[發(fā)明專利]非接觸供電及受電通信設(shè)備、供電及受電通信控制方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010232191.6
• 申請(qǐng)日: 2010-07-16
• 公開（公告）號(hào): CN101964678A
• 公開（公告）日: 2011-02-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 小堺修
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 索尼公司
• 主分類號(hào): H04B10/00
• 分類號(hào): H04B10/00;H02J17/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所 11105
• 代理人: 郭定輝

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及具有使用諸如磁場(chǎng)諧振或電場(chǎng)諧振的諧振現(xiàn)象供給電功率的功能及執(zhí)行通信的另一功能的設(shè)備、具有類似地使用諧振現(xiàn)象接收電功率的功能及執(zhí)行通信的另一功能的設(shè)備、及控制用于上述設(shè)備中的電功率的供給或接收及通信的方法。

背景技術(shù)

作為允許以非接觸方式傳輸電能的技術(shù)，可用電磁感應(yīng)方法及磁場(chǎng)諧振方法。電磁感應(yīng)方法和磁場(chǎng)諧振方法具有如下所述的各種差別，近年，注意力投向使用磁場(chǎng)諧振方法的能量傳輸。

圖10示出磁場(chǎng)諧振類型的非接觸供電系統(tǒng)的配置例子，其中供電源和供電對(duì)象或目的地以一一對(duì)應(yīng)關(guān)系相互對(duì)應(yīng)。參照?qǐng)D10，所示的磁場(chǎng)諧振類型的非接觸供電設(shè)備包括供電源100和供電目的地200。

供電源100例如可以是充電座，包括AC(交流)電源101、激勵(lì)元件102、及諧振元件103。同時(shí)，供電目的地200可以是便攜式電話終端，包括諧振元件201、激勵(lì)元件202、及整流電路203。

供電源100的激勵(lì)元件102和諧振元件103及供電目的地200的諧振元件201和激勵(lì)元件202每個(gè)都由空心線圈形成。在供電源100內(nèi)部，激勵(lì)元件102和諧振元件103通過電磁感應(yīng)而彼此強(qiáng)耦合。類似地，在供電目的地200內(nèi)部，諧振元件201和激勵(lì)元件202通過電磁感應(yīng)而彼此強(qiáng)耦合。

當(dāng)供電源100的空心線圈形式的諧振元件103和供電目的地200的空心線圈形式的諧振元件201的自諧振頻率彼此一致時(shí)，諧振元件103和諧振元件201置于磁場(chǎng)諧振關(guān)系中，在這種關(guān)系下耦合量最大且損耗最小。

具體地，圖10所示的非接觸供電系統(tǒng)以如下方式操作。具體地，首先在供電源100中，將作為來自AC電源101的AC電流的能量的預(yù)定頻率的AC功率供應(yīng)給激勵(lì)元件102，在激勵(lì)元件102中通過AC功率的電磁感應(yīng)來感生針對(duì)諧振元件103的AC功率。在此，AC電源101中生成的AC功率的頻率等于供電源的諧振元件103和供電目的地的諧振元件201的自諧振頻率。

如上所述，供電源100的諧振元件103和供電目的地200的諧振元件201以磁場(chǎng)諧振關(guān)系布置。因此，利用諧振頻率，作為AC電流等的能量的AC功率以非接觸方式從諧振元件103供應(yīng)給諧振元件201。

在供電目的地200中，來自供電源100的諧振元件103的AC功率由諧振元件201接受。來自諧振元件201的AC功率通過激勵(lì)元件202利用電磁感應(yīng)供應(yīng)給整流電路203，并由整流電路203轉(zhuǎn)換為DC(直流電流)功率并輸出。

以此方式，AC功率以非接觸方式從供電源100供應(yīng)給供電目的地200。值得注意的是，從整流電路203輸出的DC功率被供應(yīng)給例如連接電池的充電電路，使得其用于對(duì)電池充電。

以如上參照?qǐng)D10所述的方式配置的供電源和供電目的地以一一對(duì)應(yīng)關(guān)系相互對(duì)應(yīng)的非接觸供電系統(tǒng)具有如下特性。

非接觸供電系統(tǒng)具有如圖11A所示的在AC電源頻率和耦合量之間的這樣一種關(guān)系。如從圖11A所能夠認(rèn)識(shí)到的那樣，即使AC電源頻率低或相反為高時(shí)，耦合量不高但是僅僅在發(fā)生磁場(chǎng)諧振現(xiàn)象的預(yù)定頻率上展示出其最大量。換句話說，耦合量展示出取決于磁場(chǎng)諧振的頻率選擇性。

而且，非接觸供電系統(tǒng)具有如圖11B所示的在諧振元件103和201之間的距離和耦合量之間的這樣一種關(guān)系。如從圖11B能夠認(rèn)識(shí)到的那樣，隨著諧振元件之間的距離增大，耦合量降低。

然而，即使諧振元件之間的距離小，耦合量也不一定大，但是在特殊諧振頻率，耦合量在特殊距離展示出最大值。而且，從圖11B能夠認(rèn)識(shí)到，如果諧振元件之間的距離保持在一定范圍內(nèi)，則可以確保高于固定級(jí)別的耦合量。

而且，非接觸供電系統(tǒng)具有如圖11C所示的諧振頻率和用以獲得最大耦合量的諧振元件之間的距離之間的這樣一種關(guān)系。從圖11C能夠認(rèn)識(shí)到，在諧振頻率低的情況下，諧振元件之間的距離大。還能夠認(rèn)識(shí)到，在諧振頻率高的情況下，通過減小諧振元件之間的距離來獲得最大耦合量。

在當(dāng)前廣泛使用的電磁感應(yīng)類型的非接觸供電系統(tǒng)中，需要供電源和供電目的地共享磁通量，為了有效率地送電，需要供電源和供電目的地彼此靠近地布置。而且，將彼此耦合的供電源和供電目的地的軸對(duì)準(zhǔn)很重要。

同時(shí)，使用磁場(chǎng)諧振現(xiàn)象的非接觸供電系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)在于：在非接觸供電系統(tǒng)中，功率可以在比電磁感應(yīng)方法情況下更大的距離上傳輸，此外，即使軸對(duì)準(zhǔn)不很好，傳輸效率也不會(huì)下降很大。