CN106340972B - 供电装置以及供电方法 - Google Patents

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CN106340972B CN201610542018.3A CN201610542018A CN106340972B CN 106340972 B CN106340972 B CN 106340972B CN 201610542018 A CN201610542018 A CN 201610542018A CN 106340972 B CN106340972 B CN 106340972B
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Abstract

本发明提供一种供电装置以及供电方法,能够抑制在对阻抗进行调整的结构中的电路结构的复杂化及基板面积的扩大。该供电装置(100)包括:供电天线(40),对受电装置(200)进行电力供给;电抗调整部(7),对供电天线(40)的电抗进行调整;电源部(3),对供电天线(40)供给电压;以及控制部(9),进行电源部(3)的电压及电抗调整部(7)的控制。

Description

供电装置以及供电方法
技术领域
本发明涉及一种供电装置以及供电方法,尤其涉及一种具备对供电装置的阻抗(impedance)进行调整的控制部的供电装置以及供电方法。
背景技术
以往,已知有具备对供电装置的阻抗进行调整的控制部的供电装置(例如参照专利文献1)。
所述专利文献1中公开了一种具备对供电装置的阻抗进行调整的控制部的供电装置。在该供电装置中,设置有交流电源、对受电装置输送电力的输电共振机、阻抗控制部、以及进行输电侧阻抗的匹配的匹配电路。所述专利文献1的供电装置构成为,通过设置阻抗控制部与匹配电路,从而能够使交流电源的输入阻抗与输电共振机的输出阻抗相匹配。
而且,所述专利文献1的供电装置中,在匹配电路中设置有:对阻抗的实数部进行调整且与交流电源及输电共振机并联连接的电容器(condenser);以及对阻抗的虚数部进行调整且与交流电源及输电共振机串联连接的电容器。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利特开2012-135117号公报
但是,所述专利文献1的供电装置中,存在下述等问题:为了阻抗实数部的调整及阻抗虚数部的调整,匹配电路均使用了电容器,相应地,电路结构复杂化,并且基板面积扩大。
发明内容
本发明是为了解决如上所述的问题而完成,本发明的一个目的在于提供一种能够抑制在对阻抗进行调整的结构中的电路结构的复杂化及基板面积的扩大的供电装置以及供电方法。
[解决问题的手段]
本发明的第1方案的供电装置包括:供电天线,对受电装置进行电力供给;电抗调整部,对供电天线的电抗进行调整;电源部,对供电天线供给电压;以及控制部,进行电源部的电压及电抗调整部的控制。另外,电抗为阻抗的虚数部。
本发明的第1方案的供电装置构成为,对电源部的电压进行控制以调整电阻,由此,不用另行设置电容器便可调整电阻,因此无须另行设置电容器,相应地,能够抑制在对阻抗进行调整的结构中的电路结构的复杂化及基板面积的扩大。另外,电阻为阻抗的实数部。
所述第1方案的供电装置优选的是,电源部包括以规定的驱动频率来开关(switching)的开关元件,控制部构成为,通过对电源部的电压进行控制,从而基于开关元件进行开关的情况来对施加至开关元件的电压值进行控制。若以如此方式构成,则在开关元件进行开关时,对开关元件施加的电压值可大致为零,因此能够减小电力损失,并且能够提高对受电装置的电力供给效率。
此时,优选的是,受电装置包括获取受电电压的信息的通信部。而且,受电装置包括:输入电力测定部,测定对供电天线的输入电力。受电装置包括:效率计算部,根据输入电力与受电电压来计算受电装置的受电效率。优选的是,控制部构成为,基于受电效率来调整供电天线的电阻。若以如此方式构成,则通过控制电源部来调整电阻,因此比起通过另行设置电容器来调整电阻,能够简化电路结构,并且能够缩小基板面积。而且,无须在供电装置中设置阻抗检测部,因此能够进一步简化结构,并且能够进一步缩小基板面积。
在基于所述受电效率来调整电阻的供电装置中,优选的是,通信部构成为,获取受电装置的规定电压范围的信息。优选的是,控制部构成为,通过对电源部的电压进行控制,从而在受电电压为规定的电压范围内,调整供电天线的电阻。若以如此方式构成,则能够抑制受电装置的受电电压发生大于最大动作电压的过度上升及小于最小动作电压的过度下降,因此既能使受电装置安全地动作,又能简化用于调整阻抗的结构。
