CN110323844A - 无线受电装置、及无线电力传输系统 - Google Patents
无线受电装置、及无线电力传输系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110323844A CN110323844A CN201910244654.1A CN201910244654A CN110323844A CN 110323844 A CN110323844 A CN 110323844A CN 201910244654 A CN201910244654 A CN 201910244654A CN 110323844 A CN110323844 A CN 110323844A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- circuit
- power
- terminal
- capacitor
- receiving device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 title claims abstract description 263
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 110
- 238000009499 grossing Methods 0.000 claims abstract description 28
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims abstract description 5
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims abstract description 5
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 31
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 25
- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims description 8
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims description 8
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 17
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 13
- 210000001367 artery Anatomy 0.000 description 6
- 210000003462 vein Anatomy 0.000 description 6
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 4
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 101000609839 Dictyostelium discoideum Protein disulfide-isomerase 2 Proteins 0.000 description 2
- 101000735558 Homo sapiens Protein-arginine deiminase type-2 Proteins 0.000 description 2
- 102100035735 Protein-arginine deiminase type-2 Human genes 0.000 description 2
- 239000008186 active pharmaceutical agent Substances 0.000 description 2
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 2
- 102200024044 rs1555523872 Human genes 0.000 description 2
- 102200082908 rs33947457 Human genes 0.000 description 2
- 102220040233 rs79219465 Human genes 0.000 description 2
- 102220127750 rs886044686 Human genes 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 description 1
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
- B60L53/10—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by the energy transfer between the charging station and the vehicle
- B60L53/12—Inductive energy transfer
