CN103081295A - 无线电力传输系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种使电力传输效率不受损,并且提高相对于送电装置载置受电装置的朝向的自由度的无线电力传输系统。无线电力传输系统具备:具有无源电极(11)以及有源电极(12)的送电装置(101);和具有无源电极(21)以及无源电极(22、23、24)的受电装置(201)。在将受电装置(201)相对于送电装置(101)纵向放置了的情况下,通过有源电极(12,24)相对置,从而从送电装置(101)向受电装置(201)传输电力。有源电极(12,24)在将受电装置(201)相对于送电装置(101)横向放置的情况下与进行了纵向放置的情况下相对置的面积大致相同。
Description
技术领域
本发明涉及从送电装置向载置于送电装置的受电装置传输电力的无线电力传输系统。
背景技术
作为代表性的无线电力传输系统,公知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输电力的磁场耦合方式的电力传输系统。在该系统中,由于在采用磁场耦合传输电力的情况下,通过各线圈的磁通量的大小对电动势产生较大影响,因此对初级线圈和次级线圈的相对位置关系要求高的精度。此外,由于利用线圈,因此装置难以小型化。
另一方面,还公知有如专利文献1、2中所公开那样的电场耦合方式的无线电力传输系统。在该系统中,电力经由电场从送电装置的耦合电极传输到受电装置的耦合电极。该方式中,耦合电极的相对位置精度比较低,此外耦合电极能够小型化以及薄型化。
图1为表示在专利文献1中记载的电力传输系统的基本结构。该电力传输系统由送电装置和受电装置构成。送电装置中具备高频高电压发生电路1、无源电极2以及有源电极3。受电装置中具备高频高电压负载电路5、无源电极7以及有源电极6。而且,送电装置的有源电极3和受电装置的有源电极6隔着空隙4而接近,从而该两个电极之间进行电场耦合。
送电装置的无源电极2、送电装置的有源电极3、受电装置的有源电极6以及受电装置的无源电极7被互相平行地配置。
在专利文献2中所记载的电力传输系统中,送电装置具有:与由交流信号生成部所生成的交流信号产生谐振的第1谐振电路和供电电极。受电装置具有生成电气信号的受电电极、对电气信号进行谐振的第2谐振电路和根据被谐振的电气信号生成直流电力的整流部以及电路负载。按照如下方式进行设置:送电装置的有源电极和无源电极被设置在一个平面上,受电装置的有源电极和无源电极与对方的各电极隔开规定间隔相对置。
此外,该专利文献2的图18~图21中表示:预先由多个分割电极构成受电装置侧的有源电极,在载置有受电装置时使相对于送电装置的第1、第2有源电极重叠的受电装置的分割电极作为有源电极选择性地动作。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:JP特表2009-531009号公报
专利文献2:JP特开2009-296857号公报
发明内容
发明概要
发明所要解决的课题
在专利文献1的电力传输系统中,使送电装置和受电装置的有源电极之间接近并在电极间形成强的电场,并且使在送电装置和受电装置的无源电极彼此间产生的电容尽可能大。因此,需要增大无源电极。如果在纵方向上变窄的空间内将送电单元的无源电极、送电单元的有源电极、受电单元的有源电极以及受电单元的无源电极纵向配置,则寄生电容容易变得过大。
在专利文献2的电力传输系统中,有源电极和无源电极在一个面上被相邻配置,因此在与有源电极和无源电极接近配置的电路基板之间的寄生电容容易变得过大。因此,上述情况均存在耦合度不大,传输效率低之类的问题。
在此,需要按照使与电场耦合度相关的电极的对置面积为最佳大小的方式在送电装置以及受电装置中设置电极以便不使传输效率降低,但在这种情况下,存在相对于送电装置载置受电装置的朝向的自由度受损的可能性。
本发明的目的在于提供一种不损坏电力传输效率,并提高相对于送电装置载置受电装置的朝向的自由度的无线电力传输系统。
用于解决课题的手段
本发明的无线电力传输系统,具备:具有第1电极、以及与该第1电极连接的电压产生电路的送电装置;具有第2电极、与该第2电极连接的降压电路、以及将该降压电路的输出电压作为电源电压输入的负载电路的受电装置,在以规定状态相对于上述送电装置载置了上述受电装置的情况下,通过将上述第1以及第2电极对置设置,从而从上述送电装置向上述受电装置传输电力,上述无线电力传输系统的特征在于,在将上述受电装置以沿着对置面从上述规定状态大致旋转了90度的旋转状态而载置于上述送电装置的情况下、与以上述规定状态相对于上述送电装置而载置上述受电装置的情况下,上述第1电极以及第2电极的对置面积处于大致相同。
在该构成中,在将受电装置载置于送电装置的情况下,在某载置状态下将受电装置载置于送电装置的情况下的第1电极以及第2电极的对置面积与从某载置状态大致旋转了90度的旋转状态下将受电装置载置于送电装置的情况下的对置面积大致相同。例如,在将受电装置以立起来的状态载置于送电装置的情况下,无论受电装置是纵向放置还是横向放置,第1电极以及第2电极的对置面积均相同。另外,第1电极为送电装置侧的有源电极,第2电极为受电装置侧的有源电极。
由此,根据受电装置的载置状态而电极的对置面积产生变动,而传输效率或传输电力量没有降低,因此不管受电装置处于哪种载置状态都能进行稳定的电力传输。其结果,不使电力传输效率受损,能够提高相对于送电装置载置受电装置的朝向的自由度。
在本发明相关的无线电力传输系统中,优选上述第1电极以及第2电极中的一个电极具有包含长轴以及短轴的带状电极,上述第1电极以及第2电极中的另一个电极具有:中心部间隔上述长轴的长度而排列的两个电极、以及连结该两个电极的连结部,上述两个电极分别为如下形状:即,在排列方向与上述长轴的方向一致的情况下,上述两个电极与上述带状电极之间的对置面积的总计值与上述两个电极中的一个电极的面积大致相同。
在该结构中,如纵向放置以及横向放置那样,在使受电装置大致旋转90度来载置于送电装置中的情况下,能够使第1以及第2电极的对置面积大致相同。
在本发明相关的无线电力传输系统中,上述带状电极为具有长边以及短边的长方形状,上述两个电极的构成也可以分别为将上述短边作为一边的正方形状,并且排列成使与对方相对置的一边彼此平行。
在该结构中,在如纵向放置以及横向放置那样,使受电装置大致旋转90度而载置于送电装置的情况下,能够使第1以及第2电极的对置面积大致相同。例如,在将受电装置载置于送电装置的情况下,一个正方形电极的整个面与长方形状的电极相对置,另一个正方形电极处于与长方形状的电极未对置的状态。在使受电装置从该状态旋转了90度的情况下,一个正方形电极与长方形状的电极对置,另一个正方形电极处于与长方形状的电极未对置的状态。
此外,在旋转时,在受电装置沿着长方形状的电极的长边方向而产生位置偏离的情况下,一个正方形电极的一部分变得未与长方形状的电极相对置,但另一个正方形电极的一部分与长方形状的电极对置。因此,即使将受电装置旋转90度,也能使第1以及第2电极的对置面积与旋转前的对置面积大致相同。