所述第1方案的供电装置优选的是包括对供电天线的阻抗进行检测的阻抗检测部。而且,控制部构成为,基于阻抗检测部检测出的阻抗来调整供电天线的电阻。若以如此方式构成,则通过控制电源部来调整电阻,因此比起通过另行设置电容器来调整电阻,能够简化电路结构,并且能够缩小基板面积。而且,由于通过阻抗检测部来测定供电天线的阻抗,因此能够更切实地进行阻抗的调整。
所述第1方案的供电装置优选的是包括:电力测定部,测定对供电天线的输入电力与输出电力。而且,供电装置包括:转换效率计算部,基于输入电力与输出电力来计算电力的转换效率。优选的是,控制部构成为,基于转换效率来调整供电天线的电阻。若以如此方式构成,则通过基于供电天线的输入/输出电力来进行阻抗的调整,无须在供电装置中设置阻抗检测部及通信部,因此能够进一步简化结构,并且能够进一步缩小基板面积。
所述第1方案的供电装置中,优选的是,供电天线包含对供电天线的电抗进行调整的共振电容器。而且,控制部构成为,通过对共振电容器的电容值进行调整,从而调整供电天线的电抗。若以如此方式构成,则电抗将被调整为所需的值,因此当开关元件进行开关时,对开关元件施加的电压值大致为零,其结果,能够减小电力损失,并且能够提高对受电装置的电力供给效率。
此时,优选的是,共振电容器具有多个电容器。电抗调整部包含将电源部与多个电容器分别予以连接的开关部。优选的是,控制部构成为,通过将多个电容器中的至少任一个与电源部予以连接,从而对供电天线的电抗进行调整。若以如此方式构成,则在开关元件进行开关时,对开关元件施加的电压值大致为零,因此能够减小电力损失,并且能够提高对受电装置的电力供给效率。而且,与电容器为一个的情况相比,在调整电抗时,调整的幅度变宽,因此能够更切实地调整电抗。
本发明的第2方案的供电方法包括如下步骤:通过调整对供电天线的供电电压,从而调整供电天线的电阻,其中供电天线向受电装置进行电力供给;以及通过控制电抗调整部,从而调整供电天线的电抗,其中电抗调整部对供电天线的电抗进行调。
本发明的第2方案的供电方法中,能够提供一种供电方法,所述供电方法通过具备对电源部的电压进行控制以调整电阻的步骤,从而不用另行设置电容器便可调整电阻,因此无须另行设置电容器,相应地,能够抑制对阻抗进行调整的结构中的电路结构的复杂化及基板面积的扩大。
[发明的效果]
根据本发明,如上所述,能够提供一种能够抑制在对阻抗进行调整的结构中的电路结构的复杂化及基板面积的扩大的供电装置以及供电方法。
附图说明
图1是表示本发明的第1实施方式及第2实施方式的供电装置与受电装置的整体结构的框图。
图2是表示本发明的第1实施方式~第4实施方式的供电电路的结构的电路图。
图3是对本发明的第1实施方式的供电电路的动作点的调整方法进行说明的流程图。
图4是对本发明的第2实施方式的供电电路的动作点的调整方法进行说明的流程图。
图5是表示本发明的第3实施方式的供电装置与受电装置的整体结构的框图。
图6是对本发明的第3实施方式的供电电路的动作点的调整方法进行说明的流程图。
图7是表示本发明的第4实施方式的供电装置与受电装置的整体结构的框图。
图8是对本发明的第4实施方式的供电电路的动作点的调整方法进行说明的流程图。
图9是表示本发明的第1实施方式~第4实施方式的变形例的供电电路的结构的电路图。
图10是对本发明的第1实施方式~第2实施方式的变形例的供电电路的动作点的调整方法进行说明的流程图。
图11是对本发明的第3实施方式的变形例的供电电路的动作点的调整方法进行说明的流程图。
图12是对本发明的第4实施方式的变形例的供电电路的动作点的调整方法进行说明的流程图。
[符号的说明]
1:供电电路
2、32、42:动作控制电路
3:电源部
4:供电线圈
5:共振电容器
6:开关部
7:电抗调整部
9、39、49:控制部
10:效率计算部(转换效率计算部)
11、61:存储部
12:输入电力测定部
13:通信部
14、15:电缆
16:直流电源
19:内部电阻
20:阻抗检测部
40:供电天线
50:转换效率计算部
51、52、53、54:电容器
62:电力测定部
100、101、300、400:供电装置
161:电力转换部
162:扼流圈
171:栅极驱动电路
171a:电阻
171b:脉冲产生器181:开关元件
182:分流电容器
200:受电装置
具体实施方式
以下,基于附图来说明本发明的实施方式。
