CN106340976B - 无线送电装置及无线电力传输系统 - Google Patents

无线送电装置及无线电力传输系统 Download PDF

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Abstract

从1个无线送电装置向多个无线受电装置供给电力。在本公开的一个方式的无线送电装置中，控制传输条件的控制电路在对多个无线受电装置中的无线受电装置传输高频电力时，检测到上述多个无线受电装置中的无线受电装置新与上述至少一个送电天线电磁耦合时，变更向上述多个无线受电装置中与上述至少一个送电天线电磁耦合的无线受电装置传输的上述传输条件，变更向与上述至少一个送电天线电磁耦合的无线受电装置传输的高频电力的频率或振幅的任一方，将上述输出电压控制在与上述至少一个送电天线电磁耦合的上述至少一个无线受电装置所包含的电路元件的限制电压以下。

Description

无线送电装置及无线电力传输系统
本发明是基于申请号201410584704.8、申请日2014年10月27日、发明名称无线送电装置及无线电力传输系统的中国专利申请提出的分案申请。
技术领域
本公开涉及通过送电线圈及受电线圈间的电磁感应以非接触方式发送电力的无线送电装置及无线电力传输系统。
背景技术
近年来，以便携电话机为代表的各种移动设备日益普及。移动设备的消耗电量由于功能及性能的提高以及内容的多样化而持续增大。在利用预定容量的电池而工作的移动设备中，其消耗电量增大时，该移动设备的工作时间变短。作为用于补偿电池的容量有限的技术，无线电力传输系统受到关注。无线电力传输系统通过在无线送电装置的送电线圈和无线受电装置的受电线圈之间的电磁感应，从无线送电装置向无线受电装置以非接触方式发送电力。特别地，采用了谐振型的送电线圈及受电线圈(谐振磁场耦合)的无线电力传输系统即使在送电线圈及受电线圈的位置相互错开时也能够维持高传输效率，因此可以期待在各种领域中的应用。
例如，已知专利文献1～3的无线电力传输系统。
现有技术文献
专利文献1：日本特开2010-016985号公报
专利文献2：国际公开第2012/081519号手册
专利文献3：国际公开第2012/164744号手册
发明内容
专利文献1～3仅仅公开了具有送电线圈的1个无线送电装置向具有受电线圈的1个无线受电装置传输电力的通常的无线电力传输系统。
本公开的一个方式的无线送电装置提供一种能够从1个无线送电装置向多个无线受电装置供给电力的无线送电装置及无线电力传输系统。
本公开的一个方式，是向具备受电天线的多个无线受电装置传输高频电力的无线电力传输系统的无线送电装置，上述受电天线包含受电线圈，上述无线送电装置具备：
至少一个送电天线，能够与上述多个无线受电装置的受电天线电磁耦合；
一个变换电路，产生上述高频电力并向上述至少一个送电天线供给；
接收电路，从上述多个无线受电装置的各个无线受电装置接收上述各受电线圈的输出电压值；以及
控制电路，根据上述接收到的输出电压值，控制包括从上述变换电路供给的上述高频电力的频率或振幅的传输条件，
上述控制电路，
在对上述多个无线受电装置中的第1无线受电装置传输上述高频电力时，检测到上述多个无线受电装置中的第2上述无线受电装置新与上述至少一个送电天线电磁耦合时，变更向上述多个无线受电装置中与上述至少一个送电天线电磁耦合的无线受电装置传输的上述传输条件，
使用上述变换电路，变更向与上述至少一个送电天线电磁耦合的无线受电装置传输的高频电力的频率或振幅，将从与上述至少一个送电天线电磁耦合的上述至少一个无线受电装置接收的上述输出电压值，控制在与上述至少一个送电天线电磁耦合的上述至少一个无线受电装置所包含的电路元件的限制电压以下。
此外，这些整体的或具体的方式可以由系统、方法、集成电路、计算机程序或记录介质实现，也可以由系统、装置、方法、集成电路、计算机程序及记录介质的任意组合实现。
根据上述方式，能够从一个无线送电装置向多个无线受电装置供给电力。
附图说明
图1是表示第1实施例的无线电力传输系统的构成的框图。
图2是表示图1的无线受电装置3-1的详细构成的一例的框图。
图3是表示图1的送电天线24-1的第1变形例的送电天线24a-1的电路图。
图4是表示图1的送电天线24-1的第2变形例的送电天线24b-1的电路图。
图5是表示图1的送电天线24-1的第3变形例的送电天线24c-1的电路图。
图6是表示图1的送电天线24-1～24-N的第1实施例的俯视图。
图7是表示图1的位置检测线圈25的详细构成的一例的立体图。
图8是用于说明采用了图7的位置检测线圈25的受电天线31-1的定位的立体图。
图9是表示图2的负载调制电路34-1的详细构成的一例的电路图。
图10是表示第1实施方式的第1变形例的无线电力传输系统的构成的框图。
图11是表示由图1的无线送电装置2的控制电路20执行的送电控制处理的流程图。
图12是表示图1的无线受电装置3-1及3-2的负载阻抗相等时的各受电天线31-1及31-2的输出电压Vr1及Vr2和无线电力传输系统的传输效率的图。
图13是表示图1的无线受电装置3-1及3-2的负载阻抗不同时的各受电天线31-1及31-2的输出电压Vr1及Vr2和无线电力传输系统的传输效率的图。
图14是表示第2实施方式的无线电力传输系统的构成的框图。
图15是表示图14的无线受电装置3B-1的详细构成的一例的框图。
图16是表示图15的负载调制电路34B-1的详细构成的一例的电路图。
图17是表示由图15的负载调制电路34B-1产生的负载调制信号的时序图。
图18是表示在图14的无线电力传输系统中使用的例示性的负载调制信号的符号的时序图。
图19是表示第1实施方式的第2变形例的无线电力传输系统的构成的框图。
图20是表示第2实施方式的变形例的无线电力传输系统的构成的框图。
具体实施方式
<成为发明基础的见解>
本发明人对“背景技术”一栏中所记载的无线电力传输系统，发现了以下的问题。
如前所述，专利文献1到3仅仅公开了具有送电线圈的一个无线送电装置向具有受电线圈的一个无线受电装置传输电力的一般的无线电力传输系统。
在现有的电磁感应型的无线电力传输系统中，具备一个高频电力源(变换电路)的一个无线送电装置始终只能向一个无线受电装置供给电力。从而，例如为了充电，在一个无线送电装置的送电区域上配置有多个无线受电装置的情况下，进行了在一个无线受电装置充电结束后对另一个无线受电装置充电这样的依次充电。
在利用了谐振磁场耦合的无线电力传输系统中，送电线圈及受电线圈的耦合系数小，与电磁感应型的无线电力传输系统的情况相比，可以拉开无线送电装置及无线受电装置之间的距离而传输电力，因此能够从一个无线送电装置对多个无线受电装置充电。
但是，例如，在研究从一个无线送电装置向多个无线受电装置供给电力的无线电力传输系统时，需要假定新追加与当前正接受电力供给的无线受电装置不同的无线受电装置，所追加的上述无线受电装置也接受电力供给的情况。
作为一个解决方案，若假定包含所追加的无线受电装置的多个无线受电装置全部具有相同的负载特性(负载阻抗)，则采用与向一个无线受电装置供给电力时相同的送电频率，增大与无线受电装置的个数相应的电力，继续传输即可。
