CN105027385B - 供电装置及非接触供电系统 - Google Patents

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Abstract

供电装置（S）包括：逆变器电路（3）；谐振电路（4），与所述逆变器电路（3）连接，以非接触方式向受电装置（R）传输交流电力；以及开关控制部（7），以使构成所述逆变器电路（3）、或者所述谐振电路（4）的特定元件的端子间电压不超过既定极限值的方式，对控制构成所述逆变器电路（3）的各个开关元件的导通和截止的各个开关信号的参数进行调整。

Description

供电装置及非接触供电系统
技术领域
本发明涉及供电装置及非接触供电系统。
本申请基于2013年6月14日在日本申请的日本特愿2013－125855号主张优先权，并将其内容引用于此。
背景技术
在专利文献1中，公开了能够简化供电装置及受电装置的非接触供电系统。该非接触供电系统中，供电装置推断自身的一次自谐振线圈与受电装置的二次自谐振线圈的距离，并根据该距离控制供电，因此无需通过与受电装置进行通信而推断该距离。即，由于不需要通信功能，所以能够与受电装置一起简化结构。另外，作为关联技术，在专利文献2中，公开了在受电装置侧的负载处于开路状态的情况下、或在以低负载状态使用的情况下，能够谋求防止受电装置的部件的破坏、或防止该部件的发热的非接触电力装置。负载检测/送电控制装置检测应该与受电装置连接的负载是否为无负载或低负载，在其为无负载或低负载时，使送电装置的振荡电路的振荡频率下降到既定值。由此，能够降低受电装置的输出电压，并能防止该负载的异常导致的弊端。进而，作为其他关联技术，在专利文献3中，公开了这样技术，即，在负载的电平变动的情况下，也能使谐振电压VC恒定，因此能够使之不会超过FET等的耐压电平，并能防止部件的电压破坏、寿命的恶化等。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2010－252446号公报
专利文献2：日本特开2005－006459号公报
专利文献3：日本特开平08－080042号公报。
发明内容
发明要解决的课题
上述现有技术中，供电装置通过谐振用线圈（上述一次自谐振线圈）、谐振用电容器、或者用作为滤波器的电抗器等的多个元件构成。关于这些元件在量产时每个制品棒会发生特性偏差、伴随使用环境的温度变化会发生特性偏差，或者关于谐振用线圈根据与配置在设置场所周围的铝等的磁通屏蔽材料的距离发生电感的变化。因此，在上述现有技术中，电路的特性会发生变化，有可能对各元件施加未预料的电压而破损。
本发明鉴于上述的情况而构思，目的在于防止元件的破损。
用于解决课题的方案
本发明的第1方式是一种供电装置，包括：逆变器电路；谐振电路，与所述逆变器电路连接，以非接触方式向受电装置传输交流电力；以及开关控制部，以使构成所述逆变器电路或者所述谐振电路的特定元件的端子间电压不超过既定极限值的方式调整各个开关信号的参数，所述各个开关信号的参数对构成所述逆变器电路的各个开关元件的导通和截止进行控制。
本发明的第2方式是一种供电装置，包括：电压转换器，被供给基于从外部供给的电力的电力；逆变器电路，与所述电压转换器连接；谐振电路，与所述逆变器电路连接，以非接触方式向受电装置传输交流电力；以及开关控制部，以使构成所述电压转换器电路、所述逆变器电路或者所述谐振电路的特定元件的端子间电压不超过既定极限值的方式，控制所述电压转换器或所述逆变器，所述开关控制部以使所述端子间电压不超过既定极限值的方式，至少进行对所述电压转换器的变压比的调整、或各个开关信号的参数的调整，所述各个开关信号的参数对构成所述逆变器电路的各个开关元件的导通和截止进行控制。
本发明的第3方式是一种非接触供电系统，包括：供电装置，该供电装置具有：逆变器电路、与所述逆变器电路连接并以非接触方式向受电装置传输交流电力的第1谐振电路、以及以使构成所述逆变器电路或者所述谐振电路的特定元件的第1端子间电压不超过既定极限值的方式调整各个开关信号的参数的开关控制部，所述各个开关信号的参对构成所述逆变器电路的开关元件的各自的导通和截止进行控制；第2谐振电路，以非接触方式从供电装置接受所述交流电力；以及整流电路，与所述谐振电路连接，并向电池供给电力。
