CN102377251A - 电力传送系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种电力传送系统,能够通过简单的控制来提高电力传送效率,并且能够适当地控制向负载提供的电力。在受电装置的负载开路的状态下,在第一谐振电路与第二谐振电路发生了耦合的情况下,将谐振频率划分为低频侧的谐振频率(fe)和高频侧的谐振频率(fm)。在低频侧的谐振频率(fe)和高频侧的谐振频率(fm)的中间,存在耦合电极上所带有的高频高电压(ACV)变得极小的频率。由此,在对第二谐振电路的负载较轻的状态下,将高频高电压(ACV)变得极小的频率确定为驱动频率。在安放了受电装置的状态下测量谐振频率的特性而确定了驱动频率之后,在该驱动频率处高效率进行电力传送。
Description
技术领域
本发明涉及一种无线地传送电力的电力传送系统。
背景技术
作为有代表性的无线电力传送系统,已知的有利用磁场从送电装置的初级线圈向受电装置的次级线圈传送电力的磁场耦合方式的电力传送系统。但是,在通过磁场耦合来传送电力的情况下,由于通过各线圈的磁通的大小对电动势具有较大影响,对初级线圈与次级线圈的相对位置关系具有较高的精度要求。另外,由于利用线圈,难以实现装置的小型化。
另一方面,如专利文献1中所公开的那样的电场耦合方式的无线电力传送系统也是已知的。在该系统中,通过电场从送电装置的耦合电极向受电装置的耦合电极传送电力。在该方式中,耦合电极的相对位置精度要求相对不严,另外,还可以实现耦合电极的小型、薄型化。
图1是专利文献1的电力传送系统100的框图。该电力传送系统100包括供电装置152和受电装置154。供电装置152具备谐振部62和供电电极64、66。受电装置154具备受电电极80、82、谐振部184、整流部86、电路负载88、电力测量部120和阻抗控制部130。电力测量部120通过检测电路负载88的两端电压来测量当前提供给电路负载88的电力值,并且将测量出的电力值输出到阻抗控制部130。阻抗控制部130基于从电力测量部120输出的电力值,控制诸如使用了变容二极管的可变电容元件Cv1的两端电压或可变感应元件Lv1的电感,并且使所提供的电力值最大化。
专利文献2公开了由无线电力传送系统构成充电装置,并且考虑到了在该二次电池充满电后的再充电。
图2是专利文献2的电力传送系统的框图。送电装置1具备振荡电路11、驱动时钟生成电路12、驱动器控制电路13、驱动器电路14a、14b、电容器15a、15b、初级线圈16、电流检测电路17、以及控制电路18。
初级线圈16与受电装置2侧的次级线圈21电磁耦合,通过电磁感应作用从初级线圈16侧向次级线圈21侧传送电力。电流检测电路17检测流到初级线圈16的电流。将该检测电流输入到控制电路18。控制电路18基于电流检测电路17的检测电流来进行给定的供电控制。
受电装置2接收从送电装置1送出的电力,并且通过该电力对二次电池26进行充电。受电装置2具备次级线圈21、整流电路22、平滑用电容器23、调节器(regulator)24、监视电路25、以及二次电池26。
次级线圈21与送电装置1侧的初级线圈16电磁耦合以感应出电压。初级线圈16和次级线圈21的任一个均由在同一平面内将绕线卷为螺旋状的平面状的平面线圈形成,并且通过使该平面彼此对置地接近来产生电磁感应作用。整流电路22对次级线圈21的感应电压进行整流。平滑用电容器23对来自整流电路22的输出电压进行平滑化。将该平滑化电压提供给调节器24。
调节器24基于上述的平滑化电压,生成所期望的稳定后的电压,并且将该生成电压分别提供给监视电路25和二次电池26。将负载27与二次电池26连接。监视电路25根据来自调节器24的输出电压进行动作,并监视二次电池26的电压或电流。
专利文献1 JP特开2009-296857号公报
专利文献2 JP特开2008-236968号公报
在专利文献1的电力传送系统中,通过对电路负载88的两端电压进行检测来测量当前正在向电路负载88提供的电力,并且通过按照使所提供的电力值最大化的方式来控制可变电容元件的电容值或可变感应元件的电感值,来控制交流信号生成部生成的交流信号的频率,但是该控制较为复杂。
在专利文献2的电力传送系统中,在二次电池充满电之后进行再充电的情况下,在每个给定的定时处对初级线圈进行驱动,并且在从该驱动开始经过给定时间之后检测流过初级线圈的电流,基于该检测电流来控制初级线圈,但是由于被初级线圈所感应的电流较为微弱,存在系统变得复杂的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种电力传送系统,能够通过简单的控制来提高电力传送效率,并且能够适当地控制向负载提供的电力。
本发明的电力传送系统具有以下构成。
本发明的电力传送系统具备:送电装置,其具备初级侧耦合电极、向该初级侧耦合电极施加高频的高电压的高频高电压产生电路、以及向所述高频高电压产生电路提供驱动电力的驱动电源电路;受电装置,其具备与和所述初级侧耦合电极耦合的次级侧耦合电极、以及与所述次级侧耦合电极连接的负载电路,