在本发明相关的无线电力传输系统中,上述带状电极为具有长边以及短边的长方形状,上述两个电极的构成也可以是具有上述短边的长度的边的长方形电极、以及一边比上述长方形电极的各边短的正方形电极,上述正方形电极以及上述长方形电极被排列成使面对对方的一边彼此平行。
在该结构中,如纵向放置以及横向放置那样,在使受电装置大致旋转了90度而载置于送电装置的情况下,能够使第1以及第2电极的对置面积大致相同。
在本发明相关的无线电力传输系统中,上述长方形电极优选构成为:沿着排列方向的边的长度为上述正方形电极的一边的长度的1.1到1.25倍。
在该结构中,通过将长方形电极的边的长度设为正方形电极的一边的长度的1.1到1.25倍,从而能够使第1以及第2电极的对置面积大致相同。
在本发明相关的无线电力传输系统中,上述送电装置优选具有:载置上述受电装置的载置面、以及支撑载置于该载置面的上述受电装置并相对上述载置面处于垂直的靠背面,上述第1电极为长方形状,长边方向与上述载置面平行地沿着上述靠背面设置,并且处于上述载置面一侧的长边被设置在距上述载置面的距离为L的位置,上述受电装置优选具有在被载置于上述载置面的情况下被上述靠背面支撑的长方形状的支撑面。如果将该支撑面的四边中的任一边设为第一边,则在按照该第一边相对上述载置面处于平行的方式将上述受电装置载置于上述送电装置的情况下,上述第2电极按照上述两个电极在与上述支撑面的上述第一边相平行的方向上进行排列的方式,与上述载置面平行地设置,并且上述两个电极的处于上述载置面一侧的各个边被设置于距上述载置面的距离为L的位置。
在该结构中,在将受电装置在送电装置中立起来的状态下进行电力传输的情况下,受电装置在支撑面的长边方向与送电装置的载置面正交的载置状态下、在处于平行的载置状态下,也能使第1以及第2电极的对置面积大致相同。由此,不会使电力传输效率受损,能够提高相对于送电装置载置受电装置的朝向的自由度。
在本发明相关的无线电力传输系统中,在按照上述支撑面的长边方向相对于上述载置面正交的方式,将上述受电装置载置于上述送电装置的情况下,上述第2电极优选:按照上述两个电极在上述支撑面的上述第一边的方向上进行排列的方式,沿着与上述载置面正交的方向设置,并且上述两个电极中处于上述载置面一侧的电极的、处于上述载置面一侧的一边被设置在距上述载置面的距离为L的位置。
在该结构中,由于能够使位于载置面一侧的第2电极的正方形电极与载置面之间的距离L最短,因此送电装置以及受电装置能够小型化。
在本发明相关的无线电力传输系统中,优选上述两个电极的上述长方形电极是处于上述载置面一侧的结构。
在该结构中,长方形电极成为载置面侧,从而能够使第1以及第2电极的对置面积大致相同。
在本发明相关的无线电力传输系统中,优选上述送电装置具有:第3电极,该第3电极沿着上述载置面设置并通过上述电压产生电路在与上述第1电极之间施加电压。优选上述受电装置具有第4电极,该第4电极设置在与上述支撑面相邻的四个侧面中互相对置的至少两个二侧面上、并在与上述第2电极之间连接降压电路,在将上述受电装置载置于上述送电装置的情况下,优选上述第3电极和上述第4电极被直接导通。另外,第3电极被称作送电装置侧无源电极,第4电极被称作受电装置侧无源电极。
在该结构中,送电装置的有源电极(第1电极)和受电装置的有源电极(第2电极)被电容耦合,送电装置的无源电极(第3电极)和受电装置的无源电极(第4电极)被直接导通并被电阻耦合,从而能够从送电装置向受电装置进行电力传输。
在本发明相关的无线电力传输系统中,优选上述送电装置具有第3电极,该第3电极为长方形状,长边方向与上述载置面平行地沿着上述靠背面而设置,并且处于上述载置面一侧的长边被设置在距上述载置面的距离为D的位置,通过上述电压产生电路在与上述第1电极之间施加电压,上述受电装置具有第4电极,该第4电极为长方形状,长边方向与上述载置面平行地沿着上述支撑面设置,并且处于上述载置面一侧的长边被设置于距上述载置面的距离为D的位置,其中D<L,且在与上述第2电极之间连接了降压电路,在将上述受电装置载置于上述送电装置的情况下,上述第3电极和上述第4电极相接近。
在该结构中,送电装置的有源电极(第1电极)和受电装置的有源电极(第2电极)被电容耦合,送电装置的无源电极(第3电极)和受电装置的无源电极(第4电极)被设置成接近(对置)并被电容耦合,从而能够从送电装置向受电装置进行电力传输。
在本发明相关的无线电力传输系统中,上述送电装置具有:与上述第1电极相对置,通过上述电压产生电路在与上述第1电极之间施加电压的第3电极,上述受电装置具有:与上述第2电极相对置,与上述第2电极之间连接降压电路的第4电极,在将上述受电装置载置于上述送电装置中的情况下,上述第3电极和上述第4电极也可构成为夹在上述第1电极以及上述第2电极的两侧从而产生电容耦合。
在该结构中,由于是第1以及第2电极、第3以及第4电极分别产生电容耦合的方式,因此不需使各电极露出。
在本发明相关的无线电力传输系统中,优选上述送电装置以及上述受电装置分别具有卡合部,在移动了上述受电装置从而上述第1电极以及上述第2电极的对置面积比上述规定状态或者上述旋转状态下的对置面积超过允许范围的情况下,该卡合部互相进行卡合。
在该结构中,通过送电装置以及受电装置所具有的卡合部,能够容易地感知第1电极与第2电极的对置面积超过允许范围地设置受电装置这一状况。由此,用户能够将受电装置以更适当的位置设置于送电装置,能进行稳定的电力传输。
在本发明相关的无线电力传输系统中,上述送电装置以及上述受电装置也可分别具有在将上述受电装置载置于上述送电装置的情况下互相接触的平面,上述送电装置以及上述受电装置中的一个装置的卡合部,具有向上述送电装置以及上述受电装置中的另一个装置突出并离开第1距离而设置于上述平面的两个凸部,上述送电装置以及上述受电装置中的另一个装置的卡合部,具有与上述两个凸部卡合,并离开比上述第1距离短的第2距离而设置于上述平面的两个凹部。
在该结构中,能够使受电装置相对送电装置具有规定距离间隙地进行设置。
在本发明相关的无线电力传输系统中,上述带状电极为短边长度为X、长边长度为Y的长方形状,上述两个电极为一边长度为X的两个正方形状,隔着(Y-X)的长度而沿着上述带状电极的长边方向排列,上述两个凸部以及上述两个凹部分别沿着上述长边方向设置,上述两个凸部间的长度和上述两个凹部间的长度之差为(2Y-X)。
在该结构中,例如在规定状态下,即使受电装置设置为沿着长边方向产生位置偏离,第1电极和第2电极的对置面积也大致相同,能够进行稳定的电力传输,并且如果超过允许范围,则由于两个凸部中的一个凸部与凹部间碰撞,因此用户能够感知超过了能够进行稳定的电力传输的允许设置范围。
在本发明相关的无线电力传输系统中,优选以下结构:上述带状电极为短边长度为X、长边长度为Y的长方形状,上述两个电极为一边长度为X的两个正方形状,隔开(Y-X)的长度并沿着上述带状电极的长边方向的正交方向排列,上述两个凸部沿着上述长边方向的正交方向设置,上述两个凹部沿着上述正交方向设置,上述两个凸部间的长度和上述两个凹部间的长度之差为(Y-X)。
