CN107565699B - 无线电力传输系统、控制方法和存储介质 - Google Patents

无线电力传输系统、控制方法和存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种无线电力传输系统、控制方法和存储介质。该无线电力传输系统包括:第一天线;第二天线,其被构造为与第一天线进行无线电力传输;以及移动单元,其被构造为在预定的移动方向上移动第二天线相对于第一天线的位置,其中,第二天线在移动方向上的长度比第一天线短,并且其中,第一天线在移动方向上的至少一个端部与在第二天线面向所述端部的位置处的第二天线之间的距离,比第一天线的中间部分与在第二天线面向所述中间部分的位置处的第二天线之间的距离长,以及,其中,所述第一天线的中间部分是第一天线的排除了第一天线的两个端部的部分。

Description

无线电力传输系统、控制方法和存储介质
技术领域
本公开涉及无线电力传输系统、控制方法和存储介质。
背景技术
近年来,提出了一种用于无线传输电力到移动装置的无线电力传输系统。日本特开2013-014056号公报论述了一种将电力从安装在打印机的壳体上的长线圈状电力发送天线无线传输到安装在打印机内移动的打印头上的线圈状电力接收天线的技术。
然而,在使用于进行无线电力传输的两个天线中的一个天线的位置相对于另一个天线移动的情况下,电力传输效率可能变得不稳定。例如,在日本特开2013-014056号公报中论述的无线电力传输系统中,两个天线之间的耦合系数在电力接收天线面对电力发送天线的端部的情况相对于电力接收天线面对电力发送天线的中间部分的情况可能不同。因此,电力传输效率可能随着电力接收天线的移动而变化。
发明内容
根据本公开的各实施例,一种无线电力传输系统包括:第一天线;第二天线,其被构造为与第一天线进行无线电力传输;以及移动单元,其被构造为在预定的移动方向上移动第二天线相对于第一天线的位置,其中,第二天线在移动方向上的长度比第一天线短,并且其中,第一天线在移动方向上的至少一个端部与在第二天线面对所述端部的位置处的第二天线之间的距离,比第一天线的中间部分与在第二天线面对所述中间部分的位置处的第二天线之间的距离长,其中,所述第一天线的中间部分是第一天线的排除了第一天线的两个端部的部分。
根据下面参照附图对示例性实施例的描述,各实施例的其他特征将变得清楚。
附图说明
图1示出根据示例性实施例的无线电力传输系统的系统结构。
图2是示出根据示例性实施例的电力发送天线和电力接收天线的电路结构的电路图。
图3示出传统无线电力传输系统中的电力发送天线和电力接收天线。
图4示出在传统无线电力传输系统中,第一天线和第二天线之间的相对位置和这两个天线之间的耦合系数之间的关系。
图5示出根据示例性实施例的电力发送天线和电力接收天线。
图6示出根据示例性实施例的第一天线和第二天线之间的相对位置和这两个天线之间的耦合系数之间的关系。
图7示出耦合系数的最大值和最小值之间的差。
图8示出根据示例性实施例的电力发送天线和电力接收天线。
图9示出根据示例性实施例的电力发送天线和电力接收天线。
图10示出根据示例性实施例的电力发送天线和电力接收天线。
图11示出根据示例性实施例的电力发送天线和电力接收天线。
图12示出根据示例性实施例的第一天线和第二天线之间的相对位置和这两个天线之间的耦合系数之间的关系。
图13示出耦合系数的最大值和最小值之间的差。
图14示出根据示例性实施例的电力发送天线和电力接收天线。
图15示出根据示例性实施例的第一天线和第二天线之间的相对位置和这两个天线之间的耦合系数之间的关系。
图16示出根据示例性实施例的电力发送天线和电力接收天线。
图17示出根据示例性实施例的电力发送天线和电力接收天线。
图18示出根据示例性实施例的第一天线和第二天线之间的相对位置和这两个天线之间的耦合系数之间的关系。
图19示出根据示例性实施例的两个天线之间的相对位置和电力传输效率之间的关系。
图20示出根据示例性实施例的两个天线之间的相对位置和电力传输效率之间的关系。
图21示出根据示例性实施例的两个天线之间的相对位置和电力传输效率之间的关系。
图22A、图22B和图22C是示出电力发送天线和电力接收天线的电路结构的变形例的电路图。
具体实施方式
[系统结构]
下面将参照附图描述示例性实施例。图1示出根据第一示例性实施例的无线电力传输系统100(以下称为系统100)的系统结构。图1示出从由垂直相交的X、Y和Z轴定义的坐标系170的Y轴方向观察的无线电力传输系统100。
系统100包括电力发送单元101,电力接收单元102,控制单元103,打印头104,驱动单元105,电源单元106,轨道150以及传输路径130、131、160和161。电力发送单元101包括电力发送天线110和电力发送器111。电力接收单元102包括电力接收天线120和电力接收器121。
根据本示例性实施例,系统100被包括在打印机中,并且使用从电力发送天线110传输到电力接收天线120的电力来控制打印机中的打印头104处的排墨。例如,当打印头104基于压电方法进行排墨时,传输的电力被用于对压电元件施加电压。例如,当打印头104基于热方法进行排墨时,传输的电力被用于加热器的加热。在这种排出控制下,从附接到打印机的墨盒供应到打印头104的墨被排出到打印机内部输送的诸如纸的记录介质上,并且在记录介质上形成图像。在这种情况下,当打印头104沿着与记录介质的输送方向垂直的方向移动并排出墨时,可以在整个记录介质上形成图像。更具体地,打印机通过交替地或同时地重复打印头104的移动和墨排出以及纸张的输送来进行打印。
然而,系统100的应用目标不限于此。例如,系统100适用于向工厂使用的自动引导车(AGV)的电力传输,图像扫描器的发光二极管(LED)单元中的电力传输,以及向在预定方向上移动且需要供电的普通移动体的电力传输。当将系统100应用于例如AGV的电力传输时,安装在地面上的电力发送单元101将电力无线传输到安装在AGV上的电力接收单元102。当将系统100应用于除打印机之外的装置时,系统100不需要包括打印头104或轨道150。
根据本示例性实施例,电力发送天线110和电力接收天线120之间的无线电力传输是基于电磁感应方法或磁场共振方法。在这种情况下,可以选择性地使用电磁感应方法和磁场共振方法,并且可以使用其他方法来代替。
根据本示例性实施例,线圈状电力发送天线110向线圈状电力接收天线120无线地传输电力。电力发送天线110和电力接收天线120可以包括设置在电介质基板上的线圈(例如框架阻挡型4(FR4)),或者包括通过卷绕绞合线形成的线圈。该结构不限于此,并且,具有线圈的其他结构也适用。电力发送器111具有用于基于电磁感应方法或磁场共振方法的无线电力传输的已知电力发送电路。更具体地,电力发送器111通过使用开关电路将从电源单元106供给的直流(DC)电压转换为具有适于电力传输的频率的交流(AC)电压,并将该电压施加到构成电力发送天线110的线圈。更具体地,在电力发送单元101中,电力发送器111将DC电压转换为AC电压,并且电力发送天线110产生AC磁场。