其中,具备:电压检测单元,用于检测所述高频高电压产生电路的产生电压;中心频率检测单元,用于检测中心频率,所述中心频率是相对于所述高频高电压产生电路所产生的高频电压的频率变化、所述产生电压变得极小或基本上极小的频率;以及控制单元,通过将作为所述高频高电压产生电路所产生的高频电压的频率的驱动频率确定为所述中心频率或所述中心频率附近的频率,向所述受电装置进行电力提供。
根据该构成,能够使送电装置要产生的高电压的频率最优化,并且能够容易地使从送电装置向受电装置传送的电力最大化。
在本发明的电力传送系统中,由所述初级侧耦合电极和所述高频高电压产生电路形成的第一谐振电路的谐振频率与由所述次级侧耦合电极和所述负载电路形成的第二谐振电路的谐振频率大致相等,所述中心频率检测单元在包括在所述第一谐振电路与所述第二谐振电路发生了耦合的状态下所产生的两个耦合模式的频率(fe,fm)的频率范围内,检测所述高频电压。
通过该构成,能够在短时间内设定能够得到最高耦合度的频率。
在本发明的电力传送系统中,由所述初级侧耦合电极和所述高频高电压产生电路形成的第一谐振电路的谐振频率与由所述次级侧耦合电极和所述负载电路形成的第二谐振电路的谐振频率大致相等,
所述控制单元在从所述第一谐振电路与所述第二谐振电路发生了耦合的状态下所产生的两个耦合模式的频率(fe,fm)中的高频带侧的频率(fm)到所述中心频率的频率范围内,设定所述驱动频率。
根据该构成,能够抑制次级侧耦合电极的电位变化,并且能够抑制不必要的电磁场的泄漏。
在本发明的电力传送系统中,所述控制单元在由所述电压检测单元所得到的检测电压低于阈值时,停止从所述驱动电源电路向所述高频高电压产生电路的电力提供。
根据该构成,能够在从送电装置向受电装置传送的电力下降到给定量时进行自动停止。
在在本发明的电力传送系统中,所述送电装置具备:电流检测单元,用于检测从所述驱动电源电路向所述高频高电压产生电路的提供电流量、或者从所述高频高电压产生电路向所述初级侧耦合电极的提供电流量,所述控制单元监视在使所述高频高电压产生电路在与所述驱动频率不同的监视用频率处进行动作的状态下的所述提供电流量,并且在所述提供电流量变为了阈值以上时,通过使所述高频高电压产生电路在所述驱动频率处进行动作来向所述受电装置进行电力提供。
根据该构成,可以通过简单的控制来检测受电装置相对于送电装置的耦合、以及电力传送的开始。
在本发明的电力传送系统中,所述送电装置具备:电流检测单元,用于检测从所述驱动电源电路向所述高频高电压产生电路的提供电流量、或者从所述高频高电压产生电路向所述初级侧耦合电极的提供电流量,所述控制单元在所述提供电流量变为了阈值以下时,停止从所述驱动电源电路向所述高频高电压产生电路的电力提供。
根据该构成,能够通过简单的控制来检测从送电装置向受电装置传送的电力下降到给定量,从而进行自动停止。
根据本发明,能够使送电装置要产生的高电压的频率最优化,并且能够容易地使从送电装置向受电装置传送的电力最大化。
附图说明
图1是专利文献1的电力传送系统100的框图。
图2是专利文献2的电力传送系统的框图。
图3是第一实施方式所涉及的送电装置101和受电装置201的立体图。
图4的(A)是无线电力传送系统的等效电路图;图4的(B)是示出了负载电路RL与第二谐振电路的连接断开的状态的等效电路图。
图5是示出了在使受电装置201的负载电路RL的电阻值发生了变化时的高频高电压ACV的频率特性的图。
图6是示出了RL=120kΩ的情况下的电力传送效率的图。
图7是送电装置101的构成框图。
图8是示出了切换电路56的构成与驱动控制电路55的关系的图。
图9的(A)是在使受电装置201的负载电路RL的电阻值发生了变化时的基于高频高电压ACV的实测的频率特性图;图9的(B)是在使受电装置201的负载电路RL的电阻值发生了变化时的基于从送电装置101向受电装置201的传送电力的实测的频率特性图。
图10是在图7所示的控制电路52的处理内容中、关于负载的频率特性的测量和驱动频率的确定的处理内容的流程图。
图11是在图7所示的控制电路52的处理内容中、关于电力传送开始/停止控制的处理内容的流程图。
图12是示出了驱动频率与监视用频率的关系的图。
图13是在图7所示的控制电路52的处理内容中、关于受电装置相对于送电装置的安放的检测和在此之后的处理内容的流程图。
符号说明
ACV…高频高电压
ACVth…阈值
CG、CL…电容器
DCI…驱动电流
DCIth1、DCIth2、DCIth3…阈值
fe、fo、fm…谐振频率
f monitor…监视用频率
fo…中心频率
LG、LL…电感器
OSC…高频电压产生电路
RL…负载电路
TG…升压变压器
TL…降压变压器
Vin…受电电压
Vth…阈值
31…无源电极(耦合电极)
32…有源电极(耦合电极)
37…升压电路
41…无源电极(耦合电极)
42…有源电极(耦合电极)
45…降压电路
51…驱动电源电路
52…控制电路
53…DCI检测电路
55…驱动控制电路
56…切换电路
58…ACV检测电路
101…送电装置
201…受电装置
具体实施方式
第一实施方式
图3是第一实施方式所涉及的送电装置101和受电装置201的立体图。由该送电装置101和受电装置201来构成无线电力传送系统。
送电装置101具备送电装置侧无源(passive)电极31和送电装置侧有源(active)电极32。受电装置201具备受电装置侧无源电极41和受电装置侧有源电极42。送电装置侧无源电极31和送电装置侧有源电极32相当于本发明的初级侧耦合电极。受电装置侧无源电极41和受电装置侧有源电极42相当于本发明的次级侧耦合电极。