在该结构中,例如在旋转状态下,即使受电装置被设置为沿着长边方向的正交方向产生位置偏离,第1电极与第2电极的对置面积也大致相同,能够进行稳定的电力传输,并且如果超过允许范围,则由于两个凸部中的一个凸部在凹部间碰撞,因此用户能够感知超过了能够进行稳定的电力传输的允许设置范围。
在本发明相关的无线电力传输系统中,优选以下结构:在上述两个凸部之间的平面部分设置有上述第3电极或者上述第4电极中的一个电极,夹在上述两个凹部之间形成的凸部与上述平面部分面接触,在面接触的部分设置有上述第3电极或者上述第4电极中的另一个电极。
在该结构中,在两个凸部中的一个凸部与凹部间发生碰撞的情况下、即、受电装置超过允许范围而设置的情况下,第3电极以及第4电极处于不导通。由此,在不能进行稳定的电力传输的情况下,能够停止电力传输。
在本发明相关的无线电力传输系统中,优选上述受电装置的具有上述第4电极的两个侧面比上述载置面长的结构。
受电装置侧的长度比送电装置的载置面长时,如果不将受电装置设置于适当的位置,则存在受电装置从载置面倒下的可能性。因此,通过设置卡合部,能够感知到超过了允许范围,故而能够防止由于受电装置的重心从送电装置的载置面偏离而导致的受电装置倒下,能够抑制受电装置的破损等。
发明效果
根据本发明,通过使相对置的电极的对置面积与相对于送电装置载置受电装置的朝向无关地保持大致相同,从而能够使电力传输效率不受损,并能够提高相对于送电装置载置受电装置的朝向的自由度。
附图说明
图1为表示专利文献1中所记载的电力传输系统的基本结构的图。
图2A为实施方式1相关的送电装置以及受电装置的立体图。
图2B为实施方式1相关的送电装置以及受电装置的立体图。
图3为表示送电装置以及受电装置中设置的无源电极以及有源电极的图。
图4A为将受电装置载置于送电装置的情况下的无线电力传输系统的等效电路图,在无源电极产生电阻耦合情况下的无线电力传输系统的等效电路图。
图4B为将受电装置载置于送电装置的情况下的无线电力传输系统的等效电路图,在无源电极产生电容耦合的情况下的无线电力传输系统的等效电路图。
图5为受电装置的概略电路图。
图6为用于对送电装置的有源电极进行说明的示意图。
图7为用于对受电装置的有源电极进行说明的示意图。
图8A为用于说明在将受电装置纵向置于送电装置的情况下有源电极以及有源电极的对置面积的图。
图8B为用于说明将受电装置纵向置于送电装置的情况下有源电极以及有源电极的对置面积的图。
图9A为用于说明将受电装置横向置于送电装置的情况下、有源电极以及有源电极的对置面积的图。
图9B为用于说明将受电装置横向置于送电装置的情况下、有源电极以及有源电极的对置面积的图。
图10A为表示根据受电装置的载置状态而发生变化的有源电极的对置面积的图表。
图10B为表示根据受电装置的载置状态而发生变化的有源电极的对置面积的图表。
图11A为说明将受电装置横向放置的情况下的对置面积的变化的示意图。
图11B为说明将受电装置纵向放置的情况下的对置面积的变化的示意图。
图12A为表示设置于受电装置的有源电极的其他结构的示意图。
图12B为表示设置于受电装置的有源电极的其他结构的示意图。
图13A为表示设置于受电装置的有源电极的其他结构的示意图。
图13B为表示设置于受电装置的有源电极的其他结构的示意图。
图14为表示送电装置侧以及受电装置侧的无源电极的其他设置例的图。
图15A为表示送电装置侧以及受电装置侧的无源电极的其他设置例的图。
图15B为表示送电装置侧以及受电装置侧的无源电极的其他设置例的图。
图16为表示受电装置的有源电极的变形例的图。
图17为表示线状电极的变形例的图。
图18为表示实施方式2相关的送电装置以及受电装置的立体图。
图19为用于说明送电装置的凸状部以及受电装置的凸部间的长度的示意图。
图20A为将受电装置纵向置于送电装置的中央的正面图。
图20B为超过设置允许范围将受电装置纵向置于送电装置所得到的正面图。
图21为用于说明送电装置的无源电极以及受电装置的凸部间的长度的示意图。
图22为表示用于在设置允许范围内能可靠地设置受电装置的结构的变形例的图。
具体实施方式
以下,参照附图对本发明相关的无线电力传输系统的最佳实施方式进行说明。
(实施方式1)
本实施方式相关的无线电力传输系统由送电装置和受电装置构成。受电装置为具备二次电池的、例如便携式电子设备。作为便携式电子设备可举出便携式电话机、PDA(Personal Digital Assistant,个人数字助理)、便携式音乐播放器、笔记本型PC(Personal Computer,个人电脑)、数码相机等。送电装置为载置有受电装置,并用于对该受电装置的二次电池进行充电的充电座。
图2A以及图2B为表示将受电装置载置于送电装置中的状态的立体图。送电装置101具有:相对设置面大致处于水平的载置面10A;和相对载置面10A大致处于垂直的靠背面10B。载置面10A中载置有受电装置201,靠背面10B防止所载置的受电装置201的倾倒。
受电装置201具备例如在前面设置有液晶画面201A的大致长方体状的框体。受电装置201按照背面(支撑面)与送电装置101的靠背面10B进行面接触的方式而载置于载置面10A。另外,图2A表示相对于送电装置101将受电装置201纵向放置的状态,图2B表示将受电装置201横向放置的状态。
所谓纵向放置是指使受电装置201的底面朝向下而载置于送电装置101,所谓横向放置是指使受电装置201的侧面朝向下而载置于送电装置101中。在本实施方式中,即使将受电装置201相对于送电装置101纵向放置或者横向放置,也能对受电装置201的二次电池进行充电。
本实施方式相关的送电装置101以及受电装置201分别具备无源电极以及有源电极。在将受电装置201载置于送电装置101时,无源电极之间直接导通,有源电极之间被对置配置。而且,电力经由处于对置配置的有源电极间所产生的电场从送电装置101被传输到受电装置201,受电装置201的二次电池被充电。
图3为表示设置于送电装置101以及受电装置102中的无源电极以及有源电极的图。另外,在图3中图2A以及图2B所示的液晶画面201A省略。
送电装置101的无源电极11为长方形状,按照长边方向与送电装置101的宽度方向一致的方式,沿着载置面10A设置。在受电装置201被载置于送电装置101的情况下,无源电极11设置为一部分或者全部露出以使与后述的受电装置201的无源电极21(或者22,23)直接导通。
送电装置101的有源电极12为长方形状且沿着靠背面10B设置。该有源电极12在载置有受电装置201的情况下,与后述的受电装置201的有源电极24隔着空隙相对置。
受电装置201具备长方形状的三个无源电极21,22,23。无源电极21沿着底面设置,无源电极22,23沿着侧面设置。无源电极21,22,23在将受电装置201载置于送电装置101时,设置为一部分或者全部露出以使与送电装置101的无源电极11直接导通。