系统100包括两个天线,即,电力发送天线110和电力接收天线120。电力发送天线110将电力无线传输到电力接收天线120。系统100中的天线数不限于此。系统100可以包括(i)一根电力发送天线110和多根电力接收天线120,(ii)多根电力发送天线110和一根电力接收天线120,或者(iii)多根电力发送天线110和多根电力接收天线120。
当从坐标系170的与X轴方向垂直的基准方向(Z轴方向)观察时,电力接收天线120被定位成与电力发送天线110至少部分重叠。换句话说,当电力发送天线110和电力接收天线120投影在与X轴方向平行的基准面(XY平面)上时,构成电力发送天线110的线圈的环路内部与构成电力接收天线120的线圈的环路内部至少部分地重叠。
由于电力接收天线120物理地固定在打印头104上,所以电力接收天线120可以与导轨150上滑动的打印头104相关联地在X轴方向上移动。因此,电力接收天线120相对于电力发送天线110的位置在X轴方向上是可变的。电力发送天线110被认为在X轴方向上的长度比电力接收天线120长。更具体地,由电力发送天线110的线圈形成的环路在电力接收天线120的移动方向上的外径上大于由电力接收天线120的线圈形成的环路。出于增加这两个天线之间的耦合系数的目的,电力接收天线120在Y轴方向上的长度与电力发送天线110相等。然而,结构并不局限于此。电力接收天线120在Y轴方向上的长度可以与电力发送天线110不同。图5示出根据本示例性实施例的电力发送天线501和电力接收天线502的示例。将在下面详细地描述图5所示的示例。
电力接收器121具有用于基于电磁感应方法或磁场共振方法的无线电力传输的已知电力接收电路。电力接收器121根据电力发送器111向电力发送天线110施加电压,向打印头104输出在电力接收天线120中产生的电力。更具体地,电力接收器121通过使用整流电路将由于AC磁场在电力接收天线120中产生的AC电压转换为DC电压,通过使用电压转换电路将DC电压转换成合适的电压,并且通过传输路径161向打印头104供电。更具体地说,在电力接收单元102中,电力接收天线120接收基于由电力发送单元101产生的AC磁场的电力,并且,电力接收单元121将AC电压变换成DC电压并输出电力。通过上述结构来实现对打印头104的无线供电。
控制单元103经由传输路径130与打印头104连接,以控制打印头104。控制单元103也经由传输路径131与驱动单元105连接,以控制驱动单元105。打印头104基于从控制单元103经由传输路径130发送的控制信号来排出墨,以在诸如纸的介质上记录文本和图像。驱动单元105基于从控制单元103经由传输路径131发送的控制信号沿着轨道150移动打印头104。打印头104和电力接收天线120彼此相关联地移动。因此,驱动单元105移动打印头104,并且同时在坐标系170中的X轴方向上也移动电力接收天线120相对于电力发送天线110的位置。电源单元106从商用电源(未示出)产生适合于电力发送单元101、控制单元103和驱动单元105的DC电压,并且经由传输路径160向这些单元供电。
下面将基于如下前提来描述本示例性实施例:由电力接收单元102接收的电力用于控制从打印头104的排墨,并且驱动单元105通过使用从电源单元106供应的电力来执行打印头104的移动控制。然而,结构并不局限于此。打印头104本身可以具有用于沿轨道150移动的机构,并且由电力接收单元102接收的电力可以用于移动打印头104。在这种情况下,打印头104可以在能够从电力发送单元101传输电力到电力接收单元102的范围内移动。电力接收单元102可以具有用于累积接收电力的电池,并且打印头104可以在未从电力发送单元101传输电力到电力接收单元102的范围内通过使用累积在电池中的电力来移动。
传输路径130、131、160和161可以是有线或无线传输路径。使用无线传输路径作为传输路径130能够避免由打印头104的重复运动引起的电缆的疲劳。无线传输路径可以通过使用符合Wi-Fi或其他标准的技术或通过使用原始的无线技术来实现。
[高效电力传输的条件]
当进行无线电力传输时,需要天线之间的阻抗匹配来提高电力传输效率。特别地,为了在如上所述的电力接收天线120移动的系统100中实现有效的电力传输,即使在电力接收天线120移动时,也要求阻抗匹配不会大大地中断。
图2示出电力传输单元101和电力接收单元102的等效电路。电力发送天线110由电感器201、电阻部件202和与电感器201共振的电容器203构成。电力接收天线120由电感器204、电阻部件205和与电感器204共振的电容器206构成。电阻部件207对应于电力接收器121的输入阻抗,并且,电源208对应于电力发送器111。
在图2所示的电路结构中,需要满足以下的式1所示的条件来实现有效的电力传输。更具体地,当满足式1所示的条件时,实现了天线之间的阻抗匹配。
[式1]
Figure BDA0001330465920000071
[式2]
fm 2=k2Q1Q2......(式2)
参照式1,R表示电力接收器121的输入阻抗,并且,r2表示电力接收天线120的电阻部件205。fm2是电力发送天线110的Q值(Q1)、电力接收天线120的Q值(Q2)和天线之间的耦合系数(k)的平方的乘积,如式2所示。由于r2、Q1和Q2由天线的材料和形状唯一地确定,所以在本示例性实施例中,这些值被认为是恒定的。输入阻抗R也被认为是恒定的。如式1所示,天线之间的耦合系数k随着电力发送天线110和电力接收天线120之间的位置关系的变化而大幅地变化。在这种情况下,阻抗匹配会中断,导致电力传输效率不稳定。
根据本示例性实施例的系统100被构造为防止天线之间的耦合系数由于电力接收天线120的移动而改变。下面将更详细地描述此结构。即使在电力接收天线120移动时,该结构也能够进行稳定的电力传输。与用于将动态阻抗调整的电路添加到电力发送单元101和电力接收单元102的方法相比,上述结构使得可以减小系统100的尺寸,因为不需要额外的电路。因此,系统100可以安装在小型装置上。
[天线的结构]
图3示出作为通过传统技术实现的天线的示例的电力发送天线301和电力接收天线302。电力发送天线301和电力接收天线302是线圈状的。电力接收天线302可以在坐标系170中沿X轴方向移动。图4是示出用于获得图3所示的电力发送天线301和电力接收天线302之间的相对位置与耦合系数之间的关系的模拟结果的曲线图。纵轴表示天线之间的耦合系数,并且,横轴表示电力接收天线302相对于电力发送天线301在X轴方向上的位置(以下称为电力接收天线位置)。电力接收天线位置由电力发送天线301在X轴方向上的边缘与电力接收天线302在X轴方向上的边缘之间的距离(对应于图3所示的范围)表示。例如,当电力接收天线位置为0mm时,在Z轴方向观察时电力发送天线301的边缘与电路接收天线302的边缘重叠。电力接收天线302在电力发送天线301上移动。更具体地,在电力接收天线302的移动范围内,在从Z轴方向观察时电力接收天线302与电力发送天线301重叠。在图4所示的模拟中,电力发送天线301在X轴方向上长800mm,且在Y轴方向宽70mm。电力接收天线302在X轴方向上长100mm,且在Y轴方向宽70mm。电力发送天线301和电力接收天线302的匝数都为1(1匝)。为了便于理解,图3示出具有2匝数以上的电力发送天线301和电力接收天线302的形状。
