共振型非接觸供電系統技術方案

本發明專利技術提供一種共振型非接觸供電系統，從電源部被供給電力的共振系統至少由一次側共振線圈、二次側共振線圈以及負載構成。而且，上述電源部的輸出頻率fo被設定在頻率f1≤fo≤頻率f2、頻率f3≤fo≤頻率f4、……、頻率f2n－1≤fo≤頻率f2n的范圍中的任意一個。上述頻率f1、f2、f3、f4、……、f2n－1、f2n（f1＜f2＜f3＜……＜f2n－1＜f2n）是在將向上述共振系統供給上述頻率的電力時的上述共振系統的輸入阻抗設為Z1、Z2、Z3、……、Z2n－1、Z2n時成為Z1＝Z2、Z3＝Z4、……、Z2n－1＝Z2n的頻率。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】共振型非接觸供電系統
本專利技術涉及共振型非接觸供電系統。
技術介紹
以往，提出有利用磁場共振來傳送電力的方式(例如，參照專利文獻I)。另外，提出有設計、制造容易的非接觸電力傳送裝置的設計方法(例如，參照專利文獻2)。在專利文獻2的非接觸電力傳送裝置的設計方法中，在用圖表示共振系統的輸入阻抗和頻率的關系的情況下的上述輸入阻抗成為極大的頻率、和比上述輸入阻抗成為極大的頻率高并且輸入阻抗成為極小的頻率之間設定交流電源的頻率。專利文獻1:國際公開第2007/008646號專利文獻2:日本特開2010-114964號公報可是，專利文獻I未示出進行磁場共振的共振系統的共振頻率的具體的確定方法。因此，難以設計并制造高效地傳送電力的共振型非接觸供電系統。專利文獻2公開有共振系統的共振頻率的具體的確定方法，能夠容易地設計共振型的非接觸電力傳送裝置。
技術實現思路
本專利技術的目的在于，提供一種設計、制造容易，且電力傳送效率高的共振型非接觸供電系統。為了實現上述的目的，本專利技術的一種方式是一種共振型非接觸供電系統，該共振型非接觸供電系統具備供電設備，其具備電源部、和從上述電源部接受電力供給的一次側共振線圈；以及受電設備，其具備對來自上述一次側共振線圈的電力進行磁場共振并接受電力的二次側共振線圈、和被供給上述二次側共振線圈接受的電力的負載，該共振型非接觸供電系統至少由上述一次側共振線圈、上述二次側共振線圈以及上述負載構成共振系統。而且，上述電源部的輸出頻率f。被設定在頻率( f。^頻率f2、頻率f3< f。^頻率f4>……、頻率f2n — i≤f。≤頻率f2n的范圍中的任意一個，上述頻率……、f2n —!> f2n Cf1 < f2 < f3 <……< < f2n)是在將向上述共振系統供給上述頻率的電力時的上述共振系統的輸入阻抗設為Z1、Z2、Z3、……、Z2n—1、Z2n時成為Z1 = z2、z3 = z4、……、Z2n-1 = Z2n 的頻率。在該方式中，因為電源部的輸出頻率f。滿足上述條件，所以能夠提高電力傳送效率。另外，在設計共振型非接觸供電系統的情況下，電源部的輸出頻率需要設定為滿足在電波法中允許使用的條件的頻率，該頻率需要設定為共振型非接觸供電系統的共振系統的共振頻率或者與共振頻率接近的值。在該專利技術的共振型非接觸供電系統中，能夠將使用與應該向負載傳送的電力的大小對應的部件作為構成共振系統的一次共振線圈、二次共振線圈等部件而構成的共振系統的共振頻率容易地設定為滿足在電波法中允許使用的條件的頻率。因此，共振型非接觸供電系統的設計、制造容易。在本專利技術的一方式中，上述供電設備以及上述受電設備的至少一方設置有將從上述電源部接受供給的電力通過電磁感應向上述一次側共振線圈供給的感應線圈、或者將通過上述二次側共振線圈接受的電力通過電磁感應取出的感應線圈，共振系統至少由上述感應線圈、上述一次側共振線圈、上述二次側共振線圈以及上述負載構成。共振型非接觸供電系統為了在供電設備和受電設備之間進行非接觸供電，至少存在一次側共振線圈以及二次側共振線圈兩個共振線圈即可。可是，設置有將從電源部接受供給的電力通過電磁感應向一次側共振線圈供給的感應線圈以及將由二次側共振線圈接受的電力通過電磁感應取出的感應線圈中的至少一方的感應線圈的情況下,調整為匹配狀態變得容易。另外，具備一次側共振線圈、二次側共振線圈以及兩個感應線圈的全部的構成的情況下，調整為匹配狀態更容易。在本專利技術的一方式中，上述感應線圈設置于上述供電設備以及上述受電設備雙方。因此，與感應線圈僅設置于供電設備或者受電設備的一方的情況相比，調整為匹配狀態變得容易。在本專利技術的一方式中，上述供電設備具備匹配器，其進行上述共振系統的輸入阻抗和從上述共振系統的輸入端觀察上述電源部側的阻抗的匹配；以及匹配器控制單元(匹配器控制部)，其調整上述匹配器。在該專利技術中，裝備于供電設備的匹配器被匹配器控制單元調整為進行共振系統的輸入阻抗和從上述共振系統的輸入端觀察上述電源部側的阻抗的匹配。因此，即使共振系統的輸入阻抗變化，也能夠使電力的傳送效率維持在良好的狀態。另外，能夠不取得受電設備的信息而在供電設備中與共振系統的輸入阻抗的變化對應。