[发明专利]无线供电装置

权利要求书

1.一种无线供电装置，由具备送电线圈的送电装置和具备受电线圈的受电装置构成，所述无线供电装置具备：

与所述送电线圈等效地串联连接来构成送电侧谐振电路的至少一个谐振电容器；

送电侧开关电路，其具备与所述送电侧谐振电路连接且通过接通断开从而向所述送电侧谐振电路断续地施加直流电源以使送电侧谐振电路产生谐振电流的开关元件、和对该开关元件进行控制的开关控制电路；

与所述受电线圈等效地串联连接来构成受电侧谐振电路的至少一个谐振电容器；和

受电侧整流电路，其与所述受电侧谐振电路连接，且具备对谐振电流进行整流而向负载供给电流的整流元件，

所述送电线圈或者所述受电线圈当中的至少一方为与导体线相比具有10倍以上的直径的环形线圈，

所述环形线圈与所述开关元件或者所述整流元件直接地电连接，

所述送电线圈从所述直流电源取出电能，在空间产生周期性变化的电磁场共振能量，

所述受电线圈从空间取出周期性变化的电磁场共振能量作为电能而向负载供给电力，

在所述送电线圈与所述受电线圈之间通过相互感应而等效地形成互电感，不参与所述相互感应的所述环形线圈的漏电感构成所述送电侧谐振电路或所述受电侧谐振电路的一部分，通过使开关频率与所述送电侧谐振电路和所述受电侧谐振电路不发生电容耦合而是发生电磁场共振耦合而形成的多谐振电路的谐振频率相调谐，由此形成电磁场共振耦合，

所述送电侧谐振电路和所述受电侧谐振电路发生共振，通过在所述互电感中流过谐振电流的电磁场共振耦合，从所述送电装置向所述受电装置输送电力，

进行所述电磁场共振耦合的电路的阻抗变大的高次的频率分量被切断，通过进行所述共振，在所述环形线圈中主要仅流过开关频率分量的共振电流，所述环形线圈形成电磁场共振耦合，将来自所述环形线圈的反射电力不作为能量损耗而是作为谐振能量来保存，

与所述环形线圈一起构成所述送电侧谐振电路或所述受电侧谐振电路的所述谐振电容器被构成为：在所述受电装置的输出连接有负载的状态下，从与所述送电侧开关电路连接的所述送电侧谐振电路的输入观察负载侧整体而得到的输入阻抗为极小的谐振频率被设定为与所述开关频率大致一致，所述电磁场共振耦合不受所述环形线圈具有的电容成分即杂散电容的影响。

2.根据权利要求1所述的无线供电装置，其中，

所述环形线圈被形成在二维平面。

3.根据权利要求1所述的无线供电装置，其中，

所述环形线圈是被形成在相互正交的两个二维平面上的三维空间内的环形线圈。

4.根据权利要求1所述的无线供电装置，其中，

所述环形线圈是被形成在相互正交的三个二维平面上的三维空间内的环形线圈。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的无线供电装置，其中，

所述环形线圈在同一二维平面上被回旋多次而形成。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的无线供电装置，其中，

在所述受电装置的输出连接了适当的负载的情况下，若用fr来表征让从与所述送电侧开关电路连接的所述送电侧谐振电路的输入来观察负载侧整体而得到的输入阻抗成为极小的谐振频率，用fs来表征所述开关频率，

则所述开关控制电路被构成为以0.8fs≤fr≤1.2fs来进行动作。

7.根据权利要求1～5中任一项所述的无线供电装置，其中，

在所述受电装置的输出连接了适当的负载的情况下，若用fr来表征让从与所述送电侧开关电路连接的所述送电侧谐振电路的输入来观察负载侧整体而得到的输入阻抗成为极小的谐振频率，用fs来表征所述开关频率，

则所述开关控制电路被构成为以fs＞fr来进行动作。

8.根据权利要求1～7中任一项所述的无线供电装置，其中，

所述开关控制电路构成为进行控制，以使得在所述开关元件的两端电压下降至零电压附近时使所述开关元件开启，进行零电压开关动作。

9.根据权利要求1～8中任一项所述的无线供电装置，其中，

所述受电侧整流电路，相对于构成所述受电侧谐振电路的所述谐振电容器而串联连接，进行整流以使得取出所述谐振电容器中流过的电流，并向所述负载供给电力。