如图4所示,当电力接收天线302位于电力发送天线301的端部附近时,这两个天线之间的耦合系数高,并且,耦合系数随着电力接收天线302接近电力发送天线301的中心而减小。参照图4,耦合系数的最大值和最小值之差约为0.0165。以这种方式,耦合系数随电力接收天线302的位置变化而变化。因此,例如,如果电路被设计成使得当耦合系数最大化时实现阻抗匹配,则当耦合系数最小化时阻抗匹配将被大大地中断。如果阻抗匹配中断,则电力传输效率降低。
图5示出具有用于防止根据本示例性实施例的系统100中包括的耦合系数变化的形状的电力发送天线501和电力接收天线502的示例。电力接收天线502具有与图3所示的电力接收天线302相似的形状。电力发送天线501具有多个直线部分,即,导体部分503、504、505、506、507、508、509和510。
如图5所示,电力发送天线501是具有坐标系170中的X轴方向上大致平行的长边的长线圈。导体部分505、506、507、508、509和510在Z轴方向上比导体部分503和504更远离电力接收天线502。更具体地,电力发送天线501以这样的方式成形,使得X轴方向上的各端部与最靠近该端部的电力接收天线502之间的距离长于X轴方向上的中间部分与最靠近该中间部分的电力接收天线502之间的距离。
参照图5,电力发送天线501的X轴方向上的两个端部是指与导体部分505、506、507和508对应的部分。更具体地说,电力发送天线501的X轴方向上的各端部是指与从存在于X轴方向上的各边缘的导体部分509或510朝向电力发送天线501的内侧的预定距离内的范围对应的部分。此外,当电力接收天线502移动到X轴方向上的可移动范围的边缘时,从Z轴方向观察时电力发送天线501的X轴方向上的端部也是与电力接收天线502重叠的电力发送天线501的一部分。电力发送天线501的X轴方向上的中间部分是指除了电力发送天线501的两个端部和与导体部503、504对应的部分以外的部分。更具体地,电力发送天线501的X轴方向上的中间部分是指沿着X轴方向与电力发送天线501的两边缘相距预定距离以上的部分。天线之间的耦合系数的稳定性取决于用于确定预定距离(各端部的长度)的方法。下面将参照图7描述该方法。
电力接收天线502在电力发送天线501的附近在X轴方向上移动,使得当从Z轴方向观察时由电力接收天线502包围的平面与由电力发送天线501包围的平面至少部分地重叠。图6示出当电力接收天线502沿X轴方向移动时与耦合系数的变化有关的模拟结果。纵轴表示天线之间的耦合系数,并且,横轴表示X轴方向上的电力接收天线位置(对应于图5所示的范围b)。类似于图3所示的电力发送天线301,电力发送天线501在X轴方向上长800mm,且在Y轴方向宽70mm。电力发送天线501的长度是指导体部分509和510在X轴方向之间的距离(对应于图5所示的范围c)。导体部分505、506、507和508中的每一个长50mm。电力接收天线502在X轴方向上长100mm,且在Y轴方向宽70mm。电力发送天线501和电力接收天线502的匝数都为1(1匝)。
如图6所示,当电力接收天线502位于电力发送天线501的端部附近时,耦合系数高,并且,耦合系数随着电力接收天线502接近电力发送天线501的中心而减小。然而,当电力接收天线502位于电力发送天线501的端部附近时天线之间的耦合系数小于与图4所示的状态类似的状态下的传统天线之间的耦合系数。参照图6,耦合系数的最大值和最小值之差约为0.010。更具体地,可以通过使用根据本示例性实施例的电力发送天线501来代替传统的电力发送天线301来减少耦合系数随着电力接收天线502的移动的变化量。结果,可以防止基于两个天线之间的位置关系的改变的电力传输效率的降低。
图7示出与当电力发送天线501的长度被固定为800mm并且电力发送天线501的各端部在X轴方向的长度(对应于图5所示的范围d)从0变化到300mm时耦合系数的最大值和最小值之间的差的变化有关的模拟结果。如图7所示,当电力发送天线501的各端部长50至200mm时,耦合系数的最大值和最小值之间的差小。此外,当电力发送天线501的各端部长80至140mm时,耦合系数的最大值和最小值之间的差尤其小。电力发送天线501的各端部的长度与耦合系数的最大值和最小值之间的差之间的关系由电力接收天线502在X轴方向上的长度确定。更具体地,当电力发送天线501的端部在X轴方向上的长度约为电力接收天线502在X轴方向上的长度的一半至两倍时,天线之间的耦合系数是稳定的。此外,当电力发送天线501的端部在X轴方向上的长度约为电力接收天线502在X轴方向上的长度的4/5至7/5倍时,天线之间的耦合系数是尤其稳定的。
参照图5,电力发送天线501以这样的方式成形,使得在与电力接收天线502所处的平面垂直的方向(Z轴方向)上电力发送天线501与电力接收天线502之间的距离在中间部分处比在电力发送天线501的X轴方向上的各端部处长。另一方面,如图8所示,在与电力接收天线502所处的平面平行且垂直于X轴方向的方向(Y轴方向)上电力发送天线801与电力接收天线502之间的距离在中间部分处比在电力发送天线801的X轴方向上的各端部处长。使用这样形状的电力发送天线800也能够获得与使用电力发送天线501的情况相似的效果。当由于对其上安装系统100的装置的限制而导致电力发送天线110在Z轴方向上的宽度必须小时,使用电力发送天线800是有效的。电力发送天线501可以这样的方式成形,使得在Z轴方向上电力发送天线与电力接收天线之间的距离和在Y轴方向上它们之间的距离在中间部分处可以比在电力发送天线的X轴方向上的各端部处的距离长。
参照图5,电力发送天线501以这样的方式成形,使得在X轴方向上的各端部和中间部分之间的边界在Z轴方向上成阶梯形地弯曲。电力发送天线501的X轴方向上的各端部与中间部之间的边界是指在X轴方向上与处于电力发送天线501的各边缘处的导体部分509或510相距预定距离的部分。然而,电力发送天线501的形状不限于此。例如,如图9所示,电力发送天线900的X轴方向上的各端部可以在Z轴方向上弯曲成曲线形状。例如,如图10所示,电力发送天线1000的各端部和中间部分之间的边界可以弯曲,使得端部可以不平行于中间部分。使用电力发送天线900或电力发送天线1000也能够获得与使用电力发送天线501的情况所获得的相似的效果。然而,在使用电力发送天线501时,在电力接收天线502在X轴方向上(当从Z轴观察时在图5所示的范围c内)完全包含在电力发送天线501中的情况下,耦合系数是稳定的。另一方面,在使用电力发送天线1000时,在电力接收天线502在X轴方向上(当从Z轴观察时在图10所示的范围e内)完全包含在电力发送天线1000的中间部分中的情况下,耦合系数是稳定的。