例如,在将受电装置201进行了纵向放置的情况下,沿着底面设置的无源电极21与无源电极11直接导通。此外,在将受电装置201进行了横向放置的情况下,沿着侧面设置的无源电极22(或者23)与无源电极11直接导通。
受电装置201的有源电极24沿着背面设置。在将受电装置201纵向放置或者横向放置的情况下,该有源电极24的一部分与有源电极12相对置。关于有源电极24的形状等在后面详细叙述,但即使将受电装置201进行纵向放置或者横向放置,有源电极24也会成为与有源电极12的对置面积大致相同的形状。
另外,在将受电装置201纵向放置或者横向放置于送电装置101的情况下,按照有源电极12和有源电极24相对置的方式决定无源电极11以及无源电极21、22、23的大小以及设置位置,并能适当变更。
图4A为将受电装置201载置于送电装置101的情况下的无线电力传输系统的等效电路图。送电装置101的无源电极11以及有源电极12与由升压变压器TG以及电感器LG构成的升压电路17连接。升压电路17对例如产生100kHz~数10MHz的高频电压的高频电压产生电路OSC所产生的电压进行升压,并施加在无源电极11与有源电极12之间。
在受电装置201的无源电极21、22、23与有源电极24之间连接有由降压变压器TL以及电感器LL所构成的降压电路25。降压变压器TL的次级侧与负载电路RL连接。该负载电路RL由未图示的整流平滑电路以及二次电池构成。
图5为受电装置201的概略电路图。降压变压器TL的初级侧被连接在三个无源电极21、22、23与有源电极24之间。该降压变压器TL的次级侧与负载电路RL连接。三个无源电极21、22、23被公共连接,因此处于相同电位。
在将受电装置201纵向放置或者横向放置的情况下,有源电极12以及有源电极24隔开空隙相接近,并构成电容器C。此外,无源电极11以及无源电极21(或者22、23)相接触并直接导通。另外,图4A所示的无源电极11以及无源电极21(或者22、23)间的电阻r为在无源电极11以及无源电极21(或者22、23)的接触部中构成的接触电阻。
通过将受电装置201载置于送电装置101中,从而如图4A所示那样,构成闭合电路,有源电极12以及有源电极24的两个电极之间进行电场耦合。通过该电场耦合从送电装置101向受电装置201传输电力。其结果,受电装置201的二次电池被充电。
图4A中,有源电极12以及有源电极24隔着空隙而接近,来进行电容耦合。无源电极11以及无源电极21(或者22、23)互相直接接触导通并进行电阻耦合。另一方面,也可是有源电极12以及有源电极24隔着空隙来接近并进行电容耦合,并且无源电极11以及无源电极21(或者22、23)隔着空隙来接近并进行电容耦合。其等效电路示于图4B。
在此,如果着眼于图4A所示的无线电力传输系统的等效电路,则系统全体能够看作由将升压电路17以及降压电路25的各电感器进行了合成的电感器L、电容器C以及接触电阻r构成的串联谐振电路。在采用了电感器以及电容器的串联谐振电路的情况下,表示谐振的峰值的锐度的Q值(Quality factor)能够由以下的式子表示。
[数1]
随着Q值的变大而谐振电路的品质变得优良,电力传输效率提高。因此,根据上式可知使电容器C越小则Q值越大。因此,如果由有源电极12以及有源电极24构成的电容器C变大,即如果有源电极12以及有源电极24的对置面积变大,则Q值变小,电力传输效率也降低。另一方面,如果有源电极12以及有源电极24的对置面积变小,则电场耦合变小,不能得到用于对受电装置201的二次电池进行充电的充足的传输电力。
因此,受电装置201的有源电极24与相对置的送电装置101的有源电极12之间的对置面积,与纵向放置或者横向放置无关,始终为大致相同的对置面积,从而能进行受电装置201的二次电池的高效的充电。
图6为用于对送电装置101的有源电极12进行说明的示意图。图6为将靠背面10B侧作为正面的送电装置101的正面图。此外,在图6中,无源电极11省略图示。另外,在本实施方式中,受电装置201的框体的宽度为长度A。
送电装置101的有源电极12为由长度X的短边和长度Y的长边构成的长方形。有源电极12被设置为:长边成为送电装置101的宽度方向,短边成为送电装置101的高度方向,并位于宽度方向的中央。此外,有源电极12的处于载置面10A一侧的长边被设置在距载置面10A的距离为(A-X)/2的位置。该距离(A-X)/2相当于与本发明相关的距离L。
图7为用于对受电装置201的有源电极进行说明的示意图。图7为从背面侧观察的图,纸面上下方向成为受电装置201的高度方向。此外,在图7中,无源电极21、22、23省略图示。
受电装置201的有源电极24的一边具有长度X的两个正方形电极241、242。该两个正方形电极241、242被平行地排列,成为通过长度(Y-X)的线状电极(连结部)243而连接的结构。线状电极243的宽度没有特别地限定,但在与有源电极12相对置之时,优选与有源电极12之间所产生的电场耦合处于对传输电力不带来影响的程度的范围内。
有源电极24设置为正方形电极241、242在受电装置201的高度方向上排列。此外,有源电极24位于框体宽度方向的中央,并且正方形电极241、242的处于框体侧面一侧的边被设置于距离框体侧面为(A-X)/2的位置。进而,位于底面侧的正方形电极241、242的一方(图7中正方形电极241)设置于距离受电装置201的框体底面为(A-X)/2的位置。换句话说,正方形电极241设置于距受电装置201的框体底面以及两侧面相等距离的位置。
图8A以及图8B为用于对将受电装置201纵向放置于送电装置101的情况下的、有源电极12以及有源电极24的对置面积进行说明的图。图8A表示将受电装置201载置于送电装置101的宽度方向的中央的情况,图8B表示将受电装置201从中央向送电装置101的宽度方向上偏离来载置的情况。此外,在图8A以及图18B中,斜线部分表示有源电极12和有源电极24相对置的面。
有源电极12设置于距载置面10A的高度为(A-X)/2的位置,沿着高度方向的短边成为长度X。此外,有源电极24设置于距受电装置201的框体底面的高度为(A-X)/2的位置,沿着高度方向的一边成为长度X。
因此,如图8A所示,在将受电装置201纵向放置于送电装置101的中央的情况下,有源电极24的正方形电极241的整个面与有源电极12相对置。
此外,如图8B所示,即使将受电装置201在宽度方向上偏离的情况下,如果处于有源电极12的长边的长度Y的范围内,则由于正方形电极241的整个面与有源电极12相对置,因此对置面积与图8A的情况相同。
图9A以及图9B为用于对将受电装置201横向放置于送电装置101的情况下的有源电极12以及有源电极24的对置面积进行说明的图。图9A表示将受电装置201载置于送电装置101的宽度方向的中央的情况,图9B表示将受电装置201从中央向送电装置101的宽度方向偏离来载置的情况。此外,在图9中,斜线部分表示有源电极12和有源电极24相对置的面。