但是，一般来说，多个无线受电装置的负载特性互不相同(充电电池的剩余量不同等)。该情况下，认为根据所输送的高频电力的频率或对变换电路的输入电压等的设定的不同，会发生在任一个无线受电装置中受电线圈接受的输出电压过高而超过与受电线圈连接的无线受电装置的电路元件(整流电路等)的限制电压这样的问题。
上述问题的原因认为如下。
为了简化，例如，考虑从一个无线送电装置向一个无线受电装置进行电力供给的情况。
作为第一动作条件，第1无线受电装置具有例如5Ω(重负载：负载要求大电流的状态)的负载，要求电力设为5W。此时，为了满足上述要求电力即5W，通过向上述一个无线送电装置的变换电路施加10V电压而生成的高频电力(以后，也仅称为电力)向上述第1无线受电装置传输。此时，上述第1无线受电装置的受电线圈的输出电压成为5V。
接着，作为第二动作条件，考虑用要求电力例如为0.25W、负载为100Ω(轻负载：负载要求小电流的状态)的第2无线受电装置更换上述第1无线受电装置的情况。该情况下，为了满足上述第2无线受电装置的要求电力即0.25W，通过向上述无线送电装置的变换电路施加3V电压而生成的电力向上述第2无线受电装置传输。此时，上述第2无线受电装置的受电线圈的输出电压也成为5V。
但是，在从一个无线送电装置的一个变换电路向多个无线受电装置供给电力时，从上述变换电路向送电线圈输出的电力的送电频率(以后也仅称为频率)和电压(也可以换言之称为振幅)被唯一确定，无法采用用于使多个无线受电装置的受电状态一个个最优化的频率、电压参数使上述变换电路进行动作。
从而，例如在向第1无线受电装置供给电力时进而也要开始向第2无线受电装置供给电力时，第2无线受电装置被分配接受最初向第1无线受电装置输送的10V电压的电力的一部分。在向第2无线受电装置传输10V的电压的电力时，上述第2无线受电装置的受电线圈的输出电压高达16.5V。该情况下，在上述第2无线受电装置中受电线圈接受的输出电压过高，超过与受电线圈连接的上述第2无线受电装置的电路元件(整流电路等)的限制电压。其结果，上述第2无线受电装置所包含的电路元件可能被破坏。在此，16.5V这一值是根据向第一动作条件和第二动作条件下的变换电路施加的电压比与第二动作条件下的上述第2无线受电装置的受电线圈的输出电压之积算出的(＝10V/3V×5V)。
例如，即使决定向送电线圈输出的最佳的电力的频率和电压(例如，3V)以符合负载更轻的第2无线受电装置的条件，在从一个无线送电装置的一个变换电路向多个无线受电装置供给电力时，也只能传输从上述变换电路向送电线圈输出的电力的频率和电压一定的电力。因此，在向第2无线受电装置传输电力时，在上述第1无线受电装置的条件下(例如，10V)输送电力。其结果，认为向负载更轻的第2无线受电装置供给过剩的电力，受电线圈的输出电压变高。
这样，认为具有轻负载的无线受电装置的受电线圈的输出电压变高的一个原因是，在从一个无线送电装置的一个变换电路向多个无线受电装置供给电力时，只能在从上述变换电路向送电线圈输出的电力的频率和电压一定的情况下传输。
另外，在上述例中，为了应对超过无线受电装置的电路元件的耐电压的上述问题，考虑在无线受电装置中使用具有大余裕的耐压高的电路元件的方法。但是，在该情况下，由于使用高成本的电路元件，所以成本增大，因此不是现实的解决方法。
因而，在从具备一个变换电路的一个无线送电装置向多个无线受电装置供给高频电力时，进而新的无线受电装置与上述无线送电装置电磁耦合时，期望一种无线送电装置，其控制上述电力传输以使得各个无线受电装置的输出电压不会超过各个无线受电装置的电路元件的限制电压。另外，期望上述无线受电装置的电路元件的成本不会增加。
通过以上的考察，本发明者们想到以下的发明的各方式。
本公开的一个方式的无线送电装置，
是向具备受电天线的多个无线受电装置传输高频电力的无线电力传输系统的无线送电装置，上述受电天线包含受电线圈，上述无线送电装置具备：
至少一个送电天线，能够与上述多个无线受电装置的受电天线电磁耦合；
一个变换电路，产生上述高频电力并向上述至少一个送电天线供给；
接收电路，从上述多个无线受电装置的各个无线受电装置接收上述各受电线圈的输出电压值；以及
控制电路，根据上述接收到的输出电压值，控制包括从上述变换电路供给的上述高频电力的频率或振幅的传输条件，
上述控制电路，
在对上述多个无线受电装置中的第1无线受电装置传输上述高频电力时，在检测到上述多个无线受电装置中的第2上述无线受电装置新与上述至少一个送电天线电磁耦合时，变更向上述多个无线受电装置中与上述至少一个送电天线电磁耦合的无线受电装置传输的上述传输条件，
使用上述变换电路，变更向与上述至少一个送电天线电磁耦合的无线受电装置传输的高频电力的频率或振幅的任一方，将从与上述至少一个送电天线电磁耦合的上述至少一个无线受电装置接收的上述输出电压值，控制在与上述至少一个送电天线电磁耦合的上述至少一个无线受电装置所包含的电路元件的限制电压以下。
根据上述方式，在检测到上述多个无线受电装置中的第2上述无线受电装置新与上述至少一个送电天线电磁耦合时，变更从上述变换电路供给的上述高频电力的频率、振幅、电压的波形、一定期间内的上述高频电力的密度等的传输条件，由此能够防止由于上述多个无线受电装置的任一个受电线圈的输出电压的增加而导致与上述至少一个送电天线电磁耦合的至少一个无线受电装置所包含的电路元件被破坏。
另外，根据上述方式，变更向上述多个无线受电装置中与上述至少一个送电天线电磁耦合的无线受电装置传输的高频电力的频率或振幅的任一方。由此，将从与上述至少一个送电天线电磁耦合的至少一个无线受电装置接收的上述输出电压控制在与上述至少一个送电天线电磁耦合的至少一个无线受电装置所包含的电路元件的限制电压以下。因此，能够防止从与上述至少一个送电天线电磁耦合的上述至少一个无线受电装置接收的上述输出电压超过与上述至少一个送电天线电磁耦合的无线受电装置所包含的电路元件的限制电压。
另外，根据上述方式，作为上述无线受电装置的电路元件，不必采用耐压部件，因此不会增加上述无线受电装置的电路元件的成本。
以上，根据上述方式，能够通过利用了谐振磁场耦合的无线电力传输系统从一个无线送电装置向多个无线受电装置供给电力。
在上述方式中，例如，上述控制电路在对上述第1无线受电装置传输上述高频电力时，检测到上述第2上述无线受电装置新与上述至少一个送电天线电磁耦合时，可以变更上述传输条件，以使得：停止向上述第1无线受电装置传输上述高频电力，或将比向上述第1无线受电装置传输的上述高频电力小的高频电力向上述第1无线受电装置传输。
根据上述方式，通过停止向上述第1无线受电装置传输高频电力，或将比向上述第1无线受电装置传输的高频电力小的高频电力向上述第1无线受电装置传输，能够防止由于上述多个无线受电装置的任一个受电线圈的输出电压的增加而导致与上述至少一个送电天线电磁耦合的至少一个无线受电装置所包含的电路元件被破坏。
在上述方式中，例如，上述无线送电装置还具备位置检测线圈和使用上述位置检测线圈检测上述受电天线相对于上述送电天线的相对位置的位置检测电路，
检测上述多个无线受电装置中的上述第2无线受电装置新与上述至少一个送电天线电磁耦合的方法，是上述位置检测电路使用上述位置检测线圈来检测上述受电天线相对于上述送电天线的相对位置的方法，或检测上述多个无线受电装置中与上述至少一个送电天线电磁耦合的无线受电装置的任一个受电线圈的输出电压变化的方法。