参照图5,电力发送天线501以这样的方式成形,使得电力发送天线501与电力接收天线502之间的距离在中间部分处比在X轴方向上的两个端部处长。然而,电力发送天线501的形状不限于此。电力发送天线501与电力接收天线502之间的距离在X轴方向上的任意一个端部处可以比在中间部分处长。例如,导体部分503和506之间的边界以及导体部分504和505之间的边界是弯曲的,如图5所示,并且,导体部分503和507之间的边界以及导体部分504和508之间的边界可以是直线连接的。当使用如此形状的电力发送天线501时,可以使天线之间的耦合系数小于在电力发送天线501的X轴方向上的一个端部处使用传统的电力发送天线301的情况下的耦合系数,与电力接收天线502的距离在这个端部处比在其另一端部处长。这也适用于图8、图9和图10所示的电力发送天线。
尽管在根据本示例性实施例的系统100中从电力发送天线501传输电力到电力接收天线502,但是结构不限于此。天线的电力发送侧和电力接收侧可以被交换。更具体地,系统100可以这样的方式构造,使得电力发送天线110由与图5所示的电力接收天线502类似地成形的线圈形成,电力接收天线120由与图5所示的电力发送天线501类似地形成的线圈形成,并且,从电力发送天线110传输电力到电力接收天线120。与由与电力接收天线302类似地形成的线圈形成的电力发送天线110传输电力到由与电力发送天线301类似地形成的线圈形成的电力接收天线120的情况相比,上述结构可以防止基于两个天线之间的位置关系的改变的电力传输效率的降低。这也适用于图8、图9和图10所示的电力发送天线。
上面以电力发送天线110被固定在打印机上并且电力接收天线120与打印头104一起在X轴方向上移动的情况为中心来描述本示例性实施例。然而,结构并不局限于此。只要电力发送天线和电力接收天线之间的位置关系在预定方向上是可变的,本示例性实施例也可适用。例如,可以存在电力接收天线120被固定并且电力发送天线110是可动的情况,或者电力发送天线110和电力接收天线120都是可移动的情况。
尽管上面以电力发送天线110和电力接收天线120为线圈状的情况为中心描述了本示例性实施例,但是这些天线的形状不限于此。电力发送天线110和电力接收天线120可以是例如板状的。更具体地,尽管在图5、图8、图9和图10的描述中电力发送天线110和电力接收天线120是具有缠绕线状导体的线圈,但是这些天线可以是具有相似轮廓的板状导体且平面地形成。即使在使用具有上述结构的电力发送天线110和电力接收天线120的情况下,与通过使用具有与图3所示的线圈相似的轮廓的板状天线来进行无线电力传输的情况相比,也可以防止基于两个天线之间的位置关系的电力传输效率的降低。
如上所述,根据本示例性实施例的系统100包括第一天线和第二天线,其中第二天线相对于第一天线的位置在预定方向上是可变的,并且第一天线与第二天线进行无线电力传输。系统100对无线传输电力的第一天线和第二天线中的任一根施加电压,并且根据电压施加从一个天线发送的电力由另一个天线接收。第一天线在预定方向上的长度比第二天线长。更具体地,第一天线以这样的方式成形,使得第一天线在预定方向上的至少一个端部与最靠近该端部的第二天线之间的距离比第一天线在预定方向上的中间部分与最靠近该中间部分的第二天线之间的距离长。这使得能够减少伴随第一天线和第二天线之间的位置关系的变化的天线之间的耦合系数的变化量。结果,当在两个天线之间进行无线电力传输时,可以防止基于两个天线之间的位置关系的电力传输效率的降低。
上面以用于防止在电力接收天线位于电力发送天线的端部附近时的耦合系数增加的方法为中心描述了第一示例性实施例。该方法使用以各端部与电力接收天线之间的距离比中间部分和电力接收天线之间的距离长的这种方式成形的电力发送天线。另一方面,下面将以如下结构为中心来描述第二示例性实施例:其中,在电力接收天线位于电力发送天线的中间部分附近时增加耦合系数,以减少与在电力接收天线位于电力发送天线的各端部附近时的耦合系数的差。除了电力发送天线110之外,根据第二示例性实施例的系统100的结构类似于根据第一示例性实施例的系统的结构。下面将以针对电力发送天线110与第一示例性实施例的不同之处为中心来描述第二示例性实施例。
以下将参照图11描述根据本示例性实施例的电力发送天线110。电力发送天线110由电力发送天线1101形成,并且,磁体1103位于电力发送天线1101附近。根据本示例性实施例,将具有坐标系170中的X轴方向上大致平行的长边的作为磁体1103的片状铁氧体粘贴到其上安装有电力发送天线1101的基板上。然而,磁体1103的形状和材料不限于此。电力发送天线1101和电力接收天线1102分别具有与上面参照图3所述的电力发送天线301和电力接收天线302相似的形状。
如图11所示,电力发送天线1101是具有X轴方向上大致平行的长边的长线圈。磁体1103在X轴方向上的长度比电力发送天线1101短,并且不会粘贴在基板上的与电力发送天线1101的任一端部对应的部分上。因此,在从Z轴方向观察时由电力发送天线1101包围的平面中的与电力发送天线1101的两个端部对应的部分与磁体1103不重叠。更具体地,磁体1103不位于电力发送天线1101的X轴方向上的任一端部附近,而是位于电力发送天线1101的X轴方向上的中间部分附近。
根据本示例性实施例,电力发送天线1101的X轴方向上的各端部是指与从X轴方向上的边缘朝向电力发送天线1101的内侧的预定距离内的范围g对应的部分。此外,当电力接收天线1101移动到X轴方向上的可移动范围的边缘时,从Z轴方向观察时电力发送天线1101的X轴方向上的各端部也是与电力接收天线1102重叠的电力发送天线1101的一部分。电力发送天线1101的X轴方向上的中间部分是指除了与图11所示的电力发送天线1101的范围g对应的部分以外的部分,并且也是指与电力发送天线1101在X轴方向上的中心的预定距离内的范围对应的部分。天线之间的耦合系数的稳定性取决于用于确定预定距离(各端部的长度)的方法。下面将参照图13描述该方法。
作为磁体1103不位于电力发送天线1101的任一端部附近而是位于中间部分附近的情况,本示例性实施例假定磁体1103仅被粘贴在基板上的与电力发送天线1101的中间部分相对应的部分上。然而,结构并不局限于此。需要安装磁体1103,使得电力发送天线1101的各端部与磁体1103之间的距离比其中间部分和磁体1103之间的距离长。例如,其上安装有电力发送天线1101的基板不需要与磁体1103接触。