有源电极12被设置于距载置面10A的高度为(A-X)/2的位置,沿着高度方向的短边成为长度X。此外,有源电极24设置于距受电装置201的框体侧面的高度为(A-X)/2的位置,受电装置201的宽度方向、即横向放置的情况下成为送电装置101的高度方向的一边成为长度X。此外,正方形电极241、242远离长度(Y-X)。
如图9A所示,在将受电装置201横向放置于送电装置101的中央的情况下,有源电极24的正方形电极241和有源电极12之间的对置面积成为X(X/2)。此外,有源电极24的正方形电极242与有源电极12之间的对置面积成为X(X/2)。即有源电极12和有源电极24的对置面积成为X2,与在正方形电极241(或者242)的整个面和有源电极12相对置的情况下的面积相同。
此外,如图9B所示,在将受电装置201在送电装置101的宽度方向上偏离的情况下,如果处于有源电极12的长边的长度Y的范围内,则有源电极24与有源电极12相对置的面积与图9A的情况相同。
以上,在将受电装置201载置于送电装置101并进行电力传输时,即使将受电装置201相对于送电装置101纵向放置或者横向放置,有源电极12与有源电极24的对置面积也成为X2。此外,在进行充电时,即使从送电装置101的宽度方向的中央沿宽度方向上偏离少许位置来载置受电装置201,有源电极12与有源电极24的对置面积也成为X2。
因此,即使将受电装置201纵向放置或者横向放置于送电装置101,有源电极12和有源电极24的对置面积也不会较大地变动,因此不会使电力传输效率降低,所传输的电力不会降低。由此,在充电时,能够减轻必须将受电装置201正确地载置于送电装置101的规定位置的麻烦程度。
图10A以及图10B为表示根据受电装置201的载置状态而发生变化的有源电极的对置面积的图表。图10A为送电装置侧以及受电装置侧的有源电极均为长方形状的情况下的图表。图10B为本实施方式的有源电极12以及有源电极24的情况下的图表。此外,图10A以及图10B设将受电装置201载置于送电装置101的宽度方向的中央的情况下(参照图8B)的位置偏离为0,横轴表示距中央位置的位置偏离,纵轴表示有源电极间的对置面积。
如图10A所示,可知:在将送电装置侧以及受电装置侧的有源电极设为长方形状的情况下,将受电装置纵向放置时和横向放置时的对置面积产生较大不同。另一方面,在本实施方式相关的有源电极12以及有源电极24的情况下,纵向放置以及横向放置的对置面积均大致相同。
如以上说明那样,在本实施方式中,即使将受电装置201相对送电装置101纵向放置或者横向放置,也能使有源电极12以及有源电极24的对置面积大致相同。由此,不会使电力传输效率或传输电力量受损,能够提高相对于送电装置101载置受电装置201的载置朝向的自由度。
另外,无线电力传输系统的具体结构等能适当进行设计变更,上述的实施方式中记载的作用以及效果只不过是例举了本发明中所产生的最佳作用以及效果,本发明的作用以及效果并不限定于上述的实施方式中记载的内容。
在本实施方式中,充电时的送电装置101的有源电极12与受电装置201的有源电极24的对置面积完全相同,但即使对置面积在50%程度的范围内发生变化也能从送电装置101向受电装置201进行稳定的供电。以下,对对置面积发生变化的情况下的受电装置201的有源电极24的形状的变形例进行说明。
图11A为对将受电装置201进行了横向放置的情况下的对置面积的变化进行说明的示意图。图11B为对将受电装置201进行了纵向放置的情况下的对置面积的变化进行说明的示意图。图11A以及图11B中,送电装置101侧的有源电极12为具有25mm的短边以及50mm的长边的长方形状。受电装置201侧的有源电极24为,以具有30mm的长度的线状电极将一边为20mm的正方形电极24A和具有25mm的短边以及27mm的长边的长方形电极24B相连结的形状。
在图11A中对以横向放置的受电装置201的正方形电极24A的全体与送电装置101的有源电极12相对置的位置作为基准,在送电装置101的宽度方向上可动范围为20mm的情况、25mm的情况进行图示。
在受电装置201的有源电极24为基准位置的情况下(图11A的上图),对置面积为400mm2。另外,设线状电极243和有源电极12的对置面积可忽略。在使受电装置201移动20mm的情况下(图11A的中图),对置面积为500mm2,比基准位置大25%程度。在使受电装置201移动25mm的情况下(图11A的下图),对置面积为625mm2,比基准位置大32%程度。
此外,在图11B中,对以纵向放置的受电装置201的长方形电极24B的全体与送电装置101的有源电极12相对置的位置作为基准,在送电装置101的宽度方向上可动范围为30mm的情况进行图示。基准位置的情况下(图11B的上图),对置面积为675mm2。在使受电装置201移动30mm的情况下(图11B的下图),对置面积也为675mm2。但是,比横向放置的基准位置(图11A的上图)大44%程度。
通过以上的结构,送电装置101的有源电极12和受电装置201的有源电极24的对置面积变化50%程度。在这种情况下,也能从送电装置101向受电装置201进行稳定的电力传输。在本发明中,有源电极12、24的对置面积大致相同,但该50%的值为“大致相同”的允许范围。此外,有源电极24的长方形电极24B的面积大,因此能增大与有源电极12的电场耦合。此外,在进行了纵向放置的情况下,位于长方形电极24B上的正方形电极24A比长方形电极24B小,因此能够减小成为传输效率降低的原因的与无源电极之间的寄生电容,进行高效地进行电力传输。
另外,图11A、11B所示的长方形电极24B中位于与正方形电极24A之间的排列方向上的一边的长度为25mm。该长度为正方形电极24A的一边的长度20mm的1.25倍之长度。因此,长方形电极24B处于正方形电极24A的一边的长度的1.1倍到1.25倍的范围内即可。
图12A、图12B、图13A以及图13B为表示设置于受电装置201的有源电极的其他结构的示意图。图12A以及图13A表示将受电装置201进行了纵向放置的状态,图12B以及图13B表示将受电装置201进行了横向放置的状态。
如图12A所示,也可使图7中所说明的有源电极24的正方形电极242还与正方形电极244平行排列,成为通过与线状电极243相同的线状电极245使正方形电极242、244相连结的结构。在该情况下,如图12B所示们那样,在将受电装置201进行了横向放置的情况下,即使送电装置101的宽度方向(长方形状的有源电极12的长边方向)上位置偏离较大也能使对置面积相同。
此外,如图13A以及图13B所示那样,也可使正方形电极246、247相对于图7中所说明的有源电极24的正方形电极241、242在相同方向侧平行排列,成为使正方形电极241、246、正方形电极242、247、正方形电极246、247分别由与线状电极243相同的线状电极248、249、250连结的结构。在该情况下,如图13A所示那样,在将受电装置201纵向放置的情况下,即使送电装置101的宽度方向(长方形状的有源电极12的长边方向)上的位置偏离大也能使对置面积相同。
进而,在上述的实施方式中,送电装置101的无源电极11被设置于载置面10A,受电装置201的无源电极21、22、23被设置于框体底面以及侧面,但并不限定于该结构。