通过将受电装置201安放在送电装置101上,在初级侧耦合电极和次级侧耦合电极之间产生电容。在该状态下,送电装置101通过电场耦合向受电装置201传送电力。
另外,受电装置201是诸如移动电话或笔记本型PC那样的通信终端、诸如数字摄像机那样的电子设备或玩具等。
图4的(A)是无线电力传送系统的等效电路图。图4的(B)是示出了负载电路RL与第二谐振电路的连接断开的状态的等效电路图。在图4的(A)中,送电装置101的高频电压产生电路OSC产生诸如100kHz~几10MHz的高频电压。由升压变压器TG和电感器LG形成的升压电路37对高频电压产生电路OSC产生的电压进行升压并施加在无源电极31与有源电极32之间。电容器CG是由无源电极31与有源电极32所形成的电容。升压电路37和电容器CG相当于本发明所涉及的“第一谐振电路”。将由降压变压器TL和电感器LL形成的降压电路45连接在受电装置201的无源电极41与有源电极42之间。电容器CL是由无源电极41与有源电极42所形成的电容。降压电路45和电容器CL相当于本发明的“第二谐振电路”。将负载电路RL与降压变压器TL的次级侧连接。该负载电路RL由整流平滑电路与二次电池构成,其中整流平滑电路由二极管和电容器形成。电容器Cm表示电容耦合的状态。
接下来将说明在图4的(A)所示的电路中,如何设定送电装置101的高频电压产生电路OSC所产生的电压的频率。
如图3所示,将受电装置安放在送电装置上,之后,在使受电装置中的降压电路45与负载(例如二次电池)的耦合较弱的状态下,优选地,在降压电路45与负载的耦合(连接)已断开的状态下,在包括前述第一谐振电路的谐振频率和前述第二谐振电路的谐振频率的频率范围中,测量交流电压值。然后,找出在该频率范围中交流电压值变为极小的频率,并且将其确定为驱动频率。
图5是示出了在使受电装置201的负载电路RL的电阻值发生了变化时的施加到初级侧耦合电极上的高频高电压ACV的频率特性的图。如该图5所示,在负载与降压电路45的连接已断开(在计算时,将负载电路RL的电阻值设定为1GΩ)的状态下,在第一谐振电路与第二谐振电路已经耦合的情况下,将谐振频率划分为低频侧的谐振频率(fe)、高频侧的谐振频率(fm)。在fe、fm的中间,存在ACV变为极小的频率(在该例中,1.027MHz)。
这里,低频侧的谐振频率(fe)是在使第一谐振电路和第二谐振电路之间存在等价的电壁(electric wall)的边界条件下的谐振频率,而高频侧的谐振频率(fm)是在使第一谐振电路和第二谐振电路之间存在等价的磁壁(magnetic wall)的边界条件下的谐振频率。
在由C来表示图4(A)所示的电容器CG、CL的电容,由Cm来表示电容器Cm的电容时,两个谐振频率由以下的关系来表示。
当使负载电路RL的电阻值变低时,即,在使负载与第二谐振电路的耦合变高时,ACV的频率特性逐渐变为缓和的特性。在该例中,在R=120kΩ的情况下,电力传送效率变为最佳。
图6是示出了RL=120kΩ的情况下的电力传送效率的图。图6的横轴为频率,纵轴为电力传送效率。由此,在对第二谐振电路的负载较轻的状态下,ACV变得极小的频率是向负载提供电力时电力传送效率较高的频率。
另外,动作频率处于高频高电压ACV变得极小的频率的附近是较好的,优选地,从极小频率的±10%的范围中选择动作频率。特别优选地,其是从电压值变得极小的频率到使第一谐振电路与第二谐振电路发生了耦合的情况下出现的谐振频率(fm,fe)中较高的一个谐振频率(fm)之间的频率。通过选择处于这样的频率范围中的频率,能够降低受电装置侧的无源电极的电位。该频率范围是使电力送电装置侧有源电极和无源电极之间的电位差的相位与电力受电装置侧有源电极和无源电极之间的电位差的相位的相位差的绝对值变为0度以上不足90度的频率范围。由此,由于电力受电装置侧无源电极的电位变化变为与接近接地电位的电力送电装置侧无源电极的电位变化相同(同极性),因此能够抑制电力受电装置侧无源电极的电位变化。由此,能够抑制不必要的电磁场的泄漏。
接下来,示出了送电装置101的更具体的构成。图7是送电装置101的构成框图。这里,驱动电源电路51是通过输入商用电源来产生诸如一定的直流电压(例如DC 5V)的电源电路。控制电路52通过在接下来所描述的各部之间输入输出信号来执行各部的控制。
驱动控制电路55根据从控制电路52输出的接通/断开信号对切换(switching)电路56的开关元件进行切换。如后所示,切换电路56交替驱动升压电路37的输入部。
DCI检测电路53检测流到切换电路56的驱动电流(即,从驱动电源电路51到升压电路37的提供电流量)。控制电路52读取该检测信号V(DCI)。ACV检测电路58对耦合电极31、32之间的电压进行电容分压,并且生成对分压后的交流电压进行整流后的直流电压,作为检测信号V(ACV)。控制电路52读取该检测信号V(ACV)。
图8是示出了切换电路56的构成与驱动控制电路55的关系的图。切换电路56根据高电位侧的开关元件和低电位侧的开关元件的接通/断开来进行推挽式(push-pull)动作,并且交替驱动升压电路37。
