送電裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及一種送電裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 以往，存在具有通過(guò)無(wú)線方式用于發(fā)送電力的多個(gè)送電天線、用于接受被發(fā)送的 電力的受電天線、以及用于獨(dú)立地驅(qū)動(dòng)上述多個(gè)送電天線的多個(gè)驅(qū)動(dòng)部的無(wú)線供電系統(tǒng)。 該無(wú)線供電系統(tǒng)具備對(duì)上述受電天線的配置狀態(tài)所涉及的信息進(jìn)行檢測(cè)的檢測(cè)部、和按照 每個(gè)上述送電天線存儲(chǔ)從上述送電天線放射的磁場(chǎng)所涉及的磁場(chǎng)數(shù)據(jù)的磁場(chǎng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部。 該無(wú)線供電系統(tǒng)具備控制部，該控制部基于上述磁場(chǎng)數(shù)據(jù)和上述受電天線的配置狀態(tài)所涉 及的信息，經(jīng)由上述多個(gè)驅(qū)動(dòng)部選擇性地驅(qū)動(dòng)控制上述多個(gè)送電天線（例如參照專利文獻(xiàn) Do
[0003] 專利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2008 - 283791號(hào)公報(bào)
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004] 然而，以往的無(wú)線供電系統(tǒng)由于選擇多個(gè)送電天線中能夠供給最大的電力的送電 天線，并僅驅(qū)動(dòng)選擇出的送電天線，所以不進(jìn)行多個(gè)送電天線的共振頻率的調(diào)整。
[0005] 因此，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠高精度地調(diào)整多個(gè)送電器的共振頻率的送 電裝置。
[0006] 本發(fā)明的實(shí)施方式的送電裝置是包括第一送電器和第二送電器的送電裝置，上述 第一送電器具有:第一初級(jí)側(cè)共振線圈，其從交流電源受電；第一相位差檢測(cè)部，其對(duì)在上 述第一初級(jí)側(cè)共振線圈中流動(dòng)的第一電流的相位相對(duì)于供給至上述第一初級(jí)側(cè)共振線圈 的第一電壓的相位的第一相位差進(jìn)行檢測(cè)；第一可變電容部，其被設(shè)置于上述第一初級(jí)側(cè) 共振線圈；以及第一控制部，其基于上述第一相位差相對(duì)于使上述第一可變電容部的第一 靜電電容變化時(shí)的上述第一靜電電容的變化量的變化程度，以獲得共振頻率的方式調(diào)整上 述第一靜電電容，上述第二送電器具有:相位調(diào)整部，其與上述交流電源連接;第二初級(jí)側(cè) 共振線圈，其與上述第一初級(jí)側(cè)共振線圈并排配設(shè)，并經(jīng)由上述相位調(diào)整部從上述交流電 源受電；第二相位差檢測(cè)部，其對(duì)在上述第二初級(jí)側(cè)共振線圈中流動(dòng)的第二電流的相位相 對(duì)于供給至上述第二初級(jí)側(cè)共振線圈的第二電壓的相位的第二相位差進(jìn)行檢測(cè);第二可變 電容部，其被設(shè)置于上述第二初級(jí)側(cè)共振線圈；第二控制部，其基于上述第二相位差相對(duì)于 使上述第二可變電容部的第二靜電電容變化時(shí)的上述第二靜電電容的變化量的變化程度， 以獲得共振頻率的方式調(diào)整上述第二靜電電容，上述第一控制部在上述第二送電器為斷開(kāi) 的狀態(tài)下，調(diào)整上述第一送電器的共振頻率，上述第二控制部在上述第一送電器為斷開(kāi)的 狀態(tài)下，調(diào)整上述第二送電器的共振頻率。
[0007] 能夠提供能夠高精度地調(diào)整多個(gè)送電器的共振頻率的送電裝置。
【附圖說(shuō)明】
[0008] 圖1是表示包括送電裝置1的電力傳輸裝置50的圖。
[0009] 圖2是表示初級(jí)側(cè)共振線圈13與受電器20A、20B的關(guān)系的圖。
[001 0]圖3是表示從2個(gè)初級(jí)側(cè)共振線圈13A、13B對(duì)受電器20傳輸電力的狀況的圖。
[0011 ]圖4是表示從2個(gè)初級(jí)側(cè)共振線圈13A、13B對(duì)受電器20傳輸電力的狀況的圖。
[0012] 圖5是表示相位差Θ與電流以及電壓的相位差Αφ的關(guān)系的圖。
[0013] 圖6是表示使在初級(jí)側(cè)共振線圈13Β的兩端子間串聯(lián)插入的電容器的靜電電容變 化的情況下，初級(jí)側(cè)共振線圈13Α的反饋控制部檢測(cè)的相位差Δφ的特性的圖。
