CN105358365A - 供电装置及频率特性获取方法 - Google Patents

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Abstract

逆变器(203)一边使驱动频率改变一边将恒定电压或恒定电流的交流电力供给供电线圈(104a)。频率特性获取单元(105)获取与流过接受了交流电力的供给的供电线圈(104a)的电流相关联的电流值或与供电线圈(104a)上施加的电压相关联的电压值的频率特性。

Description

供电装置及频率特性获取方法
技术领域
本发明涉及非接触供电系统的供电装置及频率特性获取方法。
背景技术
以往，已知使用地面上的供电装置对车辆上装载的蓄电池进行充电的非接触供电系统。作为非接触供电系统，已知获取供电侧和受电侧之间的传输效率的频率特性，从获取的频率特性以谐振频率附近的驱动频率进行供电的系统(例如，专利文献1)。
在专利文献1中，供电侧一边改变频率一边进行供电，从受电侧获取那时的受电线圈中的受电电力的数据。然后，从供电电力和获取的受电电力计算电力的传输效率，并获取传输效率的频率特性。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：特开2011-142769号公报
发明内容
发明要解决的问题
在专利文献1中，为了获取传输效率的频率特性，需要从受电侧获取受电电力的数据。要获取受电电力的数据，需要使用无线通信，在供电侧和受电侧中增加该的频率特性获取时的处理步骤。此外，在受电电力的数据获取中产生时间滞后，所以在使频率改变的速度上产生限制，产生频率特性的获取处理速度下降的课题。
本发明的目的是，提供能够以简单的处理迅速地获取传输效率的频率特性的供电装置及频率特性获取方法。
解决问题的方案
本发明的供电装置包括：供电线圈，通过电磁作用对外部的受电线圈供给电力；电力供给单元，一边使驱动频率改变，一边对所述供电线圈供给交流电力；以及获取单元，获取在接受了所述交流电力的供给时的、与流过所述供电线圈的电流相关联的电流值或与所述供电线圈上施加的电压相关联的电压值的频率特性。
本发明的频率特性获取方法，包括以下步骤：对通过电磁作用向外部的受电线圈供给电力的供电线圈，一边使驱动频率改变一边供给交流电力的步骤；以及获取与在接受了所述交流电力的供给时流过所述供电线圈的电流相关联的电流值或与所述供电线圈上施加的电压相关联的电压值的频率特性的步骤。
发明的效果
根据本发明，能够以简单的处理迅速地获取供电线圈和受电线圈之间的传输效率的频率特性。
附图说明
图1是表示本发明的一实施方式中的充电系统的结构的框图。
图2是表示本发明的一实施方式中的供电单元及供电侧控制单元的结构的框图。
图3是表示本发明的一实施方式中的频率特性获取方法的流程图。
图4是表示本发明的一实施方式中的频率特性获取方法的流程图。
图5是表示对频率的传输效率和供电侧线圈电流之间的关系的图。
图6是表示本实施方式的供电装置的变形例1中的供电单元及供电侧控制单元的结构的框图。
图7是表示本实施方式的供电装置的变形例2中的供电单元及供电侧控制单元的结构的框图。
图8是表示本实施方式的供电装置的变形例3中的供电单元及供电侧控制单元的结构的框图。
图9是表示本实施方式的供电装置的变形例4中的供电单元及供电侧控制单元的结构的框图。
图10是表示本实施方式的变形例4中的预供电时的频率特性获取方法的流程图。
图11是表示本实施方式的供电装置的变形例5中的供电单元及供电侧控制单元的结构的框图。
具体实施方式
以下，参照附图详细地说明本发明的实施方式。
<充电系统的结构>
对于本发明的一实施方式中的充电系统10的结构，使用图1说明。图1是表示本发明的一实施方式中的充电系统的结构的框图。
充电系统10具有供电装置140、车辆150、以及供电侧操作单元160。
再有，图1表示供电线圈104a和受电线圈154a对置的可供电的状态。
供电装置140被设置或被埋设在地面上，以使供电单元104被配置在地表面g。供电装置140例如设置在泊车位中，在车辆150的泊车中，通过与受电单元154对置而对受电单元154供电。这里，在供电中，有在对蓄电池152供给电力之前，对受电单元154供给很少的电力的预供电，以及为了对蓄电池152供给电力而供给较大的电力的主供电。再有，在以下的说明中，有关仅记载为“供电”的情况，假设包括预供电和主供电两者。此外，有关供电装置140的结构，将后述。