图9的(A)是在使受电装置201的负载电路RL的电阻值发生了变化时的基于高频高电压ACV的实测的频率特性图。图9的(B)是在使受电装置201的负载电路RL的电阻值发生了变化时的基于从送电装置101向受电装置201的传送电力的实测的频率特性图。在任一个中,纵轴是任意单位(a.u.)的。
由此,在本实施方式的无线电力传送系统中,谐振频率处的高频高电压ACV根据负载电阻敏锐地变化。特别地,当负载的电阻值变大时(在变为接近于充满电时),在频率特性中出现两个峰值,并且谐振频率附近的电压值变小。利用该作用,通过稍后所示的控制来高灵敏度地检测电池(battery)的充电状况,并且高精度地进行电力提供的继续或停止。
图10是在图7所示的控制电路52的处理内容中、关于负载的频率特性的测量和驱动频率的确定的处理内容的流程图。
首先,将高频电压设定为监视用的电压(比电力传送时的电压低的电压)(S11)。通过使赋予图7所示的驱动控制电路55的信号的占空比变小,或者通过使频率从谐振频率f0发生偏移,来执行这一操作。此时,图4的(A)所示的负载电路RL中所包括的整流电路的二极管处于非导通状态。由此,负载的阻抗处于较高的状态,并且使第二谐振电路与负载的耦合变弱。
接下来,设定要扫描的频率范围的初始值,并且通过该频率来驱动驱动控制电路55(S12)。然后,在该状态下,读取ACV检测电路58的检测信号(S13)。
然后,将频率进行Δf的移位并进行同样的处理(S14→S15→S13)。重复该处理,直到频率变为最终值为止。由此,执行频率扫描。
之后,基于由上述频率扫描所得到的高频电压的高频特性,分别检测频率fe、fo、fm(S16)。如图9所示,负载开路时两个谐振频率中较低的一个为fe,较高的一个为fm,在其间高频电压变为极小值的频率为fo。因此,将驱动频率设定为fo(S17)。
图11是在图7所示的控制电路52的处理内容中、关于电力传送开始/停止控制的处理内容的流程图。
首先,将高频电压设定为电力传送用(S21)。通过使赋予图7所示的驱动控制电路55的信号的占空比变大,或者通过使频率可变,来执行这一操作。此时,负载的大小根据图4的(A)所示的负载电路RL中所包括的二次电池的状态来确定。
接下来,分别读取高频高电压ACV、以及流到切换电路56的驱动电流DCI(S22→S23)。然后,进行等待,直到高频高电压ACV低于阈值ACVth、或者驱动电流DCI低于阈值DCIth1为止(S24→S25→S22……)。
如果高频高电压ACV低于阈值ACVth、或者驱动电流DCI低于阈值DCIth1,停止驱动控制电路55的驱动(S26)。
通过这样做,能够通过根据高频高电压ACV或驱动电流DCI来检测二次电池变为了相当于充满电状态的负载状态,来停止充电。
另外,由于图7所示的ACV检测电路58通过对耦合电极31、32之间的电压进行电容分压来进行检测,并且由于并非检测谐振电路的电流而是检测耦合电极31、32的电压,所以控制电路52能够高精度地监视施加到耦合电极31、32上的电压。由此,控制电路52通过反馈高频高电压ACV的检测电压V(ACV),能够容易地进行稳定控制,而对耦合电极31、32的施加电压并不变为过电压。
第二实施方式
第二实施方式所涉及的电力传送系统在与驱动频率不同的监视用频率处使高频高电压产生电路进行动作的状态下,监视驱动电流DCI,并且通过将该驱动电流DCI与阈值进行比较,来检测受电装置的安放与否。装置的电路构成与第一实施方式中所示的情况相同。
图12是示出了驱动频率与监视用频率的关系的图。如第一实施方式中已经描述的那样,驱动频率fo是负载开路时的高频电压变为极小值的频率。监视用频率f monitor,在图12所示的例中,监视用频率f monitor是比fo高的频率。例如,与fm相比,将其设定在高频侧。
图13是在图7所示的控制电路52的处理内容中、关于受电装置相对于送电装置的安放的检测和在此之后的处理内容的流程图。
首先,使得在监视用频率f monitor处产生高频高电压(S31→S32)。然后,检测驱动电流DCI(S33)。进行等待,直到该驱动电流DCI超过阈值DCIth2为止(S34→S33)。该阈值DCIth2是用于检测要进行电力传送的受电装置已被安放的值。如果产生监视用频率f monitor的高频电压,即使仅仅安放金属物体,由于不发生谐振且几乎不进行电容耦合,因此不形成传送电力,保持了安全性。
如果安放了具备需要充电的二次电池的受电装置,驱动电流DCI增大。如果驱动电流DCI超过了阈值DCIth2,则使得高频高电压在驱动用频率处产生,并且检测驱动电流DCI(S35→S36)。之后,进行等待,直到驱动电流DCI低于阈值DCIth3为止(S37→S36)。该阈值DCIth3是用于检测其变为了要停止电力传送的驱动电流的值。例如,在二次电池变为了充满电状态的情况下或者在去掉了受电装置的情况下,驱动电流DCI低于阈值DCIth3。如果驱动电流DCI低于阈值DCIth3,则停止驱动(S38)。
由此,通过检测在施加了在与谐振频率fo发生偏移的监视用频率fmonitor的高频电压时的电流,来检测受电装置的安放的构成,能够将等待受电装置的安放的状态下的高频高电压的电压抑制为较低。也就是,由于在监视用频率f monitor处第一谐振电路不发生谐振,所以升压比小,并且由于初级侧耦合电极上所带有的电压较低,能够大幅地降低电晕放电的抑制或不必要电磁场的泄漏。
