CN109417310A

CN109417310A - 受电装置以及输电装置

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Publication number: CN109417310A
Application number: CN201780039588.3A
Authority: CN
Inventors: 细谷达也
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2016-08-23
Filing date: 2017-07-14
Publication date: 2019-03-01
Anticipated expiration: 2037-07-14
Also published as: DE112017001973T5; JPWO2018037758A1; CN109417310B; US10862339B2; JP6677306B2; US20190089199A1; WO2018037758A1

Abstract

本发明具备：受电线圈(21A)，与输电装置(101)具有的输电线圈(11A)耦合；整流电路(221)，具有与受电线圈(21A)电连接的二极管(D1)和晶体管元件(Q2)，对流过受电线圈(21A)的高频交流电流进行整流；输出部(Out1、Out2)，向负载(26)输出由整流电路(221)整流的电流；电压检测电路(24)，检测输出电压Va；和控制电路(25)，基于输出电压Va来控制晶体管元件(Q2)的动作。控制电路(25)在输出电压Va≤阈值Va1的情况下，使晶体管元件(Q2)截止，使整流电路(221)执行额定整流动作，在电压Va≥阈值Va2的情况下，使晶体管元件(Q2)导通，使额定整流动作停止。

Description

受电装置以及输电装置

技术领域

本发明涉及从输电装置以无线方式被供电高频电力的受电装置以及输电装置。

背景技术

在专利文献1公开了对非接触供电系统中的受电装置的发热进行抑制的发明。在专利文献1记载的非接触供电系统通过输电装置和受电装置各自的谐振电路的谐振耦合以非接触方式从输电装置向受电装置对电力进行输电。在受电装置中，监视受电的电力，使谐振电路的谐振频率偏移，使得该电力不超过目标电力级(power level)，由此抑制了目标电力级以上的电力的受电。由此，抑制了受电装置内的发热量。而且，抑制了由发热的影响造成的受电装置内的电力变换电路(例如，DC-DC变换器)中的变换效率的下降。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2015-12761号公报

发明内容

发明要解决的课题

作为受电装置的一个例子，例如可举出智能电话等便携式设备。关于这种设备，近年来期望更加小型化、薄型化。然而，在专利文献1中，需要设置用于控制谐振电路的谐振频率的电路，因此存在受电装置大型化这样的问题。因此，若使用专利文献1的发明，则有可能不能实现装置的小型化、薄型化。

因此，本发明的目的在于，提供一种在不阻碍小型化的情况下避免大电力的受电而抑制发热的受电装置以及输电装置。

用于解决课题的技术方案

本发明涉及的受电装置的特征在于，具备：受电线圈，与输电装置具有的输电线圈进行耦合；整流电路，具有与所述受电线圈电连接的整流元件以及晶体管元件，所述晶体管元件具备切换导通动作和电容动作的并联电容器，所述整流电路对流过所述受电线圈的高频谐振电流进行整流；输出部，与负载连接，通过平滑电容器对被所述整流电路整流的电流进行平滑并向所述负载输出；等效的谐振电容器，与所述受电线圈电连接，并与所述受电线圈具有的电感分量进行谐振；电压检测电路，对来自所述整流电路的输出电压进行检测；以及控制部，基于所述电压检测电路的检测结果，控制所述整流电路的动作，由所述受电线圈、所述整流电路以及所述输出部构成受电电路，所述平滑电容器具有比所述并联电容器或所述等效的谐振电容器大的电容值，所述控制部具备受电电力调整功能，在所述电压检测电路检测的电压为阈值Va1以下的情况下，使所述晶体管元件截止而设为所述电容动作，使所述整流电路执行额定整流动作，若所述电压检测电路检测的电压达到阈值Va2，其中，Va2＞Va1，则使所述晶体管元件导通而设为导通动作，使所述等效的谐振电容器变化而使所述受电电路具有的谐振频率变化，同时使所述额定整流动作停止，阻止电力向所述输出部的流动而使从所述受电线圈向所述输出部供给电力的受电动作停止。

在该结构中，若输出电压变高，则通过使晶体管元件导通，从而能够切断受电电力，能够抑制由大电力的受电造成的发热等的影响。仅通过使设置在整流电路的晶体管元件导通，即可进行该切断。因此，不需要另外设置用于切断受电电力的电路，不会阻碍受电装置的小型化。

所述控制部可以是如下结构，即，在所述电压检测电路检测的电压高于所述阈值Va1且不足所述阈值Va2的情况下，控制所述整流电路的动作执行和停止，与所述额定整流动作相比抑制输出电力而对受电电力进行调整。