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
- B60L53/30—Constructional details of charging stations
- B60L53/35—Means for automatic or assisted adjustment of the relative position of charging devices and vehicles
- B60L53/38—Means for automatic or assisted adjustment of the relative position of charging devices and vehicles specially adapted for charging by inductive energy transfer
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
- H02J50/10—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling
- H02J50/12—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling of the resonant type
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
- H02J50/90—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power involving detection or optimisation of position, e.g. alignment
-
- H02J7/025—
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L2210/00—Converter types
- B60L2210/30—AC to DC converters
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J2310/00—The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load
- H02J2310/40—The network being an on-board power network, i.e. within a vehicle
- H02J2310/48—The network being an on-board power network, i.e. within a vehicle for electric vehicles [EV] or hybrid vehicles [HEV]
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
- Y02T90/12—Electric charging stations
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
- Y02T90/14—Plug-in electric vehicles
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Current-Collector Devices For Electrically Propelled Vehicles (AREA)
Abstract
本发明提供一种能够抑制电力损失的增大,同时能够检测受电线圈相对于送电线圈的相对的位置的无线受电装置。无线受电装置具备:受电线圈,其与送电线圈磁耦合;第一整流平滑电路,其将从受电线圈供给的交流电压整流并向负载输出;第一电容器,其与第一传输路连接;第二电容器,其与第二传输路连接;第一电阻,其一端子与第一电容器连接,在另一端子上施加预先决定的基准电位;第二电阻,其一端子与第二电容器连接,在另一端子上施加该基准电位;位置检测电路,其基于第一连接点的电位和第二连接点的电位,检测受电线圈相对于送电线圈的相对的位置。
Description
技术领域
本发明涉及无线受电装置、及无线电力传输系统。
背景技术
研究人员正在进行有关基于无线的电力的传输即无线电力传输的技术的研究或开发。
相关地,已知有一种非接触供电系统,其从地上侧的送电线圈对车辆侧的受电线圈供电,其中,在设于对由受电线圈接收的交流电力进行整流的整流电路及与该该整流电路连接的驱动电路和蓄电池之间的继电器电路接通时,基于在整流电路的前级检测的交流电压检测线圈位置,在继电器电路断开时,基于在整流电路的后级检测到的直流电压检测线圈位置(参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开第2017/199374号
发明内容
发明所要解决的技术问题
在此,在这种非接触給电系统中,在整流电路的前级,需要用于检测交流电压的分压电路。其结果,在该非接触給电系统中,有时在主供电时,产生分压电路导致的电力损失。
本发明是考虑这种情况而创建的,其技术方案在于,提供一种能够抑制电力损失的增大,同时能够检测受电线圈相对于送电线圈的相对的位置的无线受电装置、及无线电力传输系统。