车辆150例如是称为HEV(HybridElectricVehicle；油电混合动力车)、PEV(Plug-inElectricVehicle；插电式电动车)或EV(ElectricVehicle；电动车)的以蓄电池152的电力行驶的汽车。再有，有关车辆150的结构的细节，将后述。
根据来自外部的操作，供电侧操作单元160将表示开始供电的供电开始信号或表示停止供电的供电停止信号输出到供电装置140。
<车辆的结构>
使用图1说明本发明的实施方式1中的车辆150的结构。
车辆150主要由车辆侧操作单元151、蓄电池152、车辆侧控制单元153、受电单元154、以及车辆侧通信单元155构成。
车辆侧操作单元151接受驾驶员的各种操作，将与接受的操作对应的信号输出到车辆侧控制单元153。
蓄电池152存储从供电装置140通过受电单元154供给的电力。
车辆侧控制单元153基于从车辆侧操作单元151输入的各种信号，对于受电单元154及车辆侧通信单元155进行控制，以进行伴随供电的各种处理或伴随供电停止的各种处理。例如在主供电时，车辆侧控制单元153检测在受电线圈154a中受电的受电电力，将受电电力的检测结果作为受电电力信息输出到车辆侧通信单元155。虽然要后述，但在获取传输效率的频率特性的处理中，不需要发送受电电力信息。
受电单元154具有受电线圈154a。受电线圈154a从供电单元104的供电线圈104a通过电磁感应接受电力而被供电。根据车辆侧控制单元153的控制，受电单元154将在受电线圈154a中受电的电力供给蓄电池152。
车辆侧通信单元155与供电侧通信单元101之间交换供电上必要的各种各样的信息。例如，在主供电时，车辆用侧通信单元155对于供电侧通信单元101发送从车辆侧控制单元153输入的受电电力信息。此外，根据车辆侧控制单元153的控制，车辆侧通信单元155生成允许充电的可受电信号或不允许充电的不可受电信号，对于供电侧通信单元101发送生成的可受电信号或不可受电信号。这里，在蓄电池152为满充电的状态的情况等中发送不可受电信号。
<供电装置的结构>
使用图1说明本发明的一实施方式的供电装置140的结构。
供电装置140主要由供电侧通信单元101、供电侧控制单元103、以及供电单元104构成。
供电侧通信单元101与车辆侧通信单元155之间交换供电上必要的各种各样的信息。例如，供电侧通信单元101接收来自车辆侧通信单元155的可受电信号或不可受电信号。供电侧通信单元101将接收到的可受电信号或不可受电信号输出到供电侧控制单元103。
供电侧控制单元103控制供电单元154，进行与供电有关的各种各样的控制。
例如，在从供电侧操作单元160输入了供电开始信号时，供电侧控制单元103控制供电单元104，以使其进行预供电。此外，在从供电侧通信单元101输入了可受电信号时，供电侧控制单元103控制供电单元104，以使其开始主供电。
此外，供电侧控制单元103获取供电单元104的频率特性，进行计算供电单元104和受电单元154之间的电力的传输效率的频率特性的处理。有关该处理，在后面详述。供电侧控制单元103从获取的传输效率的频率特性，例如在主供电时，设定传输效率为最大的频率，并控制供电单元104，以使其按设定的频率进行供电。
此外，在由供电侧操作单元160输入了供电停止信号的情况下，或由供电侧通信单元101输入了不可受电信号的情况下，供电侧控制单元103控制供电单元104，以使其不开始供电或停止供电。再有，有关供电侧控制单元103的结构的细节，将后述。
供电单元104通过供电侧控制单元103的控制来驱动，例如通过电磁感应方式或磁谐振方式等的电磁作用，对受电单元154供给电力。
<供电单元的结构>
使用图2更详细地说明本发明的一实施方式中的供电单元104的结构。图2是表示本发明的一实施方式中的供电单元及供电侧控制单元的结构的框图。
供电单元104包括：切换单元201；AC/DC转换装置202；逆变器203；电流检测单元204；电压检测单元205；以及供电线圈104a。