图14、图15A以及图15B为表示送电装置侧以及受电装置侧的无源电极的其他的设置例的图。
图14为送电装置101以及受电装置201的侧面图。在将受电装置201载置于送电装置101的情况下,因送电装置的有源电极12和受电装置的有源电极24隔着空隙接近,从而该两个电极之间进行电场耦合。而且,送电装置的无源电极13、送电装置的有源电极12、受电装置的有源电极24以及受电装置的无源电极26被互相平行地配置。图14中,送电装置的无源电极13和受电装置的无源电极26与图3不同,不进行电阻耦合而进行电容耦合。使送电装置101的有源电极12和受电装置201的有源电极24进行电容耦合,通过使送电装置101的无源电极26和受电装置201的无源电极13进行电容耦合能够从送电装置101向受电装置201进行电力传输。
虽然没有图示,但在送电装置侧的两个电极间连接电压产生电路。将两个电极中产生相对高的电压的一侧称作送电装置侧的有源电极,将产生相对低的电压的一侧称作送电装置侧的无源电极。在受电装置侧的两个电极间连接负载电路。将两个电极中产生相对高的电压的一侧称作受电装置侧的有源电极,将产生相对低的电压的一侧称作受电装置侧的无源电极。无源电极13比有源电极12的面积大,形状例如为长方形。
此外,在受电装置201中,无源电极26沿着受电装置201的前面设置。此外,无源电极26与设置在背面侧的有源电极24平行地设置。无源电极26比有源电极24大,形状为例如长方形。该无源电极26按照与送电装置101侧的无源电极13相对置的方式设置。
图15A表示送电装置101,图15B表示受电装置201。在将受电装置201载置于送电装置101的情况下,图15A的送电装置的有源电极12和图15B的受电装置的有源电极24隔着空隙而接近。图15A的送电装置101的无源电极14和图15B的受电装置201的无源电极271、272、273均隔着空隙而接近。送电装置的有源电极12和图15B的受电装置的有源电极24与图3同样进行电容耦合。
图15A的送电装置101的无源电极14和图15B的受电装置201的无源电极271、272、273与图3不同,不进行电阻耦合而进行电容耦合。
在送电装置侧的有源电极和送电装置侧的无源电极之间连接电压产生电路。在受电装置侧的有源电极和受电装置侧的无源电极之间连接负载电路。通过使送电装置的有源电极和受电装置的有源电极电容耦合,送电装置的无源电极和受电装置的无源电极电容耦合,从而能够从送电装置向受电装置进行电力传输。
送电装置101的无源电极14为长方形状,长边方向与送电装置101的宽度方向一致,并且设置于比有源电极12更靠近载置面10A侧的位置。此外,无源电极14按照处于载置面10A侧的长边处于距载置面10A的距离为D(D<L)的位置的方式进行设置。
受电装置201的无源电极271、272、273的长度为例如与有源电极24相同的长度,宽度具有与无源电极14相同的宽度。
无源电极271的长边方向与受电装置201的框体宽度方向一致,并且位于框体宽度方向的中央。无源电极271的成为框体底面侧的长边被设置为处于距框体底面为距离D的位置。
无源电极272、273的长边方向与受电装置201的高度方向一致,并且在高度方向上设置于与有源电极24相同的位置。此外,无源电极272、273在框体宽度方向上被左右对称地设置,处于框体侧面侧的长边被设置在距框体侧面的距离为D的位置。
通过如上那样构成,即使将受电装置201相对于送电装置101纵向放置或者横向放置,无源电极14和无源电极271、272、273也隔着空隙进行电容耦合。
另外,在送电装置101以及受电装置201中,与有源电极配置于同一平面的无源电极的形状或大小能适当变更。
图16为表示受电装置201的有源电极的变形例的图。图16中表示5个变形例。此外,图16中的Y与送电装置101的有源电极12的长边的长度Y相同,成为构成有源电极24的两个电极的中心部间的距离。有源电极24具有两个电极,在与有源电极12相对置的情况下,各电极与有源电极12的对置面积的总计值与有源电极24的一个电极的面积大致相等。例如如果从图16的上图开始依次进行说明,则有源电极24既可以是按照两个三角形处于相同方向的方式排列而成的构成,还可以是两个菱形排列而成的构成。进而,既可以是取R状角、或者角去掉以后的正方形状的两个电极排列而成的构成,也可以是具有长边以及短边的长方形状的两个电极排列而成的构成。
进而,将构成受电装置201的有源电极的两个正方形电极241、242进行连结的线状电极也可不是直线状。图17为表示线状电极的变形例的图。如果从图17的上图依次进行说明,则线状电极既可为在相对于两个正方形电极241、242倾斜的方向上延伸的形状,也可为在中央部分弯折的形状。此外,还可为大致弯折为90度的U字状。
(实施方式2)
以下对实施方式2进行说明。在实施方式1中,在受电装置201在送电装置101的宽度方向上偏离的情况下,也能进行稳定的电力传输,与此相对地,在本实施方式中,在送电装置101的宽度方向上超过了允许设置受电装置201的范围(能进行稳定的电力传输的设置受电装置101的范围)的情况下停止电力传输,进而能够使用户感知到超过了设置允许范围。
图18为表示实施方式2相关的送电装置101以及受电装置201的立体图。在设置了无源电极21的受电装置201的框体底面设置有凸部21A、21B。凸部21A、21B分别为长方体形状,两个成为一组。凸部21A、21B的长边方向与无源电极21的长边方向正交,并且设置夹在无源电极21的两侧。
在载置有受电装置201的送电装置101的载置面10A中设置有两个凹坑部10E、10F。在载置面10A的凹坑部10E、10F之间的部分(以下称作凸状部)10G中配置有送电装置101的无源电极15。在将受电装置201载置于送电装置101的情况下,凸部21A、21B位于凹坑部10E、10F,在使受电装置201在送电装置101的宽度方向上移动时,凸部21A、21B与凸状部10G的侧壁接触。由此,能够感知受电装置201的设置允许范围。凸部21A、21B间的长度和凹坑部10E、10F间的长度的差为可动范围。
在设置了无源电极23的受电装置201的框体侧面设置有凸部23A、23B。凸部23A大致为长方体形状,且两个构成一组,该两个凸部沿着无源电极23的长边方向的正交方向排列,并且按照夹持无源电极23的方式设置。凸部23B与凸部23A同样,两个凸部沿着无源电极23的长边方向的正交方向排列,并且按照夹持无源电极23的方式设置。另外,虽然没有图示,但在设置了无源电极22的受电装置201的框体侧面设置有与凸部23A、23B同样的凸部。
送电装置101的无源电极15为板状,并设置于载置面10A的凸状部10G。凸状部10G的两端的凹坑部10E、10F与凸部21A、21B或者凸部23A、23B相卡合。该凸状部10G的高度与受电装置201的凸部21A、21B以及凸部23A、23B的高度相同,或者比这些高度高。此外,无源电极15的长度比凸部21A、21B间、以及凸部23A、23B间的长度长。因此,在将受电装置201设置于送电装置101的载置面10A的情况下,设置于送电装置101的凸状部10G上的无源电极15和受电装置201的无源电极21、23直接导通。另外,在图18中,也可将凸状部10G的表面全体设为无源电极15。此外,在图18中,也可采用由金属平板构成的无源电极15来形成凸状部10G。
