[发明专利]电场耦合型无线电力输送系统以及用于其中的受电装置

说明书

技术领域

本发明涉及电场耦合型无线电力输送系统以及用于其中的受电装置。

背景技术

近年来，针对于例如智能手机、笔记本型个人电脑等的便携式设备，以无线的方式供给电力的无线电力输送系统已被实用化。作为这种无线电力输送系统，例如有专利文献1、专利文献2所记载的无线电力输送系统。

专利文献1公开了一种电磁感应型无线电力输送系统。电磁感应型无线电力输送系统具有输电装置和受电装置。输电装置具备输电线圈，受电装置具备受电线圈，在这些线圈之间通过电磁感应来输送电力。

专利文献2公开了一种电场耦合型无线电力输送系统。电场耦合型无线电力输送系统具有输电装置和受电装置。输电装置具备输电电极，受电装置具备受电电极，在这些电极之间通过静电感应来输送电力。

图11是专利文献2的电场耦合型无线电力输送系统的等效电路图。该电场耦合型无线电力输送系统由输电装置1101和受电装置1201构成，经由输电装置1101的电容C1和受电装置1201的电容C2之间的耦合电容Cm来电力送电力。输电装置1101具备由电感器L1和电容C1构成的LC谐振电路，受电装置1201具备由电感器L2和电容C2构成的LC谐振电路。在该无线电力输送系统中，在使输电装置1101和受电装置1201发生耦合而使两个谐振电路发生耦合时，产生两个谐振频率。电力输送系统的电压发生器11的动作频率(输电频率)被设定成这些谐振频率的中间的频率。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2009-118587号公报

专利文献2：WO2011/148803号公报

发明内容

发明要解决的课题

在专利文献2那样的电场耦合型无线电力输送系统中，如果在将受电装置载置于输电装置上进行输电的中途而使受电装置从输电装置分离，则有时受电装置会损坏。

本发明的目的在于提供一种即便是在输电中因某些理由而使得受电装置从输电装置被分离的情况也可防止受电装置损伤的电场耦合型无线电力输送系统以及受电装置。

用于解决课题的手段

本发明的发明者为了解决上述课题，对在受电装置从输电装置被分离之际受电装置发生损坏的原因进行了研究，其结果获得下述见解。

图12是表示在以往的电场耦合型无线电力输送系统中使受电装置从输电装置分离的过程中的、受电装置侧主动电极和受电装置侧被动电极之间的电压(以下酌情称作“受电电极间电压”)、以及输电装置侧主动电极和输电装置侧被动电极之间的电压(以下酌情称作“输电电极间电压”)的频率特性的变化的图。具体而言，图12(a)是表示受电装置被载置在输电装置上的状态(通常的使用状态)下的频率特性的图。图12(b)是表示受电装置从输电装置开始被分离的状态下的输电电极间电压以及受电电极间电压的频率特性的图。图12(c)是表示受电装置从输电装置较之于图12(b)的情况被进一步分离的状态下的输电电极间电压以及受电电极间电压的频率特性的图。图12(a)、(b)、(c)中的实线A、A′、A″表示受电电极间电压的频率特性，虚线B、B′、B″表示输电电极间电压的频率特性。另外，实线A、A′、A″、以及虚线B、B′、B″表示二次电池大致成为充满电状态且负载阻抗变高的状态时的频率特性。相对于此，图12(a)中的单点划线C表示二次电池还几乎没被充电且负载阻抗低的状态时的受电电极间电压的频率特性。在图12(b)、(c)中，与之对应的特性将省略。

如从图12(a)可判别的那样，二次电池几乎成为充满电状态且负载阻抗变高的状态之时，较之于二次电池没被充电的状态，输电电极间电压以及受电电极间电压变高。

此外，如图12(a)、(b)、(c)所示那样，输电电极间电压以及受电电极间电压分别在不同的频率处具有两个峰值。这是与使输电装置以及受电装置所具有的谐振电路的谐振频率相等而使得输电电极和受电电极发生电容耦合时于该频率的高频侧和低频侧产生的两个谐振相伴的峰值，各峰值的频率对应于谐振频率。这些峰值(谐振频率)如从图12(a)、(b)、(c)之中可读取的那样，受电装置越是从输电装置分离、即受电装置和输电装置的距离越大，则越向高频率侧移动。这样，认为各峰值(谐振频率)移动至高频率侧的原因在于，随着受电装置和输电装置的距离变大，输电装置的输电电极和受电装置的受电电极的耦合电容Cm减少的缘故。