发明效果
依据本发明，能够通过使供电装置的元件的端子间电压不超过极限值的控制来防止元件的破损。
附图说明
图1是示出本发明的一个实施方式所涉及的非接触供电系统的功能结构的框图。
图2是示出本发明的一个实施方式所涉及的非接触供电系统的动作的特性图。
图3是示出本发明的一个实施方式所涉及的非接触供电系统的供电装置的逆变器电路的结构的图。
图4是示出本发明的一个实施方式所涉及的非接触供电系统的供电装置的逆变器电路的开关的定时的图。
图5是示出本发明的一个实施方式所涉及的非接触供电系统的供电装置的逆变器电路的开关的定时的图。
图6是示出本发明的一个实施方式所涉及的非接触供电系统的供电装置的逆变器电路中的臂（leg）的与开关的相位差对应的电力变化的图。
具体实施方式
＜第1实施方式＞
以下，参照附图，对本发明的第一实施方式进行说明。本实施方式所涉及的非接触供电系统的概要构成公开于图1中。另外供电装置S的一部分的详细记载于图3中。
本实施方式所涉及的非接触供电系统，如图1所示，由供电装置S和受电装置R构成。另外，如图所示，供电装置S包括整流电路1、斩波器电路2（电压转换器）、逆变器电路3、谐振电路4，通信部5、电压计测部6及开关控制部7。另一方面，受电装置R包括谐振电路11、整流电路12、电压计测部13、通信部14及控制部15。
此外，通信部5是本实施方式中的接收单元。另外，通信部14是本实施方式中的发送单元。另外，开关控制部7是本实施方式中的控制单元。
供电装置S是固定配置在设于地上的供电设施，并以非接触方式向移动体供给交流电力的装置，向电池B（负载）供给直流电力。上述供电设施是设有一个或多个移动体的停车空间的设施，具备与停车空间的个数相当的供电装置S。另一方面，受电装置R是上述移动体所具备的、将从供电装置S供给的交流电力置换为直流电力并蓄电的装置。此外，上述移动体是例如电动汽车、混合动力汽车等需要来自外部的受电的车辆。
供电装置S中的整流电路1例如为二极管电桥，对从外部的商用电源供给的商用电力（例如单相100伏特，50Hz）进行全波整流而向斩波器电路2输出。从该整流电路1供给斩波器电路2的电力（全波整流电力），是正弦波状的商用电力在零交点折返而单极性（例如正极性）的脉动电流。
斩波器电路2通过开关控制部7控制开关动作，从而调整自己的输出电压而向逆变器电路3输出。具体而言，作为斩波器电路2的一个例子，有如图3所示的升压斩波器电路2。此外，斩波器电路2也可为升降压斩波器电路，但是在此利用升压斩波器电路的例子进行说明。斩波器电路2包含：线圈21；与线圈21连接并且基于来自开关控制部7的控制信号（开关信号）进行导通和截止的动作的晶体管23（开关元件）；与线圈21连接的二极管22；以及与二极管22连接的电容器24。开关控制部7向斩波器电路2所包含的晶体管23（开关元件）输出开关信号。开关元件根据来自开关控制部7的开关信号重复导通和截止。其结果是，在线圈21产生电动势，对斩波器电路2的输入电压被升压。另外，被线圈21升压的电压被电容器24平滑化，作为直流电压而向后级的逆变器电路3输出。如果简单地记载，则该斩波器电路2为升压斩波器电路或升降压斩波器，将从整流电路1输入的电力升压或者升降压而输出。但是，从该斩波器电路2输出的电力，通过斩波器电路2内的线圈21的作为电感器的功能以及电容器24的作为平滑电容器的功能，成为作为脉动电流的全波整流电力被充分地平滑化的直流电力。
另外，该斩波器电路2通过开关控制部7控制开关动作，从而也作为功率因数校正电路（PFC：Power Factor Correction）发挥功能。即，斩波器电路2以比该全波整流电力的频率充分高的频率以全波整流电力的零交点为基准对全波整流电力进行开关，从而扩大全波整流电力的电流的流通期间而改善功率。此外，一般众所周知斩波器电路作为功率因数校正电路发挥功能，因此在此对于斩波器电路2的功率因数校正原理省略详细的说明。