切换单元201根据电力供给控制单元213的控制，接通和关断外部电源(外部交流电源)和AC/DC转换装置202之间的连接。
AC/DC转换装置202将从外部电源供给的交流的电能转换为直流的电能并供给逆变器203。AC/DC转换装置202的输出电压可以被固定为预先确定的规定电压，也可以通过电力供给控制单元213的控制而可变。
逆变器203将从AC/DC转换装置202供给的直流电力转换为交流电力并供给供电线圈104a。通过电力供给控制单元213的控制，逆变器203能够变更输出电力的频率和输出电力的大小。例如在预供电时，逆变器203受到控制，以便进行小电力的输出，在主供电时，逆变器203受到控制，以便进行大电力的输出。
电流检测单元204测量从逆变器203对供电线圈104a供给的交流电力的电流值，将电流值的测量结果输出到频率特性获取单元105和电力供给控制单元213。
电压检测单元205测量从AC/DC转换装置202对逆变器203供给的直流电力的电压值，将电压值的测量结果输出到供电侧控制单元103(详细地说，为电力供给控制单元213)。
通过从逆变器203接受交流电力的供给，供电线圈104a向受电单元154供电。供电线圈104a以大于预供电的大电力进行主供电。
<供电侧控制单元的结构>
使用图2说明本发明的一实施方式中的供电侧控制单元103的结构。
供电侧控制单元103主要由频率特性获取单元105和电力供给控制单元213构成。
频率特性获取单元105获取供电线圈104a的频率特性，具体地说，获取供电线圈104a接受了交流电力的供给时的、流过供电线圈104a的电流的值的频率特性。频率特性表示对供电线圈104a供给的交流电力的频率和作为对象的电流值之间的关系。
再有，虽然将作为变形例在后面说明，但频率特性获取单元105获取供电线圈104a接受了交流电力的供给时的、与流过供电线圈104a的电流相关联的电流值的频率特性即可。或者，频率特性获取单元105获取供电线圈104a接受了交流电力的供给时的、与供电线圈104a上施加的电压相关联的电压值的频率特性即可。
这里，与流过供电线圈104a的电流相关联的电流值是，对在供电线圈104a中直接流过的电流产生影响(有相关)的、流过其他部位的电流的值。换句话说，是直接地流过供电线圈104a的电流的值、或是能够估计在供电线圈104a中直接流过的电流的值的、流过其他部位的电流的值。有关具体的部位，将作为变形例在后面说明。
此外，与供电线圈104a上施加的电压相关联的电压值是，对供电线圈104a直接施加的电压产生影响(有相关)的、对其他部位施加的电压的值。换句话说，是对供电线圈104a直接施加的电压值、或是能够估计对供电线圈104a直接施加的电压的值的、对其他部位施加的电压的值。有关具体的部位，将作为变形例在后面说明。
此外，频率特性获取单元105还具有作为基于获取的频率特性，计算供电线圈104a和受电线圈154a之间的传输效率的频率特性的运算单元的功能。频率特性获取单元105不使用对受电线圈154a供给的电力值的数据，计算传输效率的频率特性。有关该计算方法，在后面详述。
此外，频率特性获取单元105还具有作为从算出的传输效率的频率特性，计算供电线圈104a和受电线圈154a之间的谐振频率的运算单元的功能。频率特性获取单元105通过从传输效率的频率特性提取传输效率为极大的频率来计算谐振频率。
再有，电力供给控制单元213也可以进行传输效率的频率特性的计算以及谐振频率的计算，此外，也可以设置专用的运算处理单元，进行这些计算。
频率特性获取单元105将获取的供电线圈104a的频率特性、算出的传输效率的频率特性、或算出是谐振频率输出到电力供给控制单元213。
对电力供给控制单元213，从电压检测单元205和电流检测单元204分别输入电压和电流的信息。此外，对电力供给控制单元213，从供电侧操作单元160输入操作信号，从供电侧通信单元101输入通信数据。然后，基于这些输入信息，电力供给控制单元213进行切换单元201的接通(on)/关断(off)控制、AC/DC转换装置202的驱动控制、以及逆变器203的驱动控制，使供电线圈104a供给交流电力。
