[发明专利]电力传输系统以及受电装置

说明书

技术领域

本发明涉及电场耦合型的以无线来传输电力的电力传输系统以及受电装置。 

背景技术

作为代表性的无线电力传输系统，已知利用磁场从送电装置的一次线圈向受电装置的二次线圈传输电力的磁场耦合方式的电力传输系统。但是，在以磁场耦合传输电力的情况下，由于通过各线圈的磁通的大小对电动势有较大的影响，因此一次线圈和二次线圈的相对位置关系要求较高的精度。另外，由于利用线圈，因此装置的小型化困难。 

另一方面，还知道专利文献1所公开那样的电场耦合方式的无线电力传输系统。在该系统中，介由电场从送电装置的耦合电极向受电装置的耦合电极传输电力。该方式对耦合电极的相对位置精度要求比较宽松，另外，能实现耦合电极的小型、薄型化。 

图1是表示专利文献1的电力传输系统的基本构成的图。该电力传输系统由送电装置和受电装置构成。在送电装置具备高频高电压发生电路1、被动电极2以及主动电极3。在受电装置具备高频高电压负载电路5、被动电极7以及主动电极6。并且，通过使送电装置的主动电极3和受电装置的主动电极6隔着高电压电场区域4而接近，该2个电极彼此电场耦合。 

如此，在电场耦合方式的无线电力传输中，需要在送电装置侧、受电装置侧都配置主动电极和被动电极，使送电装置和受电装置的主动电极彼此、以及被动电极彼此耦合。传输电力以及传输效率依赖于电极间耦合的强度。为了增强电极间的耦合，考虑缩短电极间距离、增大电极面积。 

先行技术文献 

专利文献 

专利文献1：JP特表2009-531009号公报 

发明的概要 

发明要解决的课题 

一般，作为提高电力传输系统的传输效率的手法，嵌入低损耗的谐振电路是有效的。该谐振电路由送电装置和受电装置的耦合部的静电容和电感器构成。一般，由于电感器的Q值低于电容的Q值，因此，在作为谐振电路组合的情况下谐振电路的Q值会受到电感器的Q值的制约。另外，小型且低损耗的电感器的实现成为课题。作为解决该课题的一个方法，在电感器中使用压电设备(压电谐振器、压电变压器)是有效的。然而，压电设备虽然小型低损耗，但存在频率特性陡峭，且在负载变动时输出电压(受电装置侧电压V2和送电装置侧V1之比V2/V1)较大变动的课题。 

另外，在不使用压电设备的情况下，也有输出电压相对于负载变动或驱动频率的变动而变动的问题。 

发明内容

因此，本发明的目的在于提供使产生受电装置的负载变动或驱动频率变动的情况下的受电装置侧电压V2和送电装置侧电压V1之比V2/V1稳定化的电力传输系统以及受电装置。 

用于解决课题的手段 

(1)本发明的电力传输系统具有：送电装置，其具备由主动电极以及被动电极构成的送电装置侧耦合电极、和对该送电装置侧耦合电极施加高频高电压的高频高电压发生电路；和受电装置，其具备与所述送电装置侧耦合电极耦合的由主动电极以及被动电极构成的受电装置侧耦合电极、以及与所述受电装置侧耦合电极连接的受电电路，通过所述送电装置侧耦合电极以及所述受电装置侧耦合电极进行电场耦合，从所述送电装置向所述受电装置传输电力。 

并且，特征在于，所述受电电路具备：第1谐振电路，其串联连接在所述受电装置侧耦合电极的主动电极和被动电极之间，包含电感分量以及电容分量；第2谐振电路，其包含所述电容分量、和与该电容分量并联连接的电感分量；和负载电路，其与该第2谐振电路并联连接，所述高频高 电压发生电路产生的高频高电压的频率在由第1谐振电路和第2谐振电路的复合谐振确定的2个谐振频率之间设定。 

(2)优选所述送电装置具备：电压检测电路，其检测所述高频高电压发生电路的产生电压；和电压稳定化电路，其控制所述高频高电压发生电路的产生电压，以使得该电压检测电路的检测电压成为恒定。 

(3)优选所述受电电路具备：压电变压器，其具有与所述受电装置侧耦合电极的主动电极连接的输入端子、与所述受电装置侧耦合电极的被动电极连接的输出端子、和基准电位端子，对施加在所述输入端子的电压进行降压，并将降压后的电压向所述输出端子输出，所述电容分量是所述压电变压器的等效输出电容。 

(4)优选所述第1谐振电路包含在所述送电装置侧耦合电极以及所述受电装置侧耦合电极产生的电容分量。 

(5)优选所述高频高电压发生电路具备：第3谐振电路，其在施加于所述送电装置侧耦合电极的所述高频高电压下谐振。