电力接收天线1102在电力发送天线1101的附近在X轴方向上移动,使得当从Z轴方向观察时由电力接收天线1102包围的平面与由电力发送天线1101包围的平面至少部分地重叠。图12示出当电力接收天线1102沿X轴方向移动时与耦合系数的变化有关的模拟结果。纵轴表示天线之间的耦合系数,并且,横轴表示X轴方向上的电力接收天线位置(对应于图11所示的范围f)。类似于图3所示的电力发送天线301,电力发送天线1101在X轴方向上长800mm,且在Y轴方向宽70mm。电力接收天线1102在X轴方向上长100mm,且在Y轴方向宽70mm。电力发送天线1101和电力接收天线1102的匝数都为1(1匝)。
如图12所示,当电力接收天线1102位于电力发送天线1101的端部附近时,耦合系数高,并且,耦合系数随着电力接收天线1102接近电力发送天线1101的中心而减小。然而,当电力接收天线1102位于电力发送天线1101的中心附近时的耦合系数大于与图4所示的情况类似的情况下的传统天线之间的耦合系数。参照图12,耦合系数的最大值和最小值之差约为0.010。更具体地,使用磁体1103不位于电力发送天线1101的任一端部附近而是位于其中间部分附近的电力发送天线110代替传统的电力发送天线110,能够减小耦合系数随着电力接收天线1102的移动的变化量。结果,可以防止基于两个天线之间的位置关系的电力传输效率的降低。根据本示例性实施例的传统的电力发送天线110是指磁体位于电力发送天线301附近的电力发送天线110。
图13示出与当电力发送天线1101的长度被固定为800mm并且电力发送天线1101的各端部在X轴方向的长度(对应于图11所示的范围g)从0变化到300mm时耦合系数的最大值和最小值之间的差的变化有关的模拟结果。如图13所示,当电力发送天线1101的各端部长50至200mm时,耦合系数的最大值和最小值之间的差小。当电力发送天线1101的各端部长75至125mm时,耦合系数的最大值和最小值之间的差尤其小。各端部的长度与耦合系数的最大值和最小值之间的差之间的关系由电力接收天线1102在X轴方向上的长度确定。更具体地,当电力发送天线1101的端部在X轴方向上的长度约为电力接收天线1102在X轴方向上的长度的一半至两倍时,天线之间的耦合系数是稳定的。此外,当电力发送天线1101的各端部在X轴方向上的长度约为电力接收天线1102在X轴方向上的长度的3/4至5/4倍时,天线之间的耦合系数是稳定的。
在上面参照图11所述的电力发送天线110中,磁体1103不位于电力发送天线1101的任一端部附近,而位于电力发送天线1101的中间部分附近。因此,磁体1103在X轴方向的长度比电力发送天线1101短。然而,结构并不局限于此。磁体1103可以不位于电力发送天线1101的任一端部附近,而位于另一端部和中间部分附近。更具体地,在其上安装有电力发送天线1101的基板上,磁体1103可以被粘贴在与除电力发送天线1101的一个端部以外相对应的部分上。当使用如此构造的电力发送天线110时,与使用传统的电力发送天线110的情况相比,可以减小在未定位磁体1103的电力发送天线1101的一个端部处的耦合系数与其中间部分处的耦合系数之间的差。
根据本示例性实施例的电力发送天线110的结构可以与根据第一示例性实施例的电力发送天线110的形状一起使用。例如,如图14所示,也可以使用磁体1103位于电力发送天线501(上面参照图5所述)在X轴方向上的端部附近并且磁体1103位于电力发送天线501在X轴方向上的中间部分附近的电力发送天线110。当使用如此构造的电力发送天线110时,与使用图5和图11所描述的电力发送天线110的情况相比,可以进一步稳定天线之间的耦合系数,使得可以进一步防止无线电力传输效率的降低。
图15示出与在使用具有图14所示的结构的电力发送天线110的情况下的电力接收天线位置和耦合系数之间的关系有关的模拟结果。参照图15,耦合系数的最大值和最小值之差约为0.009。此外,采用图8、图9和10所示的电力发送天线中,磁体1103安装在X轴方向的中间部分附近,而没有安装在X轴方向的任一端部附近。这使得能够进一步防止无线电力传输效率的降低。
上面以磁体未粘贴在安装有电力发送天线1101的基板上的与电力发送天线1101在X轴方向上的任一端部对应的位置上的情况为中心描述了本示例性实施例。然而,结构并不局限于此。具有低磁导率的磁体可以被粘附在基板上的与电力发送天线1101的两个端部对应的位置处。更具体地,具有比位于电力发送天线1101的X轴方向上的中间部附近的磁体1103低的磁导率的另一个磁体可以位于电力发送天线1101的X轴方向上的端部附近。
下面将参照图16描述如此构造的电力发送天线110。除了磁体1103之外,磁体1601和1602位于电力发送天线1101附近。如图16所示,在从坐标系170中的Z轴方向观察时,由电力发送天线1101包围的平面中的与X轴方向的两个端部对应的部分与磁体1601或1602重叠。磁体1601和1602具有比磁体1103低的磁导率。尽管在本示例性实施例中,磁体1601和1602被认为具有相等的磁导率,但是磁体1601和1602可以具有不同的磁导率。当磁体1103位于电力发送天线1101的X轴方向上的一端部附近时,磁体1601或1602需要位于其另一端部附近。
即使使用如此构造的电力发送天线110,与使用传统的电力发送天线110的情况相比,也可以减少耦合系数随着电力接收天线1102的移动的变化量,以防止基于两个天线之间的位置关系的电力传输效率的降低。此外,当金属物体存在于电力发送天线1101附近的情况下,将磁体定位在整个电力发送天线1101附近,使得能够减少由电力发送天线1101产生的交流磁场对金属的影响。该结构使得可以通过交流磁场的影响来减少在金属中产生的涡电流,以防止在涡电流的影响下无线电力传输效率的降低。
类似于根据第一示例性实施例的系统100,可以在根据本示例性实施例的系统100中交换天线的电力发送侧和电力接收侧。此外,可以存在电力发送天线110而不是电力接收天线120是可动的情况,或者电力发送天线110和电力接收天线120都是可移动的情况。
如上所述,根据本示例性实施例的系统100包括第一天线和第二天线,其中第二天线相对于第一天线的位置在预定方向上是可变的,并且第一天线与第二天线进行无线电力传输。第一天线在预定方向上的长度比第二天线长。系统100包括不位于第一天线在预定方向上的至少一个端部附近而位于第一天线在预定方向上的中间部分附近的磁体。系统100向无线传输电力的第一天线和第二天线中的任一根施加电压。根据电压施加从一个天线发送的电力由另一个天线接收。这使得能够减少伴随第一天线和第二天线之间的位置关系的变化的天线之间的耦合系数的变化量。结果,当在两个天线之间进行无线电力传输时,可以防止基于两个天线之间的位置关系的电力传输效率的降低。