例如，在由供电侧操作单元160输入了供电开始信号的情况下，为了开始预供电，电力供给控制单元213控制AC/DC转换装置202和逆变器203，以使它们对供电线圈104a供给预供电的电力。此外，在由供电侧通信单元101输入了可受电信号的情况下，控制AC/DC转换装置202和逆变器203，以输出大于预供电时的电力。由此，供电单元104以大于预供电的电力进行主供电。
通过从频率特性获取单元105获取的信息，电力供给控制单元213能够将供电时的、传输效率为最大的频率用作逆变器203的驱动频率。
此外，在供电线圈104a的频率特性获取处理时，电力供给控制单元213控制逆变器203，以使其变更交流电力的频率，对于AC/DC转换装置202进行控制，以通过恒定电压(有效电压)供给直流电力。
此外，在开始了供电后，在由供电侧操作单元160输入了供电停止信号，或由供电侧通信单元101输入了不可受电信号的情况下，电力供给控制单元213将切换单元201开路，与逆变器203成为非连接状态。
此外，在主供电时，根据从电压检测单元205输入的电压值的测量结果、从电流检测单元204输入的电流值的测量结果，电力供给控制单元213也可以计算传输效率的频率特性、从供电线圈104a进行主供电时的供电电力的电力值。
<预供电时的频率特性获取方法>
使用图3说明本发明的一实施方式中的预供电时的频率特性获取方法。图3是表示本发明的一实施方式中的频率特性获取方法的流程图。
在预供电时，供电侧控制单元103执行图3的频率特性获取处理。
在开始频率特性获取处理时，首先，电力供给控制单元213获取并设定预先设定的驱动频率信息即驱动频率F的开始值Fa、结束值Fb及步进值Fs(步骤ST401)。
接着，电力供给控制单元213设定开始值Fa作为驱动频率F(步骤ST402)。
接着，电力供给控制单元213设定从AC/DC转换装置202输出的电力的电压值Vs(步骤ST403)。
接着，电力供给控制单元213使AC/DC转换装置202动作，以使AC/DC转换装置202的输出为电压值Vs，并且使逆变器203以驱动频率Fa动作(步骤ST404)。这里，电力供给控制单元213不进行将逆变器203例如以规定的占空比驱动等的、调整逆变器203的输出电流的控制。
接着，电流检测单元204检测电流值Ik，频率特性获取单元105获取检测的电流值Ik(步骤ST405)。
接着，电力供给控制单元213将驱动频率F相加步进值Fs(步骤ST406)。
接着，电力供给控制单元213判定驱动频率F是否在结束值Fb以上(步骤ST407)。
在驱动频率F低于结束值Fb的情况下(步骤ST407：“否”)，电力供给控制单元213返回到步骤ST404的处理。
另一方面，在驱动频率F为结束值Fb以上的情况下(步骤ST407：“是”)，电力供给控制单元213将切换单元201开路，使AC/DC转换装置202及逆变器203停止(步骤ST408)。
通过步骤ST404～ST407的循环处理，频率特性获取单元105能够以较小的步进间隔Fs获取驱动频率Fa～Fb中的多个电流值Ik的数据。这些数据为电流值Ik的频率特性数据。
再有，在图3中，通过将结束值Fb比开始值Fa设定在高频率侧，在步骤ST406中将驱动频率F相加了步进值Fs，但也可以通过将结束值Fb比开始值Fa设定在低频率侧，在步骤ST406中从驱动频率F减去步进值Fs。此外，也可以提高或降低驱动频率F。
<主供电时的频率特性获取方法>
使用图4说明本发明的一实施方式中的主供电时的频率特性获取方法。图4是表示本发明的一实施方式中的频率特性获取方法的流程图。
在主供电时，供电侧控制单元103执行图4的频率特性获取处理，也可以获取频率特性。例如，在主供电时确认传输效率为最大的频率是否变化，并修正驱动频率的情况等中，能够利用该主供电时的频率特性获取处理。
首先，在开始图4的频率特性获取处理时，电力供给控制单元213获取并设定预先设定的驱动频率信息即驱动频率F的开始值Fa、结束值Fb及步进值Fs(步骤ST601)。
接着，电力供给控制单元213设定开始值Fa作为驱动频率F(步骤ST602)。
接着，电力供给控制单元213将切换单元201接通来起动AC/DC转换装置202及逆变器203(步骤ST603)。AC/DC转换装置202的输出电压成为主供电时的电压，使逆变器203以设定的驱动频率F、并且以主供电时用的规定的占空比动作。