[0014] 圖7是表示包括實(shí)施方式1的送電裝置的電力傳輸裝置50的圖。
[0015]圖8是表示圖7所示的電力傳輸裝置50的控制系統(tǒng)的框圖。
[0016]圖9是表示實(shí)施方式1的送電裝置300的初級(jí)側(cè)共振線圈13A、13B、13C的圖。
[0017]圖10是表示實(shí)施方式1的送電裝置300的圖。
[0018]圖11是表示實(shí)施方式1的送電裝置300和受電器120的圖。
[0019] 圖12是表示送電器110A、110B、IIOC的送電側(cè)控制電路14A、14B、14C調(diào)整的電容器 132A、132B、132C的靜電電容、和表示靜電電容的調(diào)整完成的情況下變有效的標(biāo)志的表格形 式的數(shù)據(jù)的一個(gè)例子的圖。
[0020] 圖13是表示實(shí)施方式1的送電裝置300中的共振頻率的設(shè)定處理的流程圖。
[0021] 圖14是表示實(shí)施方式2的送電裝置400的圖。
[0022]圖15是表示實(shí)施方式2的送電裝置400中的共振頻率的設(shè)定處理的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]在對(duì)應(yīng)用本發(fā)明的送電裝置的實(shí)施方式1、2進(jìn)行說(shuō)明前，使用圖1~圖6,對(duì)實(shí)施方 式1、2的送電裝置的前提技術(shù)進(jìn)行說(shuō)明。
[0024]圖1是表示包括送電裝置1的電力傳輸裝置50的圖。
[0025]如圖1所示，電力傳輸裝置50包括初級(jí)側(cè)(送電側(cè)）的送電器10和次級(jí)側(cè)(受電側(cè)） 的受電器20。電力傳輸裝置50可以包括多個(gè)送電器10以及多個(gè)受電器20。此外，在圖1中省 略實(shí)施方式1的送電裝置。
[0026] 送電器10具有交流電源11和包括初級(jí)側(cè)線圈12以及初級(jí)側(cè)共振線圈13的送電系 統(tǒng)線圈TC，受電器20具有負(fù)載設(shè)備21和包括次級(jí)側(cè)共振線圈22以及次級(jí)側(cè)線圈23的受電系 統(tǒng)線圈RC。
[0027] 如圖1所示，送電器10以及受電器20通過(guò)初級(jí)側(cè)共振線圈（LC共振器）13和受電共 振線圈（LC共振器)22之間的磁場(chǎng)諧振(磁場(chǎng)共振），從送電器10向受電器20進(jìn)行能量（電力） 的傳輸。此處，從初級(jí)側(cè)共振線圈13向次級(jí)側(cè)共振線圈22的電力傳輸，不僅限于磁場(chǎng)諧振， 也可以是電場(chǎng)諧振(電場(chǎng)共振)等，在以下的說(shuō)明中，主要以磁場(chǎng)諧振為例進(jìn)行說(shuō)明。
[0028]另外，在實(shí)施方式1中，對(duì)交流電源11輸出的交流電壓的頻率為6.78MHz、初級(jí)側(cè)共 振線圈13與次級(jí)側(cè)共振線圈22的共振頻率為6.78MHz的情況進(jìn)行說(shuō)明。
[0029] 此外，在送電系統(tǒng)線圈TC中，從初級(jí)側(cè)線圈12向初級(jí)側(cè)共振線圈13的電力傳輸利 用電磁感應(yīng)來(lái)進(jìn)行，另外，在受電系統(tǒng)線圈RC中，從次級(jí)側(cè)共振線圈22向次級(jí)側(cè)線圈23的電 力傳輸也利用電磁感應(yīng)來(lái)進(jìn)行。
[0030] 圖2是表示初級(jí)側(cè)共振線圈13與受電器20A、20B的關(guān)系的圖。受電器20A、20B與圖1 所示的受電器20相同。在圖2(A)、（B)中，利用虛線的箭頭表示通過(guò)初級(jí)側(cè)共振線圈13輸出 的電流形成的磁場(chǎng)的方向。虛線的箭頭表示磁力線。
[0031] 如圖2(A)所示，在相對(duì)于初級(jí)側(cè)共振線圈13、受電器20A、20B與磁力線垂直的情況 下，受電器20A、20B都能夠受電。
[0032] 如圖2(B)所示，在相對(duì)于初級(jí)側(cè)共振線圈13、受電器20A與磁力線垂直而受電器 20B與磁力線平行的情況下，受電器20A能夠受電，但受電器20B不能夠受電。
[0033]圖3是表示從2個(gè)初級(jí)側(cè)共振線圈13A、13B對(duì)受電器20傳輸電力的狀況的圖。圖3 中，也利用虛線的箭頭表示磁力線。另外，定義作為正交坐標(biāo)系的XYZ坐標(biāo)系。
[0034]如圖3(A)所示，2個(gè)初級(jí)側(cè)共振線圈13A、13B被配置成成為相互垂直的位置關(guān)系。 初級(jí)側(cè)共振線圈13A與XY平面平行，初級(jí)側(cè)共振線圈13B與YZ平面平行。通過(guò)磁場(chǎng)諧振從2個(gè) 初級(jí)側(cè)共振線圈13A、13B對(duì)受電器20利用無(wú)線傳輸電力。
