[發明專利]電力傳輸系統以及送電裝置

無效

• 申請號: 201280018912.0
• 申請日: 2012-05-30
• 公開（公告）號: CN103493387A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發明（設計）人: 高橋博宣
• 申請（專利權）人: 株式會社村田制作所
• 主分類號: H04B5/02
• 分類號: H04B5/02;G06K17/00;H02J17/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 薛凱

技術領域

本發明涉及通過電場耦合來傳輸電力的電力傳輸系統以及在該系統中使用的送電裝置。

背景技術

用無線來傳輸電力的系統例如如專利文獻1所示那樣，一般為利用電磁場從送電單元側的1次繞組向負載單元側的2次繞組傳輸電力的方式(電磁場方式)。但是，在電磁場方式的無線電力傳輸中，由于穿過繞組的磁通的大小對電動勢有較大的影響，因此，要求1次繞組和2次繞組的位置精度較高，另外，繞組的小型化困難。

另一方面，例如已知利用專利文獻2、專利文獻3、專利文獻4中記載那樣的靜電場從送電單元側的耦合用電極向負載單元側的耦合用電極傳輸電力的方式(電場耦合方式)。在電場耦合方式的無線電力傳輸中，由于利用耦合用電極間的靜電場，因此能緩和各耦合用電極的要求位置精度，另外，能謀求耦合用電極的小型化。通過使用靜電耦合，與電磁耦合方式相比，能提高送受電極間的定位和朝向的自由度。

另外，在專利文獻5中公開了在數W～數十W級的供電量的無接點電力傳輸系統中，為了向負載電路供給恒定電壓而在受電裝置設置DC-DC轉換器的技術方案。

圖6是表示專利文獻2的電力傳輸系統的基本構成的圖。該電力傳輸系統由送電裝置和受電裝置構成。在送電裝置具備：送電電路1、被動電極2以及主動電極3。在受電裝置具備：受電電路5、被動電極7以及主動電極6。并且，通過隔著空隙4使送電裝置的主動電極3與受電裝置的主動電極6接近，使該2個電極彼此電場耦合。

先行技術文獻

專利文獻

專利文獻1：JP特開平11-40206號公報

專利文獻2：JP特表2009-531009號公報

專利文獻3：JP特開2009-296857號公報

專利文獻4：JP特開2009-089520號公報

專利文獻5：JP特開2010-88143號公報

發明的概要

發明要解決的課題

如專利文獻5所示那樣，若在受電裝置設置DC-DC轉換器，則雖然能使向受電裝置的負載電路的輸出電壓穩定化，但也會使受電裝置整體的電路復雜化。

為了不在受電裝置設置DC-DC轉換器地，在送電裝置側控制向受電裝置的負載電路的輸出電壓，需要送電裝置使用某些手段來監視向受電裝置的負載電路的輸出電壓。在無線電力傳輸系統中，由于送電裝置與受電裝置在空間上分離，因此，為了在送電裝置側探測受電裝置的狀態，需要用某些方法來進行通信。若在受電裝置設置通信電路，則電路會大型化，也會讓成本提升。另外，由于易于發生與電力傳輸部的干擾，因此通信控制復雜化。

在專利文獻3中，構成為在電場耦合方式的電力傳輸中測定提供給負載的電力，并基于其結果直接控制諧振電路的常數。但是，這并不是用于使向受電裝置側的負載電路的輸出電壓恒定的構成。

發明內容

本發明目的在于提供能不使受電裝置復雜化或大型化地使向受電裝置的負載電路的輸出電壓穩定化的電場耦合型的電力傳輸系統以及送電裝置。

用于解決課題的手段

(1)本發明的電力傳輸系統具備：送電裝置，其具備由主動電極和被動電極構成的送電裝置側耦合電極、以及與所述送電裝置側耦合電極連接并提供高頻電壓送電電路；和受電裝置，其具有由主動電極和被動電極構成并與所述送電裝置側耦合電極耦合的受電裝置側耦合電極、以及與所述受電裝置側耦合電極連接并向負載電路提供電力受電電路，所述電力傳輸系統的特征在于，所述送電電路具備：電壓變換電路(升壓轉換器)，其以直流電源電壓為輸入，輸出高于該電源電壓的電壓；直流交流變換電路(逆變器電路)，其將所述電壓變換電路的輸出電壓變換為交流電壓；繞組型升壓變壓器，其以所述直流交流變換電路的輸出電壓為輸入，與所述送電裝置側耦合電極一起構成LC諧振電路。

(2)優選具備：控制電路，其設于所述送電裝置側，檢測向所述送電裝置側耦合電極的提供電壓，使所述送電裝置側耦合電極的電壓成為恒定地控制所述電壓變換電路的電壓變換比。

(3)優選向所述送電裝置側耦合電極的提供電壓的檢測點是所述繞組型升壓變壓器的2次繞組。

(4)優選向所述送電裝置側耦合電極的提供電壓的檢測點是所述繞組型升壓變壓器的1次繞組。

(5)優選向所述送電裝置側耦合電極的提供電壓的檢測點是所述繞組型升壓變壓器的3次繞組。