逆变器电路3通过开关控制部7控制开关动作，从而将斩波器电路2供给的直流电力轮换为特定频率（传输频率）的交流电力而向谐振电路4输出。例如，也可为图3中记载的电路。为了清晰地说明逆变器电路3的原理，利用图3中记载的电路进行具体说明。逆变器电路3包含串联连接的晶体管31及32和串联连接的晶体管33及34。晶体管31及32形成一个臂（第1臂），晶体管33及34形成另一臂（第2臂）。对晶体管31从开关控制部7输入开关信号S1。对晶体管32从开关控制部7输入开关信号S2。对晶体管33从开关控制部7输入开关信号S3。对晶体管34从开关控制部7输入开关信号S4。此外，晶体管是双极晶体管、场效应晶体管等的能够构成逆变器电路的晶体管即可。另外二极管35～38是反馈二极管，在逆变器电路为电感性负载的情况下，形成晶体管31～34分别处于截止（OFF）状态时流动的电流路径。
开关信号S1～S4分别是重复表示高电平的电压值和表示低电平的电压值的矩形波的信号（PWM信号）。基于开关信号S1～S4的每一个信号，晶体管31～34分别切换导通状态和截止状态。例如在开关信号S1～S4分别为高电平的情况下，晶体管31～34分别处于导通状态而使电流流过，在开关信号S1～S4分别为低电平的情况下，晶体管31～34分别处于截止状态而成为高电阻，使电流不会流动。但是，开关信号S1～S4所示出的高电平或低电平与晶体管31～34的导通或截止的关系，随着n型或者p型等的晶体管的种类而改变，这与众所周知的一样。
图4是开关控制部7向晶体管31～34分别输出的开关信号S1～S4的波形的具体例。该例中，开关信号S1和开关信号S3的相位差φ为180度，因此开关信号S1和开关信号S4为同相位、开关信号S2和开关信号S3为同相位。此外，为了防止贯通电流流过晶体管31和32，开关信号S1和开关信号S2的相位差φ为180度。另外为了防止贯通电流流过晶体管32和34，开关信号S3和开关信号S4的相位差φ为180度。而且，被斩波器电路2的电容器24平滑化的直流电压输入到逆变器电路3，流过与开关信号S1～S4的波形对应的电流。在图4所示的例中，例如在开关信号S1和开关信号S4为高电平的期间，使电流从晶体管31经由谐振电路4的内部而向晶体管34流动，在开关信号S2和开关信号S3为高电平的期间，使电流从晶体管33经由谐振电路的内部而向晶体管32流动。在开关信号S1和开关信号S4为高电平的期间、与开关信号S2和开关信号S3为高电平的期间，电流的流向不同，因此从斩波器电路2输入的直流电压会转换为交流电压。
谐振电路4中，连接有供电线圈和供电电容器。这些供电线圈及供电电容器之中，供电线圈设置在与停车在停车空间的移动体的特定部位（设有受电线圈的部位）对置的位置。另外，该谐振电路4的谐振频率被设定为与上述逆变器电路3的驱动频率（开关频率）相同或大致相同的频率。
通信部5设置在供电装置5，与受电装置R的通信部14进行近距离无线通信。由此，从通信部14取得表示受电装置R的状态的状态信息。例如，该状态信息是表示构成谐振电路11或整流电路12的元件（例如，开关元件、线圈或者电容器等）的端子间电压的信息。在此，关于使状态信息包含哪个元件的端子间电压，则取决于必须注意哪个元件的耐压这一观点。因此，状态信息所包含的端子间电压不限于构成谐振电路11或整流电路12的元件，能够包含需要考虑耐压的全部元件。
这样的通信部5向开关控制部7输出从通信部14取得的状态信息。此外，通信部5和通信部14的通信方式是ZigBee（注册商标）、Bluetooth（注册商标）等的近距离无线通信或者利用光信号的近距离光通信。