根據本專利技術，能夠提供一種設計、制造容易，電力傳送效率高的共振型非接觸供電系統。【附圖說明】圖1是一實施方式的共振型非接觸充電系統的構成圖。圖2是省略一部分地表示圖1的系統的電路圖。圖3是表示以不同的頻率供給電力的情況的輸入阻抗的實部和虛部的關系的圖表。圖4是表示高頻電源的輸出頻率和電力傳送效率的關系的圖表。圖5是省略一部分地表示第2實施方式的共振型非接觸充電系統的電路圖。圖6是表示以不同的頻率供給電力的情況的輸入阻抗的實部和虛部的關系的圖表。圖7是表示高頻電源的輸出頻率和電力傳送效率的關系的圖表。【具體實施方式】(第I實施方式)以下，參照圖1?圖4對將本專利技術具體化為用于對車載電池進行充電的共振型非接觸充電系統的第I實施方式進行說明。如圖1所示，作為共振型非接觸供電系統的共振型非接觸充電系統由設置于地上側的供電設備10和安裝于作為移動體的車輛的受電設備30構成。供電設備10具備作為電源部的高頻電源11、與高頻電源11的輸出部連接的匹配器12、一次側線圈13、阻抗測定單元(阻抗測定部)14以及電源側控制器15。作為阻抗測定單元14使用電力測定器和相位測定器。受電設備具備二次側線圈31、整流器32、充電器33、與充電器33連接的電池(二次電池)34、以及車輛側控制器35。整流器32、充電器33以及電池34構成負載。共振系統由一次側線圈13、二次側線圈31以及負載(整流器32、充電器33以及電池34)構成。如圖2所示，一次側線圈13由作為感應線圈的一次線圈13a和一次側共振線圈13b構成。一次線圈13a經由匹配器12與高頻電源11連接。一次線圈13a和一次側共振線圈13b以位于同軸上的方式配設，一次側共振線圈13b連接有電容C。一次線圈13a通過電磁感應與一次側共振線圈13b結合,從高頻電源11向一次線圈13a供給的交流電力通過電磁感應向一次側共振線圈13b供給。如圖2所示，匹配器12由兩個可變電容16、17和電感線圈18構成。一方的可變電容16與高頻電源11連接，另一方的可變電容17與一次線圈13a并聯連接。電感線圈18在兩個可變電容16、17之間連接。通過可變電容16、17的容量變更從而匹配器12的阻抗變更。阻抗測定單元14與一次側線圈13的一次線圈13a連接，其測定結果向電源側控制器15輸出。電源側控制器15基于阻抗測定單元14的測定結果，將匹配器12調整為進行共振系統的輸入阻抗和從共振系統的輸入端觀察高頻電源11側的阻抗的匹配。所謂從共振系統的輸入端觀察高頻電源11側的阻抗，換言之在本實施方式中是從電源部(高頻電源11)到共振系統的輸入端為止的阻抗。電源側控制器15也作為匹配器控制單元(匹配器控制部)發揮作用。二次側線圈31由作為感應線圈的二次線圈31a和二次側共振線圈31b構成。二次線圈31a和二次側共振線圈31b以位于同軸上的方式配設，二次側共振線圈31b連接有電容C。二次線圈31a通過電磁感應與二次側共振線圈31b本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種共振型非接觸供電系統，其具備供電設備和受電設備，并至少由一次側共振線圈、二次側共振線圈以及負載構成共振系統，所述供電設備具備電源部和從所述電源部接受電力的供給的所述一次側共振線圈，所述受電設備具備對來自所述一次側共振線圈的電力進行磁場共振并接受電力的所述二次側共振線圈和被供給所述二次側共振線圈接受的電力的所述負載，其中，所述電源部的輸出頻率fo被設定為頻率f1≤fo≤頻率f2、頻率f3≤fo≤頻率f4、……、頻率f2n－1≤fo≤頻率f2n的范圍中的任意一個，所述頻率f1、f2、f3、f4、……、f2n－1、f2n（f1＜f2＜f3＜……＜f2n－1＜f2n）是在將向所述共振系統供給所述頻率的電力時的所述共振系統的輸入阻抗設為Z1、Z2、Z3、……、Z2n－1、Z2n時成為Z1＝Z2、Z3＝Z4、……、Z2n－1＝Z2n的頻率。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2011.06.17 JP 2011-1353901.一種共振型非接觸供電系統，其具備供電設備和受電設備，并至少由一次側共振線圈、二次側共振線圈以及負載構成共振系統，所述供電設備具備電源部和從所述電源部接受電力的供給的所述一次側共振線圈，所述受電設備具備對來自所述一次側共振線圈的電力進行磁場共振并接受電力的所述二次側共振線圈和被供給所述二次側共振線圈接受的電力的所述負載，其中， 所述電源部的輸出頻率f。被設定為頻率fi ( 4<頻率4、頻率&<4<頻率&、……、頻率f2n— i≤fo≤頻率f2n的范圍中的任意一個， 所述頻率 f\、f2> f3> f4、……、f2n— 1、f2? Cf1 < f2 < f3 <……< f2n— i < f2n)是在將向所述共振系統供給所述頻率的電力時的所述...

【專利技術屬性】
技術研發人員：田口雄一，山口敦，
申請(專利權)人：株式會社豐田自動織機，
類型：
國別省市：