在该结构中，在输出电压高(Va2以上)的情况下，并不是立即停止，而是执行与额定整流动作相比抑制输出电力的整流，由此，能够抑制传输效率的下降。

所述控制部可以是如下结构，即，在所述电压检测电路检测的电压高于所述阈值Va1且不足所述阈值Va2的情况下，以基于向所述输电装置传输的数字信号的调制模式使所述晶体管元件导通/截止，并向输电装置传输信号，使所述输电装置的输电电力变化而对受电电力进行调整。

在该结构中，通过向输电装置反馈输出电压的状态，从而能够在输电装置侧调整输电电力的电力量。

所述控制部可以是如下结构，即，在所述阈值Va1与所述阈值Va2之间确定一个以上的阈值，根据用包含所述阈值Va1和所述阈值Va2的多个阈值划分的电压范围，以基于不同的数字信号的调制模式使所述晶体管元件导通/截止，并向输电装置传输信号而对受电电力进行调整。

在该结构中，通过向输电装置反馈输出电压的状态，从而能够在输电装置侧阶段性地调整输电电力的电力量。

可以由所述晶体管元件具有的寄生电容构成所述并联电容器。

所述晶体管元件可以并联地具备寄生二极管，所述整流电路可以使用所述晶体管元件执行同步整流动作而对受电电力进行调整。

在该结构中，能够降低整流电路中的损耗。

所述控制部可以使用比较器对所述电压检测电路的检测结果进行比较，控制所述晶体管元件的动作，在所述整流电路的动作执行与停止之间形成滞后。

所述控制部可以具有齐纳二极管，根据所述电压检测电路检测的输出电压是否超过齐纳电压的状态，控制所述晶体管元件的动作。

所述晶体管元件可以在控制端子连接有输入电容器，该输入电容器可以具有比所述平滑电容器小且比所述并联电容器或所述等效的谐振电容器大的电容值。

本发明涉及的输电装置的特征在于，具备：输电线圈，与所述受电装置具有的受电线圈进行耦合；以及振荡电路，具有与所述输电线圈电连接的晶体管元件，产生流过所述输电线圈的高频交流电流，对基于从所述受电装置传输的数字信号的调制模式进行解调而对输电电力进行调整。

在该结构中，通过由输电装置对传输电力进行调整，从而能够抑制受电装置中的由大电力的受电造成的发热等的影响。

发明效果

根据本发明，若输出电压变高，则使晶体管元件导通，由此，能够切断受电电力，能够抑制由大电力的受电造成的发热等的影响。仅通过使设置在整流电路的晶体管元件导通，即可进行该切断。因此，不需要另外设置用于切断受电电力的电路，不会阻碍受电装置的小型化。

附图说明

图1是实施方式1涉及的无线电力输电装置、无线电力受电装置、以及由它们构成的无线供电系统的框图。

图2是无线电力输电装置以及无线电力受电装置的电路图。

图3是示出输出电压与整流电路的通断的关系的图。

图4的(A)以及图4的(B)是用于说明整流电路接通的情况的图。

图5的(A)以及图5的(B)是用于说明整流电路断开的情况的图。

图6的(A)是示出控制电路的结构的图，图6的(B)是示出另一个例子的控制电路的结构的图。

图7是示出由受电装置执行的动作的流程图。

图8是示出从受电装置向输电装置发送传输信号的情况下的输出电压与整流电路的通断的关系的图。

图9的(A)、图9的(B)以及图9的(C)是示出对传输信号进行传输时的整流电路的通断的模式的图。

图10是示出由受电装置执行的动作的流程图。

图11是受电装置的另一个例子的电路图。

图12是受电装置的另一个例子的电路图。

图13是另一个例子的无线供电系统的电路图。

图14是另一个例子的无线供电系统的电路图。

图15是另一个例子的无线供电系统的电路图。

图16是另一个例子的无线供电系统的电路图。

图17是另一个例子的无线供电系统的电路图。

具体实施方式

(实施方式1)

图1是实施方式1涉及的无线电力输电装置、无线电力受电装置、以及由它们构成的无线供电系统的框图。图2是无线电力输电装置以及无线电力受电装置的电路图。

无线供电系统301由无线电力输电装置(以后，简称为“输电装置”)101和无线电力受电装置(以后，简称为“受电装置”)201构成。输电装置101是以无线方式对受电装置201进行供电的供电装置。受电装置201例如是智能电话等便携式电子设备等。

输电装置101具备输电侧谐振电路111和对该输电侧谐振电路111供给高频电力的输电电路121。

输电侧谐振电路111具有输电线圈11A和电容器C11。输电侧谐振电路111与输电电路121连接，从输电电路121被供给高频电力。

输电电路121具有晶体管元件Q11、Q12和控制电路13等。控制电路13对晶体管元件Q11、Q12进行导通/截止驱动。通过控制晶体管元件Q11、Q12，从而来自直流电源Vin的直流电压变换为交流电压，在输电侧谐振电路111流过谐振电流。