电压计测部6是检测构成斩波器电路2、逆变器电路3或者谐振电路4的特定元件（例如，开关元件、线圈或者电容器等）的端子间电压的电压传感器，向开关控制部7输出表示上述端子间电压的电压检测信号。具体而言，电压计测部6检测必须注意耐压的元件的端子间电压，例如计测实施在斩波器电路2所包含的电容器24、谐振电路4所包含的电容器的电压。根据设计上的需要决定计测施加在哪个元件的电压即可，并无特别限定。例如，电压计测部6不仅检测施加在电容器24或谐振电路4的电容器的电压，而且检测施加在斩波器电路2所包含的线圈21、二极管22、晶体管23的电压，进而检测施加在逆变器电路3所包含的晶体管31～34的电压也可。而且，电压计测部6检测施加在构成谐振电路4的线圈的电压也可。
开关控制部7基于从通信部5输入的受电装置R的状态信息或者从电压计测部6输入的电压检测信号控制逆变器电路3。例如，开关控制部7基于从电压计测部6输入的电压检测信号，以使由电压检测信号表示的元件的端子间电压不超过极限值的方式，调整对构成逆变器电路3的开关元件的导通和截止进行控制的开关信号S1～S4的参数。作为该调整的一个例子，例如开关控制部7调整开关信号S1～S4的各自的频率（开关频率）。
在此，包括从逆变器电路3的输入到谐振电路4为止的阻抗Zinv1、从逆变器电路3的输出观看谐振电路4的阻抗Zinv2具有依赖于频率而改变其绝对值、相位的频率特性。若开关控制部7变更开关信号S1～S4的频率，则晶体管31～34的开关频率变更，其结果是，阻抗Zinv1、Zinv2也变化。其结果是，流过由串联连接的斩波器电路2、逆变器电路3、谐振电路4组成的系统的电流的值发生变化。因此，调整了开关信号的频率的结果，如果电流的值减少，则既定元件的端子间电压的值也下降。因而，如果开关控制部7调整开关信号S1～S4的参数，则能够使得不会超过斩波器电路2、逆变器电路3、谐振电路4的元件的端子间电压的极限值。另外，作为结果，也能降低构成受电装置的元件的端子间电压。
此外，要提升开关信号S1～S4的频率、或者降低开关信号S1～S4的频率，是根据斩波器电路2、逆变器电路3、谐振电路4的电路结构而有所不同的。这是因为上述的阻抗的频率特性因电路结构而有所不同。
此外，关于开关信号的参数的调整的其他例后述。另外，开关控制部7还控制从开关控制部7输入的斩波器电路2所包含的晶体管23的开关频率，但是该例后述。在此开关频率换句话说是从逆变器电路输出的交流基波的频率。
另一方面，受电装置R中的谐振电路11是连接有受电线圈和受电电容器的谐振电路。上述受电线圈设在移动体的底部或侧部、上部等，当移动体停车在停车空间时与供电装置S的供电线圈靠近并对置。
这样的谐振电路11中，受电线圈与谐振电路4的供电线圈靠近且对置，从而磁耦合。其结果是，谐振电路11以非接触方式从谐振电路4受电通过逆变器电路3向供电线圈供给的交流电力和与供电线圈和受电线圈的耦合系数对应的交流电力，并向整流电路12输出。
整流电路12例如由二极管电桥、电抗器（线圈）及平滑电容器构成，对从上述谐振电路11供给的交流电力（受电电力）进行全波整流且平滑化后向电池B输出。从该整流电路12向电池B供给的电力，是利用电抗器及平滑电容器对由二极管电桥全波整流的电力进行平滑化的直流电力。
电压计测部13是检测构成谐振电路11或者整流电路12的特定元件（例如，开关元件、线圈或者电容器等）的端子间电压的电压传感器，向控制部15输出表示上述端子间电压的电压检测信号。电压计测部13检测必须要注意耐压的元件的端子间电压。只要根据设计上的需要决定计测对哪个元件施加的电压即可，并无特别限定。
通信部14设置在受电装置，通过与供电装置S的通信部5进行近距离无线通信，发送表示受电装置R的状态的状态信息。例如，该状态信息是表示构成谐振电路11或整流电路12的元件（例如，开关元件、线圈或者电容器等）的端子间电压的信息。该通信部14与通信部5同样进行ZigBee（注册商标）、Bluetooth（注册商标）等的电波通信或者利用光信号的光通信。关于通信部14发送的状态信息包含哪个元件的端子间电压，则根据要必须注意哪个元件的耐压这一观点来决定。因此，状态信息所包含的端子间电压不限于构成谐振电路11或整流电路12的元件，能够包含需要考虑耐压的全部元件。