[第1实施方式]
参照图1及图2来说明本发明的第1实施方式的供电装置100的结构。如图1及图2所示,第1实施方式的供电装置100是作为能够实现零电压开关的、包含供电电路1的电源装置而构成。并且,供电装置100构成为,对于配置在供电装置100附近的受电装置200,不在供电装置100与受电装置200之间设置配线及触点等,而使用磁共振方式(作为非接触供电装置或非触点供电装置)来供给电力。
(供电装置的整体结构)
如图1所示,在供电装置100中,设置有供电电路1与动作控制电路2。
(供电电路的结构)
如图1所示,在供电电路1中,设有电源部3、供电线圈(coil)4、共振电容器5以及开关部6,供电天线40包含供电线圈4与共振电容器5。而且,后述的电抗调整部7包含开关部6。而且,电源部3与供电线圈4及共振电容器5经由电缆(cable)8而连接。并且,供电装置100构成为,从电源部3经由电缆8而对供电线圈4供给电力。
(动作控制电路的结构)
如图1所示,在动作控制电路2中,设有控制部9、效率计算部10、存储部11、输入电力测定部12、通信部13以及电抗调整部7。而且,控制部9与电源部3是利用电缆14而连接,控制部9与电抗调整部7是利用电缆15而连接。并且,从控制部9经由电缆14和电缆15而向电源部3和电抗调整部7发送控制信号,由此,控制部9对供电电路1的动作进行控制。另外,效率计算部10为本发明的“转换效率计算部”的一例。
(供电电路的各部的结构)
如图2所示,电源部3包含直流电源16、驱动部17以及放大电路18。
如图2所示,直流电源16包含电力转换部161与扼流圈(choke coil)162。电力转换部161构成为,基于控制部9的指令来将所获取的电力转换为直流的具有电压值V1的电力。扼流圈162构成为具有电感L1,使从电力转换部161获取的电力的电流值大致固定为电流值11。而且,直流电源16构成为,从外部商用电源(未图示)或电池(battery)部(未图示)获取电力。
如图2所示,在驱动部17中设有栅极(gate)驱动电路171。栅极驱动电路171包含具有电阻值R1的电阻171a以及脉冲(pulse)产生器171b,该脉冲产生器171b产生具有驱动频率fd并且具有电压值V2的脉冲。
如图2所示,放大电路18包含开关元件181与分流电容器(shunt condenser)182。开关元件181例如作为具有寄生电容C1的场效应晶体管(Field Effect Transistor,简称:FET)而构成。开关元件181的栅极(G)连接于栅极驱动电路171,通过获取来自于栅极驱动电路171(驱动部17)的栅极驱动信号,从而对开关元件181的漏极(drain)(D)与源极(source)(S)之间的连接进行通断(ON/OFF)。开关元件181的漏极连接于直流电源16。开关元件181的源极接地。另外,图2中,为了便于说明,分别图示了FET与寄生电容C1,但寄生电容C1被包含于FET中。
如图2所示,分流电容器182具有电容C2。并且,分流电容器182并联连接于开关元件181。
如图2所示,供电线圈4具有电感L2,并且连接于放大电路18的开关元件181的漏极。并且,放大电路18构成为,通过以驱动频率fd来对开关元件181进行通断,从而将具有驱动频率fd的交流电力供给至供电线圈4。而且,内部电阻19包含供电线圈4及共振电容器5内的内部电阻。内部电阻19具有电阻值R2,电阻值R2的大小通过供电线圈4与受电装置200磁耦合而发生变化。
如图2所示,开关部6被配置在供电线圈4与共振电容器5之间,共振电容器5包含电容器51、电容器52及电容器53,电容器51~53分别具有电容C3、电容C4及电容C5。而且,开关部6构成为将供电线圈4与共振电容器5予以连接,且包含三个开关,这三个开关将电容器51、电容器52及电容器53分别与供电线圈4予以连接。
受电装置200例如包括智能电话(smartphone),包含受电天线等(未图示)。而且,受电装置200的受电天线构成为,通过与供电线圈4的供电磁场耦合,从而接受来自供电装置100的电力。
此处,第1实施方式中,如图2所示,电源部3包含以规定的驱动频率进行开关的开关元件181。而且,控制部9构成为,通过对电源部3的电压进行控制,从而在开关元件181进行开关的时刻,对施加至开关元件181的电压值进行控制。具体而言,在开关元件181进行开关的时刻,将施加至开关元件181的电压值控制成大致接近零。并且构成为,对供电天线40的电阻进行调整,并且对电抗调整部7进行控制,从而调整供电天线40的电抗。具体而言,通过控制对电源部3的供电电压,从而调整电阻。而且,通过控制电抗调整部7,并且利用开关部6来控制供电线圈4与共振电容器5的连接,从而调整电抗。以下进行详细说明。