[0035]在圖3(B)所示的位置上有受電器20的情況下，如果從初級(jí)側(cè)共振線圈13A、13B輸 出同一相位(相位差0)的電力，則從初級(jí)側(cè)共振線圈13A、13B雙方輸出的磁力線貫通受電器 20。因此，受電器20能夠從初級(jí)側(cè)共振線圈13A、13B受電。
[0036]另外，在圖3(C)所示的位置上有受電器20的情況下，如果從初級(jí)側(cè)共振線圈13A、 13B輸出相位差為180度的電力，則從初級(jí)側(cè)共振線圈13A、13B雙方輸出的磁力線貫通受電 器20。因此，受電器20能夠從初級(jí)側(cè)共振線圈13A、13B受電。
[0037]這樣，在從初級(jí)側(cè)共振線圈13A、13B通過(guò)磁場(chǎng)諧振對(duì)受電器20發(fā)送電力的情況下， 需要根據(jù)受電器20相對(duì)于初級(jí)側(cè)共振線圈13A、13B的位置，來(lái)調(diào)整從初級(jí)側(cè)共振線圈13A、 13B輸出的電力的相位。
[0038]此外，此處，對(duì)2個(gè)初級(jí)側(cè)共振線圈13A、13B被配置為成為相互垂直的位置關(guān)系的 情況進(jìn)行了說(shuō)明。然而，在2個(gè)初級(jí)側(cè)共振線圈13A、13B所成的角度為90度以外的情況下，也 同樣地，需要調(diào)整從初級(jí)側(cè)共振線圈13A、13B輸出的電力的相位。在2個(gè)初級(jí)側(cè)共振線圈 13A、13B所成的角度為0度的情況下也相同。
[0039]圖4是表示從2個(gè)初級(jí)側(cè)共振線圈13A、13B對(duì)受電器20傳輸電力的狀況的圖。
[0040]在圖4中，在振蕩器30連接有放大器31和32,放大器32經(jīng)由相位調(diào)整部33與振蕩器 30連接。放大器31和32的輸出端子分別與初級(jí)側(cè)共振線圈13A、13B連接。
[00411 在圖4中，初級(jí)側(cè)共振線圈13A、13B不經(jīng)由初級(jí)側(cè)線圈12(參照?qǐng)D1)而與振蕩器30 連接。
[0042 ]從振蕩器30輸出的交流電力被放大器31放大。從放大器31輸出的交流電力的電壓 由Vsi=Aisin( t〇〇t)表示。
[0043] 另外，從振蕩器30輸出的交流電力由相位調(diào)整部33調(diào)整了相位后，被放大器32放 大。從放大器32輸出的交流電力的電壓由Vs2=A 2Sin( ω ot+θ)表示。
[0044] 這樣，能夠在從2個(gè)初級(jí)側(cè)共振線圈13Α、13Β輸出電力時(shí)，使從初級(jí)側(cè)共振線圈13Β 輸出的電力的相位相對(duì)于從初級(jí)側(cè)共振線圈13Α輸出的電力的相位延遲Θ度。
[0045] 在被調(diào)整成初級(jí)側(cè)共振線圈13Α、13Β雙方能夠以共振頻率輸出電力的狀態(tài)的情況 下，受電器相對(duì)于圖4所示的初級(jí)側(cè)共振線圈13Α、13Β處于圖4所示的位置時(shí)，Θ = 〇度成為優(yōu) 選的相位。這與圖3(B)所示的情況相同。
[0046] 然而，在從振蕩器30(不經(jīng)由初級(jí)側(cè)線圈12(參照?qǐng)D1))對(duì)初級(jí)側(cè)共振線圈13Α輸入 電力的情況下，在初級(jí)側(cè)共振線圈13A中流動(dòng)的電流的相位相對(duì)于振蕩器30輸出的電壓的 相位的相位差為0度。該點(diǎn)是共振點(diǎn)。
[0047]因此，通過(guò)反饋控制，以在初級(jí)側(cè)共振線圈13A中流動(dòng)的電流的相位相對(duì)于振蕩器 30輸出的電壓的相位的相位差成為0度的方式進(jìn)行控制。
[0048]同樣地，在從振蕩器30(不經(jīng)由初級(jí)側(cè)線圈12(參照?qǐng)D1))對(duì)初級(jí)側(cè)共振線圈13B輸 入電力的情況下，在初級(jí)側(cè)共振線圈13B中流動(dòng)的電流的相位相對(duì)于相位調(diào)整部33輸出的 電壓的相位的相位差為0度。該點(diǎn)是共振點(diǎn)。
[0049] 因此，通過(guò)反饋控制，以在初級(jí)側(cè)共振線圈13B中流動(dòng)的電流的相位相對(duì)于相位調(diào) 整部33輸出的電壓的相位的相位差成為0度的方式進(jìn)行控制。
[0050] 然而，由于若使初級(jí)側(cè)共振線圈13A、13B接近地配置，則相互影響，所以產(chǎn)生如下 影響。對(duì)于該影響，使用圖5進(jìn)行說(shuō)明。
[0051] 圖5是表示相位差Θ與電流以及電壓的相位差Δφ的關(guān)系的圖。
[0052] 在圖5(Α)、（Β)中，橫軸為相位差Θ。相位差Θ是從初級(jí)側(cè)共振線圈13Β輸出的