输电侧谐振电路111的谐振频率是适合于供电用的频率。例如是6MHz以上且14MHz以下的频率，特别是，例如作为ISM频段之一的6.78MHz。

在输电侧谐振电路111中，主要在输电线圈11A与电容器C11之间交换各自具有的磁场能和电场能，产生电振动。

受电装置201具备受电侧谐振电路211、整流电路221、电容器C3(在图1中未图示)、电压稳定化电路23(在图2中未图示)、电压检测电路24、控制电路25、以及负载26。负载26例如是蓄电池，可拆装地连接于受电装置201的输出部Out1、Out2。

在受电侧谐振电路211中，主要在受电线圈21A与电容器C21之间交换各自具有的磁场能和电场能，产生电振动。通过它们满足电磁场共振条件，从而电磁场共振成立。通过该电磁场共振，位于分开的位置的输电侧谐振电路111和受电侧谐振电路211相互作用，各自的谐振电路具有的磁场能和电场能相互结合并进行交换，产生电振动。

整流电路221具有晶体管元件Q2和二极管D1，对流过受电线圈21A的高频谐振电流进行整流。晶体管元件Q2是MOS-FET，具有体二极管和并联电容器。晶体管元件Q2由控制电路25进行导通/截止驱动。后面将进行详细叙述，在晶体管元件Q2截止时，整流电路221进行额定整流动作(以下，将该状态称为整流电路221的接通状态)，在晶体管元件Q2导通时，整流电路221停止整流动作(以下，将该状态称为整流电路221断开状态)。

电容器C3连接在整流电路221的输出侧。电容器C3对从整流电路221输出的整流电压进行平滑。

电压稳定化电路23例如是DC-DC变换器，将由整流电路221以及电容器C3进行了整流平滑的电压变压为给定值，并向负载26进行供给。

电压检测电路24对整流电路221的输出电压(向负载26的供给电压)Vo进行检测。电压检测电路24例如是电阻分压电路。以下，用Va表示电压检测电路24检测的输出电压Vo的检测电压。

控制电路25平时使晶体管元件Q2截止，使整流电路221为接通状态。在根据电压检测电路24检测的输出电压Va感测到受电装置201从输电装置101被进行过剩的电力供给时，控制电路25使晶体管元件Q2导通，从而使整流电路221为断开状态。也就是说，若受电装置201从输电装置101对大电力进行受电，则控制电路25通过整流电路221切断该电力，使得不向电压稳定化电路23进行供给。此外，通过使晶体管元件Q2导通，从而与晶体管元件Q2并联地连接的并联电容器被短路，等效的谐振电容器变化。通过使谐振电容器变化，从而谐振频率，特别是受电电路具有的阻抗的虚部从给定值偏离，高频谐振电流的振幅变化。具有如下效果，即，在停止了整流动作时减小流过受电装置201的高频谐振电流，能够降低受电装置201中的电力损耗，特别是能够降低晶体管元件Q2中的导通损耗。由此，能够抑制受电装置201中的由大电力的受电造成的发热等的影响。

控制电路25基于电压检测电路24检测的输出电压Va进行整流电路221的从接通向断开的切换。

图3是示出输出电压Va与整流电路221的通断的关系的图。

在输出电压Va为阈值电压Va1以下的情况下，控制电路25使晶体管元件Q2截止。也就是说，使整流电路221接通，执行额定整流动作。在输出电压Va为阈值电压Va2以上的情况下，控制电路25使晶体管元件Q2导通。也就是说，使整流电路221断开，使整流动作停止。

在输出电压Va高于阈值电压Va1且不足阈值电压Va2的情况下，控制电路25使整流电路221的晶体管元件Q2周期性地截止。也就是说，使整流电路221交替地通断。通过使整流电路221定期地断开，从而能够限制从输电装置101向受电装置201的过剩的电力供给。此外，能够防止电压检测电路24检测的输出电压Va达到阈值电压Va2。

另外，此时使整流电路221断开的周期能够适当地进行变更。以下，将输出电压Va高于阈值电压Va1且不足阈值电压Va2的情况下的整流电路221的整流动作称为“固定模式整流动作”。

图4的(A)以及图4的(B)是用于说明整流电路221接通的情况的图。在整流电路221接通的情况下，晶体管元件Q2截止。

在受电线圈21A感应交流电压。如图4的(A)所示，若电容器C21侧的受电线圈21A的第一端成为正，则在从受电线圈21A到电容器C21、二极管D1、电容器C3的路径中流过电流。在该情况下，在电容器C3充电如下电压，该电压是在受电线圈21A感应的电压加上了在电容器C21充电的电压的电压。也就是说，向电压稳定化电路23供给该电压。

如图4的(B)所示，在受电线圈21A的第二端为正的情况下，从受电线圈21A通过晶体管元件Q2的体二极管向电容器C21流过电流。而且，电容器C21被充电。像在图4的(A)中说明的那样，在电容器C21充电的电压在受电线圈21A的第一端成为正时被放电。