另外,监视用频率f monitor可以比谐振频率fo低,只要是从谐振频率fo发生了偏移的频率即可。但是,当将监视用频率f monitor设定在比谐振频率fo高的一侧时,存在以下优点:在安放了受电装置以外的仅仅金属体等异物的情况下,由于初级侧耦合电极的电压下降,驱动电流也变小,区别受电装置与异物变得容易。这是由于安放了异物时送电装置与受电装置之间(耦合部)的电容增加而谐振频率下降,使得该谐振频率与fmonitor的差进一步扩大。
在第一实施方式中,由于在高频电压的频率特性的测量时使所产生的电压变低而使得负载电路的整流二极管不导通,因此不需要特别的开关。在不使所产生的电压变低的情况下,在高频电压的频率特性的测量时,如图4的(B)所示,可以通过开关将第二谐振电路与负载电路的连接断开。开关不一定要处于开路状态。负载电路具有与第二谐振电路相比足够高的阻抗即可。
通过这样做,能够在监视状态下通过使负载电路的阻抗变高而使第二谐振电路与负载电路的耦合变弱,并且能够在通常的电力受电时向负载电路提供电力。
Claims (6)
1.一种电力传送系统,具备:
送电装置,其具备初级侧耦合电极、向该初级侧耦合电极施加高频的高电压的高频高电压产生电路、以及向所述高频高电压产生电路提供驱动电力的驱动电源电路;和
受电装置,其具备与所述初级侧耦合电极耦合的次级侧耦合电极、以及与所述次级侧耦合电极连接的负载电路,
其中,具备:
电压检测单元,用于检测所述高频高电压产生电路的产生电压;
中心频率检测单元,用于在使所述次级侧耦合电极与所述负载电路的耦合变弱的状态下,检测中心频率,所述中心频率是相对于所述高频高电压产生电路所产生的高频电压的频率变化、所述产生电压变得极小或基本上极小的频率;以及
控制单元,通过将作为所述高频高电压产生电路所产生的高频电压的频率的驱动频率确定在所述中心频率或所述中心频率附近的频率,向所述受电装置进行电力提供。
2.根据权利要求1所述的电力传送系统,其中,
由所述初级侧耦合电极和所述高频高电压产生电路形成的第一谐振电路的谐振频率、与由所述次级侧耦合电极和所述负载电路形成的第二谐振电路的谐振频率大致相等,
所述中心频率检测单元在包括在所述第一谐振电路与所述第二谐振电路发生了耦合的状态下所产生的两个耦合模式的频率的频率范围内,检测所述高频电压。
3.根据权利要求1所述的电力传送系统,其中,
由所述初级侧耦合电极和所述高频高电压产生电路形成的第一谐振电路的谐振频率、与由所述次级侧耦合电极和所述负载电路形成的第二谐振电路的谐振频率大致相等,
所述控制单元在从所述第一谐振电路与所述第二谐振电路发生了耦合的状态下所产生的两个耦合模式的频率中的高频带侧的频率到所述中心频率的频率范围内,设定所述驱动频率。
4.根据权利要求1到3任一个所述的电力传送系统,其中,
所述控制单元在由所述电压检测单元所得到的检测电压低于阈值时,停止从所述驱动电源电路向所述高频高电压产生电路的电力提供。
5.根据权利要求1到4任一个所述的电力传送系统,其中,
所述送电装置具备:电流检测单元,其用于检测从所述驱动电源电路向所述高频高电压产生电路的提供电流量、或者从所述高频高电压产生电路向所述初级侧耦合电极的提供电流量,
所述控制单元监视在使所述高频高电压产生电路在与所述驱动频率不同的监视用频率处进行动作的状态下的所述提供电流量,并且在所述提供电流量变为了阈值以上时,通过使所述高频高电压产生电路在所述驱动频率处进行动作来向所述受电装置进行电力提供。
6.根据权利要求1到5任一个所述的电力传送系统,其中,
所述送电装置具备:电流检测单元,其用于检测从所述驱动电源电路向所述高频高电压产生电路的提供电流量、或者从所述高频高电压产生电路向所述初级侧耦合电极的提供电流量,
所述控制单元在所述提供电流量变为了阈值以下时,停止从所述驱动电源电路向所述高频高电压产生电路的电力提供。
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---|---|
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104126264A (zh) * | 2012-03-26 | 2014-10-29 | 株式会社村田制作所 | 电场耦合型无线电力输送系统以及用于其中的受电装置 |
CN105027386A (zh) * | 2013-03-05 | 2015-11-04 | 松下知识产权经营株式会社 | 非接触供电系统 |
CN106464015A (zh) * | 2014-06-26 | 2017-02-22 | 艾格电子责任有限公司 | 用于传送电功率的方法和装置 |
Families Citing this family (33)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5093386B2 (ja) * | 2010-08-25 | 2012-12-12 | 株式会社村田製作所 | 送電装置および電力伝送システム |
WO2012086411A1 (ja) * | 2010-12-24 | 2012-06-28 | 株式会社村田製作所 | ワイヤレス電力伝送システム、送電装置および受電装置 |