在下面描述的第三示例性实施例中,系统100的结构类似于上面参照图1描述的结构。图17示出根据第三示例性实施例的系统100中包括的电力发送天线110和电力接收天线120。电力接收天线120在电力发送天线110上沿着X轴方向移动,使得当从坐标系170中的Z轴方向观察时由电力接收天线120包围的平面与由电力发送天线110包围的平面至少部分地重叠。为了防止耦合系数随着电力接收天线120的移动而变化,电力发送天线110被成形为在X轴方向上比电力接收天线120的移动范围长。更具体地,电力接收天线120在具有由图17所示的范围j所示的长度的电力发送天线110当中的与除了X轴方向上的两个端部附近以外的图17所示的范围i对应的中间部分上移动。根据本示例性实施例,电力发送天线110的两个端部是指从电力发送天线110的边缘朝向电力发送天线110的内部的具有预定宽度的区域(电力发送天线110当中的与图17所示的范围i对应的部分以外的区域)。
更具体地,在电力接收天线120的移动范围内,电力接收天线120不面对电力发送天线110的X轴方向的任一端部,而是面对中间部分,即,电力发送天线110的排除其两个端部的部分。根据本示例性实施例,电力接收天线120面对电力发送天线110的中间部分的状态是指在从Z轴方向观察时由电力发送天线110的线圈包围的除了其两个端部之外的平面与由电力接收天线120的线圈包围的平面至少部分重叠的状态。电力接收天线120不面对电力发送天线110的任一端部的状态是在从Z轴方向观察时由电力发送天线110的线圈包围的平面的两个端部与由电力接收天线120的线圈包围的平面不重叠的状态。
换句话说,在电力接收天线120的移动范围内,当从Z轴方向观察时,电力发送天线110的X轴方向上的两个端部与电力接收天线120不重叠。从Z轴方向看,电力接收天线120的X轴方向上的两个端部位于电力发送天线110的X轴方向上的两个端部之间的范围内。
图18是示出用于获得图17所示的电力发送天线110和电力接收天线120之间的相对位置与耦合系数之间的关系的仿真结果的曲线图。纵轴表示天线之间的耦合系数,并且,横轴表示电力接收天线120相对于电力发送天线110在X轴方向上的位置(电力接收天线位置)。图18所示的电力接收天线位置对应于图17所示的范围h。在图18所示的模拟中,电力发送天线110在X轴方向上长500mm,且在Y轴方向宽70mm,并且,具有匝数3(3匝)。电力接收天线120在X轴方向上长60mm,且在Y轴方向宽70mm,并且,具有匝数4(4匝)。Z轴方向上的天线之间的间距是1mm。电力发送天线110的Q值和电力接收天线120的Q值分别为200。
如图18所示,在电力接收天线120的移动范围内,耦合系数的最大值和最小值之差约为0.02。耦合系数随着电力接收天线120的移动的变化量小。因此,阻抗匹配不会由于电力接收天线120的移动而被大大地中断。
图19是示出用于获得图17所示的电力发送天线110和电力接收天线120之间的相对位置与电力传输效率之间的关系的模拟结果的曲线图。纵轴表示天线之间的电力传输的电力传输效率,并且,横轴表示电力接收天线位置。如图19所示,在电力接收天线120的移动范围内,电力传输效率的最大值和最小值之差小至0.05%,即,电力传输效率近似恒定。通过使用根据本示例性实施例的电力发送天线110和电力接收天线120代替传统天线进行无线电力传输,使得能够降低电力传输效率随着电力接收天线120的移动而变得不稳定的可能性。
当电力发送天线110在X轴方向上的长度短时,天线之间的耦合系数高。因此,特别是在要求稳定性高于电力传输效率的无线电力传输系统中,如本示例性实施例中一样使电力发送天线110比电力接收天线120的移动范围长是有效的。
如上所述,将系统100构造成使得当从Z轴观察时电力发送天线110的X轴方向上的两个端部与电力接收天线120不重叠,使得能够提高电力传输效率的稳定性。电力传输效率的稳定性根据电力发送天线110的X轴方向上的两个端部的长度(即,电力发送天线110当中的不面对电力接收天线120的部分的长度)而不同。
图20示出用于获得当电力接收天线120的移动范围的长度被固定并且电力发送天线110的长度变为四种不同的长度(即,425、450、475和500mm)时的天线之间的相对位置与电力传输效率之间的关系的模拟结果。当电力发送天线110分别为425、450、475或500mm长时,电力发送天线110的各端部分别为12.5、25、37.5或50mm长。参照图20,纵轴表示天线之间的电力传输的电力传输效率,并且,横轴表示电力接收天线位置。系列901表示电力发送天线110为425mm长时的电力传输效率。系列902表示电力发送天线110为450mm长时的电力传输效率。系列903表示电力发送天线110为475mm长时的电力传输效率。系列904表示电力发送天线110为500mm长时的电力传输效率。
参照图20,当电力发送天线110为425mm长时,电力传输效率的最大值和最小值之间的差为1.9%,当电力发送天线110为450mm长时,电力传输效率的最大值和最小值之间的差为0.34%。当电力发送天线110为475或500mm长时,电力传输效率的最大值和最小值之间的差为0.05%。
如图20所示,当电力接收天线120的移动范围被固定时,电力传输效率的稳定性随着电力发送天线110的长度的增加而增加。更具体地,当电力发送天线110为450mm以上长时,电力传输效率稳定,当电力发送天线110为475mm以上长时,电力传输效率尤其稳定。电力发送天线110的长度与电力传输效率的最大值和最小值之间的差之间的关系由电力接收天线1102在X轴方向上的长度确定。因此,可以说,当电力发送天线110的长度(对应于图17所示的范围j)和可动电力接收天线120可定位的范围的长度(对应于图17所示的范围i)之间的差近似等于或大于电力接收天线120在X轴方向上的长度时,电力传输效率尤其稳定。在这种情况下,电力发送天线110的X轴方向上的各端部的长度为电力接收天线120的X轴方向上的长度的一半以上。
然而,用于确定各端部的长度的方法不限于此。例如,在基于所需的电力传输效率的稳定性要求耦合系数在预定范围内的系统中,需要如下设置各端部的长度。更具体地,在电力接收天线120不面对电力发送天线110的任一端部而面对电力发送天线110的中间部分的情况下,电力发送天线110的各端部的长度需要被设置为使得耦合系数落在预定范围内。
可以不仅通过相对于电力接收天线120的移动范围增加电力发送天线110的长度,而且通过降低天线的Q值来提高电力传输效率的稳定性。图21是示出用于获得在图3所示的结构中将电力发送天线301和电力接收天线302的Q值改变为三种不同值(即,100、200和300)时的天线之间的相对位置和电力传输效率之间的关系的模拟结果的曲线图。系列1001表示当Q值为100时的电力传输效率,系列1002表示当Q值为200时的电力传输效率,并且系列1003表示当Q值为300时的电力传输效率。