控制部15总括地控制受电装置R。例如，关于细节将后述，但是控制部15将由从电压计测部13输入的电压检测信号表示的元件的端子间电压作为受电装置R的状态信息向通信部14输出。而且通信部14如上所述，向设在供电装置的通信部5发送该状态信息。
电池B是锂离子电池等的二次电池，以从整流电路12供给的直流电力进行充电而蓄积。虽然未图示，但是该电池B与驱动移动体的行驶用马达的逆变器电路（行驶用逆变器电路）或/和控制移动体的行驶的控制设备连接，向这些行驶用逆变器电路或控制设备供给驱动电力。
接着，关于这样构成的非接触供电系统的动作，参照图2详细地进行说明。
本非接触供电系统在移动体进入到停车空间时，开始对该移动体的供电。例如，供电装置S的通信部5按照固定周期连续地发送通信请求信号。另一方面，受电装置R的通信部14在移动体进入停车空间时，能够接收上述通信请求信号，因此对应该通信请求信号向通信部5发送回答信号。而且，通信部5在接收到该回答信号时，向开关控制部7通知回答信号的接收。其结果是，开关控制部7判断（识别）出移动体进入到可供电区内的情况。
而且，开关控制部7基于从电压计测部6输入的电压检测信号，以使由电压检测信号表示的元件的端子间电压不超过极限值的方式调整逆变器电路3的开关频率。例如，电压计测部6计测施加到斩波器电路2的线圈21及电容器24、逆变器电路3的晶体管31～34的每一个的电压。另外，电压计测部6计测施加到谐振电路4的供电线圈及供电电容器的电压。而且，开关控制部7以使从电压计测部6施加到各自元件的电压的值不超过极限值的方式调整向逆变器电路3输入的开关信号S1～S4的频率（调整开关频率）。在此，上述的极限值是指特定元件不破损的端子间电压的最大值。或者，极限值是指特定元件不破损的端子间电压的最大值以下的值。
另外，即便元件的端子间电压会超过极限值的情况下，开关控制部7也以使元件的端子间电压低于极限值的方式，调整逆变器电路3的开关频率。这样变更逆变器电路3的开关频率，从而使阻抗变化，由此能够以使斩波器电路2的线圈21及电容器24、逆变器电路3的晶体管31～34的每一个、谐振电路4的供电线圈及供电电容器的端子间电压不超过极限值的方式进行调整。
例如，在图2所示的期间T0～T1中，在开关控制部7将对逆变器电路3的开关信号S1～S4的频率、即逆变器电路3的开关频率控制为恒定（参照图2的（c））的情况下，图2的（a）所示的斩波器电路2的输出电压、即电容器24的端子间电压上升，另外图2的（b）所示的供电装置S的输出稳定。然而，开关控制部7在电容器24的端子间电压会超过极限值的情况下，如图2的（c）的期间T1～T2所示，降低对逆变器电路3的开关信号S1～S4的开关频率。其结果是，上述的阻抗Zinv1、Zinv2发生变化，电容器24的端子间电压下降。而且开关控制部7控制开关信号S1～S4的频率，将端子间电压固定在低于极限值的值。其结果是，图2的（a）所示的斩波器电路2的输出电压的上升得到停止而变得恒定。此外，关于图2的（b）所示的供电装置S的输出，虽然变得不固定，但是该例中元件的端子间电压为控制对象，供电装置S输出的电力或电流不是控制的对象，因此不固定也可。
另外，在各元件设置电压计测部6有困难的情况下，例如，在特定部位（例如，斩波器电路2或者逆变器电路3的任意的1处或2处）设置电压计测部6，对开关控制部7预先存储登记了用电压计测部6进行的检测结果和各元件的端子间电压的对应关系的数据表也可。
而且，开关控制部7在从电压计测部6输入电压检测信号时，从数据表取得与由电压检测信号表示的输出电压对应的各元件的端子间电压（即，推断各元件的端子间电压），一边确认各元件的端子间电压，一边以使各元件的端子间电压不超过极限值的方式调整逆变器电路3的开关频率。
进而，开关控制部7取代从电压计测部6输入的电压检测信号而基于从上述通信部5输入的受电装置R的状态信息，以使受电装置R的谐振电路11的受电线圈及受电电容器或整流电路12的电抗器（线圈）及平滑电容器的端子间电压不超过极限值的方式调整逆变器电路3的开关频率。或者，开关控制部7基于从电压计测部6接受的端子间电压和经由通信部14及通信部5接受的状态信息所包含的端子间电压，调整开关信号S1～S4各自的频率。由此，能够使得设在供电装置的元件的端子间电压以及设在受电装置的元件的端子间电压不超过极限值。