用于解决问题的技术方案
本发明一方面提供一种无线受电装置,其从无线送电装置具备的送电线圈接收交流电力,其中,具备:受电线圈,其与所述送电线圈磁耦合;第一整流平滑电路,其将从所述受电线圈供给的交流电压整流并向负载输出;第一电容器,其与连接所述受电线圈和所述第一整流平滑电路之间的两个传输路中的一方即第一传输路连接;第二电容器,其与所述两个传输路中与所述第一传输路不同的第二传输路连接;第一电阻,其一端子与所述第一电容器连接,在另一端子上施加预先决定的基准电位;第二电阻,其一端子与所述第二电容器连接,在另一端子上施加所述基准电位;位置检测电路,其基于所述第一电容器和所述第一电阻的连接点即第一连接点的电位、所述第二电容器和所述第二电阻的连接点即第二连接点的电位,检测所述受电线圈相对于所述送电线圈的相对的位置。
发明效果
根据本发明,能够在抑制电力损失的增大的同时,检测受电线圈相对于送电线圈的相对的位置。
附图说明
图1是表示实施方式的无线电力传输系统1的结构的一例的图。
图2是表示无线受电装置20的结构的一例的图。
图3是表示无线受电装置20的结构的另一例的图。
具体实施方式
〈实施方式〉
以下,参照附图说明本发明的实施方式。在此,在本实施方式中,为了便于说明,将基于无线的电力的传输称作无线电力传输进行说明。另外,在本实施方式中,将传输与直流电力对应的电信号、或与交流电力对应的电信号的导体称作传输路进行说明。传输路例如是印刷在基板上的导体。此外,传输路也可以代替该导体而是形成为线状的导体即导线等。
〈无线电力传输系统的概要〉
首先,对实施方式的无线电力传输系统1的概要进行说明。图1是表示实施方式的无线电力传输系统1的结构的一例的图。
无线电力传输系统1具备无线送电装置10和无线受电装置20。
在无线电力传输系统1中,通过无线电力传输将电力从无线送电装置10传输到无线受电装置20。更具体而言,在无线电力传输系统1中,通过无线电力传输将电力从无线送电装置10具备的送电线圈L1(图1中未图示)传输到无线受电装置20具备的受电线圈L2(图1中未图示)。无线电力传输系统1例如使用磁共振方式进行无线电力传输。此外,无线电力传输系统1也可以为代替磁共振方式而使用其它方式进行无线电力传输的结构。
以下,作为一例,如图1所示,对将无线电力传输系统1适用于对搭载于电动汽车EV的蓄电池(二次电池)进行基于无线电力传输的充电的系统的情况进行说明。电动汽车EV是通过对蓄电池充电的电力驱动电动机而行驶的电动车辆(移动体)。在图1所示的例子中,无线电力传输系统1具备设置于充电设备侧的地面G的无线送电装置10和搭载于电动汽车EV的无线受电装置20。此外,无线电力传输系统1代替适用于该系统的结构也可以为适用于其它装置、其它系统等的结构。
在此,在基于磁共振方式的无线电力传输中,无线电力传输系统1使无线送电装置10具备的送电侧谐振电路(图1所示的例子中备置于后述的送电线圈单元13)和无线受电装置20具备的受电侧谐振电路(图1所示的例子中备置于后述的受电线圈单元21)之间的谐振频率接近(或使该谐振频率一致),将谐振频率附近的高频电流及电压施加给送电线圈单元13,向电磁共振(共振)的受电线圈单元21无线传输(供给)电力。
因此,本实施方式的无线电力传输系统1可以不进行与充电线缆的连接而将从充电设备侧供给的电力无线传输给电动汽车EV,同时对搭载于电动汽车EV的蓄电池进行基于无线电力传输的充电。
但是,可知,在无线受电装置20相对于无线送电装置10的相对的位置偏离预先决定的位置的情况、即受电线圈L2相对于送电线圈L1的相对的位置偏离预先决定的位置的情况下,从送电线圈单元13向受电线圈单元21的无线电力传输的传输效率会降低。传输效率例如以通过无线电力传输每单位时间传输的电力量进行表现。此外,传输效率代替之也可以为通过与无线电力传输对应的其它量表现的结构。
在无线电力传输系统1中,为了抑制这种无线电力传输的传输效率的降低,无线受电装置20检测无线受电装置20相对于无线送电装置10的相对的位置、即受电线圈L2相对于送电线圈L1的相对的位置。
具体而言,在无线电力传输系统1中,无线送电装置10在从无线受电装置20取得了表示开始受电线圈L2相对于送电线圈L1的相对的位置的检测的信息的情况下,开始通过送电线圈L1向受电线圈L2进行的微弱电力的传输。例如,无线送电装置10通过基于Wi-Fi(注册商标)等规格的无线通信从无线受电装置20取得该信息。
在此,微弱电力是为了由无线受电装置20检测受电线圈L2相对于送电线圈L1的相对的位置所需的电力。另外,微弱电力是比通常电力低的(微弱的)电力。通常电力是对搭载于电动汽车EV的蓄电池(二次电池)进行基于无线电力传输的充电时无线送电装置10通过无线电力传输向无线受电装置20传输的电力。例如,微弱电力是通常电力的1~10%左右的电力。此外,微弱电力可以是比通常电力的1%小的电力,也可以是比通常电力的10%大的电力。此外,无线送电装置10也可以是通过其它方法开始微弱电力向无线受电装置20的传输的结构。
无线受电装置20在接收到微弱电力的情况下,基于接收到的微弱电力检测受电线圈L2相对于送电线圈L1的相对的位置。无线受电装置20进行与检测到的该位置对应的动作。例如,无线受电装置20待机至该位置与预先决定的位置一致为止。无线受电装置20在判定为该位置与预先决定的位置一致的情况下,将表示该位置与预先决定的位置一致的信息通过上述无线通信输出到无线送电装置10。无线送电装置10在取得了该信息的情况下,通过无线电力传输向无线受电装置20传输通常电力。