在上述方式中，例如，上述控制电路使用上述变换电路，变更向上述多个无线受电装置中与上述至少一个送电天线电磁耦合的无线受电装置传输的高频电力的频率或振幅的任一方，将从与上述至少一个送电天线电磁耦合的上述至少一个无线受电装置接收的上述输出电压值，控制在与上述至少一个送电天线电磁耦合的上述至少一个无线受电装置所包含的电路元件的限制电压以下且上述无线受电装置进行动作的最小电压以上。
在上述方式中，例如，在判断为上述多个无线受电装置中的上述第2无线受电装置新与上述至少一个送电天线电磁耦合时，
使用上述接收电路，决定上述高频电力的频率，上述高频电力的频率是将从与上述至少一个送电天线电磁耦合的无线受电装置接收到的各输出电压值的差控制在与上述限制电压和与上述至少一个送电天线电磁耦合的无线受电装置进行动作的最小电压的差分对应的预定的电压幅度，
在将向上述多个无线受电装置中与上述至少一个送电天线电磁耦合的无线受电装置传输的高频电力的频率固定在上述决定的频率的状态下，变更上述高频电力的振幅，将从与上述至少一个送电天线电磁耦合的无线受电装置接收的上述输出电压值控制在上述限制电压以下且上述最小电压以上。
根据上述方式，决定将从与上述至少一个送电天线电磁耦合的无线受电装置接收到的各输出电压的差控制在与上述限制电压和与上述至少一个送电天线电磁耦合的无线受电装置进行动作的最小电压的差分对应的预定的电压幅度的上述高频电力的频率。在此，预定的电压幅度是比上述限制电压和上述最小电压的差分小的值。即，在将从与上述至少一个送电天线电磁耦合的无线受电装置接收的上述输出电压控制在上述限制电压以下时，首先，决定上述高频电力的频率。由此，进行从与上述至少一个送电天线电磁耦合的全部无线受电装置接收到的上述输出电压成为上述最小电压以上的准备。在该状态下，变更上述高频电力的振幅，因此，能够将从与上述至少一个送电天线电磁耦合的无线受电装置接收的上述输出电压控制在上述限制电压以下且上述最小电压以上。
以上，能够防止从与上述至少一个送电天线电磁耦合的无线受电装置接收的上述输出电压超过上述限制电压，并能够使与上述至少一个送电天线电磁耦合的全部上述无线受电装置进行动作。
在上述方式中，例如，上述无线送电装置还具备存储装置，预先存储在向上述第1及第2无线受电装置传输上述高频电力时从上述第1及第2无线受电装置的各个无线受电装置接收的输出电压值的频率特性，
上述控制电路，
在判断为上述多个无线受电装置中的上述第2无线受电装置新与上述至少一个送电天线电磁耦合之后，
可以基于上述存储装置所存储的频率特性，决定用于向上述第1及第2无线受电装置传输的上述高频电力的频率及振幅。
根据上述方式，上述无线送电装置还具备存储装置，预先存储在向上述第1及第2无线受电装置传输上述高频电力时从上述第1及第2无线受电装置的各个无线受电装置接收的输出电压的频率特性。上述控制电路使用上述存储装置所预先存储的上述频率特性，决定上述高频电力的频率及振幅。
根据本方式，也能够决定从与上述一个送电天线电磁耦合的无线受电装置接收的上述输出电压成为上述限制电压以下的频率及振幅。
即，使用上述存储装置所预先存储的上述频率特性，预测上述输出电压成为上述限制电压以下的上述高频电力的频率及振幅，因此，可以比搜索更快地决定上述输出电压成为上述限制电压以下的上述高频电力的频率及振幅。其结果，能够尽快开始向上述无线受电装置传输上述高频电力。
在上述方式中，例如，也可以为，上述无线送电装置还具备存储装置，
上述控制电路在对上述多个无线受电装置中的至少一个第1无线受电装置传输上述高频电力时，在检测到上述多个无线受电装置中的第2无线受电装置的受电天线新与上述送电天线电磁耦合时，
将包含上述变换电路的输出电压、输出电流及动作频率的与上述变换电路的动作状态相关的参数存储在上述存储装置中，
停止向上述第1无线受电装置传输高频电力，或将比向上述第1无线受电装置传输的高频电力小的高频电力向上述第1无线受电装置传输，
基于上述存储装置所存储的参数，设定用于向上述第1及第2无线受电装置同时传输的上述高频电力的频率及振幅。
在上述方式中，例如，也可以为，上述控制电路通过控制由上述变换电路产生的高频电力的相位和上述变换电路的占空比中的至少一方，设定上述高频电力的振幅。
根据上述方式，能够使上述高频电力的传输暂时地停止，或暂时地传输相比上述检测到上述无线受电装置新与上述送电天线耦合时的上述高频电力减少的高频电力。
另外，根据上述方式，能够降低上述各无线受电装置的输出电压。
在上述方式中，例如，也可以为，上述无线送电装置还具备DC/DC转换器电路，其产生具有可变电压的直流电力，向上述变换电路供给，
上述控制电路通过控制上述直流电力的电压，设定上述高频电力的振幅。
根据上述方式，能够使上述高频电力的传输暂时地停止，或暂时地传输比上述检测到上述无线受电装置新与上述送电天线耦合时的上述高频电力减少的高频电力。
另外，根据上述方式，能够由上述DC/DC转换器电路单独降低上述各无线受电装置的输出电压。另外，也可以使上述DC/DC转换器电路和上述变换电路组合，降低上述各无线受电装置的输出电压。
在上述方式中，例如，上述无线送电装置还具备：多个送电天线，分别具备包含送电线圈的谐振电路；开关电路，向上述多个送电天线的至少一个选择性地供给由上述变换电路产生的高频电力；以及
检测装置，在一个无线受电装置的受电天线新与上述多个送电天线中的至少一个送电天线电磁耦合时，检测上述受电天线相对于上述多个送电天线的相对位置，
上述控制电路基于由上述检测装置检测到的上述受电天线的相对位置，控制上述开关电路，以使得向与上述受电天线电磁耦合的送电天线中的至少一个供给高频电力。
在上述方式中，例如，也可以为，上述无线送电装置具备一个送电天线。
在上述方式中，例如，也可以为，上述无线受电装置具备充电电池，从上述无线送电装置接受高频电力的供给，对上述充电电池充电。
此外，上述的方式也可以作为无线电力传输系统而实现。
本公开的其他方式的无线送电装置，是包含一个无线送电装置及多个无线受电装置的无线电力传输系统的无线送电装置，
上述各无线受电装置具备受电天线，其具备包含受电线圈的谐振电路，
上述无线送电装置具备：
至少一个送电天线，具有包含送电线圈的谐振电路，与上述各无线受电装置的受电天线电磁耦合；
变换电路，产生具有可变频率及可变振幅的高频电力并向上述送电天线供给；以及
控制上述变换电路的控制电路，
上述控制电路在对上述多个无线受电装置中的至少一个第1无线受电装置传输上述高频电力时，检测到上述多个无线受电装置中的第2无线受电装置的受电天线新与上述送电天线电磁耦合时，
使上述高频电力的传输暂时地停止，
设定用于向上述第1及第2无线受电装置同时传输的上述高频电力的频率及振幅，
再次开始上述高频电力的传输。
在上述方式中，例如，也可以为，上述无线送电装置还具备存储装置，
上述控制电路在对上述多个无线受电装置中的至少一个第1无线受电装置传输上述高频电力时，检测到上述多个无线受电装置中的第2无线受电装置的受电天线新与上述送电天线电磁耦合时，
