[發明專利]無線供電裝置

有效

• 申請號: 201580052445.7
• 申請日: 2015-08-28
• 公開（公告）號: CN106716779B
• 公開（公告）日: 2019-04-02
• 發明（設計）人: 細谷達也
• 申請（專利權）人: 株式會社村田制作所
• 主分類號: H02J50/12
• 分類號: H02J50/12
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 薛凱

1.一種無線供電裝置，從送電裝置向受電裝置無線提供電力，其中，所述無線供電裝置具備：

電磁場耦合電路，其具備所述送電裝置側的送電線圈以及所述受電裝置側的受電線圈；

送電側交流電壓產生電路，其具備由開關元件、等效的二極管以及電容器的并聯連接電路構成且與所述送電線圈電連接的開關電路，通過該開關電路的開關，使送電線圈從輸入的直流電壓產生交流電壓；

開關控制電路，其通過使所述送電側交流電壓產生電路的開關元件夾著死區時間交替接通/斷開，來使得從所述送電側交流電壓產生電路產生方形波狀或梯形波狀的交流電壓；

受電側整流電路，其將在所述受電線圈產生的交流電壓整流成直流電壓；

送電側諧振機構，其在送電側構成，包含第1諧振電容器；和

受電側諧振機構，其在受電側構成，包含第2諧振電容器，

電磁場耦合電路在所述送電側諧振機構與所述受電側諧振機構之間相互交換電場能量或磁場能量，

所述電磁場耦合電路、所述送電側諧振機構以及所述受電側諧振機構合起來構成多諧振電路，

所述開關控制電路執行：

以所述多諧振電路的阻抗成為電感性的比所述多諧振電路的諧振頻率高的開關頻率對所述送電側交流電壓產生電路的開關元件進行開關，

在所述開關元件的電流電壓特性的第3象限中的動作中，對所述開關元件的控制端子給予控制信號來使所述開關元件導通，

若分別將所述開關電路的兩端電壓發生變化的換流期間用tc表征，將成為所述第3象限中的動作的期間用ta表征，將所述死區時間用td表征，則確定所述死區時間以滿足tc≤td＜(tc+ta)，將所述開關元件中的導通損耗和開關損耗一起減低。

2.根據權利要求1所述的無線供電裝置，其中，

所述開關元件是化合物半導體晶體管，其具有通過對控制端子給予控制信號從而在所述第3象限中的動作下反向電壓的大小變小的電氣特性。

3.根據權利要求1或2所述的無線供電裝置，其中，

所述送電側諧振機構或所述受電側諧振機構在結構上構成。

4.根據權利要求1或2所述的無線供電裝置，其中，

在所述送電側交流電壓產生電路與所述送電側諧振機構之間具備包含電感器要素以及電容器要素的第1濾波器，或者在所述受電側諧振機構與所述受電側整流電路之間具備包含電感器要素以及電容器要素的第2濾波器。

5.根據權利要求1或2所述的無線供電裝置，其中，

所述送電線圈以及所述受電線圈是空芯的線圈。

6.根據權利要求1或2所述的無線供電裝置，其中，

所述電磁場耦合電路通過所述第1諧振電容器與所述第2諧振電容器的電場耦合從送電側向受電側傳送電力。

7.根據權利要求1或2所述的無線供電裝置，其中，

所述受電裝置具備：

輸出信息發送電路，其檢測與所述受電側整流電路的輸出相關的輸出信息，對所述送電裝置側傳輸所述輸出信息，

所述送電裝置具備：

輸出信息接收電路，其接收所述輸出信息；和

供電電力控制電路，其按照所述輸出信息來控制所述送電側交流電壓產生電路，從而控制供電電力。

8.根據權利要求7所述的無線供電裝置，其中，

所述輸出信息發送電路是以無線通信發送所述輸出信息的電路，所述輸出信息接收電路是以無線通信接收所述輸出信息的電路。

9.根據權利要求7所述的無線供電裝置，其中，

所述輸出信息發送電路是將電信號變換成光信號來發送所述輸出信息的電路，所述輸出信息接收電路是將光信號變換成電信號來接收所述輸出信息的電路。

10.根據權利要求1或2所述的無線供電裝置，其中，

所述開關電路具備高側開關電路和低側開關電路，

開關控制電路使用頻率調制PFM控制，其使交替接通/斷開所述高側開關電路和所述低側開關電路的開關頻率變化。