＜第2实施方式＞
除了调整对上述的逆变器电路3的开关信号S1～S4的频率（逆变器电路3的开关频率）的方法以外，还有调整开关信号的参数的方法。第2实施方式中，开关控制部7调整开关信号S1～S4各自的占空比。换言之，开关控制部7调整逆变器电路3的导通/截止的占空比。参照图4，在图4中相位差φ为180度，开关信号S1～S4各自的占空比为50％。在此，占空比是指高电平的期间相对于信号的周期的比例。开关控制部7基于从电压计测部6接受的端子间电压，在0％～50％的范围内调整开关信号S1～S4各自的占空比。开关信号S1～S4的占空比越接近0％，开关信号S1～S4的高电平期间就越短。其结果是，开关信号S1～S4全部出现低电平的期间，占空比越接近0％，该期间就越长。占空比越接近0％，逆变器电路3中电流流过的期间就越短，因此时间轴上的平均电流的值下降。因此，随着平均电流的值的下降，对串联连接的电路整体而言，对各元件施加的平均电压的值、即有效的电压的值下降。由上开关控制部7以使由从电压计测部6输入的电压检测信号表示的元件的端子间电压不超过极限值的方式调整开关信号S1～S4的占空比。此外，开关控制部7基于从电压计测部6接受的端子间电压和经由通信部14及通信部5而接受的状态信息所包含的端子间电压，以使元件的端子间电压不超过极限值的方式调整开关信号S1～S4的占空比也可。在此，与第1实施方式同样，上述的极限值是指特定元件不破损的端子间电压的最大值。或者，极限值是指特定元件不破损的端子间电压的最大值以下的值。
例如，在逆变器电路3的开关元件、斩波器电路2的线圈21及电容器24、谐振电路4的供电线圈或供电电容器设有电压计测部6的情况下，以使这些元件的端子间电压不超过极限值的方式调整逆变器电路3的导通/截止的占空比也可。
另外，在各元件设置电压计测部6有困难的情况下，如上所述在特定部位（例如，斩波器电路2的输出侧）设置电压计测部6，在开关控制部7预先存储登记了斩波器电路2的输出电压和各元件的端子间电压的对应关系的数据表也可。
而且，开关控制部7在从电压计测部6输入电压检测信号时，从数据表取得与由电压检测信号表示的斩波器电路2的输出电压对应的各元件的端子间电压（即，推断各元件的端子间电压），一边确认各元件的端子间电压，一边以使各元件的端子间电压不超过极限值的方式调整逆变器电路3的导通/截止的占空比。
进而，开关控制部7取代从电压计测部6输入的电压检测信号而基于从通信部5输入的受电装置R的状态信息，以使受电装置R的谐振电路11的受电线圈及受电电容器或整流电路12的电抗器（线圈）及平滑电容器的端子间电压不超过极限值的方式调整逆变器电路3的导通/截止的占空比。
＜第3实施方式＞
第3实施方式中，开关控制部7通过改变向斩波器电路2输出的开关信号的占空比来调整斩波器电路2的变压比（例如，在升压斩波器电路的情况下升压比）。即，开关控制部7通过改变向斩波器电路2所包含的晶体管23输出的开关信号的占空比，调整斩波器电路2的变压比。这里的开关信号也是重复高电平和低电平的矩形波。开关控制部7以使由从电压计测部6输入的电压检测信号表示的元件的端子间电压不超过极限值的方式调整斩波器电路2的变压比。在此，与第1及第2实施方式同样，上述的极限值是指特定元件不破损的端子间电压的最大值。或者，极限值是指特定元件不破损的端子间电压的最大值以下的值。
例如，在斩波器电路2的输出侧设置的电容器24、逆变器电路3的开关元件、谐振电路4的供电线圈或供电电容器设有电压计测部6的情况下，以使这些元件的端子间电压不超过极限值的方式调整斩波器电路2的变压比。
另外，在各元件设置电压计测部6有困难的情况下，在特定部位（例如，逆变器电路3的输出侧）设置电压计测部6，并且在开关控制部7预先存储登记了逆变器电路3的输出电压和各元件的端子间电压的对应关系的数据表也可。