JP5532133B2 (ja) * | 2011-06-28 | 2014-06-25 | 株式会社村田製作所 | 高周波電力装置、電力送電装置及び電力伝送システム |
KR101855432B1 (ko) * | 2011-09-07 | 2018-06-14 | 솔라스 파워 인크. | 무선 전계 전력 송신 시스템 및 방법 |
WO2013125090A1 (ja) * | 2012-02-24 | 2013-08-29 | 株式会社村田製作所 | 電力伝送システム |
JP5843066B2 (ja) * | 2012-03-06 | 2016-01-13 | 株式会社村田製作所 | 電力伝送システムおよび送電装置 |
JP5899306B2 (ja) * | 2012-03-14 | 2016-04-06 | パイオニア株式会社 | 非接触充電システム、非接触送電装置及び方法、並びに非接触受電装置及び方法 |
WO2013146017A1 (ja) * | 2012-03-26 | 2013-10-03 | 株式会社村田製作所 | 電力伝送システム及びそれに用いる送電装置 |
JP5482967B1 (ja) | 2012-05-09 | 2014-05-07 | 株式会社村田製作所 | ワイヤレス電力伝送システム |
JP2013240246A (ja) * | 2012-05-17 | 2013-11-28 | Toshiba Corp | 無線給電中継装置 |
KR101438887B1 (ko) * | 2012-05-25 | 2014-11-03 | 엘지이노텍 주식회사 | 무선전력 송신장치, 전력 공급 장치 및 그의 전력 제어 방법 |
JP2014023408A (ja) * | 2012-07-24 | 2014-02-03 | Murata Mfg Co Ltd | 受電装置および電力伝送システム |
JP2014030288A (ja) * | 2012-07-31 | 2014-02-13 | Sony Corp | 給電装置および給電システム |
EP2894762B1 (en) * | 2012-09-05 | 2023-10-04 | FUJI Corporation | Non-contact power supply device |
JP5716877B2 (ja) * | 2012-12-28 | 2015-05-13 | 株式会社村田製作所 | 電力伝送システム |
JP6168781B2 (ja) * | 2013-01-31 | 2017-07-26 | 古河電気工業株式会社 | 非接触電力伝送システム |
JP2014150646A (ja) * | 2013-01-31 | 2014-08-21 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 非接触電力伝送システム |
JP2014187795A (ja) * | 2013-03-22 | 2014-10-02 | Dexerials Corp | 送電装置、送受電装置、受電装置検出方法、受電装置検出プログラム、及び半導体装置 |
JP5794407B2 (ja) * | 2013-06-06 | 2015-10-14 | 株式会社村田製作所 | 非接触電力伝送システムの検査装置及び検査方法 |
WO2015019908A1 (ja) * | 2013-08-05 | 2015-02-12 | 株式会社村田製作所 | ワイヤレス電力伝送システム |
WO2015052003A1 (en) * | 2013-10-10 | 2015-04-16 | Koninklijke Philips N.V. | Wireless capacitive power receiving module |
JP6751223B2 (ja) * | 2013-10-28 | 2020-09-02 | 京セラ株式会社 | 制御装置 |
JP2015133834A (ja) * | 2014-01-14 | 2015-07-23 | 日東電工株式会社 | 無線電力伝送装置及びその製造方法 |
US9692238B2 (en) * | 2014-02-18 | 2017-06-27 | Panasonic Corporation | Wireless power transmission system and power transmitting device |
CN111509868B (zh) | 2014-09-05 | 2023-11-24 | 索雷斯能源公司 | 无线电力传递系统及其车辆 |
KR101621321B1 (ko) * | 2015-09-25 | 2016-05-16 | 윤상훈 | 충전기능이 있는 멀티미디어 단말 및 이의 제어방법, 멀티미디어 단말을 제어하는 휴대용 단말 및 그 제어방법, 및 이를 수행하는 어플리케이션 |
JP6309503B2 (ja) * | 2015-12-17 | 2018-04-11 | 矢崎総業株式会社 | インピーダンス制御装置及び車両の非接触電力受電装置 |