在额定整流动作中，交替地重复图4的(A)所示的状态和图4的(B)所示的状态，并向电压稳定化电路23输出电压。

图5的(A)以及图5的(B)是用于说明整流电路221断开的情况的图。在整流电路221断开的情况下，晶体管元件Q2导通。

在受电线圈21A感应电压，如图5的(A)所示，若受电线圈21A的第一端成为正，则在从受电线圈21A到电容器C21、晶体管元件Q2的路径中流过电流。如图5的(B)所示，在受电线圈21A的第二端为正的情况下，从受电线圈21A通过晶体管元件Q2的体二极管向电容器C21流过电流。在整流动作的停止时，交替地重复图5的(A)所示的状态和图5的(B)所示的状态。也就是说，不向电压稳定化电路23输出电压。

由此，即使受电装置201对大电力进行受电，通过使整流电路221断开，从而也能够切断电力，能够抑制受电装置201中的由大电力的受电造成的发热等的影响。此外，因为可以通过使晶体管元件Q2导通而进行大电力的切断，所以不需要复杂的电路，此外，也不需要确保充分的元件设置空间，因此能够抑制受电装置201的大型化并谋求小型化、薄型化。

另外，控制电路25最好在切换整流电路221的动作的阈值形成滞后(hysteresis)。通过设置滞后，从而能够抑制在切换晶体管元件Q2的动作的阈值附近，晶体管元件Q2在有源区域动作，能够抑制在晶体管的有源区域动作中产生大的损耗。

此外，能够明确地切换整流动作的动作执行和停止，电力的调整变得容易。

此外，优选在晶体管元件Q2的控制端子连接有输入电容器，并且该输入电容器具有比电容器C3小且比并联电容器或等效的谐振电容器大的电容值。

通过将输入电容器的电容值设为比电容器C3小且比并联电容器或等效的谐振电容器大的值，从而能够将整流动作的动作执行和停止的变化速度设定为，比平滑电容器的电压变化快且比高频谐振电流的电流变化慢。由此，能够将电容器C3的电压变化，即，纹波电压抑制得小，并且能够抑制晶体管元件Q2在有源区域动作，能够抑制在晶体管元件Q2的有源区域动作中产生大的损耗。此外，能够明确地切换整流动作的动作执行和停止，电力的调整变得容易。

以下，对控制电路25的结构进行说明。

图6的(A)是示出控制电路25的结构的图，图6的(B)是示出另一个例子的控制电路的结构的图。

控制电路25具备比较器25A、25B和控制部25C。比较器25A对输出电压Va和阈值电压Va1进行比较，在Va＞Va1时输出H电平信号。比较器25B对输出电压Va和阈值电压Va2进行比较，在Va＞Va2时输出H电平信号。

控制部25C基于比较器25A、25B的输出信号，对晶体管元件Q2输出栅极信号。详细地，在比较器25A、25B的输出信号均为“Lo”的情况下，也就是说，在Va＜Va1的情况下，控制部25C使晶体管元件Q2截止。在比较器25A的输出信号为“Hi”、且比较器25B的输出信号为“Lo”的情况下，也就是说，在Va1＜Va＜Va2的情况下，控制部25C对晶体管元件Q2的栅极输出脉冲信号，使晶体管元件Q2导通/截止。在比较器25A、25B的输出信号均为“Hi”的情况下，也就是说，在Va2＜Va的情况下，控制部25C使晶体管元件Q2导通。

另外，控制电路25也可以是图6的(B)的结构。在该情况下，整流电路221具有用于驱动晶体管元件Q2的电阻R1和晶体管元件Q21的串联电路。电阻R1与晶体管元件Q21的连接点与晶体管元件Q2的栅极连接。

图6的(B)的控制电路251具有电阻R2和齐纳二极管Dz1的串联电路。该串联电路与电压检测电路24连接。此外，电阻R2与齐纳二极管Dz1的连接点A与晶体管元件Q21的栅极连接。

在该结构中，在输出电压Va不足齐纳二极管Dz1的齐纳电压的情况下，连接点A的电位为“Hi”，晶体管元件Q21导通。这样，电阻R1与晶体管元件Q21的连接点的电位为“Lo”，晶体管元件Q2截止。若输出电压Va变高并超过齐纳电压，则连接点A的电位成为“Lo”，晶体管元件Q21截止，晶体管元件Q2导通。齐纳电压被设定为，在输出电压Va为阈值电压Va1以下时，使晶体管元件Q2截止。