将包含上述变换电路的输出电压、输出电流及动作频率的与上述变换电路的动作状态相关的参数存储在上述存储装置中，
使上述高频电力的传输暂时地停止，
基于上述存储装置所存储的参数，设定用于向上述第1及第2无线受电装置同时传输的上述高频电力的频率及振幅。
在上述方式中，例如，也可以为，上述无线送电装置还具备存储装置，预先存储在向上述第1及第2无线受电装置同时传输高频电力时的上述各无线受电装置的受电天线的输出电压的频率特性，
上述控制电路基于上述存储装置所存储的频率特性，设定用于向上述第1及第2无线受电装置同时传输的上述高频电力的频率及振幅，以使得上述各无线受电装置的受电天线的输出电压低于预先确定的阈值。
在上述方式中，例如，也可以为，上述控制电路通过控制由上述变换电路产生的高频电力的相位和上述变换电路的占空比中的至少一方，设定上述高频电力的振幅。
在上述方式中，例如，也可以为，上述无线送电装置还具备直流电力源，产生具有可变电压的直流电力，向上述变换电路供给，
上述控制电路通过控制上述直流电力的电压，设定上述高频电力的振幅。
在上述方式中，例如，也可以为，上述无线送电装置还具备：
多个送电天线，分别具有包含送电线圈的谐振电路；
开关电路，向上述多个送电天线的至少一个选择性地供给由上述变换电路产生的高频电力；以及
检测装置，在一个无线受电装置的受电天线新与上述多个送电天线中的至少一个送电天线电磁耦合时，检测上述受电天线相对于上述多个送电天线的相对位置，
上述控制电路基于由上述检测装置检测到的上述受电天线的相对位置，控制上述开关电路，以使得向与上述受电天线电磁耦合的送电天线中的至少一个供给高频电力。
在上述方式中，例如，也可以为，上述无线送电装置具备一个送电天线。
在上述方式中，例如，也可以为，上述无线受电装置具备充电电池，从上述无线送电装置接受高频电力的供给，对上述充电电池充电。
另外，上述的方式也可以作为无线电力传输系统实现。
(第1实施方式)
以下，参照附图说明本公开的第1实施方式的无线电力传输系统。
图1是表示第1实施方式的无线电力传输系统的构成的框图。图1的无线电力传输系统包含与直流电源装置1连接的一个无线送电装置2和从无线送电装置2接受电力供给的多个无线受电装置3-1及3-2。
图1的无线送电装置2具备控制电路20、存储器20a、DC/DC转换器电路21、变换电路22、开关电路23、送电天线24-1～24-N、位置检测线圈25、位置检测电路26及接收电路27。DC/DC转换器电路21根据从直流电源装置1获得的直流电力，产生具有可变电压的直流电力，向变换电路22供给。变换电路22产生具有可变频率及可变大小(若高频电力的频率一定，则高频电力的大小仅仅由高频电力的振幅决定，因此，以下也可以将高频电力的大小替换为高频电力的振幅)的高频电力，经由开关电路23向送电天线24-1～24-N供给。开关电路23将由变换电路22产生的高频电力选择性地向多个送电天线24-1～24-N的至少一个供给。送电天线24-1～24-N分别具备包含送电线圈的谐振电路，与各无线受电装置3-1、3-2的受电天线31-1、31-2(后面叙述)电磁耦合。位置检测线圈25及位置检测电路26在一个无线受电装置的受电天线新与送电天线24-1～24-N中的至少一个送电天线电磁耦合时，检测受电天线相对于送电天线24-1～24-N的相对位置。接收电路27对通过使无线受电装置3-1、3-2的消耗电力变化而对从无线受电装置3-1、3-2发送到无线送电装置1的负载调制信号进行接收并解调。控制电路20控制由DC/DC转换器电路21产生的直流电力的电压、由变换电路22产生的高频电力的频率及大小以及由开关电路23进行的变换电路22及送电天线24-1～24-N的连接。存储器20a存储在参照图11后面叙述的送电控制处理中与变换电路22的动作状态相关的参数(送电参数)。
控制电路20为了控制高频电力的振幅(大小)，也可以使由DC/DC转换器电路21产生的直流电力的电压变化。另外，控制电路20为了控制高频电力的振幅(大小)，也可以控制由变换电路22产生的高频电力的相位和变换电路22的占空比的至少一方。
图1的无线受电装置3-1具备受电天线31-1、受电电路32-1及负载装置33-1。受电天线31-1具有包含受电线圈的谐振电路，与送电天线24-1～24-N中的至少一个送电天线24-1电磁耦合。当存在多个无线受电装置时，送电天线24-1～24-N和各无线受电装置的受电天线例如一一对应。受电电路32-1对经由受电天线31-1从无线送电装置2接受到的高频电力进行整流及平滑化，并向负载装置33-1供给。负载装置33-1例如是充电电池。当负载装置33-1为充电电池时，无线受电装置3-1从无线送电装置2接受高频电力的供给，对充电电池充电。
图2是表示图1的无线受电装置3-1的详细构成的一例的框图。受电电路32-1具备负载调制电路34-1、整流电路35-1、监视电路36-1、控制电路37-1及发送电路38-1。负载调制电路34-1与受电天线31-1连接，在发送电路38-1的控制下，通过使无线受电装置3-1的消耗电力变化而产生负载调制信号。整流电路35-1对经由受电天线31-1从无线送电装置2接受到的电力进行整流及平滑化，并向负载装置33-1供给。监视电路36-1监视负载装置33-1的电力消耗，另外，接受来自负载装置33-1的电力要求(电力供给的增减或停止等)，并通知控制电路37-1。控制电路37-1根据来自监视电路36-1的通知信号控制发送电路38-1，发送电路38-1在控制电路37-1的控制下，使用负载调制电路34-1产生负载调制信号。
图1的无线受电装置3-2也与无线受电装置3-1同样构成。
图3是表示图1的送电天线24-1的第1变形例的送电天线24a-1的电路图。图3的送电天线24a-1具有包含送电线圈L1及电容器C1的串联谐振电路。图4是表示图1的送电天线24-1的第2变形例的送电天线24b-1的电路图。图4的送电天线24b-1具有包含送电线圈L1及电容器C2的并联谐振电路。图5是表示图1的送电天线24-1的第3变形例的送电天线24c-1的电路图。图5的送电天线24c-1具有包含与送电线圈L1串联的电容器C1和与送电线圈L1并联的电容器C2的谐振电路。图3～图5的送电天线24-1的变形例也能够适用于其他的送电天线24-2～24-N。
图3～图5的送电天线24-1的变形例也能够适用于各无线受电装置3-1、3-2的受电天线31-1、31-2。
由变换电路22产生的高频电力具有能够在送电天线24-1～24-N及受电天线31-1、31-2之间通过的频率。通常，送电天线24-1～24-N为了使高频电力通过而具有与高频电力的频率相等的谐振频率。但是，若高频电力通过，则高频电力的频率和送电天线24-1～24-N的谐振频率也可以不一致。同样，受电天线31-1、31-2为了使高频电力通过而具有与高频电力的频率相等的谐振频率。但是，若高频电力通过，则高频电力的频率和受电天线31-1、31-2的谐振频率也可以不一致。
接着，参照图6～图8，说明图1的位置检测线圈25及位置检测电路26的动作。