接着，电力供给控制单元213根据从电压检测单元205输入的电压值的测量结果和从电流检测单元204输入的电流值的测量结果，计算供电电力Ws(步骤ST604)。再有，供电电力Ws是主供电中的电力，所以是大于预供电的电力。此外，此时，频率特性获取单元105获取电流检测单元204检测的电流值Ik。
接着，电力供给控制单元213将驱动频率F相加步进值Fs(步骤ST605)。根据该驱动频率F的设定变更，逆变器203的实际的驱动频率改变。
接着，电力供给控制单元213判定驱动频率F是否在结束值Fb以上(步骤ST606)。
在驱动频率F低于结束值Fb的情况下(步骤ST606：“否”)，电力供给控制单元213返回到步骤ST604的处理。
另一方面，在驱动频率F为结束值Fb以上的情况下(步骤ST606：“是”)，电力供给控制单元213使电源201及逆变器203停止(步骤ST607)。
通过步骤ST604～ST606的循环处理，频率特性获取单元105能够以较小的步进间隔Fs获取驱动频率Fa～Fb中的多个电流值Ik的数据。这些数据为接近主供电的状态中的电流值Ik的频率特性数据。
再有，在图4中，通过将结束值Fb比开始值Fa设定在高频率侧，在步骤ST605中将驱动频率F相加了步进值Fs，但也可以通过将结束值Fb比开始值Fa设定在低频率侧，在步骤ST605中从驱动频率F减去步进值Fs。此外，也可以提高或降低驱动频率F。
<传输效率的频率特性和供电线圈的电流值的频率特性之间的关系>
传输效率的频率特性和电流值或电压值的频率特性显示出同一特性。以下说明其理由。
在充电系统10中，耦合系数因供电线圈104a和受电线圈154a之间的距离及轴向错位的影响而改变。将传输效率设为η及将供电线圈104a的电流值设为I1时，各自作为由驱动频率F及耦合系数k构成的函数而能够如式(1)那样表示。
{ &eta; = X ( k , &alpha; f ) I 1 = V x Y ( k , f ) ... ( 1 )
其中，V：电源电压
α：常数
在电源电压V恒定，并且供电线圈104a和受电线圈154a之间的距离及轴向错位不变动的情况下，耦合系数k为恒定(k＝常数)，传输效率η及供电线圈104a的电流值I1，分别对于驱动频率f唯一地确定。可知在耦合系数为较高的状态下的传输效率η的特性中存在两个谐振频率f1、f2(极大点)(参照下述式(2))。供电线圈104a的电流值I1也同样地显示具有两个谐振频率f3、f4(极大点)的特性(参照下述式(2))。即，电流值I1和传输效率η有相关关系。
{ &part; &eta; &part; f | f = f 1 , f 2 = 0 &part; I 1 &part; f | f = f 3 , f 4 = 0 ... ( 2 )
在图5中，表示对频率的传输效率和供电侧线圈电流(流过供电线圈104a的电流)之间的关系。
如图5所示，如果使用等效电路模块进行电路模拟，则能够确认f1＝f3、f2＝f4，可知使用传输效率η和使用流过供电线圈104a的电流值I1都可进行两个谐振频率的检测的事实。再有，供电线圈104a中流过的电流值I1与将来自外部电源的交流的电能转换为直流的电能并向逆变器203供给的AC/DC转换装置202的输入电流值、或所述AC/DC转换装置202的输出电流值相关。即，从AC/DC转换装置202的输入电流值、或AC/DC转换装置202的输出电流值，能够估计流过供电线圈104a的电流值I1。由此，使用在切换单元201和AC/DC转换装置202之间、或AC/DC转换装置202和逆变器203之间测量出的电流值，也可以得到传输效率的频率特性。
此外，式(1)、式(2)及图5所示的上述特性，同样的相关关系在传输效率η和对供电线圈104a施加的电压值之间也成立。上述特性也适合于对供电线圈104a施加的电压值、或在将来自外部交流电源的交流的电能转换为直流的电能并向逆变器203供给的AC/DC转换装置202的输出电压值。
在以往的供电装置的结构中，为了得到传输效率的频率特性，需要从车辆150侧将受电线圈154a中流过的电力值通过无线发送到供电装置140，在供电装置140中计算传输效率。
相对于此，在本实施方式中，频率特性获取单元105从电流值Ik的频率特性，使用上述的关系，计算传输效率的频率特性。