参照图21,当Q值为100时,电力传输效率的最大值和最小值之间的差为1.7%,当Q值为200时,电力传输效率的最大值和最小值之间的差为2.7%,当Q值为300时,电力传输效率的最大值和最小值之间的差为3.0%。如图21所示,通过降低电力发送天线301和电力接收天线302的Q值,可以提高电力传输效率的稳定性。电力发送天线301和电力接收天线302的Q值可以不同。通过如图17所示使电力发送天线110的长度比电力接收天线120的移动范围长并减小电力发送天线301和电力接收天线302的Q值中的至少一个,还可以在更大程度上进一步提高电力传输效率的稳定性。
在上面参照图17所述的情况下,电力发送天线110在X轴方向上的长度被认为比电力接收天线120的移动范围长。更具体地,在上述情况下,驱动单元105在预定范围内移动电力接收天线120的位置,在该预定范围中电力发送天线110的两个端部不面对电力接收天线120,并且,电力发送天线110的中间部分面对电力接收天线120。然而,结构并不局限于此。需要如此构造系统100,使得在相对位于上述预定范围内的电力接收天线120和电力发送天线110之间进行无线电力传输。下面将描述用于实现无线电力传输的其它结构的示例。
作为其他示例结构之一,驱动单元105可以移动电力接收天线120的位置,使得电力接收天线120在通过电力发送器111对电力发送天线110施加电压的时段内位于上述预定范围内。然后,驱动单元105可以在未向电力传输天线110施加电压的时段内将电力接收天线120移动到预定范围内。应用该示例结构的系统100使得相比于传统情况可以在无线电力传输期间更大程度上提高电力传输效率的稳定性。
作为该示例结构的应用目标,假设使用由电力接收天线120接收的电力来控制打印头104的排墨的情况,如上面参照图1所述的根据本示例性实施例的系统100中一样。在这种情况下,在打印头104排墨的期间内需要进行天线之间的稳定的电力传输,并且在打印头104不排墨的期间内不需要进行天线之间的稳定的电力传输。因此,在既没有排墨也不进行电力传输的时段中,驱动单元105可以移动打印头104直到打印头104的存储位置,在该存储位置中电力发送天线110的端部面对电力接收天线120。
作为另一示例结构,可以控制电力发送器111的施加电压的定时以不对电力发送天线110施加电压,同时电力接收天线120位于预定范围之外。应用该示例结构的系统100也使得相比于传统情况可以在无线电力传输期间更大程度上提高电力传输效率的稳定性。
作为该示例结构的应用目标,在系统100中,电力接收单元102可以具有用于累积接收电力的电池。在这种情况下,当电力接收天线120位于预定范围之外时,电力发送器111可以不施加电压,但是打印头104可以通过使用在电池中累积的电力来控制排墨。例如,在将系统100应用于在工厂使用的AGV的电力传输的情况下,系统100可以进行以下控制。当电力接收天线120处于上述预定范围内时,系统100向AGV传输电力。当电力接收天线120超出预定范围时,系统100不通过向其传输电力而通过使用电池来操作AGV。
在上述系统100中天线的电力发送侧和电力接收侧可以被交换。更具体地,根据本示例性实施例,用于与电力发送天线110进行无线电力传输的电力接收天线120可以是用于从电力发送天线110接收电力的天线或用于向电力发送天线110发送电力的天线。作为电力发送侧和电力接收侧交换的示例,电力发送天线110可以如图17所示的电力接收天线120一样沿X轴方向移动,并且,电力接收天线120在X轴方向上的长度可以比如图17所示的电力发送天线110的其他天线长。
在上述情况下,电力发送天线110被固定在打印机上,并且,电力接收天线120与打印头104一起在X轴方向上移动。然而,结构并不局限于此。只要电力接收天线120相对于电力发送天线110的位置关系在预定方向上是可变的,本示例性实施例也可适用。例如,可以存在电力接收天线120被固定并且电力发送天线110是可动的情况,或者电力发送天线110和电力接收天线120都是可移动的情况。即使在这些情况下,如上所述,也可以获得提高电力传输效率的稳定性的效果。
如上所述,根据本示例性实施例的系统100包括第一天线和第二天线,其中第二天线相对于第一天线的位置在预定方向上移动。在第二天线不面对第一天线的移动方向上的任一端部而面对第一天线的中间部分(即,第一天线的排除两个端部的部分)的位置处,第二天线与第一天线进行无线电力传输。在移动用于进行无线电力传输的两个天线中的一个天线相对于另一个天线的位置的情况下,上述结构使得可以提高电力传输效率的稳定性。
尽管以电力发送天线110的线圈和电力接收天线120的线圈都由线状导体部分形成的情况为中心描述了上述示例性实施例,但是这些线圈的形状不限于此。例如,电力发送天线110的线圈和电力接收天线120的线圈中的至少一个可以是圆形或椭圆形。此外,例如,电力发送天线110的线圈和电力接收天线120的线圈中的至少一个可以具有图8的形状,其具有电流沿相反方向流动的两个回路。尽管在本示例性实施例中电力发送天线110和电力接收天线120都是由卷绕的线状导体形成的线圈,但是结构不限于此。例如,这些天线可以是具有相似轮廓的平面形成的板状导体。
系统100中的电力发送天线110和电力接收天线120不一定具有如图2所示的电容器与电感器进行串联共振的等效电路。例如,电力发送天线110和电力接收天线120可以具有图22A至图22C所示的等效电路。即使采用这些结构,也可以通过应用本示例性实施例来提高电力传输效率的稳定性。
根据上述示例性实施例,在移动用于进行无线电力传输的两个天线中的一个天线相对于另一个天线的位置的情况下,可以提高电力传输效率的稳定性。
其它实施例
本公开的(多个)实施例也可以通过如下实现:一种系统或装置的计算机,该系统或装置读出并执行在存储介质(其也可被更充分地称为“非暂态计算机可读存储介质”)上记录的计算机可执行指令(例如,一个或多个程序),以执行上述(多个)实施例中的一个或多个的功能,并且/或者,该系统或装置包括用于执行上述(多个)实施例中的一个或多个的功能的一个或多个电路(例如,专用集成电路(ASIC));以及由该系统或者装置的计算机执行的方法,例如,从存储介质读出并执行计算机可执行指令,以执行上述(多个)实施例中的一个或多个的功能,并且/或者,控制所述一个或多个电路以执行上述(多个)实施例中的一个或多个的功能。所述计算机可以包括一个或更多处理器(例如,中央处理单元(CPU),微处理单元(MPU)),并且可以包括分开的计算机或分开的处理器的网络,以读出并执行所述计算机可执行指令。所述计算机可执行指令可以例如从网络或存储介质被提供给计算机。例如,存储介质可以包括如下中的一个或多个:硬盘,随机存取存储器(RAM),只读存储器(ROM),分布式计算系统的存储器,光盘(例如,压缩盘(CD),数字多功能光盘(DVD),或蓝光光盘(BD)TM),闪速存储器装置,存储卡,等等。
本发明的实施例还可以通过如下的方法来实现,即,通过网络或者各种存储介质将执行上述实施例的功能的软件(程序)提供给系统或装置,该系统或装置的计算机或是中央处理单元(CPU)、微处理单元(MPU)读出并执行程序的方法。