而且，开关控制部7在从电压计测部6输入电压检测信号时，从数据表取得与由电压检测信号表示的逆变器电路3的输出电压对应的各元件的端子间电压（即，推断各元件的端子间电压），一边确认各元件的端子间电压，一边以使各元件的端子间电压不超过极限值的方式调整斩波器电路2的变压比。
进而，开关控制部7取代从电压计测部6输入的电压检测信号而基于从通信部5输入的受电装置R的状态信息，以使受电装置R的谐振电路11的受电线圈及受电电容器或整流电路12的电抗器（线圈）及平滑电容器的端子间电压不超过极限值的方式调整斩波器电路2的变压比。
依据这样的本实施方式，以使供电装置S或者受电装置R的元件的端子间电压不超过极限值的方式控制供电装置S的斩波器电路2或者逆变器电路3，从而能够防止元件的破损。
此外，本发明不限定于上述实施方式，例如可以考虑如下的变形例。
（1）上述实施方式中，使斩波器电路2具有整流电路1的功率因数校正功能，但是关于该功率因数校正功能也可以省略。
（2）上述实施方式中，对按照磁场共振方式的非接触供电系统进行了说明，但是本发明不限于此。本发明也可以适用于电磁感应方式。另外，上述实施方式中，将负载设为电池B，但是本发明中的负载并不限定于电池B，包含各种的蓄电器件及接受电力的供给而体现既定功能的各种设备。
（3）上述实施方式中，通过调整逆变器电路3的开关频率或导通/截止的占空比、或者调整斩波器电路2的变压比，使得元件的端子间电压不超过极限值，但是本发明不限于此。例如，开关控制部7调整向逆变器电路3输出的开关信号S1～S4中的相位差φ。具体而言开关控制部7调整开关信号S1和开关信号S3的相位差φ。图5的波形与图4的波形相比相位差φ小。在该情况下，例如出现开关信号S1和开关信号S3的高电平重叠的期间及开关信号S2和开关信号S4的高电平重叠的期间。开关信号S1和开关信号S3均为高电平的期间，图2的晶体管31和晶体管33均为导通状态，逆变器电路3的输出节点间的电位差成为0V。因此，该期间不会有电流流过。开关信号S2和开关信号S4均为高电平的期间也同样。因此，当相位差φ从180度越来越小时，逆变器电路3中流过的时间轴上的平均电流的值下降。因此，随着平均电流的值的下降，对串联连接的电路整体而言，对各元件施加的平均电压的值、即有效的电压的值也会下降。这一点示于图6中。由以上，开关控制部7基于从电压计测部6接受的端子间电压，以使元件的端子间电压不超过极限值的方式，调整开关信号S1～S4中的相位差φ也可。此外，开关控制部7基于从电压计测部6接受的端子间电压和经由通信部14及通信部5而接受的状态信息所包含的端子间电压，以使元件的端子间电压不超过极限值的方式调整开关信号S1～S4中的相位差也可。在此，上述的极限值与至此所说明的实施方式同样，是指特定元件不破损的端子间电压的最大值。或者，极限值是指特定元件不破损的端子间电压的最大值以下的值。
（4）在上述实施方式中，供电装置S的开关控制部7基于从电压计测部6输入的电压检测信号，以使供电装置S的元件的端子间电压不超过极限值的方式控制斩波器电路2或者逆变器电路3，并基于从通信部5输入的受电装置R的状态信息，以使受电装置R的元件的端子间电压不超过极限值的方式控制斩波器电路2或者逆变器电路3。然而，本发明不限于此。
例如，在上述实施方式不具备电压计测部13或通信部5及通信部14的情况下，开关控制部7基于从电压计测部6输入的电压检测信号仅控制供电装置S的元件的端子间电压。即，基于从电压计测部6输入的电压检测信号，以使仅供电装置S的元件的端子间电压不超过极限值的方式控制斩波器电路2或者逆变器电路3也可。
另外，在上述实施方式不具备电压计测部6的情况下，开关控制部7基于从通信部5输入的受电装置R的状态信息仅控制受电装置R的元件的端子间电压。即，基于从通信部5输入的受电装置R的状态信息，以使仅受电装置R的元件的端子间电压不超过极限值的方式控制斩波器电路2或者逆变器电路3也可。