在本实施方式中，以供电线圈104a中流过的电流值得到与传输效率同样的频率特性，所以不需要与车辆150之间进行无线通信，仅通过供电装置140中的处理得到供电线圈104a中流过的电流值的频率特性。因此，与使用传输效率的频率特性的情况相比，使用供电线圈104a中流过的电流值或施加的电压值的频率特性的方式，能够简化运算处理。
<本实施方式的效果>
根据本实施方式，在预供电或主供电中，获取流过供电线圈104a的电流值Ik的频率特性。然后，基于该获取的频率特性，在供电装置140中，计算供电线圈104a和受电线圈154a之间的传输效率的频率特性。此外，供电装置140仅通过供电侧的处理来获取该传输效率的频率特性。由此，与以往不同，省略与受电侧之间交换受电线圈154a中的受电电力的数据的处理。由于省略该受电电力的数据通信的处理，所以可以比较高速地进行改变逆变器203的驱动频率的处理，能够高速地进行传输效率的频率特性获取处理。
此外，在本实施方式中，供电装置140通过获取供电线圈104a中流过的电流值的频率特性，判断谐振点，能够基于供电线圈104a的电流值的峰值的数，判定在与供电线圈104a对置的位置是否存在受电线圈154a。
此外，根据本实施方式，在供电侧，获取传输效率的频率特性，并能够进行控制，以使按传输效率的频率特性的极大值的频率进行主供电，所以能够高效率并且在短时间内进行主供电。
再有，在本实施方式中，频率特性获取单元105获取由规定的电压值(恒定电压值)控制的流过供电线圈104a的电流值的频率特性，但也可以获取与供电线圈104a中直接流过的电流相关的各部分的电流值的频率特性。
例如，频率特性获取单元105也可以为获取AC/DC转换装置202的输入电流值、或AC/DC转换装置202的输出电流值的频率特性的结构。此外，此时，控制为规定值的电压也可以设为对供电线圈104a直接施加的电压值(例如将电压有效值控制为恒定)、或设为AC/DC转换装置202的输出电压值。此外，在AC/DC的输入电压和输出电压进行相关的动作的情况下，控制为规定值的电压也能够采用AC/DC转换装置202的输入电压值。
此外，频率特性获取单元105也可以获取供电线圈104a以规定的电流(例如电流有效值恒定)驱动时的、与供电线圈104a上施加的电压相关联的电压值的频率特性。
例如，电力供给控制单元213将直接流过供电线圈104a的电流的有效值、AC/DC转换装置202的输入电流的有效值、或AC/DC转换装置202的输出电流值的其中一个控制为规定电流。然后，在该驱动控制中，频率特性获取单元105也可以获取AC/DC转换装置202的输出电压值、或逆变器203的输出电压值的频率特性。
以下，使用附图说明几个它们的变形例。
<实施方式的变形例>
使用图6～图11说明本实施方式的变形例。本实施方式的变形例中的充电系统，除了在供电装置140的供电单元104中，电流检测单元204和电压检测单元205的配置位置、输入到频率特性获取单元105中的电流值的情况或电压值的情况以外，与图2为相同的结构，所以省略其全部的说明。此外，本实施方式中的供电侧控制单元103的结构与上述实施方式的供电侧控制单元103相同，所以省略其说明。
<变形例1>
图6是表示本实施方式的供电装置的变形例1中的供电单元及供电侧控制单元的结构的框图。
图6所示的供电单元104A将电压检测单元205设置在逆变器203和供电线圈104a之间，取代设置在AC/DC转换装置202和逆变器203之间。
频率特性获取单元105使用由电流检测单元204及电压检测单元205检测的电流值、电压值，获取以规定的电压(例如电压有效值恒定)控制的直接流过供电线圈104a的电流值的频率特性。
<变形例2>
图7是表示本实施方式的供电装置的变形例2中的供电单元及供电侧控制单元的结构的框图。
图7所示的供电单元104B，与实施方式的供电装置140的供电单元104不同，在切换单元201和AC/DC转换装置202之间，设置电流检测单元204和电压检测单元205。
电流检测单元204检测AC/DC转换装置202的输入电流值。
电压检测单元205检测AC/DC转换装置202的输入电压值。