(供电电路的动作点调整处理)
接下来,参照图3,对第1实施方式的供电装置100的供电电路1的动作点调整处理流程进行说明。
首先,在步骤S1中,开始对供电线圈4(参照图1)的供电。
在步骤S2中,将供电电压设定为可设定下限值。
在步骤S3中,在所设定的供电电压下,通过输入电力测定部12(参照图1)来测定对供电线圈4的输入电力,进而,通过通信部13(参照图1)来接收受电装置200的受电电压的信息。
在步骤S4中,通过效率计算部10(参照图1)来计算输入电力与受电电压之比即受电效率。
在步骤S5中,将受电效率保存至存储部11(参照图1)。
在步骤S6中,判定供电电压是否为可设定上限值。在不一致的情况下,前进至步骤S7,在一致的情况下,前进至步骤S8。
在步骤S7中,增加供电电压,返回步骤S3。
在步骤S8中,设定为在步骤S5中保存于存储部11中的受电效率达到最大的供电电压。由此来调整电阻。
在步骤S9中,选择开关部6的第1(n=1)个开关。
在步骤S10中,使所选择的开关(第n个)导通,并且使其他开关断开。
在步骤S11中,在所选择的开关导通的状态下,通过输入电力测定部12(参照图1)来测定对供电线圈4的输入电力,进而,通过通信部13(参照图1)来接收受电装置200的受电电压的信息。
在步骤S12中,通过效率计算部10(参照图1)来计算输入电力与受电电压之比即受电效率。
在步骤S13中,将受电效率保存至存储部11(参照图1)。
在步骤S14中,判定所选择的开关编号(n)与所具备的开关的数量是否一致。在不一致的情况下,前进至步骤S15,在一致(n=3)的情况下,前进至步骤S16。
在步骤S15中,将n设为n+1,返回步骤S10。
在步骤S16中,将选择的开关设定为在步骤S13中保存的受电效率达到最大的开关。由此,通过对电抗调整部7(开关部6)进行控制,从而调整供电天线40的电抗。其结果,在开关元件181进行开关时,能够使施加至开关元件181的电压值大致为零。
(第1实施方式的效果)
第1实施方式中,能够获得如下所述的效果。
第1实施方式中,如上所述,构成为包括:供电天线40,对受电装置200进行电力供给;电抗调整部7,对供电天线40的电抗进行调整;电源部3,对供电天线40供给供电电压;以及控制部9,进行电源部3的电压及电抗调整部7的控制。由此,不用另行设置电容器便可调整电阻,因此无须另行设置电容器,相应地,能够抑制在对阻抗进行调整的结构中的电路结构的复杂化及基板面积的扩大。
而且,第1实施方式中,如上所述,使控制部9构成为,通过对电源部3的电压进行控制,从而对开关元件进行开关的时刻的施加至开关元件的电压值进行控制。由此,在开关元件181进行开关时,可使施加至开关元件181的电压值大致为零,因此能够减小电力损失,并且能够提高对受电装置200的电力供给效率。
而且,第1实施方式中,如上所述,使控制部9构成为,基于受电效率来控制电源部3的电压,由此来调整供电天线40的电阻。由此,通过控制电源部3来调整电阻,因此比起通过另行设置电容器来调整电阻,能够简化电路结构,并且能够缩小基板面积。而且,在供电装置100中,无须设置后述的阻抗检测部20,因此能够进一步简化结构,并且能够进一步减小基板面积。
而且,第1实施方式中,如上所述,使控制部9构成,对电抗调整部7进行控制以选择要连接的电容器,并且对共振电容器5的电容值进行调整,由此来调整供电天线40的电抗。由此,电抗被调整为所需的值,因此在开关元件181进行开关时,施加至开关元件181的电压值大致为零,能够减小电力损失,并且能够提高对受电装置200的电力供给效率。
而且,第1实施方式中,如上所述,使控制部9构成为,对开关部6的通断进行控制,将多个共振电容器5中的至少任一个与供电线圈4予以连接,由此来调整供电天线40的电抗。由此,与共振电容器5为一个的情况相比,对电抗进行调整时,调整的幅度变宽,因此能够更适当地调整电抗。
[第2实施方式]
(供电电路的动作点调整处理)
接下来,参照图4来说明第2实施方式的供电装置101的供电电路1的动作点调整处理流程。第2实施方式中,除了所述第1实施方式的结构以外,还采用了通信部13获取受电装置200的规定电压范围的信息的结构。作为示例,第2实施方式中,规定的电压范围为最大动作电压与最小动作电压之间的范围。另外,与所述第1实施方式同样的结构是标注与第1实施方式相同的符号来图示,并且省略说明。