以下,针对凸部21A、21B间的长度、凸部23A、23B间的长度、以及凸状部10G的长度进行说明。本实施方式中,送电装置101的有源电极12与图6中所说明的结构相同,受电装置201的有源电极24与图7所说明的结构相同。
图19为用于对送电装置101的凸状部10G以及受电装置201的凸部21A、21B间的长度进行说明的示意图。图19表示在设置允许范围内将受电装置201在送电装置101的宽度方向上最大限度地偏离设置的状态。
送电装置101的凸状部10G被设置为中心与送电装置101的宽度方向的中心一致。此外,凸状部10G设置为与受电装置201的凸部21A、21B的高度相同,或者比凸部21A、21B的高度更高。通过该结构,无源电极之间保持导通状态,能够使受电装置201相对于送电装置101的宽度方向移动。
只要使受电装置201的凸部21A、21B间的长度(第1距离)和送电装置101的凸状部10G的长度(凹坑部10E、10F间的长度(第2距离))的差设为(Y-X)即可。即该差的值(Y-X)为可动范围,能够使受电装置201在送电装置101的宽度方向上移动。通过将可动范围限制于(Y-X),从而能够使正方形电极241的整个面和有源电极12之间的对置面积不变。
如实施方式1的图8A以及图8B所说明的那样,在将受电装置201纵向放置于送电装置101的中央的情况下,有源电极24的正方形电极241的整个面与有源电极12相对置。而且,即使在将受电装置201在送电装置101的宽度方向上偏离长度(Y-X)/2的情况下,由于正方形电极241的整个面与有源电极12相对置,因此对置面积不变,即使在送电装置101的宽度方向上进行偏离设置也能进行稳定的电力传输。
图20A为表示将受电装置201纵向放置于送电装置101的中央的正面图,图20B为表示超过设置允许范围并将受电装置201纵向放置于送电装置101的正面图。
如图20A所示,在将受电装置201纵向放置于送电装置101的中央的情况下,送电装置101的凸状部10G位于凸部21A、21B间,与受电装置201的无源电极21直接导通,从送电装置101向受电装置201进行稳定的电力传输。此时,凸部21A、21B分别在与凸状部10G之间具有(Y-X)/2的长度的间隙。因此,即使使受电装置201在送电装置101的宽度方向上移动(Y-X)/2,有源电极24的正方形电极241和有源电极12的对置面积也不变,此外凸部21A、21B不会与凸状部10G碰撞。
另一方面,如图20B所示那样,在超过设置允许范围来使受电装置201在送电装置101的宽度方向上移动的情况下,即有源电极24的正方形电极241和有源电极12的对置面积产生变化(变小的)情况下,因凸部21A、21B与凸状部10G发生碰撞,从而无源电极21以及凸状部10G上的无源电极15处于不导通,因此不能进行电力传输。如上那样,在送电装置101的有源电极12和受电装置201的有源电极24的对置面积变小而传输电力降低的情况下,能够将无源电极21以及凸状部10G上的无源电极15设为非导通来停止电力传输。此外,用户由于感觉到凸部21A、21B所引起的不适感,因此能够判断出超过了受电装置201的允许设置位置。
图21为用于说明送电装置101的凸状部10G以及受电装置201的凸部23A、23B间的长度的示意图。只要使受电装置201的凸部23A、23B间的长度和送电装置101的凸状部10G的长度(凹坑部10E、10F间的长度)之差为(2Y-X)即可。即该差的值(2Y-X)为可动范围,能够使受电装置201在送电装置101的宽度方向上移动。通过将可动范围限制于(2Y-X),从而能够使正方形电极241的整个面和有源电极12的对置面积不变。
在该情况下,虽然没有图示,但在将受电装置201横向放置于送电装置101的中央的情况下,送电装置101的凸状部10G位于凸部23A、23B之间,与受电装置201的无源电极21直接导通,从送电装置101向受电装置201进行稳定的电力传输。此时,凸部23A、23B分别与凸状部10G之间具有(2Y-X)的长度的间隙。因此,如果使受电装置201在送电装置101的宽度方向上超过(2Y-X)/2来移动,则凸部23A、23B与凸状部10G碰撞。其结果,无源电极21或者无源电极23与无源电极15之间未导通,因此不进行电力传输。此外,由于用户感觉到凸部23A、23B所引起的不适感,因此能够判断出超过了受电装置201的允许设置位置。
另外,将凸部21A、21B或者凸部23A、23B设置于送电装置101侧,在受电装置201侧也可形成相当于与凸部21A、21B相碰撞的凸状部10G的凸部。此外,在本实施方式中,在设置了无源电极21、23的受电装置201的框体底面以及侧面设置有凸部,但也可仅在某一个面设置凸部。此外,凸部21A、21B也可只设置任一个,凸部23A、23B也可只设置任一个。
此外,用于在设置允许范围内能够可靠地设置受电装置201的结构并不限定于上述的实施方式的形状、凸部21A、21B或者凸部23A、23B的間隔、凸状部10G的长度,也可适当变更。即设置允许范围既可以扩大也可以缩小上述范围。图22为表示用于在设置允许范围内能可靠地设置受电装置201的结构的变形例的图。图22中,只图示了设置有无源电极21的受电装置201的框体底面、以及送电装置101的载置面10A,其他省略。
如图22所示那样,在受电装置201的框体底面形成包围无源电极21的突起包围部211,设送电装置101的载置面10A为凸状,在受电装置201装载时,凸部10D也可成为进入到突起包围部211的内侧的结构。在这种情况下,在凸部10D中设置有无源电极15。此外,在受电装置201超过设置允许范围而设置时,送电装置101的宽度方向上的凸部10D的长度为突起包围部211与凸部10D碰撞的长度。
另外,在图22中,凸部10C、10D的表面全体也可为无源电极。
此外,在图14中所示的无源电极产生电容耦合的情况下,也可设置凸部21A、21B等。在这种情况下,例如在载置面10A中设置凸部21A、21B碰撞的凸部等,在受电装置201超过了设置允许范围的情况下如果凸部21A、21B与凸部碰撞,则无源电极之间不对置,从而不会引起电容耦合,能够使电力传输停止。
符号说明
10A-载置面
10B-靠背面
11-无源电极(第3电极)
12-有源电极(第1电极)
21、22、23-无源电极(第4电极)
24-有源电极(第2电极)
101-送电装置
201-受电装置
Claims (17)
1.一种无线电力传输系统,具备:
送电装置,具有第1电极、以及与该第1电极连接的电压产生电路;和
受电装置,具有第2电极、与该第2电极连接的降压电路、以及将该降压电路的输出电压作为电源电压输入的负载电路,