这种情况下，电力供给控制单元213控制供电单元104，以使AC/DC转换装置202的输入电压为规定电压，并且使逆变器203的驱动频率改变。然后，频率特性获取单元105获取AC/DC转换装置202的输入电流的频率特性。从该频率特性，也能够得到供电单元104和受电单元154之间的传输效率的频率特性。
<变形例3>
图8是表示本实施方式的供电装置的变形例3中的供电单元及供电侧控制单元的结构的框图。
图8所示的电压供电单元104C与实施方式的供电装置140的供电单元104不同，在AC/DC转换装置202和逆变器203之间，设置电流检测单元204和电压检测单元205。
电流检测单元204检测AC/DC转换装置202的输出电流值。
电压检测单元205检测AC/DC转换装置202的输出电压值。
这种情况下，电力供给控制单元213控制供电单元104，以使AC/DC转换装置202的输出电压为规定电压，并且使逆变器203的驱动频率改变。然后，频率特性获取单元105获取AC/DC转换装置202的输出电流的频率特性。从该频率特性，也能够得到供电单元104和受电单元154之间的传输效率的频率特性。
<变形例4>
图9是表示本实施方式的供电装置的变形例4中的供电单元及供电侧控制单元的结构的框图。
图9所示的供电单元104D，将电压检测单元205设置在逆变器203和供电线圈104a之间，取代设置在AC/DC转换装置202和逆变器203之间。由电压检测单元205检测的电压值被输出到频率特性获取单元105。
这里，使用变形例4，以规定的电流值(恒定的电流值)控制供电线圈104a，使用图10说明获取对供电线圈104a施加的电压值的频率特性的方法。
图10是表示本实施方式的变形例4中的预供电时的频率特性获取方法的流程图。
首先，电力供给控制单元213获取并设定预先设定的驱动频率信息即驱动频率F的开始值Fa、结束值Fb及步进值Fs(步骤ST1001)。
接着，电力供给控制单元213设定开始值Fa作为驱动频率F(步骤ST1002)。
接着，电力供给控制单元213设定对供电线圈104a供给的电力的电流值(有效值)Is(步骤ST1003)。
接着，电力供给控制单元213使AC/DC转换装置202及逆变器203以驱动频率Fa进行动作，以使对供电线圈104a供给的电流有效值为恒定电流Is(步骤ST1004)。
接着，电压检测单元205检测电压值(详细地说，对供电线圈104a施加的电压值)Vk，频率特性获取单元105获取检测的电压值Vk(步骤ST1005)。
接着，电力供给控制单元213将驱动频率F相加步进值Fs(步骤ST1006)。
接着，电力供给控制单元213判定驱动频率F是否在结束值Fb以上(步骤ST1007)。
在驱动频率F不到结束值Fb的情况下(步骤ST1007：“否”)，电力供给控制单元213返回到步骤ST1004的处理。
另一方面，在驱动频率F为结束值Fb以上的情况下(步骤ST1007：“是”)，电力供给控制单元213使AC/DC转换装置202及逆变器203停止(步骤ST1008)。
通过步骤ST1004～ST1007的循环处理，频率特性获取单元105能够以较小的步进间隔Fs获取驱动频率Fa～Fb中的多个电压值Vk的数据。这些数据为电压值Vk的频率特性数据。
传输效率的频率特性和供电线圈的电压值Vk的频率特性之间的关系，与上述实施方式中说明的关系相同，所以从电压值Vk的频率特性，也能够得到供电单元104和受电单元154之间的传输效率的频率特性。
<变形例5>
图11是表示本实施方式的供电装置的变形例5中的供电单元及供电侧控制单元的结构的框图。
图11所示的供电单元104E，将电流检测单元204设置在AC/DC转换装置202和逆变器203之间，取代设置在逆变器203和供电线圈104a之间。此外，在图11的供电单元104E中，电压检测单元205设置在AC/DC转换装置202和逆变器203之间。
在频率获取单元105中，输入由电压检测单元205检测的电压值。
这种情况下，电力供给控制单元213控制供电单元104，以使AC/DC转换装置202的输出电流为规定值(例如有效值恒定)，并且使逆变器203的驱动频率改变。然后，频率特性获取单元105获取AC/DC转换装置202的输出电压的频率特性。从该频率特性，也能够得到供电单元104和受电单元154之间的传输效率的频率特性。