首先,在步骤S21中,开始对供电线圈4(参照图1)的供电。
在步骤S22中,将供电电压设定为可设定下限值。
在步骤S23中,在所设定的供电电压下,通过输入电力测定部12(参照图1)来测定对供电线圈4的输入电力,进而,通过通信部13(参照图1)来接收受电装置200的受电电压的信息。
在步骤S24中,通过效率计算部10(参照图1)来计算输入电力与受电电压之比即受电效率。
在步骤S25中,将受电效率保存至存储部11(参照图1)。
在步骤S26中,判定供电电压是否为可设定上限值。在不一致的情况下,前进至步骤S27,在一致的情况下,前进至步骤S28。
在步骤S27中,增加供电电压,返回步骤S23。
在步骤S28中,设定为在步骤S25中保存于存储部11中的受电效率达到最大的供电电压。
在步骤S29中,选择开关部6的第1(n=1)个开关。
在步骤S30中,使所选择的开关(第n个)导通,并且使其他开关断开。
在步骤S31中,在所选择的开关导通的状态下,通过输入电力测定部12(参照图1)来测定对供电线圈4的输入电力,进而,通过通信部13(参照图1)来接收受电装置200的受电电压的信息。
在步骤S32中,通过效率计算部10(参照图1)来计算输入电力与受电电压之比即受电效率。
在步骤S33中,将受电效率保存至存储部11(参照图1)。
在步骤S34中,判定所选择的开关编号(n)与所具备的开关的数量是否一致。在不一致的情况下,前进至步骤S35,在一致(n=3)的情况下,前进至步骤S36。
在步骤S35中,将n设为n+1,返回步骤S30。
在步骤S36中,将选择的开关设定为在步骤S33中保存的受电效率达到最大的开关。
在步骤S37中,通信部13从受电装置200获取受电装置200的受电电压和由受电装置200的规格所决定的最大动作电压及最小动作电压的信息。
在步骤S38中,判定受电装置200的受电电压是否大于最大动作电压。若大于最大动作电压,则前进至步骤S39,若为最大动作电压以下,则前进至步骤S40。
在步骤S39中,控制电源部3,以使供电电压下降规定的电压量。随后,返回步骤S37。
在步骤S40中,判定受电装置200的受电电压是否小于最小动作电压。若小于最小动作电压,则前进至步骤S41。
在步骤S41中,控制电源部3,以使供电电压增加规定的电压量。随后,返回步骤S37。并且,反复进行步骤S37~步骤S41的动作,直至受电装置200的受电电压达到最大动作电压与最小动作电压之间为止。
(第2实施方式的效果)
第2实施方式中,能够获得如下所述的效果。
第2实施方式中,如上所述,使控制部9构成为,通过对电源部3的电压进行控制,从而在受电电压达到最小动作电压以上且最大动作电压以下的范围内调整供电天线40的电阻。由此,能够抑制引起受电装置200的受电电压发生大于最大动作电压的过度上升及小于最小动作电压的过度下降,因此既能使受电装置200安全地动作,又能简化用于调整阻抗的结构。
另外,第2实施方式的其他效果与所述第1实施方式同样。
[第3实施方式]
参照图5来说明本发明的第3实施方式的供电装置300的结构。第3实施方式中,与以计算受电效率的方式构成的所述第1实施方式不同,是通过直接测定供电天线40的负载来进行电阻及电抗的调整。另外,与所述第1实施方式同样的结构是标注与第1实施方式相同的符号来图示,并且省略说明。
(动作控制电路的结构)
如图5所示,在动作控制电路32中设有控制部39、阻抗检测部20以及电抗调整部7。
(供电电路的动作点调整处理)
接下来,参照图6来说明第3实施方式的供电装置300的供电电路1的动作点调整处理流程。
首先,在步骤S51中,开始对供电线圈4(参照图5)的供电。
在步骤S52中,通过阻抗检测部20(参照图5)来测定供电天线40的负载Z(R+jXΩ)。
在步骤S53中,判定在步骤S52中测定出的电阻(R)是否与所需的值一致。在不一致的情况下,前进至步骤S54,在一致的情况下,前进至步骤S57。
在步骤S54中,判定在步骤S52中测定出的电阻(R)是否小于所需的值。在小于所需值的情况下,前进至步骤S55,在大于所需值的情况下,前进至步骤S56。
在步骤S55中,控制电源部3(参照图5),以使供电电压增加规定的电压量。随后,返回步骤S52。
在步骤S56中,控制电源部3,以使供电电压下降规定的电压量。随后,返回步骤S52。
在步骤S57中,选择开关部6的第1(n=1)个开关。