在输出电压Va超过齐纳电压，从而晶体管元件Q2导通的情况下，整流电路221断开。此时，电容器C3放电，输出电压Va下降。若输出电压Va变得比齐纳电压低，则连接点A的电位成为“Hi”，晶体管元件Q2再次截止。整流电路221接通。然后，若输出电压Va再次超过齐纳电压，则晶体管元件Q2导通，整流电路221断开。通过对此进行重复，从而执行前述的固定模式整流动作。

若输出电压Va足够高(阈值电压Va2以上)，则晶体管元件Q2被导通，整流电路221断开。然后，直到输出电压Va下降至低于齐纳电压，整流电路221维持断开，整流动作停止。

另外，也可以通过数字处理来进行输出电压Va与阈值电压Va1、Va2的比较。此外，阈值电压Va1、Va2的值能够适当地进行变更。

图7是示出由受电装置201执行的动作的流程图。

若从输电装置101进行电力传输，则受电装置201通过电压检测电路24对输出电压Va进行检测(S1)。在输出电压Va为阈值电压Va1以下的情况下(S2：是)，控制电路25使晶体管元件Q2截止，使整流电路221接通，也就是说，执行基于整流电路221的额定整流动作(S3)。

在输出电压Va不为阈值电压Va1以下(S2：否)且输出电压Va为阈值电压Va2以上的情况下(S4：是)，控制电路25使晶体管元件Q2导通，使整流电路221断开，也就是说，停止基于整流电路221的整流动作(S5)。

在输出电压Va未达到阈值电压Va2的情况下(S4：否)，也就是说，在Va1＜Va＜Va2的情况下，控制电路25使晶体管元件Q2交替地导通/截止，执行基于整流电路221的固定模式整流动作(S6)。

像这样，若输出电压Va超过阈值电压Va2，则使整流电路221断开，停止电力向负载26的流动，由此能够抑制由大电力的受电造成的发热等的影响。因为能够在受电装置201侧独立地切断受电电力，所以不需要从受电装置201向输电装置101反馈受电电力的状态。此外，在输出电压Va变高的情况下，并不是立即停止整流电路221，而是执行固定模式整流动作，由此，能够抑制传输效率的下降。

另外，也可以使得在执行固定模式整流动作时，从受电装置201向输电装置101发送与负载供给电压相关的信息等给定的信息(传输信号)。

通过使晶体管元件Q2导通/截止，从而切换整流电路221的通断，可切换向负载的电力供给和切断。通过该切换，从输电装置101观察受电装置201的阻抗会变化。输电装置101将该阻抗的变化变换为“0”和“1”的信号，读取从受电装置201传输的给定的信息。

图8是示出从受电装置201向输电装置101发送传输信号的情况下的输出电压Va与整流电路221的通断的关系的图。

输出电压Va为阈值电压Va1以下的情况以及阈值电压Va2以上的情况下的整流电路221的动作，与图3相同。

在输出电压Va高于阈值电压Va1且不足阈值电压Va2的情况下，控制电路25周期性地使整流电路221断开。在该断开期间，控制电路25使晶体管元件Q2导通/截止，使从输电装置101观察受电装置201的阻抗变化。而且，根据输出电压Va(Va1＜Va＜Va2)，分为三个阶段，从受电装置201向输电装置101传输与负载供给电压相关的信息。

例如，在输出电压Va不足阈值电压Va3(＞Va1)的情况下，从受电装置201向输电装置101传输第一信息(例如，通知电压Va超过了电压Va1的内容)。在输出电压Va为阈值电压Va3以上且不足阈值电压Va4(＞Va3)的情况下，从受电装置201向输电装置101传输第二信息(例如，通知电压Va正接近电压Va2的内容)。在输出电压Va为阈值电压Va4以上且不足阈值电压Va2的情况下，从受电装置201向输电装置101传输第三信息(例如，通知电压Va即将超过电压Va2的内容)。

控制电路25通过改变整流电路221的接通期间(即，晶体管元件Q2的截止期间)，从而使传输信号变化。

图9的(A)、图9的(B)以及图9的(C)是示出对传输信号进行传输时的、整流电路221的通断的模式的图。

图9的(A)示出传输所述第一信息的情况下的整流电路221的通断的模式。图9的(B)示出传输所述第二信息的情况下的整流电路221的通断的模式。图9的(C)示出传输所述第三信息的情况下的整流电路221的通断的模式。像这样，通过改变整流电路221的接通期间和断开期间，从而能够从受电装置201向输电装置101发送不同的信号(在该例子中，是三种信号)。

另外，信号的发送也可以使用PCM方式。

输电装置101的控制电路13(参照图2)判定从输电电路121观察负载侧的输入阻抗(即，从输电侧观察受电侧的、开关频率下的输入阻抗)的变化，将该判定结果的时间变化中的每固定期间的变化模式解调为传输信号。控制电路13基于进行了解调的传输信号使晶体管元件Q11、Q12导通/截止，适当地调整输电电力的电力量。