图6是表示图1的送电天线24-1～24-N的第1实施例的俯视图。图6通过将多个送电天线24-1～24-N进行2维配置而扩展了可送电的范围。在图6中，例示了送电天线的送电线圈为圆形线圈的情况，但是不限于此，送电线圈也可以是正方形、矩形、圆形、长圆、椭圆、其他形状的线圈。特别地，正方形及矩形的送电线圈能够减小送电线圈间的间隙，具有能够减小与受电线圈的电磁耦合弱的范围这一优点。另外，送电线圈可以呈螺旋形状卷绕或呈螺线形状卷绕。
无线送电装置2在一个无线受电装置(例如无线受电装置3-1)新配置到无线送电装置2上时，为了选择向无线受电装置3-1传输电力的最适当的送电天线，检测无线受电装置3-1的位置。因而，位置检测电路26向位置检测线圈25发送检测脉冲，检测由无线受电装置3-1的受电天线31-1反射回来的电压或者电流，由此检测受电天线31-1。位置检测线圈25为了能够准确检测受电天线31-1的位置，设置在比送电天线24-1～24-N更靠近无线受电装置3-1的位置。
图7是表示图1的位置检测线圈25的详细构成的一例的立体图。位置检测线圈25包含在Y方向长的检测线圈25a～25d和在X方向长的检测线圈25e～25i。检测线圈25a～25d在X方向等间隔配置，检测线圈25e～25i在Y方向等间隔配置。
图8是用于说明采用了图7的位置检测线圈25的受电天线31-1的定位的立体图。在图8中，为了简化图示，省略图7的检测线圈25e～25i。首先，位置检测电路26向检测线圈25a发送检测脉冲，检测由受电天线31-1反射回来的电压或者电流，存储其强度(以下称为“反射强度”)。接着，位置检测电路26向检测线圈25b发送检测脉冲，同样检测由受电天线31-1反射回来的电压或者电流，存储其强度。以下同样，位置检测电路26向检测线圈25c、25d发送检测脉冲。位置检测电路26比较所存储的来自各检测线圈25a～25d的反射强度，例如，将获得最大反射强度的检测线圈的坐标决定为受电天线31-1的X坐标。同样，位置检测电路26向检测线圈25e～25i发送检测脉冲，决定受电天线31-1的Y坐标。
位置检测电路26将检测到的受电天线31-1的位置通知控制电路20。控制电路20基于由位置检测线圈25及位置检测电路26检测到的受电天线31-1的相对位置，控制开关电路23，以使得向与受电天线31-1电磁耦合的送电天线中的至少一个供给高频电力。
位置检测线圈25的构成不限于图7所示。在图7中，示出了在X方向配置4个检测线圈25a～25d，在Y方向配置5个检测线圈25e～25i的例子，但是也可以根据对受电天线进行检测的范围，采用其他个数的组合。若无需决定受电天线31-1的Y坐标，则也可以省略检测线圈25e～25i。另外，在图7及图8中，将检测线圈25a～25i表示为1匝的线圈，但是检测线圈也可以是2匝以上的线圈。通过增加匝数，能够加强检测线圈和受电天线31-1的耦合，具有提高反射强度的效果。另外，在图7及图8中，将检测线圈25a～25i表示为矩形线圈，但是检测线圈也可以是正方形、圆形、长圆、椭圆、其他线圈形状。
为了提高位置检测的精度，位置检测电路26除了使用获得了最大反射强度的检测线圈，也可以使用所选择的检测线圈附近的多个检测线圈的反射强度，决定受电天线31-1的坐标。
图9是表示图2的负载调制电路34-1的详细构成的一例的电路图。负载调制电路34-1具备：串联连接在受电天线31-1的受电线圈的两端的2个电容器和与这些电容器的中点连接以使得在发送电路38-1的控制下使这些电容器的中点选择性地接地的开关SW。2个电容器具有例如相等的电容Cm。2个电容器的电容Cm小到从发送电路38-1发送的数据信号的载波的频率(例如100kHz频段的频率)不变化的程度(例如100pF等)。通过开闭开关SW，数据信号的载波的振幅变化，产生负载调制信号。从而，负载调制电路34-1作为振幅调制电路而进行动作。
图10是表示第1实施例的第1变形例的无线电力传输系统的构成的框图。本实施例的无线送电装置也可以取代多个送电天线而仅仅具备一个送电天线。图10的无线送电装置2A取代图1的无线送电装置2的开关电路23及送电天线24-1～24-N而具备一个送电天线24A。另外，无线送电装置2A不具备图1的无线送电装置2的位置检测线圈25及位置检测电路26，取代图1的控制电路20而具备控制电路20A。各无线受电装置3-1、3-2的受电天线31-1、31-2与送电天线24A电磁耦合。送电天线24A除了与多个受电天线电磁耦合以外，与参照图1、图3～图5说明的送电天线24-1～24-N、24a-1～24c-1同样构成。在变换电路22的负载发生了变化时，控制电路20A检测到配置有无线受电装置。
图19是表示第1实施方式的第2变形例的无线电力传输系统的构成的框图。本实施方式的无线送电装置也可以不具备DC/DC转换器电路21。图19的无线送电装置2C具有从图10的无线送电装置2A中除去DC/DC转换器电路21，取代图10的控制电路20A和送电天线24A而具备控制电路20C和送电天线24C的构成。控制电路20C控制由变换电路22产生的高频电力的频率和大小。控制电路20C为了控制高频电力的振幅(大小)，也可以控制由变换电路22产生的高频电力的相位和变换电路22的占空比的至少一方。送电天线24C与送电天线24A同样构成。
如前所述，在无线送电装置2向多个无线受电装置3-1、3-2同时供给电力时，需要控制电力传输，以使得不会超过各无线受电装置3-1、3-2的电路元件的限制电压。因而，无线送电装置2的控制电路20执行图11的送电控制处理。
图11是由图1的无线送电装置2的控制电路20执行的送电控制处理的流程图。以下，假定无线受电装置3-1、3-2的负载装置33-1、33-2为充电电池。在步骤S1中，控制电路20判断通过位置检测线圈25及位置检测电路26是否检测到无线受电装置，进而，基于与无线受电装置的通信而获得的信息，判断该无线受电装置是否要求充电。在检测到要求充电的无线受电装置时，进入步骤S2，否则重复步骤S1。在步骤S2中，控制电路20判断是否存在要求充电的多个无线受电装置，“是”时进入步骤S8，“否”时进入步骤S3。
在图11的步骤S3中，控制电路20在进行步骤S1的检测时，与以前的无线受电装置的个数比较，判断要求充电的无线受电装置的个数是否存在变动，“是”时进入步骤S4，“否”时进入步骤S5。
在步骤S4中，控制电路20设定包含变换电路22的输出电压、输出电流及动作频率的与变换电路22的动作状态相关的参数(送电参数)。存储器20a预先存储在向某无线受电装置传输高频电力时的该无线受电装置的受电天线的输出电压的频率特性。对于既存的无线受电装置而言，其受电天线的输出电压的频率特性在无线送电装置2的制造时或使用开始前预先存储于存储器20a。对于无线送电装置2的制造后出现的新的无线受电装置而言，控制电路20适应性地发现(在变更高频电力的频率或大小的同时发现最佳值)或通过其他方法取得新的无线受电装置的受电天线的输出电压的频率特性，并存储于存储器20a。暂时存储于存储器20a的频率特性之后能够在配置有相同的无线受电装置时使用。控制电路20基于存储器20a所存储的频率特性，还基于与无线受电装置的通信获得的信息(负载装置的状态等)，设定由变换电路22产生的高频电力的频率及大小，以使得无线受电装置的受电天线的输出电压低于预先确定的阈值。