在步骤S58中,使所选择的开关(第n个)导通,并且使其他开关断开。
在步骤S59中,在所选择的开关导通的状态下,通过阻抗检测部20来测定供电天线40的负载Z(R+jXΩ)。
在步骤S60中,判定在步骤S59中测定出的电抗(X)是否与所需的值一致。在不一致的情况下,前进至步骤S61。
在步骤S61中,将n设为n+1,返回步骤S59。即,反复进行步骤S59~步骤S61的动作,直至电抗(X)达到所需的值为止。
而且,第3实施方式的供电装置300的其他结构与第1实施方式中的供电装置100同样。
(第3实施方式的效果)
第3实施方式中,能够获得如下所述的效果。
第3实施方式中,如上所述,使控制部39构成为,基于阻抗检测部20检测出的阻抗来调整供电天线40的电阻。由此,通过控制电源部3来调整电阻,因此比起通过另行设置电容器来调整电阻,能够简化电路结构,并且能够缩小基板面积。而且,由于通过阻抗检测部20来测定供电天线40的阻抗,因此能够更切实地进行阻抗的调整。
另外,第3实施方式的其他效果与所述第1实施方式同样。
[第4实施方式]
参照图7来说明本发明的第4实施方式的供电装置400的结构。第4实施方式中,与以计算受电效率的方式构成的所述第1实施方式不同,是基于对供电线圈4的输入电力及输出电力之比即转换效率来进行电阻及电抗的调整。另外,与所述第1实施方式同样的结构是标注与第1实施方式相同的符号来图示,并且省略说明。
(动作控制电路的结构)
如图7所示,在动作控制电路42中设有控制部49、转换效率计算部50、存储部61、电力测定部62以及电抗调整部7。
(供电电路的动作点调整处理)
接下来,参照图8来说明第4实施方式的供电装置400的供电电路1的动作点调整处理流程。
首先,在步骤S71中,开始对供电线圈4(参照图7)的供电。
在步骤S72中,将供电电压设定为可设定下限值。
在步骤S73中,在所设定的供电电压下,通过电力测定部62(参照图7)来测定对供电线圈4的输入电力及输出电力。
在步骤S74中,通过转换效率计算部50(参照图7)来计算输入电力与输出电力之比即转换效率。
在步骤S75中,将转换效率保存至存储部61(参照图7)。
在步骤S76中,判定供电电压是否为可设定上限值。在不一致的情况下,前进至步骤S77,在一致的情况下,前进至步骤S78。
在步骤S77中,增加供电电压,返回步骤S73。
在步骤S78中,设定为在步骤S75中保存于存储部61中的转换效率达到最大的供电电压。
在步骤S79中,选择开关部6的第1(n=1)个开关。
在步骤S80中,使所选择的开关(第n个)导通,并且使其他开关断开。
在步骤S81中,在所选择的开关导通的状态下,通过电力测定部62(参照图7)来测定对供电线圈4的输入电力及输出电力。
在步骤S82中,通过转换效率计算部50(参照图7)来计算输入电力与输出电力之比即转换效率。
在步骤S83中,将转换效率保存至存储部61(参照图7)。
在步骤S84中,判定所选择的开关编号(n)与所具备的开关的数量是否一致。在不一致的情况下,前进至步骤S85,在一致(n=3)的情况下,前进至步骤S86。
在步骤S85中,将n设为n+1,返回步骤S80。
在步骤S86中,将选择的开关设定为在步骤S83中保存的转换效率达到最大的开关。
而且,第4实施方式的供电装置400的其他结构与第1实施方式中的供电装置100同样。
(第4实施方式的效果)
第4实施方式中,能够获得如下所述的效果。
第4实施方式中,如上所述,使控制部49构成为,基于转换效率来调整供电天线40的电阻。由此,通过基于供电线圈4的输入/输出电力来进行阻抗的调整,从而无须在供电装置400中设置阻抗检测部20及通信部13,因此能够进一步简化结构,并且能够进一步缩小基板面积。
而且,第4实施方式的供电装置400的其他效果与第1实施方式中的供电装置100同样。
[第1实施方式~第4实施方式的变形例]
图9是图2所示的第1实施方式~第4实施方式中的供电电路的电路结构的变化例。在图9中,与图2相同或类似的部分是标注相同的符号来图示,并且省略说明。如图9所示,开关部6被配置在供电线圈4与共振电容器5之间,且包含一个开关。而且,共振电容器5包含一个可变电容器54,且可变电容器54具有电容Cv。可变电容器54的电容Cv既可为阶梯(step)变化,也可为无中断的连续变化。本实施方式中,可变电容器54的电容Cv=C0+n△C,且假定最大的电容Cv为Cmax。