JP6657918B2 (ja) * | 2015-12-18 | 2020-03-04 | オムロン株式会社 | 非接触給電装置、及びその制御方法 |
WO2017169544A1 (ja) * | 2016-03-30 | 2017-10-05 | 株式会社村田製作所 | 電流検出素子及び給電装置 |
CN108306421A (zh) * | 2018-03-14 | 2018-07-20 | 华南理工大学 | 一种并联-串联型双耦合混合无线电能传输系统 |
US11296552B2 (en) | 2018-06-12 | 2022-04-05 | Nanyang Technological University | Transmitter device, wireless power transfer system, and methods of forming the same |
US11894691B2 (en) * | 2020-12-14 | 2024-02-06 | Mitsubishi Electric Corporation | Power transmission device and contactless power feeding system |
CN112583138B (zh) * | 2021-02-26 | 2021-06-01 | 广东希荻微电子股份有限公司 | 一种充电模块与无线充电系统 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002010535A (ja) * | 2000-06-27 | 2002-01-11 | Matsushita Electric Works Ltd | 非接触電力伝達装置 |
US20100115474A1 (en) * | 2008-11-04 | 2010-05-06 | Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki | Non-contact power transmission apparatus and method for designing non-contact power transmission apparatus |
JP2010104159A (ja) * | 2008-10-24 | 2010-05-06 | Murata Mfg Co Ltd | 受電端末、および無接点電力伝送システム |
Family Cites Families (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4679560A (en) * | 1985-04-02 | 1987-07-14 | Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Wide band inductive transdermal power and data link |
JP2659315B2 (ja) * | 1992-11-13 | 1997-09-30 | 株式会社ピーエフユー | 非接触型icメモリカードシステム |
JP2003189508A (ja) | 2001-12-14 | 2003-07-04 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 非接触電力供給装置 |
KR101299541B1 (ko) | 2006-03-21 | 2013-08-23 | 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 | 유전 매체를 통한 부분 전기 유도에 의해 에너지를 수송하기 위한 장치 |
JP2008236917A (ja) | 2007-03-20 | 2008-10-02 | Seiko Epson Corp | 非接触電力伝送装置 |
JP4649430B2 (ja) * | 2007-03-20 | 2011-03-09 | セイコーエプソン株式会社 | 非接触電力伝送装置 |
JP2008236968A (ja) | 2007-03-23 | 2008-10-02 | Seiko Epson Corp | 非接触電力伝送装置 |
JP4788693B2 (ja) | 2007-09-26 | 2011-10-05 | セイコーエプソン株式会社 | 構造物 |
JP2009089520A (ja) | 2007-09-28 | 2009-04-23 | Takenaka Komuten Co Ltd | 電力供給システム |
US8855554B2 (en) * | 2008-03-05 | 2014-10-07 | Qualcomm Incorporated | Packaging and details of a wireless power device |
JP2009213294A (ja) | 2008-03-05 | 2009-09-17 | Sharp Corp | 非接触充電器 |