虽然描述了示例性实施例,但是,应该理解,本发明不限于公开的示例性实施例。下述权利要求的范围应当被赋予最宽的解释,以便涵盖所有这类修改以及等同的结构和功能。

Claims (19)

1.一种无线电力传输系统,包括:
第一天线;
第二天线,其被构造为与第一天线进行无线电力传输;以及
移动单元,其被构造为在预定的移动方向上移动第二天线相对于第一天线的位置,
其中,第二天线在移动方向上的长度比第一天线短,并且
其中,第一天线在移动方向上的至少一个端部与在第二天线面对所述端部的位置处的第二天线之间的距离,比第一天线的中间部分与在第二天线面对所述中间部分的位置处的第二天线之间的距离长,以及,
其中,所述第一天线的中间部分是第一天线排除了所述第一天线的两个端部的部分。
2.根据权利要求1所述的无线电力传输系统,其中,第一天线的所述至少一个端部与在第二天线面对所述端部的位置处的第二天线之间在与第二天线所处的平面垂直的第一方向上的距离,比第一天线的中间部分与在第二天线面对所述中间部分的位置处的第二天线之间在第一方向上的距离长。
3.根据权利要求1所述的无线电力传输系统,其中,第一天线的所述至少一个端部与在第二天线面对所述端部的位置处的第二天线之间在与第二天线所处的平面平行且与预定方向垂直的第二方向上的距离,比第一天线的中间部分与在第二天线面对所述中间部分的位置处的第二天线之间在第二方向上的距离长。
4.根据权利要求1所述的无线电力传输系统,所述无线电力传输系统还包括:
施加单元,其被构造为向第一天线施加电压;以及
输出单元,其被构造为将根据施加单元向第一天线施加电压而在第二天线中产生的电力,输出到打印机的打印头,
其中,由移动单元将第二天线与打印头相关联地在移动方向上移动。
5.根据权利要求1所述的无线电力传输系统,其中,第一天线在移动方向上的端部的长度是,使得在第一天线的端部与第二天线相互不面对而第一天线的中间部分与第二天线相互面对的情况下,第一天线和第二天线之间的耦合系数是预定范围内的值的长度。
6.一种无线电力传输系统,包括:
第一天线;
第二天线,其被构造为与第一天线进行无线电力传输;
移动单元,其被构造为在预定的移动方向上移动第二天线相对于第一天线的位置;以及
磁体,其不位于第一天线在移动方向上的至少一个端部附近,而位于第一天线的中间部分附近,
其中,所述第一天线的中间部分是第一天线的排除了两个端部的部分,以及
其中,第二天线在移动方向上的长度比第一天线短。
7.根据权利要求6所述的无线电力传输系统,所述无线电力传输系统还包括具有比所述磁体低的磁导率并位于第一天线的所述至少一个端部附近的另一个磁体。
8.根据权利要求6所述的无线电力传输系统,所述无线电力传输系统还包括:
施加单元,其被构造为向第一天线施加电压;以及
输出单元,其被构造为将根据施加单元向第一天线施加电压而在第二天线中产生的电力,输出到打印机的打印头,
其中,由移动单元将第二天线与打印头相关联地在移动方向上移动。
9.根据权利要求6所述的无线电力传输系统,其中,第一天线在移动方向上的端部的长度是,使得在第一天线的端部与第二天线相互不面对而第一天线的中间部分与第二天线相互面对的情况下,第一天线和第二天线之间的耦合系数是预定范围内的值的长度。
10.一种无线电力传输系统,包括:
第一天线;
第二天线,其被构造为与第一天线进行无线电力传输;
移动单元,其被构造为在预定的移动方向上移动第二天线相对于第一天线的位置;以及
控制单元,其被构造为控制由移动单元在移动方向上移动相对于第一天线的位置的第二天线,以在第二天线不面对第一天线在移动方向上的任一端部而面对第一天线的中间部分的位置处,与第一天线进行无线电力传输,
其中,所述第一天线的中间部分是第一天线的排除了两个端部的部分。
11.根据权利要求10所述的无线电力传输系统,其中,移动单元在第二天线与第一天线的任一端部相互不面对而第一天线的中间部分与第二天线相互面对的范围内,移动第二天线相对于第一天线的位置。
12.根据权利要求10所述的无线电力传输系统,其中,控制单元控制移动单元移动第二天线的位置,使得在对第一天线和第二天线中的、进行无线电力传输的任一天线施加电压的时段中,第二天线和第一天线的任一端部相互不面对,而第一天线的中间部分和第二天线在该时段中相互面对。
13.根据权利要求10所述的无线电力传输系统,所述无线电力传输系统还包括施加单元,其被构造为向第一天线和第二天线中的、进行无线电力传输的任一天线施加电压,
其中,控制单元控制施加单元的电压施加,使得在第二天线和第一天线的至少一个端部相互面对的情况下,不向所述任一天线施加电压。
14.根据权利要求10所述的无线电力传输系统,所述无线电力传输系统还包括:
施加单元,其被构造为向第一天线施加电压;以及
输出单元,其被构造为将根据施加单元向第一天线施加电压而在第二天线中产生的电力,输出到打印机的打印头,
其中,由移动单元将第二天线与打印头相关联地在移动方向上移动。
15.根据权利要求10所述的无线电力传输系统,其中,第一天线在移动方向上的至少一个端部的长度是,使得在第二天线与第一天线的任一端部相互不面对而第一天线的中间部分与第二天线相互面对的情况下,第一天线和第二天线之间的耦合系数是预定范围内的值的长度。
16.一种用于控制无线电力传输系统的控制方法,所述控制方法包括如下步骤:
移动步骤,在预定的移动方向上移动第二天线相对于第一天线的位置;以及
控制步骤,控制由移动单元在移动方向上移动相对于第一天线的位置的第二天线,以在第二天线不面对第一天线在移动方向上的任一端部而面对第一天线的中间部分的位置处,与第一天线进行无线电力传输,
其中,所述第一天线的中间部分是第一天线的排除了两个端部的部分。
17.根据权利要求16所述的控制方法,其中,在所述控制步骤中,控制所述移动步骤中的第二天线的位置的移动,使得在对第一天线和第二天线中的、进行无线电力传输的任一天线施加电压的时段中,第二天线和第一天线的任一端部相互不面对,而第一天线的中间部分和第二天线在该时段中相互面对。
18.根据权利要求16所述的控制方法,所述控制方法还包括如下步骤:
施加步骤,向第一天线和第二天线中的、进行无线电力传输的任一天线施加电压,
其中,在所述控制步骤中,控制所述施加步骤中的电压施加,使得在第二天线和第一天线的至少一个端部相互面对的情况下,不向所述任一天线施加电压。
19.一种非暂态计算机可读存储介质,其存储用于使计算机执行用于控制无线电力传输系统的控制方法的程序,所述控制方法包括如下步骤:
在预定的移动方向上移动第二天线相对于第一天线的位置;以及
控制由移动单元在移动方向上移动相对于第一天线的位置的第二天线,以在第二天线不面对第一天线在移动方向上的任一端部而面对第一天线的中间部分的位置处,与第一天线进行无线电力传输,
其中,所述第一天线的中间部分是第一天线的排除了两个端部的部分。
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