与图2的电路结构的动作不同,本实施方式中,将开关部6的开关予以连接后,通过对与供电线圈4连接的可变电容器54的电容Cv进行变更,从而能够调整供电天线40的电阻。本例中,每次变更的电容为△C,变更的电容范围为开始值C0至最大值Cmax(C0+n△C)。
[第1实施方式~第2实施方式的变形例]
图10是图3~图4的供电电路1的动作点调整处理流程的变化例,此处,供电电路1的开关部6与共振电容器5是使用图9中所示的电路结构。图10与图3(图4)的差异在于图3的步骤S9~步骤S16(图4的步骤S29-步骤S36),此处,将图3的S9、S10、S14、S16(图4的步骤S29、S30、S34、S36)替换为图10的S9′、S10′、S14′、S16′。以下,仅对不同的步骤进行说明。
在步骤S9′中,将开关部6的开关设为导通。除此以外,在步骤S10′中,将共振电容器5的电容Cv设定为C0+△C(n=1)。
在步骤S11~步骤S13中,其内容与图3的步骤S11~步骤S13相同,因此,此处省略说明。
在步骤S14′中,判断共振电容器5的电容Cv是否已达到最大值Cmax。在不一致的情况下,前进至步骤S15,将n设为n+1,返回步骤S10′,下个电容Cv设定为C0+2△C(例如n=2)。而且,在一致的情况下,前进至步骤S16′。
在步骤S16′中,将可变电容器54的电容Cv设定为在步骤S13中保存的受电效率达到最大的电容Cv。
[第3实施方式的变形例]
图11是第3实施方式的供电电路1的动作点调整处理流程的变化例,此处,供电电路1中的开关部6与共振电容器5是使用图9中所示的电路结构。图11与图6的差异在于图3的步骤S53~步骤S60,此处,将图6的S57、S58替换为图11的S57′、58′。以下,仅对不同的步骤进行说明。
在步骤S57′中,将开关部6的开关设为导通。除此以外,在步骤S58′中,将共振电容器5的电容Cv设定为C0+△C(n=1)。
在步骤S59~步骤60中,其内容与图3的步骤S59~步骤S60类似,因此,此处省略说明。但是,在步骤S60中,判定电抗(X)是否与所需的值一致。在不一致的情况下,前进至步骤S61,将n设为n+1,返回步骤S58′,将下个电容Cv设定为C0+2△C(例如n=2)。
[第4实施方式的变形例]
图12是第4实施方式的供电电路1的动作点调整处理流程的变化例,此处,供电电路1中的开关部6与共振电容器5是使用图9中所示的电路结构。图12与图8的差异在于图8的步骤S79~步骤S80、步骤S84、步骤S86,此处,将图8的S79~S80、S84、S86替换为图12的S79′~S80′、S84′、S86′。以下,仅对不同的步骤进行说明。
在步骤S79′中,将开关部6的开关设为导通。除此以外,在步骤S80′中,将共振电容器5的电容Cv设定为C0+△C(n=1)。
在步骤S81~步骤S83中,其内容与图8的步骤S81~步骤S83相同,因此,此处省略说明。
在步骤S84′中,判断共振电容器5的电容Cv是否已达到最大值Cmax。在不一致的情况下,前进至步骤S85,将n设为n+1,返回步骤S80′,将下个电容Cv设定为C0+2△C(例如n=2)。而且,在一致的情况下,前进至步骤S86′。
在步骤S86′中,将可变电容器54的电容Cv设定为在步骤S83中所保存的转换效率达到最大的电容Cv。
通过所述第1实施方式~第4实施方式的变化例,能够达成相同的效果,除此以外,由于开关部6仅包含一个开关,且共振电容器5由一个可变电容器54构成,因此能够进一步简化结构与动作,并且能够进一步缩小基板面积。
[变形例]
另外,当认为,此次公开的实施方式在所有方面仅为例示而非加以限制的。本发明的范围是由权利要求书而非所述实施方式的说明所示,进而包含与权利要求书均等的含义及范围内的所有变更(变形例)。
例如,所述第1实施方式~第4实施方式中,展示了下述动作流程图的示例,即,通过控制电源部来调整电阻之后,通过控制电抗调整部来调整电抗,但本发明并不限于此。本发明中,也可在通过控制电抗调整部来调整电抗之后,通过控制电源部来调整电阻。
而且,所述第2实施方式中,展示了除了第1实施方式的结构以外,还采用如下结构,即,获取最大动作电压及最小动作电压的信息,并控制受电电压以使其成为最小动作电压以上且最大动作电压以下的示例,但本发明并不限于此。本发明中,也可采用下述结构:通过对第3实施方式及第4实施方式的结构进一步追加通信部,从而与第2实施方式同样地,获取最大动作电压及最小动作电压的信息,并控制受电电压以使其成为最小动作电压以上且最大动作电压以下。
