[发明专利]无线电力传输装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用谐振磁场耦合以无线方式传输电力的谐振磁场耦合型的非接触电力技术。

背景技术

专利文献1公开了经由两个谐振器之间的空间传输能量的新型无线能量传输装置。在该无线能量传输装置中，通过在谐振器的周围空间产生的谐振频率的振动能量的出现(evanescenttail)将两个谐振器耦合，由此，利用无线(非接触)传输振动能量。

另外，一直以来都存在着电磁感应技术。在使用了这些电力传输技术的电子设备中，很多设备要求在接收恒定电压的电力的输入，并经过某种电力转换或分压、能量传输等的功能块之后，提供给设备的电压为恒定电压。例如，电视等的AV设备从提供大致恒定的电压AC的电力的插座接收输入，最终使消耗电力的设备内的个别电路以保持恒定电压的方式工作。在画面的亮度变化的情况下也通过改变电流量来进行应对。后面将会将这种由电源接收恒定电压的供电，并将恒定电压的电力输出到负载的工作方式称为“恒压工作”。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：美国专利申请公开第2008/0278264号说明书(图12、图14)

发明概要

发明要解决的技术课题

在专利文献1记载的无线能量传输电路中，在从传输大电力时到传输小电力时为止进行恒压工作的情况下，很难维持高效率的传输特性。

发明内容

本发明是为了解决上述课题而实现的发明。第一个目的是：提供一种能够针对规定输入电压的电力输入，进行规定输出电压的电力输出，并且，不仅在大电力传输时，且在小电力传输时也能够维持高效率的无线电力传输装置。

解决技术课题的手段

本发明的无线电力传输装置具有一对天线以及控制部，上述一对天线能够通过频率f0的谐振磁场耦合以非接触的方式传输电力，一个天线是串联谐振电路，另一个天线是并联谐振电路，上述控制部根据在上述一对天线之间传输的电力的大小来控制传输频率，当上述电力高于基准值P1时，上述控制部将上述传输频率设定为比上述频率f0高的第一量级范围内的值；当上述电力低于上述基准值P1时，上述控制部将上述传输频率设定为比上述第一量级范围低的第二量级范围内的值。

在某一实施方式中，当上述电力从高于上述基准值P1的值变化成低于上述基准值P1的值时，或者当上述电力从低于上述基准值P1的值变化成高于上述基准值P1的值时，上述控制部使上述传输频率在上述第一量级范围内的值和上述第二量级范围内的值之间跳变。

在某一实施方式中，上述控制部在使上述传输频率跳变时，使在上述一对天线之间进行耦合的谐振磁场的模式在偶数模和奇数模之间切换。

在某一实施方式中，当上述传输电力在上述基准值P1和低于上述基准值P1的第二基准值P2之间时，上述控制部将上述传输频率设定为低于上述频率f0的频率f2以下的值，当上述传输电力低于上述第二基准值P2时，上述控制部将上述传输频率设定为高于上述频率f2的值。

在某一实施方式中，上述第一量级范围是从上述频率f0到偶数模的谐振频率fH为止的范围，上述第二量级范围是从奇数模的谐振频率fL到上述频率f0为止的范围。

在某一实施方式中，当上述传输电力与上述基准值P1相等时，上述控制部将上述传输频率设定为与上述频率f0相等的值。

在某一实施方式中，上述一对天线的谐振频率分别与上述频率f0相等。

在某一实施方式中，上述一对天线的耦合系数k在电力传输中被维持为恒定。

在某一实施方式中，上述基准值P1被设定为最大传输电力Pmax的60％以上且80％以下的范围内。在某一实施方式中，当将上述传输频率的最大值设为ftrmax，将偶数模的谐振频率设为fH时，上述控制部在上述电力高于基准值P1的情况下，将上述传输频率的最大值ftrmax设定为：由公式Rhigh＝(ftrmax-f0)÷(fH-f0)×100定义的Rhigh在18％到56％的范围内。

在某一实施方式中，当将上述传输频率的最小值设为ftrmin，将奇数模的谐振频率设为fL时，上述控制部在上述电力低于基准值P1的情况下，将上述传输频率的最小值ftrmin设定为：由公式Rlow＝(f0-ftrmin)÷(f0-fL)×100定义的Rlow在21％到45％的范围内。

在某一实施方式中，在上述一对天线中的受电侧的天线的输出端子与后级的负载连接的状态下，向送电侧的天线提供RF能量的振荡器的输出阻抗Zoc与送电天线的输入阻抗Zin彼此相等。