控制电路20通过控制由变换电路22产生的高频电力的相位、变换电路22的占空比以及由DC/DC转换器电路21产生的直流电力的电压中的至少一个，设定高频电力的振幅(大小)。即，为了控制高频电力的振幅(大小)，也可以使用DC/DC转换器电路21和变换电路22这两方。
另外，为了控制高频电力的振幅(大小)，也可以不使用DC/DC转换器电路21而仅使用变换电路22。该情况下，图1的控制电路20、图10的控制电路20A或者图19的控制电路20C通过控制由变换电路22产生的高频电力的相位、变换电路22的占空比中的至少1个，设定高频电力的振幅(大小)。
根据由步骤S4设定的高频电力的振幅(大小)，能够使上述高频电力的传输暂时地停止(振幅0)，或传输相比在上述检测到上述无线受电装置新与上述送电天线耦合时的上述高频电力暂时地减少的高频电力。另外，此时，能够降低上述各无线受电装置的输出电压。
在步骤S5中，控制电路20在由步骤S4设定的条件下由变换电路22产生高频电力并在预先确定的一定时间的范围内送电。但是，在步骤S3为“否”时，在步骤S5中，控制电路20在以前设定的条件下由变换电路22产生高频电力并继续送电。充电完成了的无线受电装置使用负载调制信号向无线送电装置2发送表示充电完成的充电完成信号。在步骤S6中，控制电路20判断是否从无线受电装置接收到充电完成信号(充电电池的充电是否完成)，在“是”时进入步骤S7，“否”时返回步骤S1。在步骤S7中，控制电路20停止高频电力的传输，返回步骤S1。
在图11的步骤S8中，控制电路20判断要求充电的无线受电装置的个数是否变动，“是”时进入步骤S9，“否”时进入步骤S13。当步骤S8为“是”时，表示在向多个无线受电装置中的至少一个无线受电装置(例如无线受电装置3-1)传输高频电力时，检测到多个无线受电装置中的其他无线受电装置(例如无线受电装置3-2)的受电天线新与送电天线电磁耦合的情况。在步骤S9中，控制电路20判断既存的无线受电装置3-1是否处于送电期间，在“是”时进入步骤S10，“否”时进入步骤S12。在步骤S10中，控制电路20将变换电路的动作状态相关的参数(送电参数)存储在存储器20a中。在步骤S11中，控制电路20暂时停止高频电力的传输。
在步骤S12中，控制电路20基于存储器20a所存储的送电参数，还基于与无线受电装置的通信获得的信息(负载装置的状态等)，再设定送电参数(特别是用于向无线受电装置3-1、3-2同时传输高频电力时的频率及大小)。存储器20a预先存储向无线受电装置3-1、3-2同时传输高频电力时的各受电天线31-1、31-2的输出电压的频率特性。控制电路20进一步参照存储器20a所存储的频率特性，设定用于向无线受电装置3-1、3-2同时传输的由变换电路22产生的高频电力的频率及大小，以使得各受电天线31-1、31-2的输出电压低于预先确定的阈值。
在步骤S13中，在由步骤S12设定的条件下由变换电路22发生高频电力，在预定的一定时间的范围内传输高频电力。但是，在步骤S8为“否”时，在步骤S13中，控制电路20在以前设定的条件下由变换电路22产生高频电力并继续送电。充电完成了的无线受电装置使用负载调制信号向无线送电装置2发送表示充电完成的充电完成信号。在步骤S14中，判断是否从任一个无线受电装置新接收到充电完成信号(即，接受电力供给的无线受电装置的个数是否发生了变动)，在“是”时进入步骤S15，“否”时返回步骤S1。在步骤S15中，控制电路20判断全部的无线受电装置中充电电池的充电是否完成，在“是”时进入步骤S16，“否”时返回步骤S10。在步骤S16中，控制电路20停止高频电力的传输，返回步骤S1。
通过图10的无线送电装置2A的控制电路20A和图19的无线送电装置2C的控制电路20C，同样能够执行图11的送电控制处理。
根据图11的送电控制处理，无线送电装置2通过预先存储向无线受电装置3-1、3-2同时传输高频电力时的各受电天线31-1、31-2的输出电压的频率特性且使用在无线送电装置2上新配置无线受电装置3-2之前的与无线送电装置2的变换电路22的动作状态相关的参数，设定由变换电路22产生的高频电力的频率及大小，以使得各受电天线31-1、31-2的输出电压低于预先确定的阈值。
图12是表示图1的无线受电装置3-1及3-2的负载阻抗相等时各受电天线31-1及31-2的输出电压Vr1及Vr2与无线电力传输系统的传输效率的图。图13是表示图1的无线受电装置3-1及3-2的负载阻抗不同时的各受电天线31-1及31-2的输出电压Vr1及Vr2与无线电力传输系统的传输效率的图。在图13中，无线受电装置3-2具有无线受电装置3-1的5倍的负载阻抗。此时，根据频率的不同，受电天线31-1的输出电压Vr1与受电天线31-2的输出电压Vr2相比非常高，有可能超过无线受电装置3-2的电路元件的限制电压。
这样，无线受电装置3-1的输出电压在无线受电装置3-2的受电天线和无线送电装置的送电天线电磁耦合之后发生变化。该情况下，无线受电装置3-1的输出电压变高。从而，若检测到从一个无线送电装置接受供给的任一个无线受电装置的输出电压的变化，则可以判断为无线受电装置新与上述送电天线电磁耦合。
在从一个无线送电装置2向多个无线受电装置3-1、3-2同时进行电力供给时，为了防止受电天线31-1、31-2的输出电压超过各无线受电装置3-1、3-2的电路元件的限制电压，需要减小受电天线31-1、31-2的输出电压的差。从图13可知，即使在负载阻抗不同时，受电天线31-1、31-2的输出电压的差变小的频段也存在。从而，无线送电装置2的控制电路20设定由变换电路22产生的高频电力的频率，以减小受电天线31-1、31-2的输出电压的差。在图13的情况下，通过提高由变换电路22产生的高频电力的频率(例如设定成130～134kHz：但是，设定成过高频率时传输效率降低)，或降低由DC/DC转换器电路21产生的直流电力的电压，能够防止受电天线31-1、31-2的输出电压超过各无线受电装置3-1、3-2的电路元件的限制电压。
也可以在设定由变换电路22产生的高频电力的频率时，使频率从高频率逐渐降低的同时发现最佳频率。另外，也可以在设定由DC/DC转换器电路21产生的直流电力的电压时，从低电压逐渐增大的同时发现最佳电压。
<第2实施例>
以下，参照附图说明本公开的第2实施例的无线电力传输系统。
图14是表示第2实施例的无线电力传输系统的构成的框图。图1的无线电力传输系统包含与直流电源装置1连接的一个无线送电装置2B和从无线送电装置2B接受电力供给的多个无线受电装置3B-1及3B-2。
图14的无线送电装置2B除了图1的无线送电装置2的构成以外，还具备发送电路28，另外，取代图1的控制电路20而具备控制电路20B。控制电路20B决定无线送电装置2B及多个无线受电装置3B-1、3B-2共同的时隙，产生表示该时隙的定时信号。发送电路28经由送电天线24-1～24-N向无线受电装置3B-1、3B-2发送包含定时信号的控制信号。
图14的无线受电装置3B-1取代图1的无线受电装置3-1的受电电路32-1而具备受电电路32B-1。