图10是示出由受电装置201执行的动作的流程图。另外，在控制电路25具有CPU并通过数字处理进行整流电路221的通断控制的情况下，图10所示的处理由控制电路25执行。

若从输电装置101进行电力传输，则受电装置201通过电压检测电路24对输出电压Va进行检测(S11)。在输出电压Va为阈值电压Va1以下的情况下(S12：是)，控制电路25使晶体管元件Q2截止，使整流电路221断开，也就是说，执行基于整流电路221的额定整流动作(S13)。

在输出电压Va不为阈值电压Va1以下(S2：否)且输出电压Va不足阈值电压Va3的情况下(S14：是)，控制电路25重复晶体管元件Q2的导通/截止，执行固定模式整流动作，并且从受电装置201向输电装置101传输第一信息(S15)。

在输出电压Va不是不足阈值电压Va3(S14：否)且输出电压Va不足阈值电压Va4的情况下(S16：是)，控制电路25执行固定模式整流动作，并且从受电装置201向输电装置101传输第二信息(S17)。

在输出电压Va不是不足阈值电压Va4(S16：否)且输出电压Va为阈值电压Va2以下的情况下(S18：是)，控制电路25执行固定模式整流动作，并且从受电装置201向输电装置101传输第三信息(S19)。

在输出电压Va不为阈值电压Va2以下的情况下(S18：否)，控制电路25使晶体管元件Q2导通，使整流电路221接通，也就是说，停止基于整流电路221的整流动作(S20)。

像这样，在输出电压Va超过阈值电压Va2之前，从受电装置201向输电装置101发送信号，由此，输电装置101能够掌握受电装置201中的受电状况。由此，存在能够避免输出电压Va超过阈值电压Va2的情况。此外，即使在输电装置101侧不能进行传输电力的调整，因为在受电装置201中能够切断受电电力，所以也能够抑制由大电力的受电造成的发热等的影响。

另外，受电装置201的电路结构并不限定于上述结构。

图11以及图12是受电装置的另一个例子的电路图。

图11所示的受电装置201A具备同步整流电路221A。同步整流电路221A代替图2中说明的整流电路221的二极管D1而具备晶体管元件Q31。晶体管元件Q31例如是MOS-FET。晶体管元件Q2、Q31分别由控制电路25进行开关控制。

控制电路25以给定的周期对晶体管元件Q2、Q31进行开关控制，使得进行在图4的(A)以及图4的(B)中说明的动作。详细地，控制电路25通过使晶体管元件Q2截止并使晶体管元件Q31导通，从而成为图4的(A)的状态。此外，控制电路25通过使晶体管元件Q2导通并使晶体管元件Q31截止，从而成为图4的(B)的状态。在该情况下，与图2的结构相比，能够降低整流电路221中的损耗。

图12所示的受电装置201B具备受电侧谐振电路211B和整流电路221B。受电侧谐振电路211B是受电线圈21A和电容器C22的并联谐振电路。整流电路221B是将晶体管元件Q32和二极管D12串联连接的结构。该整流电路221B在晶体管元件Q4导通时进行整流动作，在晶体管元件Q32截止时停止整流动作，也就是说，切断向电压稳定化电路23(图1)的电压供给。

(变形例)

以下，对输电装置以及受电装置各自的电路结构不同的无线供电系统的变形例进行说明。

图13、图14、图15、图16以及图17是另一个例子的无线供电系统的电路图。

图13的无线供电系统302A具备输电装置102A和受电装置202A。

输电装置102A具有输电线圈11A和电容器C12的输电侧谐振电路112、以及对该谐振电路供给来自直流电源Vin的直流电压的晶体管元件Q12。晶体管元件Q12使其开关频率与谐振电路的谐振频率相同而被导通/截止。通过使晶体管元件Q12导通/截止，从而电容器C12重复充放电，在输电线圈11A被施加交流电压。

受电装置202A具备受电侧谐振电路211B、整流电路222A和电容器C3。另外，虽然未图示，但是受电装置202A具备电压稳定化电路、电压检测电路、控制电路等。

受电侧谐振电路211B是受电线圈21A和电容器C22的并联谐振电路。整流电路222A是晶体管元件Q4和二极管D2的串联电路。晶体管元件Q4由未图示的控制电路进行开关控制。

在该结构中，通过使晶体管元件Q4导通，从而整流电路222A进行整流动作，通过使晶体管元件Q4截止，从而整流电路222A停止整流动作，切断受电的电力。

图14的无线供电系统302B具备输电装置102B和受电装置202B。

输电装置102B具备输电侧谐振电路111和输电电路122A。输电电路122A是将晶体管元件Q11、Q12的串联电路和晶体管元件Q13、Q14的串联电路并联地连接而构成的。通过使晶体管元件Q11、Q14和晶体管元件Q12、Q13交替地导通/截止，从而来自直流电源Vin的直流电压被变换为交流电压，并供给到输电侧谐振电路111。

