[發明專利]無觸點電力傳輸和無觸點數據傳輸方法及其裝置

無效

• 申請號: 201080031237.6
• 申請日: 2010-06-28
• 公開（公告）號: CN102474134A
• 公開（公告）日: 2012-05-23
• 發明（設計）人: 高石好
• 申請（專利權）人: 明日香電子株式會社;株式會社藤倉;米沢電線株式會社
• 主分類號: H02J17/00
• 分類號: H02J17/00;H01F38/14
• 代理公司: 隆天國際知識產權代理有限公司 72003
• 代理人: 董雅會;郭曉東

技術領域

本發明涉及以無觸點方式進行電力傳輸和數據傳輸的方法及其裝置，尤其是涉及采用將線圈卷繞為平面狀的平面線圈的無觸點電力傳輸和數據傳輸裝置。

背景技術

近年來，盡管UWB(超寬帶無線)等無線化不斷進展，但電力的無線化在原理上仍舊不可能，因此以非接觸方式同時傳送電力和信息這一形式的裝置其制造很困難。

另一方面，提出有如下方案：以非接觸(無觸點)方式進行電力傳輸的無觸點電力傳輸系統(專利文獻1)和以非接觸(無觸點)方式進行數據傳輸的數據載波電路(專利文獻2)。

在這些以往的無觸點電力傳輸系統及數據載波電路中，將一對線圈相向配置，并通過此一對線圈間的電磁感應在二次側設備進行電力供給或者進行數據收發等。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2006-230032號公報

專利文獻2：日本特開2006-157230號公報

發明內容

發明要解決的問題

一般而言，在如專利文獻1那樣的系統中，電力傳輸用線圈51采取在輸電/用電線圈的外側具有屏蔽構件的結構，此時的磁通M如圖4的(A)那樣平行于線圈表面，而不會泄露到屏蔽構件的外部。

而且，關于信息傳輸用線圈52和電力傳輸用線圈51的位置關系，考慮如圖4的(B)那樣配置在同心圓上的形態，但在這樣配置的情況下，電力傳輸用線圈51產生的磁通密度大，而且信息傳輸用線圈52也如圖4的(C)所示那樣處于在最佳的方向上接受電力傳輸用線圈51所發生的磁通M的位置關系上，所以產生大的電動勢F，對本來用于信息傳輸的收發信號造成更大的影響，無法取得足夠的SN比(信噪比)。因此，不適宜于信息的傳輸。另外，在形成該位置關系的情況下，信息傳輸用線圈的信號亦即磁通M成為電力傳輸用線圈51的電動勢，大半分能量被吸收，損失變大，而不實用。

如上述的以往的無接觸型的電力傳輸系統及數據載波電路，雖然能夠分別通過在一對線圈間產生的電磁感應單獨地傳遞電力或信息，但不能同時傳遞信息和電力，再者，也沒有要同時傳遞信息和電力這一技術思想。

本發明著眼于這一點，其目的是提供一種能夠以無觸點方式同時傳遞電力和信息(數據)的電力傳輸以及數據傳輸裝置。

為了達到上述目的，本發明的特征為，使一對線圈單元磁耦合，來一邊進行電力傳輸一邊進行數據傳輸，該線圈單元具有：電力傳輸用線圈，由卷繞為平面狀的線圈和配置在該線圈的背面的磁屏蔽體構成；信息傳輸用線圈，由卷繞為平面狀的線圈和配置在該線圈的背面的磁屏蔽體構成；并且將信息傳輸用線圈和電力傳輸用線圈層疊配置成信息傳輸用線圈位于電力傳輸用線圈的線圈的外周部分的狀態。

發明的效果

在本發明中，由于信息傳輸用線圈的線圈直徑小于電力傳輸用線圈的線圈直徑，并且通過使信息傳輸用線圈位于電力傳輸用線圈的線圈外周部分進行層疊配置，使磁場重疊，所以盡管電力傳輸用線圈的磁通方向貫通信息傳輸用線圈，但兩者為電抵消的位置關系，因而實質上幾乎不產生電動勢。而且，因信息傳輸用線圈產生的磁通亦為難以被電力傳輸用線圈吸收的方向，故能夠降低損失。結果能夠在不損失信息傳輸的信號的情況下，以較小的電力傳遞信息。據此，能夠在不損失電力傳輸的效率且不損失信息傳遞的能力、品質的情況下，高速地傳輸數據。

附圖說明

圖1是表示線圈單元的一個實施方式的立體分解圖。

圖2是表示線圈單元的不同實施方式的立體分解圖。

圖3是表示根據電力傳輸用線圈和信息傳輸用線圈的配置關系的信息傳輸用線圈的電動勢的圖表。

圖4是表示電力傳輸用線圈和信息傳輸用線圈中的磁通方向的圖。

具體實施方式

該線圈單元1通過在電力傳輸用線圈4的上表面部分層疊配置信息傳輸用線圈7而構成，其中，電力傳輸用線圈4是在卷繞為平面狀的線圈2的背面側配置方形的磁屏蔽體3而成的，信息傳輸用線圈7是在卷繞為平面狀的線圈5的背面側配置方形的磁屏蔽體6而成的。

信息傳輸用線圈7的線圈直徑d小于電力傳輸用線圈4的線圈直徑D，信息傳輸用線圈7被配置在電力傳輸用線圈4的靠外周部分。

將這樣構成的一對線圈單元1相向配置，將其中的一方作為一次側線圈(輸電側線圈)，將另一方作為二次側線圈(用電側線圈)，在兩線圈間產生電磁感應，而將供給至一次側線圈的電力以及信息傳輸到二次側線圈。