而且,所述第1实施方式~第4实施方式中,展示了下述示例,即,构成为,使用磁共振方式来从供电装置对受电装置供给电力,但本发明并不限于此。本发明中,也可为使用其他方式来进行电力供给的结构。
而且,所述第3实施方式中,展示了下述动作流程图的示例,即,在电抗的调整时,判定电抗的值与所需的值一致,若一致则结束动作,但本发明并不限于此。本发明中,也可进行下述动作,即:通过对第3实施方式的结构进一步追加存储部,从而将使第1个至第n个开关导通时的各电抗的值保存于存储部中,并选择各个值中最接近所需值的。
而且,所述第1实施方式、第2实施方式及第4实施方式中,展示了下述动作流程图的示例,即,使供电电压由可设定下限值变化至可设定上限值为止,以调整电阻,但本发明并不限于此。本发明中,也可进行下述动作,即,使供电电压由可设定上限值变化至可设定下限值为止,以调整电阻。
而且,所述第1实施方式~第4实施方式中,展示了将共振电容器的数量及开关部中所含的开关的数量设为三个的示例,但本发明并不限于此。本发明中,也可将共振电容器的数量及开关部中所含的开关的数量设为三个以外。
而且,所述第1实施方式~第4实施方式中,展示了使用FET来作为具有寄生电容的开关元件的示例,但本发明并不限于此。即,只要是具有寄生电容的开关元件,则也可使用FET以外的开关元件。
而且,所述第1实施方式~第4实施方式中,为了便于说明,对于本发明的控制部的处理,使用顺着处理流程来依序进行处理的流程驱动型的流程图进行了说明,但本发明并不限于此。本发明中,对于控制部的处理动作,也可通过在每个事件(event)时执行处理的事件驱动型(event driven type)的处理来进行。此时,既可以完全的事件驱动型来进行,也可将事件驱动及流程驱动组合起来进行。

Claims (9)

1.一种供电装置,其特征在于包括:
供电天线,对受电装置进行电力供给;
电抗调整部,对所述供电天线的电抗进行调整;
电源部,对所述供电天线供给电压;以及
控制部,进行所述电源部的电压及所述电抗调整部的控制,
所述电源部包括以规定的驱动频率来进行开关的开关元件,
所述控制部构成为,对施加至所述开关元件的电压值进行控制,以在所述开关元件进行开关的时刻,将施加至所述开关元件的电压值控制成大致接近零。
2.根据权利要求1所述的供电装置,其特征在于,
所述受电装置包括获取受电电压的信息的通信部。
3.根据权利要求2所述的供电装置,其特征在于包括:
输入电力测定部,测定对所述供电天线的输入电力;
效率计算部,根据所述输入电力与所述受电电压来计算所述受电装置的受电效率;
所述控制部构成为,基于所述受电效率来调整所述供电天线的电阻。
4.根据权利要求3所述的供电装置,其特征在于,
所述通信部构成为,获取所述受电装置的规定电压范围的信息;
所述控制部构成为,通过对所述电源部的电压进行控制,从而在所述规定电压范围内调整所述供电天线的电阻。
5.根据权利要求1或2所述的供电装置,其特征在于还包括:
阻抗检测部,检测所述供电天线的阻抗;
所述控制部构成为,基于所述阻抗检测部检测出的阻抗来调整所述供电天线的电阻。
6.根据权利要求1或2所述的供电装置,其特征在于还包括:
电力测定部,测定对所述供电天线的输入电力与输出电力;
转换效率计算部,根据所述输入电力与所述输出电力来计算电力的转换效率;
所述控制部构成为,基于所述转换效率来调整所述供电天线的电阻。
7.根据权利要求1或2所述的供电装置,其特征在于,
所述供电天线包含对所述供电天线的电抗进行调整的共振电容器;
所述控制部构成为,通过对所述共振电容器的电容值进行调整,从而调整所述供电天线的电抗。
8.根据权利要求7所述的供电装置,其特征在于,
所述共振电容器具有多个电容器,
所述电抗调整部包含:开关部,将所述电源部与所述多个电容器分别予以连接,
所述控制部构成为,通过将所述多个电容器中的至少任一个与所述电源部予以连接,从而对所述供电天线的电抗进行调整。
9.一种供电方法,其特征在于包括如下步骤:
通过调整对供电装置的供电天线的供电电压,从而调整所述供电天线的电阻,其中所述供电装置向受电装置进行电力供给,所述调整包括对施加至开关元件的电压值进行控制,以在所述开关元件进行开关的时刻,将施加至所述开关元件的电压值控制成大致接近零,所述开关元件是以规定的驱动频率来进行开关;以及
通过控制电抗调整部,从而调整所述供电天线的电抗,其中所述电抗调整部使所述供电天线的电抗发生变化。
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