿與所述送電面垂直的方向?qū)盈B的2N個(gè)平面線圈，將 從所述送電電路輸出的所述交流電力輸送給所述受電線圈，所述N為2 W上的自然數(shù)；W及 磁性體，其在所述送電裝置的內(nèi)部設(shè)置在所述送電線圈的與所述送電面?zhèn)认喾匆粋?cè)。對(duì)于 所述2N個(gè)平面線圈，在設(shè)為i = 1~N的情況下，在所述2N個(gè)平面線圈中，構(gòu)成將第i接 近所述送電面的平面線圈和第i接近所述磁性體的平面線圈串聯(lián)連接而成的線圈組。所述 線圈組彼此并聯(lián)連接。
[0008] 本發(fā)明的另一技術(shù)方案的送電裝置是一種W非接觸方式對(duì)具備受電線圈的受電 裝置輸送交流電力的送電裝置，所述送電裝置具備：對(duì)所述受電裝置送電的送電面；送電 電路，其將從直流電源輸入的直流電力轉(zhuǎn)換成交流電力；至少一個(gè)送電線圈，其設(shè)置在所述 送電裝置內(nèi)部的所述送電面?zhèn)龋ㄑ嘏c所述送電面垂直的方向?qū)盈B的M個(gè)平面線圈，將 從所述送電電路輸出的所述交流電力輸送給所述受電線圈，所述M為3 W上的自然數(shù)；W 及磁性體，其在所述送電裝置的內(nèi)部設(shè)置在所述送電線圈的與所述送電面?zhèn)认喾匆粋?cè)。所 述M個(gè)平面線圈具有2個(gè)W上的線圈組，該2個(gè)W上的線圈組包括從第一接近所述送電面 的平面線圈到第M接近所述送電面的平面線圈中按與所述1~M的順序不同的順序選擇出 的2個(gè)W上的平面線圈作為一組串聯(lián)連接而成的線圈組，所述2個(gè)W上的線圈組彼此并聯(lián) 連接。
[0009] 本發(fā)明的另一技術(shù)方案的受電裝置是一種W非接觸方式從具備送電線圈的送電 裝置接受交流電力的受電裝置，所述受電裝置具備：從所述送電裝置受電的受電面；受電 電路，其將所述接受的交流電力轉(zhuǎn)換成直流電力；至少一個(gè)受電線圈，其設(shè)置在所述受電裝 置內(nèi)部的所述受電面?zhèn)?，包括沿與所述受電面垂直的方向?qū)盈B的2N個(gè)平面線圈，將從所述 受電面輸入的所述交流電力輸出給所述受電電路，所述N為2 W上的自然數(shù)；W及磁性體， 其在所述受電裝置的內(nèi)部設(shè)置在所述受電線圈的與所述受電面?zhèn)认喾匆粋?cè)。對(duì)于所述2N 個(gè)平面線圈，在設(shè)為i = 1~N的情況下，在所述2N個(gè)平面線圈中，構(gòu)成將第i接近所述受 電面的平面線圈和第i接近所述磁性體的平面線圈串聯(lián)連接而成的線圈組，所述線圈組彼 此并聯(lián)連接。
[0010] 本發(fā)明的另一技術(shù)方案的受電裝置是一種W非接觸方式從具備送電線圈的送電 裝置接受交流電力的受電裝置，所述受電裝置具備：從所述送電裝置受電的受電面；受電 電路，其將所述接受的交流電力轉(zhuǎn)換成直流電力；至少一個(gè)受電線圈，其設(shè)置在所述受電裝 置內(nèi)部的所述受電面?zhèn)?，包括沿與所述受電面垂直的方向?qū)盈B的M個(gè)平面線圈，將從所述 受電面輸出的所述交流電力輸出給所述受電電路，所述M為3 W上的自然數(shù)；W及磁性體， 其在所述受電裝置的內(nèi)部設(shè)置在所述受電線圈的與所述受電面?zhèn)认喾匆粋?cè)。所述M個(gè)平面 線圈具有2個(gè)W上的線圈組，該2個(gè)W上的線圈組包括從第一接近所述受電面的平面線圈 到第M接近所述受電面的平面線圈中按與所述1~M的順序不同的順序選擇出的2個(gè)W上 的平面線圈作為一組串聯(lián)連接而成的線圈組，所述2個(gè)W上的線圈組彼此并聯(lián)連接。
[0011] 運(yùn)些總括性或具體的技術(shù)方案可W由系統(tǒng)、方法、集成電路、計(jì)算機(jī)程序或記錄介 質(zhì)來(lái)實(shí)現(xiàn)，也可W由系統(tǒng)、裝置、方法、集成電路、計(jì)算機(jī)程序和記錄介質(zhì)的任意組合來(lái)實(shí) 現(xiàn)。
[0012] 根據(jù)上述技術(shù)方案，能夠提供一種高效地傳輸交流電力的薄型的送電裝置。
【附圖說(shuō)明】
[0013] 圖1是表示搭載于車輛的無(wú)線電力傳輸系統(tǒng)的一例的圖。
[0014] 圖2是表示具有與專利文獻(xiàn)1所公開的層疊線圈同樣的構(gòu)成的多個(gè)平面線圈的分 解立體圖。
[0015] 圖3是圖2所示的層疊線圈的等效電路圖。
[0016] 圖4是示意性表示具備受電裝置和具有磁性體的送電裝置的無(wú)線電力傳輸系統(tǒng) 的圖 陽(yáng)017] 圖5是表示在平面線圈Ll~L4的一側(cè)配置了磁性體的構(gòu)成例的立體圖。
[0018] 圖6是圖5所示的送電線圈的等效電路圖。
[0019] 圖7是表示無(wú)線電力傳輸系統(tǒng)的一例的框圖。
