[發明專利]無線饋電系統

有效

• 申請號: 201110216863.9
• 申請日: 2011-07-22
• 公開（公告）號: CN102347642A
• 公開（公告）日: 2012-02-08
• 發明（設計）人: 込山伸二
• 申請（專利權）人: 索尼公司
• 主分類號: H02J17/00
• 分類號: H02J17/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 陳煒;李德山

技術領域

本公開涉及以非接觸(無線)方式供給和接收電力的非接觸式饋電系統的無線饋電系統。

背景技術

作為用于以無線(無線電)形式供給電力的系統，已知電磁感應系統。

另外，使用利用電磁共振現象的系統(被稱為磁場共振系統)的無線饋電和充電系統近來已引起關注。

在現在已廣泛應用的電磁感應系統的非接觸式饋電系統的情況下，需要在饋電源與饋電目的地(受電側)之間共享磁通，為了有效地傳輸電力，需要彼此非常接近地布置饋電源與饋電目的地，并且耦合軸對齊也很重要。

另一方面，利用電磁共振現象的非接觸式饋電系統具有如下優點：由于電磁共振現象的原理，該系統能夠以比電磁感應系統更長的距離進行電力傳輸，并且即使當軸對齊略差時傳輸效率也不會降低很多。

順便提及，除磁場共振系統外，還存在利用電磁共振現象的電場共振系統。

例如，日本特開2001-185939號公報(下文中稱為專利文獻1)公開了采用磁場共振系統的無線饋電系統。

根據專利文獻1中公開的技術，通過電磁感應將電力從連接至饋電電路的饋電線圈發送至共振線圈，并且通過連接至共振線圈的電容和電阻進行頻率調節。

近來出現了關于如下無線電電力傳輸技術的報告：該技術使用利用磁場的共振現象的磁場共振系統，實現以2m的距離傳輸60W的電力。

另外，出現了關于高效“無線饋電系統”開發的報告，該系統使用磁場共振系統傳輸60W的電力并且在50cm距離處驅動電子裝置。

該無線電電力傳輸技術能夠以幾米的距離進行幾十瓦的無線電電力傳輸，因此期待將其應用于辦公室和家庭中使用的新概念產品。

發明內容

然而，磁場共振型無線饋電系統通過由接收側的耦合線圈獲得從構成共振器的發送線圈(共振線圈)生成的磁通而高效地傳輸電力，并且能夠將電力傳輸與發送線圈和受電線圈的直徑的約1/2相對應的距離。

與電磁感應系統的傳輸距離(發送線圈和受電線圈的直徑的1/10到1/7)相比，這是較大的值。

通過利用“極銳共振現象(very?sharp?resonance?phenomenon)”來實現如此長距離的傳輸。為了延長傳輸距離，通過增加“共振銳度(Q值)”能夠改進共振器特性。

頻域中觀察到的高Q值意味著急劇變化的頻率特性，并且與帶寬處于權衡(trade?off)關系。

如此獲得高Q值引起由頻率偏移等導致的能量傳遞效率的急劇下降和較窄帶作為其副作用。此外，特別地，如此獲得高Q值還導致以下缺點。

當載波頻率偏移時，傳輸效率顯著降低。

當由于周圍環境的變化或溫度的變化導致共振器的共振頻率偏移時，傳輸效率顯著降低。

不能以共振點以外的頻率傳輸電力。因此，當要以預先設置的共振頻率以外的頻率傳輸電力時，需要改變共振頻率。相應地，必須改變某些常數設置。于是，機構復雜性增加，并且電特性劣化(諸如，共振器的Q值降低)。

通過對用于電力傳輸的載波應用調制可以疊加數據。在這種情況下，在具有高度抗擾性的相位調制和頻率調制中，數據傳輸率與所占用的帶寬相互成比例關系。因此，當傳輸帶寬窄時，難以進行高速數據傳輸。

期望提供如下無線饋電系統：該無線饋電系統能夠通過擴展頻率特性實現更寬的頻帶，同時維持高共振銳度(Q值)。

根據本公開的第一觀點，提供了一種無線饋電系統，其包括：饋電裝置；以及受電裝置，用于接收從饋電裝置發送的電力；其中，饋電裝置包括電力產生部，用于產生要饋給的電力，以及共振部件，其被饋送有電力產生部產生的電力，受電裝置包括接收從饋電裝置發送的電力的受電部件，并將根據接收的電力的電力供給至負載，并且到饋電裝置中的共振部件的電力傳播路徑與受電裝置中的接收電力傳播路徑中的至少一個具有頻率特性校正電路，該頻率特性校正電路通過擴展頻率特性實現更寬的頻帶，同時維持高Q值(共振銳度)。

根據本公開，能夠通過擴展頻率特性實現更寬的頻帶，同時維持高共振銳度(Q值)。

附圖說明

圖1是示出根據本公開實施例的無線饋電系統的配置的示例的框圖；

圖2是示意性示出根據本公開實施例的無線饋電系統的送電側線圈與受電側線圈之間的關系的圖；

圖3A、3B、3C和3D是示出根據本實施例的頻率特性校正電路的耦合電路部的結構的具體示例的第一圖；

圖4A、4B和4C是示出根據本實施例的頻率特性校正電路的耦合電路部的結構的具體示例的第二圖；