图15是表示图14的无线受电装置3B-1的详细构成的一例的框图。图15的受电电路32B-1除了图2的受电电路32-1的构成以外，还具备接收电路39-1，另外，取代图2的负载调制电路34-1、控制电路37-1及发送电路38-1而具备负载调制电路34B-1、控制电路37B-1及发送电路38B-1。接收电路39-1经由受电天线31-1接收从无线送电装置2B发送的控制信号。负载调制电路34B-1与受电天线31-1连接，通过以第1频率f1(例如2kHz)或比第1频率f1高的第2频率f2(例如5kHz)使无线受电装置3B-1的消耗电力变化，由此进行负载调制。发送电路38-1B在控制电路37B-1的控制下，使用负载调制电路34B-1，产生具有第1频率f1的第1负载调制信号及具有第2频率f2的第2负载调制信号的任一个。控制电路37B-1根据来自监视电路36-1的通知信号及由接收电路39-1接收到的控制信号，控制发送电路38B-1，以产生第1及第2负载调制信号的任一个。
图16是表示图15的负载调制电路34B-1的详细构成的一例的电路图。负载调制电路34B-1具备：包含具有电容Cm1的2个电容器及开关SW1的第1电路部分，和包含具有电容Cm2的2个电容器及开关SW2的第2电路部分。在第1电路部分中，2个电容器串联连接在受电天线31-1的受电线圈的两端，开关SW1与这些电容器的中点连接，以使得这些电容器的中点在发送电路38B-1的控制下选择性地接地。在第2电路部分中，2个电容器串联连接在受电天线31-1的受电线圈的两端，开关SW2与这些电容器的中点连接，以使得这些电容器的中点在发送电路38B-1的控制下选择性地接地。各电容器的电容Cm1、Cm2小到从发送电路38B-1发送的数据信号的载波的频率(例如100kHz频段的频率)不发生变化的程度(例如100pF等)。
在以高频率调制载波时，能够进行高速的数据传输(每单位时间的数据量增加)，另一方面，每1比特的电力变小(每单位信息量的电力减少)。从而，信噪比(SNR)降低，通信不稳定，存在数据的解调失败的可能性。因而，在负载调制电路34B-1中，第2负载调制信号的调制度(振幅调制中的振幅的变化率)被设定为比第1负载调制信号的调制度大。此时，电容Cm2被设定比电容Cm1大。通过使用这样的调制度，能够进行更准确的数据传输，另外，即使在送电天线24-1～24-N及受电天线31-1之间的电磁耦合弱时也具有提高通信的稳定性的效果。
图14的无线受电装置3B-2也与无线受电装置3B-1同样构成。无线受电装置3B-1、3B-2通过具备以上的构成，在多个无线受电装置3B-1、3B-2通过负载调制信号与无线送电装置2B通信时，能够使用不同频率的负载调制信号(例如，在无线受电装置3B-1中为频率f1，在无线受电装置3B-2中为频率f2)同时通信。
图17是表示由图15的负载调制电路34B-1产生的负载调制信号的时序图。如前所述，通过无线送电装置2B的控制电路20B，决定无线送电装置2B及多个无线受电装置3B-1、3B-2共同的时隙。例如，在无线受电装置3B-1使用具有频率f1的第1负载调制信号(图17的第1段)与无线送电装置2B通信，无线受电装置3B-2使用具有频率f2的第2负载调制信号(图17的第2段)与无线送电装置2B通信时，若各负载调制信号的上升边缘或下降边缘的瞬间一致，则有可能发生通信错误。从而，无线送电装置2B的控制电路20B将以使第1及第2负载调制信号的波形在各时隙中互不相同的瞬间具有上升边缘及下降边缘的方式进行指示的控制信号，向各无线受电装置3B-1、3B-2发送。各无线受电装置3B-1、3B-2的控制电路的任一个根据控制信号来控制发送电路38B-1，以使得对第1及第2负载调制信号的任一个赋予延迟的偏移(图17的第3段)。
以下详细说明对频率f2的负载调制信号(无线受电装置3B-2)赋予延迟的偏移时的例子。在将无线受电装置3B-1(频率f1)配置在无线送电装置2上之后将无线受电装置3B-2(频率f2)配置在无线送电装置2上时，无线送电装置2预先识别发送第1负载调制信号(频率f1)的定时。从而，该情况下，无线送电装置2向无线受电装置3-2发送附加延迟的偏移的定时信号，以使得与发送第2负载调制信号(频率f2)的定时错开。另一方面，在将无线受电装置3B-2配置在无线送电装置2上之后将无线受电装置3B-1配置在无线送电装置2上时，无线送电装置2在接收第1负载调制信号并检测到发送第1负载调制信号的定时之后，向无线受电装置3-2发送附加了延迟的偏移的定时信号。该情况下，无线送电装置2也可以在无线受电装置3B-2配置在无线送电装置2上的期间始终向无线受电装置3B-2发送定时信号，在接收到第1负载调制信号时，向无线受电装置3-2发送附加了延迟的偏移的定时信号。由此，具有切实地实现无线送电装置2与无线受电装置3B-2的通信的效果。另外，即使无线受电装置3B-2配置在无线送电装置2上，无线送电装置2也可以在直到配置无线受电装置3B-1为止，抑制向无线受电装置3B-2发送定时信号。由此，具有减少消耗电力的效果。此外，不限于上述的实施例，同样可以采用向频率f1的负载调制信号(无线受电装置3B-1)赋予延迟的偏移的构成。另外，也可以采用向之后配置的无线受电装置或者之后由无线送电装置2检测到的无线受电装置的负载调制信号赋予延迟的偏移的构成。另外，举例说明了2个频率，但是不限于此。例如，即使负载调制信号的调制频率为3个以上时，与上述的情况同样，通过赋予不同的偏移量以使得在互不相同的瞬间具有上升边缘及下降边缘，也能够进行与多个无线受电装置的通信。
为了使第1及第2负载调制信号的波形在各时隙中的互不相同的瞬间具有上升边缘及下降边缘，也可以取代对第1及第2负载调制信号的任一个赋予延迟的偏移，而在第1负载调制信号的上升边缘及下降边缘的瞬间抑制第2负载调制信号的转换(图17的第5段)。
在多个无线受电装置3B-1、3B-2通过负载调制信号与无线送电装置2B通信时，也可以使用经分时的第2负载调制信号同时进行通信。在多个无线受电装置3B-1、3B-2通过负载调制信号以分时的方式与无线送电装置2B通信时，无线送电装置2B的控制电路20B向各无线受电装置3B-1、3B-2分配不同的时隙。无线送电装置2B的控制电路20B将表示分配的时隙的控制信号发送到无线受电装置3B-1、3B-2。无线受电装置3B-1、3B-2的控制电路控制发送电路，以使得在由无线送电装置2B的控制电路20B分配的时隙中产生第2负载调制信号。
在多个无线受电装置中，即使存在不支持上述那样的分时通信的现有的无线受电装置，也能够不使用分时而通过第1负载调制信号进行通信。
图18是表示在图14的无线电力传输系统中所使用的例示性的负载调制信号的符号的时序图。图18表示由无线充电联盟规定的负载调制信号的符号。时钟信号的频率为2kHz。根据第2实施方式的无线电力传输系统，即使在多个无线受电装置3B-1、3B-2通过负载调制信号同时与无线送电装置2B通信时，也能够无误地传输数据。
图20是表示第2实施方式的变形例的无线电力传输系统的构成的框图。本实施方式的无线送电装置还可以不具备DC/DC转换器电路21。图20的无线送电装置2D具有从图14的无线送电装置2B中除去DC/DC转换器电路21，取代图14的控制电路20B而举办控制电路20D的构成。控制电路20D控制由变换电路22产生的高频电力的频率和大小。控制电路20D为了控制高频电力的振幅(大小)，也可以控制由变换电路22产生的高频电力的相位和变换电路22的占空比的至少一方。