[0020] 圖8是表示送電電路的一例的框圖。
[0021] 圖9是表示實(shí)施方式1中的送電線圈的截面圖。
[0022] 圖10是實(shí)施方式I中的送電線圈的分解立體圖。
[0023] 圖11是實(shí)施方式1中的送電線圈的等效電路圖。
[0024] 圖12是比較例中的送電線圈的分解立體圖。
[00巧]圖13是實(shí)施方式2中的送電線圈的分解立體圖。
[0026] 圖14是實(shí)施方式2中的送電線圈的等效電路圖。
[0027] 圖15是實(shí)施方式3中的送電線圈的分解立體圖。
[0028] 圖16是實(shí)施方式3中的送電線圈的等效電路圖。
[0029] 圖17是表示實(shí)施方式1 W及實(shí)施方式3中的送電線圈的特性的坐標(biāo)圖。
[0030] 圖18是實(shí)施方式4中的送電線圈的分解立體圖。
[0031] 圖19是實(shí)施方式4中的送電線圈的等效電路圖。
[0032] 圖20A是表示實(shí)施方式1的變形例的等效電路圖。
[0033] 圖20B是表示實(shí)施方式1的另一變形例的等效電路圖。
[0034] 圖2IA是表示實(shí)施方式5中的送電裝置的立體圖。
[0035] 圖21B是表示實(shí)施方式5中的在送電裝置上放置了受電裝置的狀態(tài)的立體圖。
[0036] 圖21C是表示實(shí)施方式5中的在送電裝置上放置了受電裝置的另一狀態(tài)的立體 圖。
[0037] 圖22是表示實(shí)施方式5中的送電裝置的概略構(gòu)成的圖。
[0038] 圖23是表示無(wú)線電力傳輸系統(tǒng)的一例的圖。
[0039] 圖24是表示具備送電裝置的車輛的一例的圖。
[0040] 圖25是表示具備磁性體和層疊的多個(gè)平面線圈的受電裝置的構(gòu)成例的截面圖。 陽(yáng)OW 附圖標(biāo)記說(shuō)明 陽(yáng)0創(chuàng) 100送電裝置
[0043] 110送電天線
[0044] 112送電線圈 W45] 114諧振電容器
[0046] 120磁性體
[0047] 130送電面
[0048] 140送電電路
[0049] 150控制電路
[0050] 160銅圖案
[0051] 170玻璃環(huán)氧樹脂
[0052] 180 端子
[0053] 190 開關(guān)
[0054] 200受電裝置 陽(yáng)05引 210受電天線
[0056] 212受電線圈
[0057] 214日、214b諧振電容器
[0058] 220受電電路
[0059] 230 二次電池 W60] 240驅(qū)動(dòng)用電動(dòng)馬達(dá)
[0061] 250磁性體
[0062] 260受電面
[0063] 270 車輪
[0064] 300 DC 電源 陽(yáng)0化]400控制臺(tái)
[0066] 500醫(yī)院用機(jī)器人
[0067] 600 車輛
【具體實(shí)施方式】
[0068] (成為本發(fā)明的基礎(chǔ)的見解） W例對(duì)于在"【背景技術(shù)】"一欄中記載的送電裝置，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)會(huì)產(chǎn)生W下的問(wèn)題。
[0070] 圖1是表示搭載于車輛的無(wú)線電力傳輸系統(tǒng)的一例的立體圖。該系統(tǒng)具備受電裝 置200和搭載于車載的控制臺(tái)（console box) 400內(nèi)的送電裝置100。送電裝置100具備至 少一個(gè)送電線圈，該至少一個(gè)送電線圈包括沿與對(duì)受電裝置送電的送電面垂直的方向?qū)盈B 的多個(gè)平面線圈。
[0071] 專利文獻(xiàn)1公開了無(wú)線電力傳輸系統(tǒng)所使用的層疊線圈單元。該層疊線圈單元具 有多個(gè)平面狀空忍線圈。各線圈由在絕緣基板上形成的滿旋狀的導(dǎo)電圖案構(gòu)成，在絕緣基 板的厚度方向上層疊。
[0072] 圖2是表示具有與專利文獻(xiàn)1所公開的層疊線圈同樣的構(gòu)成的多個(gè)平面線圈的 分解立體圖。圖3是表示圖2所圖示的多個(gè)平面線圈的等效電路的圖。在該層疊線圈中， 作為絕緣基板使用了柔性基板運(yùn)樣的薄基板。制作在柔性基板上呈滿旋狀形成導(dǎo)體圖案 (0.035mm)的一個(gè)平面線圈。按與此同樣的方法制作4個(gè)平面線圈。在層疊了運(yùn)4個(gè)平面 線圈的狀態(tài)下，如圖2、3所示使各平面線圈電連接。4個(gè)平面線圈中的2個(gè)串聯(lián)連接，剩余 的2個(gè)也串聯(lián)連接。運(yùn)2組平面線圈對(duì)并聯(lián)連接。在專利文獻(xiàn)1中記載了能夠根據(jù)運(yùn)樣的 構(gòu)成來(lái)提供W薄型使Q值（如ality Factor)提高的送電裝置。
[0073] 一