在上述实施方式及各变形例中，供电开始信号从供电侧操作单元160输入到供电侧控制单元103，但供电开始信号也可以从车辆侧通信单元155通过供电侧通信单元101输入到供电侧控制单元103。
工业实用性
本发明的供电装置及频率特性获取方法，例如能够适用于车辆用的无接点供电系统。
标号说明
103供电侧控制单元
104供电单元
104a供电线圈
105频率特性获取单元(获取单元)
140供电装置
201切换单元
202AC/DC转换装置
203逆变器(电力供给单元)
204电流检测单元
205电压检测单元
213电力供给控制单元

Claims (16)

1.供电装置，包括：
供电线圈，通过电磁作用对外部的受电线圈供给电力；
电力供给单元，一边使驱动频率改变，一边对所述供电线圈供给交流电力；以及
获取单元，获取在接受了所述交流电力的供给时的、与流过所述供电线圈的电流相关联的电流值或与所述供电线圈上施加的电压相关联的电压值的频率特性。
2.如权利要求1所述的供电装置，还包括：
运算单元，基于所述获取单元获取的所述频率特性，计算所述供电线圈和所述受电线圈之间的传输效率的频率特性。
3.如权利要求2所述的供电装置，
所述运算单元不使用所述受电线圈受电的电力的数据，计算所述传输效率的频率特性。
4.如权利要求1至3的任意一项所述的供电装置，还包括：
运算单元，将在所述获取单元获取的所述频率特性之中的、取极大值的频率确定为所述受电线圈和所述供电线圈的谐振频率。
5.如权利要求1至4的任意一项所述的供电装置，
与流过所述供电线圈的电流相关联的电流值是流过所述供电线圈的电流值、将来自外部交流电源的电能转换为直流的电能并供给到所述电力供给单元的AC/DC转换装置的输入电流值、或所述AC/DC转换装置的输出电流值。
6.如权利要求5所述的供电装置，
所述获取单元获取对与所述供电线圈上施加的电压相关联的电压值进行了控制以使其为规定的值时的、流过所述供电线圈的电流值、所述AC/DC转换装置的输入电流值、或所述AC/DC转换装置的输出电流值的所述频率特性。
7.如权利要求6所述的供电装置，
所述获取单元获取对与所述供电线圈上施加的电压相关联的电压值进行了控制以使其为规定的值时的、流过所述供电线圈的电流值的所述频率特性。
8.如权利要求6所述的供电装置，
所述获取单元获取对所述AC/DC转换装置的输入电压值进行了控制以使其为规定的值时的、所述AC/DC转换装置的输入电流值的所述频率特性。
9.如权利要求6所述的供电装置，
所述获取单元获取对所述AC/DC转换装置的输出电压值进行了控制以使其为规定的值时的、所述AC/DC转换装置的输出电流值的所述频率特性。
10.如权利要求1至4的任意一项所述的供电装置，
与所述供电线圈上施加的电压相关联的电压值是所述供电线圈上施加的电压的电压值、或将来自外部交流电源的电能转换为直流的电能并供给到所述电力供给单元的AC/DC转换装置的输出电压值。
11.如权利要求10所述的供电装置，
所述获取单元获取对与流过所述供电线圈的电流相关联的电流值进行了控制以使其为规定的值时的、所述供电线圈上施加的电压的电压值、或所述AC/DC转换装置的输出电压值的所述频率特性。
12.如权利要求11所述的供电装置，
所述获取单元获取对所述供电线圈的电流进行控制以使其为规定的值时的、所述供电线圈上施加的电压值的所述频率特性。
13.如权利要求11所述的供电装置，
所述获取单元获取对所述AC/DC转换装置的输出电流进行了控制以使其为规定的值时的、所述AC/DC转换装置的输出电压值的所述频率特性。
14.频率特性获取方法，包括以下步骤：
对通过电磁作用向外部的受电线圈供给电力的供电线圈，一边使驱动频率改变一边供给交流电力的步骤；以及
获取与在接受了所述交流电力的供给时流过所述供电线圈的电流相关联的电流值或与所述供电线圈上施加的电压相关联的电压值的频率特性的步骤。
15.如权利要求14所述的频率特性获取方法，还包括以下步骤：
基于获取的所述频率特性，计算所述供电线圈和所述受电线圈之间的传输效率的频率特性的步骤。
16.如权利要求14或15所述的频率特性获取方法，还包括以下步骤：
将获取的所述频率特性之中的、取极大值的频率确定为所述供电线圈和所述受电线圈的谐振频率的步骤。
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