無線電力傳送系統(tǒng)、電力傳送裝置以及電力接收裝置制造方法
【專利摘要】根據(jù)一個實施方式，一種無線電力傳送系統(tǒng)包括：第1諧振器、第2諧振器、調(diào)整電路和調(diào)整器。第1諧振器包括第1電感器并具有第1諧振頻率。第2諧振器包括第2電感器并具有第1諧振頻率。調(diào)整電路包括：第3電感器，通過第1互感所伴隨的耦合從第1電感器接收交流電力；第4電感器，通過第2互感所伴隨的耦合向第2電感器傳送交流電力；以及電容器，與第3電感器和第4電感器串聯(lián)連接。調(diào)整器調(diào)整第1互感和第2互感中的至少一個。
【專利說明】無線電力傳送系統(tǒng)、電力傳送裝置以及電力接收裝置
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請基于并且要求2011年9月26日提交的在先日本專利申請第2011-209904號的優(yōu)先的利益，該申請的全部內(nèi)容通過引用的方式包含于本文中。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]這里描述的實施方式一般地涉及無線電力傳送。
【背景技術(shù)】
[0004]以往，已經(jīng)提出了一種通過耦合在具有相同諧振頻率的電力傳送諧振器和電力接收諧振器之間的磁場無線地傳送電力的系統(tǒng)。但是，這樣的無線電力傳送系統(tǒng)的效率受到電力傳送諧振器和電力接收諧振器之間的互感影響。例如，電力傳送的效率可能根據(jù)傳送條件的改變而降低。
[0005]引用列表
[0006]專利文獻
[0007]專利文獻I Jpn.PCT國際公開第2009-501510號
[0008]非專利文獻
[0009]非專利文獻1:“Wireless Power Transfer via Strongly Coupled MagneticResonances”，Science,2007 年 7 月 6 日:Vol.37N0.5834pp.83-86
[0010]非專利文獻2:Hermann A.Haus and Weiping Huang, “Coupled-Mode Theory”，Proceedings of the IEEE, Vol.79，N0.10，1991年 10 月
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是示出根據(jù)第I實施方式的無線電力傳送系統(tǒng)的圖。
[0012]圖2示出不具有調(diào)整電路和互感調(diào)整器的無線電力傳送系統(tǒng)的圖。
[0013]圖3是示出圖2的無線電力傳送系統(tǒng)的等效電路的圖。
[0014]圖4是示出圖3所示的等效電路的傳送效率的頻率特性的圖。
[0015]圖5是圖1的無線電力傳送系統(tǒng)的等效電路。
[0016]圖6是示出圖5所示的等效電路的傳送效率的頻率特性的圖。
[0017]圖7是根據(jù)第2實施方式的無線電力傳送系統(tǒng)。
[0018]圖8是根據(jù)第3實施方式的無線電力傳送系統(tǒng)。
【具體實施方式】
[0019]以下，參照【專利附圖】

【附圖說明】實施方式。在以下的描述中，相同的元素分別以相同的參考符號標記。省略重復的說明。
[0020]—般而言，根據(jù)一個實施方式，一種無線電力傳送系統(tǒng)，包括:第I諧振器、第2諧振器、調(diào)整電路和調(diào)整器。第I諧振器包括第I電感器并具有第I諧振頻率。第2諧振器包括第2電感器并具有第I諧振頻率。調(diào)整電路包括:第3電感器，通過第I互感所伴隨的耦合從第I電感器接收交流電力;第4電感器，通過第2互感所伴隨的耦合向第2電感器傳送交流電力；以及電容器，與第3電感器和第4電感器串聯(lián)連接。調(diào)整器調(diào)整第I互感和第2互感中的至少一個。
[0021](第I實施方式)
[0022]如圖1所示，根據(jù)第I實施方式的無線電力傳送系統(tǒng)包括:諧振器100 (電力傳送側(cè))、調(diào)整電路300、諧振器200 (電力接收測)以及互感調(diào)整器400。諧振器100被包含在電力傳送裝置中。諧振器200被包含在電力接收裝置中。調(diào)整電路300被包含在電力傳送裝置或電力接收裝置中。
[0023]諧振器100包括電感器101和電容器102，并具有預定的諧振頻率( = CociX電感器101的電感等于L1，電容器102的電容等于Q。諧振頻率( = (Oci)由諧振器100的電感(=L1)和電容(=C1)確定。
[0024]一般地，可以通過諧振器的寄生電容器來補償諧振器的電容。在該情況下，可以從諧振器的構(gòu)成部件中省略作為電路元件的電容器。例如，如果諧振器包括與自諧振電感器對應(yīng)的電感器，則作為電路元件的電容器可能變得沒有必要。
[0025]諧振器200包括電感器201和電容器202，并具有預定的諧振頻率(=ω J。電感器201的電感等于L2,電容器202的電容等于C2。諧振頻率( = (Oci)由諧振器200的電感(=L2)和電容(=C2)確定。gp，C2L2=C1L1。
[0026]調(diào)整電路300包括電感器301、302和電容器303。電感器301的電感等于L3，電感器302的電感等于L4,電容器303的電容等于C3。如圖1所示，電容器303與電感器301串聯(lián)連接，并還與電感器302串聯(lián)連接。更具體地，在調(diào)整電路300中，電容器303的一端連接到電感器301的一端，電容器303的另一端連接到電感器302的一端，電感器301的另一端連接到電感器302的另一端。
