[發明專利]非接觸電力傳送系統、受電裝置和輸電裝置

有效

• 申請號: 201410497798.5
• 申請日: 2012-03-12
• 公開（公告）號: CN104218694A
• 公開（公告）日: 2014-12-17
• 發明（設計）人: 市川勝英
• 申請（專利權）人: 日立民用電子株式會社
• 主分類號: H02J17/00
• 分類號: H02J17/00
• 代理公司: 北京尚誠知識產權代理有限公司 11322
• 代理人: 龍淳

(本申請是申請日為2012年3月12日、申請號為201210064098.8的同名發明專利申請的分案申請)

技術領域

本發明涉及使用非接觸數據通信單元和磁諧振的非接觸電力傳送單元、裝置和進行它們的輸送接收的天線，涉及應用于對裝載有非接觸IC卡和電池的便攜設備的非接觸的充電裝置的有效技術。

背景技術

作為本發明者研究的技術，關于非接觸充電系統的現有技術，例如能夠考慮圖24所示的結構作為一例。

圖24是表示非接觸的充電系統的現有技術的一例的框圖，圖中的系統包括設置在鐵路車站和店鋪等電力提供者一側的輸電裝置701和使用者具有的便攜終端裝置702。本系統中，便攜終端裝置702由輸電裝置701充電。

輸電裝置701包括：RFID讀取器等非接觸型處理模塊713、非接觸型輸電模塊712和輸電控制模塊711。

便攜終端裝置702包括：用于RFID等非接觸型處理動作的非接觸型處理模塊723、用于充電的非接觸型受電模塊722、進行充電的判斷和控制的受電控制模塊721和能夠高速充電的大容量蓄電模塊720。

圖中是如下結構：持有便攜終端702的使用者，為了在設置在車站和店鋪等的輸電裝置701上裝載的非接觸型處理模塊713與便攜終端702上裝載的非接觸型處理模塊723之間進行電子結算等而進行數據傳送時，對比輸電裝置701上裝載的非接觸型輸電模塊712更靠終端側的非接觸型輸電模塊722通過非接觸輸送電力，并且在非接觸型輸電模塊722中，對接受的電力整流后對高速大容量蓄電模塊720進行充電，圖中的輸電控制模塊711和受電控制模塊721中，進行這些模塊之間的非接觸的輸電的控制，并且進行對高速大容量蓄電模塊720進行充電的充電控制。

以上的結構中，由于是在非接觸型處理模塊713、723之間進行通信期間進行便攜終端裝置702的電源的充電的結構，所以在減少便攜終端裝置702的充電時間的基礎上，只要頻繁地在非接觸型處理模塊713、723之間進行通信，無需特別對便攜終端裝置702充電就能夠持續進行終端的使用(例如，參照專利文獻1)。

進而在圖24所示的非接觸的通信和用于充電的輸電中，數cm以下距離較近的非接觸通信和非接觸輸電，一般是通過電磁感應方式和磁諧振方式等磁耦合進行的傳送。這是因為，作為其他傳送方式被認為有效的使用電波的傳送方式與傳送的距離r成反比，與此相對，使用電磁耦合的傳送的強度與傳送距離r的2次方成反比，例如在傳送距離小于1m的情況下，1/(r²)這一項比1/r大。

因此，非接觸的通信和用于充電的輸電所使用的頻率使用100kHz頻域到十幾MHz程度的頻率，作為這些輸送接收使用的天線，為了使磁耦合較強，如圖25所示，一般使用數圈到數十圈的線圈狀的天線，使用像圖24所示的用于便攜終端的非接觸通信和非接觸的輸電那樣的直徑4cm程度的線圈狀的天線(例如，參照非專利文獻1)。

作為本發明者研究的其他技術，已知有非專利文獻2和專利文獻2記載的技術。關于該非接觸電力傳送系統，例如能夠考慮如圖26所示的結構作為一例。

圖26是表示非接觸的電力傳送系統的現有技術的一例的結構圖，非接觸電力傳送系統730中，由高頻電源731、經由可變阻抗電路737與高頻電源731連接的供電線圈732和諧振線圈733構成一次側線圈，由諧振線圈734和負載線圈735構成二次側線圈，具有與負載線圈735連接的負載736。

進而，在諧振線圈733、734分別連接有諧振電容738、739，供電線圈732、諧振線圈733、734、負載線圈735構成諧振系統740。此外，高頻電源731的輸出頻率設定為諧振系統740的諧振頻率。

阻抗可變電路737，由2個可變電容741、742和電感器743構成。一個可變電容741與高頻電源731并聯連接，另一個可變電容742與供電線圈732并聯連接。電感器743連接在兩個可變電容741、742之間。阻抗可變電路737，通過變換可變電容741、742的容量來變更其阻抗。該阻抗可變電路737調整阻抗使諧振系統740的諧振頻率下的輸入阻抗與高頻電源731一側的阻抗相匹配。可變電容741、742通過由電機驅動旋轉軸來使容量可變，這是眾所周知的結構，是電機根據來自控制裝置744的驅動信號驅動的結構。