受电装置202B具备受电侧谐振电路211、整流电路222B、以及电容器C3。另外，虽然未图示，但是受电装置202B具备电压稳定化电路、电压检测电路、控制电路等。

整流电路222B是将晶体管元件Q51与二极管D31的串联电路和晶体管元件Q52与二极管D32的串联电路并联地连接而构成的。晶体管元件Q51、Q52由未图示的控制电路进行开关控制。

受电侧谐振电路211与晶体管元件Q51和二极管D31的连接点以及晶体管元件Q52和二极管D32的连接点连接。如图4的(A)所示，在电容器C21侧的受电线圈21A的第一端为正的情况下，使晶体管元件Q51导通，并使晶体管元件Q52截止。由此，形成受电线圈21A、电容器C21、二极管D32、电容器C3的电流路径。

如图4的(B)所示，在受电线圈21A的第二端为正的情况下，使晶体管元件Q51截止，并使晶体管元件Q52导通。由此，形成受电线圈21A、二极管D31、电容器C3、晶体管元件Q52、电容器C21的电流路径。

在该结构中，通过使晶体管元件Q51、Q52截止，从而整流电路222B停止整流动作，切断受电的电力。

图15的无线供电系统302C具备输电装置102C和受电装置202C。

输电装置102C具备输电侧谐振电路112和输电电路122A。

受电装置202C具备受电侧谐振电路211B、整流电路222C、以及电容器C3。另外，虽然未图示，但是受电装置202C具备电压稳定化电路、电压检测电路、控制电路等。

整流电路222C是将晶体管元件Q51与二极管D31、D33的串联电路和晶体管元件Q52与二极管D32、D34的串联电路并联地连接而构成的。晶体管元件Q51、Q52由未图示的控制电路进行开关控制。

晶体管元件Q51、Q52的控制与图14相同。也就是说，通过使晶体管元件Q51、Q52截止，从而整流电路222B停止整流动作，切断受电的电力。

图16的无线供电系统302D具备输电装置102D和受电装置202D。

输电装置102D具备输电侧谐振电路111和输电电路122B。输电电路122B具备晶体管元件Q11和电感器L1，产生流过输电线圈11A的交流电流。电感器L1具有如下的大小的电感值，即，能够从输入的直流电压生成对于流过输电线圈11A的交流电流可以相对地看做直流电流的电流源。电感器L1的电感值与输电线圈11A的电感值相比足够大，在开关频率下成为高阻抗，流过的电流的变动足够小。

受电装置202D具备受电侧谐振电路211、整流电路222D、以及电容器C3。另外，虽然未图示，但是受电装置202D具备电压稳定化电路、电压检测电路、控制电路等。

整流电路222D代替图2所示的整流电路221的二极管D1而具备电感器L2。

在该结构中，通过使晶体管元件Q2导通，从而整流电路222D进行整流动作，通过使晶体管元件Q2截止，从而整流电路222D停止整流动作，切断受电的电力。

图17的无线供电系统302E具备输电装置102E和受电装置202E。

输电装置102E具备输电侧谐振电路111和输电电路122C。输电电路122C代替图14所示的输电电路122A的晶体管元件Q12、Q14而具备电感器L31、L32。输电电路122C使晶体管元件Q12、Q14导通/截止，产生流过输电线圈11A的交流电流。

电感器L31、L32具有如下大小的电感值，即，能够从输入的直流电压生成对于流过输电线圈11A的交流电流可以相对地看做直流电流的电流源。L31、L32的电感值与输电线圈11A的电感值相比足够大，在开关频率下成为高阻抗，流过的电流的变动足够小。

受电装置202E具备受电侧谐振电路211、整流电路222E、以及电容器C3。另外，虽然未图示，但是受电装置202E具备电压稳定化电路、电压检测电路、控制电路等。

整流电路222E代替图14所示的整流电路222B的二极管D31、D32而具备电感器L41、L42。

在该结构中，通过使晶体管元件Q51、Q52像在图14中说明的那样进行导通/截止，从而整流电路222E进行整流动作，此外，停止整流动作，切断受电的电力。

即使是图13～图17所示的无线供电系统的结构，也能够在受电装置侧独立地切断受电电力，因此能够抑制由大电力的受电造成的发热等的影响。

另外，图13～图17所示的输电装置和受电装置的组合能够适当地进行变更。例如，也可以将图13所示的输电装置102A和图14所示的受电装置202A组合而构成无线供电系统。