第2实施例的无线电力传输系统具有以下的优点。
·通过由无线送电装置决定负载调制信号的上升边缘及下降边缘的瞬间，在无线送电装置的接收电路中，能够进行控制以使得第1及第2负载调制信号不会同时转换。由此，尽管采用简单的电路，也能够容易且切实地解调负载调制信号，能够降低解调时的错误率。
·在优先降低错误率时，也能够进行控制以使得在各时隙中设置抑制转换的时间区间(但是，通信速度降低)。
·通过提高在分时的通信中使用的调制第2负载调制信号的频率，能够将经分时的第2负载调制信号的每时隙的调制速度设为第1负载调制信号的每时隙的调制速度以上。
·也能够将经分频的负载调制信号用于提高通信速度。该情况下，无线受电装置也可以决定负载调制信号的上升边缘及下降边缘的瞬间。
另外，图14的无线送电装置2B的控制电路20B或图20的无线送电装置2D的控制电路20D通过执行图11的送电控制处理，设定由变换电路22产生的高频电力的频率和大小，以使得各受电天线31-1、31-2的输出电压低于预先确定的阈值。
此时，控制电路20B通过控制由变换电路22产生的高频电力的相位、变换电路22的占空比和由DC/DC转换器电路21产生的直流电力的电压中的至少1个，设定高频电力的振幅(大小)。即，为了控制高频电力的振幅(大小)，也可以使用DC/DC转换器电路21和变换器电路22这两方。
另外，为了控制高频电力的振幅(大小)，也可以不使用DC/DC转换器电路21而仅使用变换电路22。该情况下，图14的控制电路20B或图20的控制电路20D通过控制由变换电路22产生的高频电力的相位、变换电路22的占空比中的至少1个，设定高频电力的振幅(大小)。
根据由图11的步骤S4设定的高频电力的振幅(大小)，能够暂时停止传输上述高频电力，或传输相比在上述检测到上述无线受电装置新与上述送电天线耦合时的上述高频电力暂时减少的高频电力。另外，此时，能够降低上述各无线受电装置的输出电压。
在此公开的实施方式在所有方面都是例示，而不意在限定。本公开的范围不是由以上的说明决定，而是由权利要求的范围决定，意在包括包含与权利要求的范围等同的含义及权利要求范围内的变形的全部方式。
本公开的各实施方式的无线电力传输系统即使包含3个以上的无线受电装置也可以同样进行动作。
产业上的可利用性
本公开的无线送电装置及无线电力传输系统能够适用于使用充电电池的电子设备、电动摩托车，电动辅助自行车或电动汽车的充电系统。另外，本公开的无线送电装置及无线电力传输系统能够适用于对AV设备及白色家电等各种设备供电的供电系统。在此，AV设备例如包含智能手机、平板电脑终端装置、电视及膝上型的个人电脑，白色家电例如包含洗衣机、冰箱及空调机。
标号说明
1…直流电源装置，
2、2A、2B、2C、2D…无线送电装置，
3-1，3-2…无线受电装置，
20、20A、20B、20C、20D…控制电路，
20a…存储器，
21…DC/DC转换器电路，
22…变换电路，
23…开关电路，
24-1～24-N、24a-1、24b-1、24c-1、24A、24C…送电天线，
25…位置检测线圈，
25a～24i…检测线圈，
26…位置检测电路，
27…接收电路，
28…发送电路，
31-1、31-2…受电天线，
32-1、32-2、32B-1、32B-2…受电电路，
33-1、33-2…负载装置，
34-1、34B-1…负载调制电路，
35-1…整流电路，
36-1…监视电路，
37-1、37B-1…控制电路，
38-1、38B-1…发送电路，
39-1…接收电路，
C1、C2…电容器，
Cm、Cm1、Cm2…电容，
L1…送电线圈，
SW、SW1、SW2…开关。

Claims (5)

1.一种无线送电装置，是向具备受电天线的多个无线受电装置传输高频电力的无线电力传输系统的无线送电装置，上述受电天线包含受电线圈，上述无线送电装置具备：
至少一个送电天线，能够与上述多个无线受电装置的受电天线电磁耦合；
一个变换电路，产生上述高频电力并向上述至少一个送电天线供给；
接收电路，从上述多个无线受电装置的各个无线受电装置接收各上述受电线圈的输出电压值；以及
控制电路，根据上述接收到的输出电压值，控制包括从上述变换电路供给的上述高频电力的频率或振幅的传输条件，
上述控制电路，
在对上述多个无线受电装置中的第1无线受电装置传输上述高频电力时，在检测到上述多个无线受电装置中的第2无线受电装置新与上述至少一个送电天线电磁耦合时，变更向上述多个无线受电装置中与上述至少一个送电天线电磁耦合的无线受电装置传输的上述传输条件，
使用上述变换电路，变更向与上述至少一个送电天线电磁耦合的无线受电装置传输的高频电力的频率或振幅的任一方，将从与上述至少一个送电天线电磁耦合的上述至少一个无线受电装置接收的上述输出电压值，控制在与上述至少一个送电天线电磁耦合的上述至少一个无线受电装置所包含的电路元件的限制电压以下，
上述控制电路，
使用上述变换电路，变更向上述多个无线受电装置中与上述至少一个送电天线电磁耦合的无线受电装置传输的高频电力的频率或振幅的任一方，将从与上述至少一个送电天线电磁耦合的上述至少一个无线受电装置接收的上述输出电压值，控制在与上述至少一个送电天线电磁耦合的上述至少一个无线受电装置所包含的电路元件的限制电压以下且上述无线受电装置工作的最小电压以上。
2.根据权利要求1所述的无线送电装置，
上述控制电路在对上述第1无线受电装置传输上述高频电力时，检测到上述第2无线受电装置新与上述至少一个送电天线电磁耦合时，变更上述传输条件，以使得：停止向上述第1无线受电装置传输上述高频电力，或将比向上述第1无线受电装置传输的上述高频电力小的高频电力向上述第1无线受电装置传输。
3.根据权利要求1或2所述的无线送电装置，
上述无线送电装置还具备位置检测线圈和使用上述位置检测线圈检测上述受电天线相对于上述送电天线的相对位置的位置检测电路，
检测上述多个无线受电装置中的上述第2无线受电装置新与上述至少一个送电天线电磁耦合的方法，是上述位置检测电路使用上述位置检测线圈来检测上述受电天线相对于上述送电天线的相对位置的方法，或检测上述多个无线受电装置中与上述至少一个送电天线电磁耦合的无线受电装置的任一个的受电线圈的输出电压变化的方法。
4.根据权利要求1所述的无线送电装置，
上述无线送电装置还具备存储装置，所述存储装置预先存储在向上述第1无线受电装置及上述第2无线受电装置传输上述高频电力时从上述第1无线受电装置及上述第2无线受电装置的各个无线受电装置接收的输出电压值的频率特性，
上述控制电路，
在判断为上述多个无线受电装置中的上述第2无线受电装置新与上述至少一个送电天线电磁耦合之后，
基于上述存储装置所存储的频率特性，决定用于向上述第1无线受电装置及上述第2无线受电装置传输的上述高频电力的频率及振幅。
5.一种无线电力传输系统，包括：
权利要求1～4中任一项所述的无线送电装置；和
多个无线受电装置，分别具备受电天线，上述受电天线具有包含受电线圈的谐振电路。
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