在以规定状态相对于上述送电装置载置了上述受电装置的情况下,通过将上述第1以及第2电极对置设置,从而从上述送电装置向上述受电装置传输电力,
上述无线电力传输系统的特征在于,
在将上述受电装置以沿着对置面从上述规定状态大致旋转了90度的旋转状态而载置于上述送电装置的情况下、与以上述规定状态相对于上述送电装置而载置上述受电装置的情况下,上述第1电极以及第2电极的对置面积处于大致相同。
2.根据权利要求1所述的无线电力传输系统,其特征在于,
上述第1电极以及第2电极中的一个电极具有包含长轴以及短轴的带状电极,
上述第1电极以及第2电极中的另一个电极具有:中心部间隔上述长轴的长度而排列的两个电极、以及连结该两个电极的连结部,
上述两个电极分别为如下形状:即,在排列方向与上述长轴的方向一致的情况下,上述两个电极与上述带状电极之间的对置面积的总计值与上述两个电极中的一个电极的面积大致相同。
3.根据权利要求2所述的无线电力传输系统,其特征在于,
上述带状电极为具有长边以及短边的长方形状,
上述两个电极分别为将上述短边作为一边的正方形状,并且排列成使与对方相对置的一边彼此平行。
4.根据权利要求2所述的无线电力传输系统,其特征在于,
上述带状电极为具有长边以及短边的长方形状,
上述两个电极为具有上述短边的长度的边的长方形电极、以及一边比上述长方形电极的各边短的正方形电极,
上述正方形电极以及上述长方形电极被排列成使面对对方的一边彼此平行。
5.根据权利要求4所述的无线电力传输系统,其特征在于,
上述长方形电极的沿着排列方向的边的长度为上述正方形电极的一边的长度的1.1到1.25倍。
6.根据权利要求2~5中任一项所述的无线电力传输系统,其特征在于,
上述送电装置具有:载置上述受电装置的载置面、以及支撑载置于该载置面的上述受电装置并相对上述载置面处于垂直的靠背面,
上述第1电极为长方形状,长边方向与上述载置面平行地沿着上述靠背面设置,并且处于上述载置面一侧的长边被设置在距上述载置面的距离为L的位置,
上述受电装置具有在被载置于上述载置面的情况下与上述靠背面进行面接触,并且被上述靠背面支撑的长方形状的支撑面,如果将该支撑面的四边中的任一边设为第一边,则在按照该第一边相对上述载置面处于平行的方式将上述受电装置载置于上述送电装置的情况下,
上述第2电极按照上述两个电极在与上述支撑面的上述第一边相平行的方向上进行排列的方式,与上述载置面平行地设置,并且上述两个电极的处于上述载置面一侧的各个边被设置于距上述载置面的距离为L的位置。
7.根据权利要求2~6中任一项所述的无线电力传输系统,其特征在于,
在按照上述支撑面的上述第一边延伸的方向相对于上述载置面正交的方式将上述受电装置载置于上述送电装置的情况下,
上述第2电极按照上述两个电极在上述支撑面的上述第一边的方向上进行排列的方式,沿着与上述载置面正交的方向设置,并且上述两个电极中处于上述载置面一侧的电极的、处于上述载置面一侧的一边被设置在距上述载置面的距离为L的位置。
8.根据权利要求7所述的无线电力传输系统,其特征在于,
上述两个电极的上述长方形电极处于上述载置面一侧。
9.根据权利要求6~8中任一项所述的无线电力传输系统,其特征在于,
上述送电装置具有第3电极,该第3电极沿着上述载置面设置并通过上述电压产生电路在与上述第1电极之间施加电压,
上述受电装置具有第4电极,该第4电极设置在与上述支撑面相邻的四个侧面中互相对置的至少两个二侧面上、并在与上述第2电极之间连接降压电路,
在将上述受电装置载置于上述送电装置的情况下,上述第3电极和上述第4电极被直接导通。
10.根据权利要求6~8中任一项所述的无线电力传输系统,其特征在于,
上述送电装置具有第3电极,该第3电极为长方形状,长边方向与上述载置面平行地沿着上述靠背面而设置,并且处于上述载置面一侧的长边被设置在距上述载置面的距离为D的位置,通过上述电压产生电路在与上述第1电极之间施加电压,
上述受电装置具有第4电极,该第4电极为长方形状,长边方向与上述载置面平行地沿着上述支撑面设置,并且处于上述载置面一侧的长边被设置于距上述载置面的距离为D的位置,且在与上述第2电极之间连接了降压电路,其中D<L,
在将上述受电装置载置于上述送电装置的情况下,上述第3电极和上述第4电极相接近。
11.根据权利要求6~8中任一项所述的无线电力传输系统,其特征在于,
上述送电装置具有与上述第1电极相对置,通过上述电压产生电路在与上述第1电极之间施加电压的第3电极,
上述受电装置具有与上述第2电极相对置、且在与上述第2电极之间连接降压电路的第4电极,
在将上述受电装置载置于上述送电装置的情况下,
上述第3电极和上述第4电极夹在上述第1电极以及上述第2电极的两侧从而产生电容耦合。
12.根据权利要求1~11中任一项所述的无线电力传输系统,其特征在于,
上述送电装置以及上述受电装置分别具有卡合部,在移动了上述受电装置从而上述第1电极以及上述第2电极的对置面积比上述规定状态或者上述旋转状态下的对置面积超过允许范围的情况下,该卡合部互相进行卡合。
13.根据权利要求11所述的无线电力传输系统,其特征在于,
上述送电装置以及上述受电装置分别具有在上述送电装置载置了上述受电装置的情况下互相接触的平面,
上述送电装置以及上述受电装置中的一个装置的卡合部,具有向上述送电装置以及上述受电装置中的另一个装置突出并离开第1距离而设置于上述平面的两个凸部,
上述送电装置以及上述受电装置中的另一个装置的卡合部,具有与上述两个凸部卡合,并离开比上述第1距离短的第2距离而设置于上述平面的两个凹部。
14.根据权利要求13所述的无线电力传输系统,其特征在于,
上述带状电极为短边长度为X、长边长度为Y的长方形状,
上述两个电极为一边长度为X的两个正方形状,隔着(Y-X)的长度而沿着上述带状电极的长边方向排列,
上述两个凸部以及上述两个凹部分别沿着上述长边方向设置,
上述两个凸部间的长度和上述两个凹部间的长度之差为(2Y-X)。
15.根据权利要求13所述的无线电力传输系统,其特征在于,
上述带状电极为短边长度为X、长边长度为Y的长方形状,
上述两个电极为一边长度为X的两个正方形状,隔开(Y-X)的长度并沿着上述带状电极的长边方向的正交方向排列,
上述两个凸部沿着上述长边方向的正交方向设置,
上述两个凹部沿着上述正交方向设置,
上述两个凸部间的长度和上述两个凹部间的长度之差为(Y-X)。
16.根据权利要求12~15中任一项所述的无线电力传输系统,其特征在于,
在上述两个凸部间的平面部分设置有上述第3电极或者上述第4电极中的一个电极,
夹在上述两个凹部之间形成的凸部与上述平面部分面接触,在面接触的部分设置有上述第3电极或者上述第4电极中的另一个电极。
17.根据权利要求11~16中任一项所述的无线电力传输系统,其特征在于,
具有上述受电装置的上述第4电极的两个侧面比上述载置面长。
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Granted publication date: 20160323 Termination date: 20210926 |