附图标记说明

A：连接点；

C11、C12：电容器；

C21、C22：电容器；

C3：电容器；

D1、D12：二极管；

D2：二极管；

D31、D32、D32、D34：二极管；

Dz1：齐纳二极管；

L1、L2、L31、L32、L41、L42：电感器；

Q11、Q12：晶体管元件；

Q13、Q14：晶体管元件；

Q2、Q3、Q31、Q32：晶体管元件；

Q4：晶体管元件；

Q51、Q52：晶体管元件；

R1：电阻；

Vin：直流电源；

11A：输电线圈；

13：控制电路；

21A：受电线圈；

23：电压稳定化电路；

24：电压检测电路；

25、251：控制电路；

25A、25B：比较器；

25C：控制部；

101：输电装置；

102A、102B、102C、102D、102E：输电装置；

111、112：输电侧谐振电路；

121、122A、122B、122C：输电电路；

201、201A、201B：受电装置；

202A、202B、202C、202D、202E：受电装置；

211、211B：受电侧谐振电路；

221：整流电路；

221A：同步整流电路；

221B、222A、222B、222C、222D、222E：整流电路；

251：控制电路；

301、302A、302B、302C、302D、302E：无线供电系统。

Claims

1.一种受电装置，具备：

受电线圈，与输电装置具有的输电线圈进行耦合；

整流电路，具有与所述受电线圈电连接的整流元件以及晶体管元件，所述晶体管元件具备切换导通动作和电容动作的并联电容器，所述整流电路对流过所述受电线圈的高频谐振电流进行整流；

输出部，与负载连接，通过平滑电容器对被所述整流电路整流的电流进行平滑并向所述负载输出；

等效的谐振电容器，与所述受电线圈电连接，并与所述受电线圈具有的电感分量进行谐振；

电压检测电路，对来自所述整流电路的输出电压进行检测；以及

控制部，基于所述电压检测电路的检测结果，控制所述整流电路的动作，

由所述受电线圈、所述整流电路以及所述输出部构成受电电路，所述平滑电容器具有比所述并联电容器或所述等效的谐振电容器大的电容值，

所述控制部具备受电电力调整功能，在所述电压检测电路检测的电压为阈值Va1以下的情况下，使所述晶体管元件截止而设为所述电容动作，使所述整流电路执行额定整流动作，若所述电压检测电路检测的电压达到阈值Va2，其中，Va2＞Va1，则使所述晶体管元件导通而设为导通动作，使所述等效的谐振电容器变化而使所述受电电路具有的谐振频率变化，同时使所述额定整流动作停止，阻止电力向所述输出部的流动而使从所述受电线圈向所述输出部供给电力的受电动作停止。

2.根据权利要求1所述的受电装置，其中，

在所述电压检测电路检测的电压高于所述阈值Va1且不足所述阈值Va2的情况下，所述控制部控制所述整流电路的动作执行和停止，与所述额定整流动作相比抑制输出电力而对受电电力进行调整。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的受电装置，其中，

在所述电压检测电路检测的电压高于所述阈值Va1且不足所述阈值Va2的情况下，所述控制部以基于向所述输电装置传输的数字信号的调制模式使所述晶体管元件导通/截止，并向所述输电装置传输信号，使所述输电装置的输电电力变化而对受电电力进行调整。

4.根据权利要求3所述的受电装置，其中，

所述控制部在所述阈值Va1与所述阈值Va2之间确定一个以上的阈值，根据用包含所述阈值Va1和所述阈值Va2的多个阈值划分的电压范围，以基于不同的数字信号的调制模式使所述晶体管元件导通/截止，并向所述输电装置传输信号而对受电电力进行调整。

5.根据权利要求1至权利要求4中的任一项所述的受电装置，其中，

由所述晶体管元件具有的寄生电容构成所述并联电容器。

6.根据权利要求1至权利要求5中的任一项所述的受电装置，其中，

所述晶体管元件并联地具备寄生二极管，

所述整流电路使用所述晶体管元件执行同步整流动作而对受电电力进行调整。

7.根据权利要求1至权利要求6中的任一项所述的受电装置，其中，

所述控制部使用比较器对所述电压检测电路的检测结果进行比较，控制所述晶体管元件的动作，在所述整流电路的动作执行与停止之间形成滞后。

8.根据权利要求1至权利要求7中的任一项所述的受电装置，其中，

所述控制部具有齐纳二极管，根据所述电压检测电路检测的输出电压是否超过齐纳电压的状态，控制所述晶体管元件的动作。

9.根据权利要求1至权利要求8中的任一项所述的受电装置，其中，

所述晶体管元件在控制端子连接有输入电容器，该输入电容器具有比所述平滑电容器小且比所述并联电容器或所述等效的谐振电容器大的电容值。

10.一种输电装置，具备：

输电线圈，与权利要求3或权利要求4所述的受电装置具有的受电线圈进行耦合；以及

振荡电路，具有与所述输电线圈电连接的晶体管元件，产生流过所述输电线圈的高频交流电流，

对基于从所述受电装置传输的数字信号的调制模式进行解调而对输电电力进行调整。