US8421267B2 (en) * | 2008-03-10 | 2013-04-16 | Qualcomm, Incorporated | Packaging and details of a wireless power device |
US8629650B2 (en) * | 2008-05-13 | 2014-01-14 | Qualcomm Incorporated | Wireless power transfer using multiple transmit antennas |
JP4557049B2 (ja) | 2008-06-09 | 2010-10-06 | ソニー株式会社 | 伝送システム、給電装置、受電装置、及び伝送方法 |
JP4911148B2 (ja) * | 2008-09-02 | 2012-04-04 | ソニー株式会社 | 非接触給電装置 |
US8947041B2 (en) * | 2008-09-02 | 2015-02-03 | Qualcomm Incorporated | Bidirectional wireless power transmission |
US8461719B2 (en) * | 2008-09-27 | 2013-06-11 | Witricity Corporation | Wireless energy transfer systems |
JP4893755B2 (ja) * | 2009-01-14 | 2012-03-07 | セイコーエプソン株式会社 | 送電制御装置、送電装置、電子機器及び負荷状態検出回路 |
JP5515368B2 (ja) * | 2009-03-31 | 2014-06-11 | 富士通株式会社 | 無線電力供給方法及び無線電力供給システム |
-
2010
- 2010-08-10 JP JP2010179109A patent/JP5177187B2/ja active Active
-
2011
- 2011-08-05 CN CN201110223671.0A patent/CN102377251B/zh active Active
- 2011-08-10 US US13/207,015 patent/US8987941B2/en active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002010535A (ja) * | 2000-06-27 | 2002-01-11 | Matsushita Electric Works Ltd | 非接触電力伝達装置 |
JP2010104159A (ja) * | 2008-10-24 | 2010-05-06 | Murata Mfg Co Ltd | 受電端末、および無接点電力伝送システム |
US20100115474A1 (en) * | 2008-11-04 | 2010-05-06 | Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki | Non-contact power transmission apparatus and method for designing non-contact power transmission apparatus |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104126264A (zh) * | 2012-03-26 | 2014-10-29 | 株式会社村田制作所 | 电场耦合型无线电力输送系统以及用于其中的受电装置 |
CN104126264B (zh) * | 2012-03-26 | 2017-05-03 | 株式会社村田制作所 | 电场耦合型无线电力输送系统以及用于其中的受电装置 |
CN105027386A (zh) * | 2013-03-05 | 2015-11-04 | 松下知识产权经营株式会社 | 非接触供电系统 |
CN106464015A (zh) * | 2014-06-26 | 2017-02-22 | 艾格电子责任有限公司 | 用于传送电功率的方法和装置 |
CN106464015B (zh) * | 2014-06-26 | 2018-10-30 | 艾格电子工程责任有限公司 | 用于传送电功率的方法和装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20120038218A1 (en) | 2012-02-16 |
JP5177187B2 (ja) | 2013-04-03 |
CN102377251B (zh) | 2014-10-15 |
US8987941B2 (en) | 2015-03-24 |
JP2012039800A (ja) | 2012-02-23 |
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WO2014103280A1 (ja) | 非接触給電装置 |
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