[0027]電感器301通過第I互感(=M1)所伴隨的耦合從電感器101接收交流(AC)電力。另一方面，電感器302通過第2互感(=M2)所伴隨的耦合向電感器201傳送交流電力。
[0028]諧振器100可以經(jīng)由布線從電源接收交流電力，或者可以從直接或間接連接到電源的回路部件無線地接收交流電力。類似地，諧振器200可以經(jīng)由布線向整流器和負載(例如，電路、電池等)提供交流電力，或者可以無線地向直接或間接連接到整流器和負載的回路部件提供交流電力。
[0029]互感調(diào)整器400可以調(diào)整第I互感(=M1)和第2互感(=M2)中的至少一個。例如，互感調(diào)整器400使這些互感中的某一個更接近另一個互感。隨后描述互感調(diào)整器400的細節(jié)。
[0030]以下，說明調(diào)整電路300和互感調(diào)整器400的技術(shù)上的重要性。
[0031 ] 首先，考慮從如圖1所示的無線電力傳送系統(tǒng)移除調(diào)整電路300和互感調(diào)整器400時的電力傳送效率。如圖2所示，例如，可以設(shè)為無線電力傳送系統(tǒng)包括諧振器100和諧振器200。在無線電力傳送系統(tǒng)中，通過在電感器101和電感器201之間耦合的磁場傳送交流電力。為了簡潔起見，假設(shè)電感器101和電感器201的電感等于L，電容器102和電容器202的電容等于C。諧振器100和諧振器200的諧振頻率ω?？梢杂梢韵碌氖絀給出:[0032]
【權(quán)利要求】
1.一種無線電力傳送系統(tǒng)，包括: 第I諧振器，包括第I電感器并具有第I諧振頻率； 第2諧振器，包括第2電感器并具有第I諧振頻率； 調(diào)整電路，包括: 第3電感器，通過第I互感所伴隨的耦合從第I電感器接收交流電力， 第4電感器，通過第2互感所伴隨的耦合向第2電感器傳送交流電力，和電容器，與第3電感器和第4電感器串聯(lián)連接；以及調(diào)整器，被配置成調(diào)整第I互感和第2互感中的至少一個。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于， 調(diào)整器被配置為調(diào)整第I電感器和第3電感器之間第I位置關(guān)系和第2電感器和第4電感器之間的第2位置關(guān)系中的至少一個。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括插入構(gòu)件，被提供在第I電感器和第3電感器之間的間隙和第2電感器和第4電感器之間的間隙中的任一個上，其中調(diào)整器被配置成調(diào)整插入構(gòu)件的位置和傾斜角中的至少一個。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，還具備: 電源，向第I諧振器提供交流電力； 整流器，從第2諧振器接收交流電力并對交流電力進行整流以獲得直流電力；以及負載，接收直流電力，其中第I諧振器被包含在電力傳送裝置中，調(diào)整電路和第2諧振器被包含在電力接收裝置中，并且調(diào)整器被配置成調(diào)整第2互感。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括: 監(jiān)視單元，被配置成監(jiān)視直流電力的量；以及控制單元，被配置成根據(jù)直流電力的量控制調(diào)整器來調(diào)整第2互感。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，還具備: 電源，向第I諧振器提供交流電力； 整流器，從第2諧振器接收交流電力并對交流電力進行整流以獲得直流電力； 負載，接收直流電力，并且其中，第I諧振器和調(diào)整電路被包含在電力傳送裝置中， 第2諧振器被包含在電力接收裝置中，并且調(diào)整器被配置為調(diào)整第I互感。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，還具備: 監(jiān)視單元，被配置成監(jiān)視直流電力的量； 第I通信單元，被配置成傳送指示直流電力的量的信息； 第2通信單元，被配置成接收指示直流電力的量的信息；以及控制單元，被配置成通過根據(jù)直流電力的量控制調(diào)整器來調(diào)整第I互感。
8.一種電力接收裝置，包括: 第I諧振器，包括第I電感器并具有第I諧振頻率； 調(diào)整電路包括: 第3電感器，通過第I互感所伴隨的耦合從第2電感器接收交流電力，該第2電感器包含在具有第I諧振頻率的第2諧振器中，第4電感器，通過第2互感所伴隨的耦合向第I電感器傳送交流電力，和 電容器，與第3電感器和第4電感器串聯(lián)連接；以及調(diào)整器，被配置為調(diào)整第2互感。
9.一種電力傳送裝置，包括: 第I諧振器，包括第I電感器并具有第I諧振頻率； 調(diào)整電路，包括: 第3電感器，通過第I互感所伴隨的耦合從第I電感器接收交流電力， 第4電感器，通過第2互感所伴隨的耦合向第2電感器傳送交流電力，該第2電感器包含在具有第I諧振頻率的第2諧振器中，和電容器，與第3電感器和第4電感器串聯(lián)連接；以及調(diào)整器，被配置為調(diào)整第I 互感。
【文檔編號】H04B5/00GK103563264SQ201280026670
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2012年6月26日 優(yōu)先權(quán)日:2011年9月26日
【發(fā)明者】司城徹, 佘元峰, 尾林秀一 申請人:株式會社東芝