（5）在上述实施方式中，供电装置S的电源设为交流的商用电源而进行了说明，但是本发明不限定于该方式。例如，供电装置S能够从DC电源（直流电源）接受电力。DC电源能够输出直流电压，因此在采用DC电源的方式中，能够省略用于将交流电压转换为直流电压的整流电路。在将来自DC电源的输出转换为期望的直流电压的情况下，利用斩波器电路，但是在DC电源的输出本身为期望的电压的情况下，还能省略斩波器电路。
（6）在上述实施方式中，电压转换器设为斩波器电路而进行了说明，但是电压转换器并不限定于利用斩波器电路的非绝缘型的DC－DC转换器。例如，也能由利用变压器等的绝缘型的DC－DC转换器实现电压转换器。
以上，参照附图对本发明的优选实施方式进行了说明，但本发明不限定于所述实施方式。在上述的实施方式中示出的各构成构件的诸多形状、组合等为一个例子，在本发明的范围内根据设计要求等能够进行各种变更。
产业上的可利用性
依据本发明，通过使供电装置的元件的端子间电压不超过极限值这样的控制，能够防止元件的破损。
标号说明
1 整流电路；2 斩波器电路（电压转换器）；3 逆变器电路；4 谐振电路；5 通信部；6 电压计测部；7 开关控制部；11 谐振电路；12 整流电路；13 电压计测部；14 通信部；15控制部；B 电池；R 受电装置；S 供电装置。

Claims (7)

1.一种供电装置，包括：
逆变器电路；
谐振电路，与所述逆变器电路连接，以非接触方式向受电装置传输交流电力；以及
开关控制部，以使构成所述逆变器电路或者所述谐振电路的特定元件的端子间电压不超过既定极限值的方式进行调整各个开关信号的相位差的控制和降低所述各个开关信号的频率的控制的至少一个，所述各个开关信号的相位差对构成所述逆变器电路的各个开关元件的导通和截止进行控制。
2.如权利要求1所述的供电装置，其中，所述开关控制部以使所述端子间电压不超过既定极限值的方式调整各个所述开关信号的占空比。
3.如权利要求1所述的供电装置，其中，还包括：
通信部，与所述开关控制部连接，从所述受电装置取得所述受电装置的状态信息，
所述开关控制部基于所述受电装置的所述状态信息，调整所述相位差和所述频率的至少一个。
4.一种供电装置，包括：
电压转换器，被供给基于从外部供给的电力的电力；
逆变器电路，与所述电压转换器连接；
谐振电路，与所述逆变器电路连接，以非接触方式向受电装置传输交流电力；以及
开关控制部，以使构成所述电压转换器电路、所述逆变器电路或者所述谐振电路的特定元件的端子间电压不超过既定极限值的方式，控制所述逆变器，
所述开关控制部以使所述端子间电压不超过既定极限值的方式，进行下列中的至少一个：
调整各个开关信号的相位差，所述各个开关信号的相位差对构成所述逆变器电路的各个开关元件的导通和截止进行控制；以及
降低所述各个开关信号的频率。
5.一种非接触供电系统，包括：
供电装置，该供电装置具有：逆变器电路、与所述逆变器电路连接并以非接触方式向受电装置传输交流电力的第1谐振电路、以及以使构成所述逆变器电路或者所述第1谐振电路的特定元件的第1端子间电压不超过既定极限值的方式进行调整各个开关信号的相位差的控制和降低所述各个开关信号的频率的控制的至少一个的开关控制部，所述各个开关信号的相位差对构成所述逆变器电路的各个开关元件的导通和截止进行控制；
第2谐振电路，以非接触方式从所述供电装置接受所述交流电力；以及
整流电路，与所述第2谐振电路连接，并向电池供给电力。
6.如权利要求5所述的非接触供电系统，其中，
所述受电装置还包括：
计测部，对构成所述第2谐振电路或所述整流电路的特定元件的第2端子间电压进行计测；
控制部，与所述计测部连接，输出所述第2端子间电压；以及
第2通信部，与所述控制部连接，向所述供电装置输出所述第2端子间电压，
所述供电装置还包括：
第1通信部，与所述开关控制部连接，从所述受电装置取得所述第2端子间电压，
所述开关控制部基于所述受电装置的所述第2端子间电压，调整所述相位差和所述频率的至少一个。
7.如权利要求5所述的非接触供电系统，其中，所述开关控制部以使所述第1端子间电压不超过既定极限值的方式，调整各个所述开关信号的占空比。
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