〈无线电力传输系统的结构〉
以下,参照图1说明无线电力传输系统的结构。
无线送电装置10具备转换电路11、送电电路12、送电线圈单元13。另一方面,无线受电装置20具备受电线圈单元21、第一电路22A、第二电路22B、控制电路23。而且,无线受电装置20可以与负载Vload连接。在图1所示的例子中,无线受电装置20与负载Vload连接。此外,无线受电装置20也可以是具备负载Vload的结构。
转换电路11例如与外部的商用电源P连接,是将从商用电源P输入的交流电压转换为期望的直流电压AC(Alternating Current)/DC(Direct Current)转换器。转换电路11与送电电路12连接。转换电路11将转换了该交流电压的直流电压供给到送电电路12。
此外,转换电路11只要对送电电路12输出直流电压,则也可以是任何电路。例如,转换电路11可以是将对交流电压进行整流将其转换为直流电压的整流平滑电路和进行力率改善的PFC(Power Factor Correction)电路组合的转换电路,也可以是将该整流平滑电路和开关转换器等开关电路组合的转换电路,也可以是对送电电路12输出直流电压的其它转换电路。
送电电路12将从转换电路11供给的直流电压转换成交流电压。例如,送电电路12是将多个开关元件电桥连接的开关电路等。送电电路12与送电线圈单元13连接。送电电路12将基于送电线圈单元13具备的送电侧谐振电路的谐振频率控制了驱动频率的交流电压向送电线圈单元13供给。
送电线圈单元13具备LC谐振电路作为送电侧谐振电路,该LC谐振电路例如在具备图1中未图示的送电线圈L1的同时,还具备图1中未图示的电容器。该情况下,在送电线圈单元13中,通过调整该电容器的静电电容,能够调整送电侧谐振电路的谐振频率。无线送电装置10使送电侧谐振电路的谐振频率与受电线圈单元21具备的受电侧谐振电路的谐振频率接近(或一致),进行磁共振方式的无线电力传输。该电容器例如可以由与送电线圈L1串联连接的电容器构成,也可以由与送电线圈L1串联连接的电容器和与送电线圈L1并联连接的电容器构成,也可以通过其它方式构成。以下,作为一例,对该电容器是与送电线圈L1串联连接的电容器的情况进行说明。此外,送电线圈单元13也可以为代替该LC谐振电路而具备具有送电线圈L1的其它谐振电路作为送电侧谐振电路的结构。另外,送电线圈单元13也可以是除具备送电侧谐振电路之外,还具备其它电路、其它电路元件等的结构。另外,送电线圈单元13也可以是具备提高送电线圈L1和受电线圈L2之间的磁耦合的磁性体、抑制送电线圈L1产生的磁场向外部的泄漏的电磁屏蔽体等的结构。
送电线圈L1例如是将由铜、铝等构成的绞合线呈螺旋状卷绕的无线电力传输用线圈。本实施方式的送电线圈L1以面向电动汽车EV的底板的下侧的方式设置于地面G上或埋设于地面G。以下,作为一例,对将送电线圈L1(即送电线圈单元13)与送电电路12一同设于地面G上的情况进行说明。
受电线圈单元21具备LC谐振电路作为受电侧谐振电路,该LC谐振电路例如在具备图1中未图示的受电线圈L2的同时,具备图1中未图示的电容器。该情况下,在受电线圈单元21中,通过调整该电容器的静电电容,能够调整受电侧谐振电路的谐振频率。无线受电装置20通过使受电侧谐振电路的谐振频率接近送电侧谐振电路的谐振频率(也包含一致的情况),进行磁共振方式的无线电力传输。该电容器例如可以由与受电线圈L2串联连接的电容器构成,也可以由与受电线圈L2串联连接的电容器和与受电线圈L2并联连接的电容器构成,也可以通过其它方式构成。以下,作为一例,对该电容器是与受电线圈L2串联连接的电容器的情况进行说明。此外,受电线圈单元21也可以代替具备该LC谐振电路而具备具有受电线圈L2的其它谐振电路作为受电侧谐振电路的结构。另外,受电线圈单元21也可以是除具备受电侧谐振电路之外,还具备其它电路、其它电路元件等的结构。另外,受电线圈单元21也可以是具备提高送电线圈L1和受电线圈L2之间的磁耦合的磁性体、抑制受电线圈L2产生的磁场向外部的泄漏的电磁屏蔽体等的结构。
第一电路22A与受电线圈单元21连接,将从受电线圈L2供给的交流电压整流并转换为直流电压。第一电路22A可以与负载Vload连接。在图1所示的例子中,第一电路22A与负载Vload连接。在第一电路22A与负载Vload连接的情况下,第一电路22A将转换的直流电压向负载Vload供给。此外,在无线受电装置20中,第一电路22A在与负载Vload连接的情况下,也可以是经由充电电路与负载Vload连接的结构。
在此,从负载Vload与第一电路22A连接的情况下,从第一电路22A供给直流电压。例如,负载Vload是搭载于上述的电动汽车EV的蓄电池、搭载于电动汽车EV的电动机等。负载Vload是根据电力的需要状态(储藏状态或消耗状态)使等效电阻值与时间一同变化的电阻负载。此外,在无线受电装置20中,负载Vload代替该蓄电池、该电动机等也可以是从第一电路22A供给直流电压的其它负载。
第二电路22B相对于受电线圈单元21与第一电路22A并联连接。第二电路22B在受电线圈L2产生微弱电压的情况下,基于从受电线圈L2供给的微弱电压检测受电线圈L2相对于送电线圈L1的相对的位置。第二电路22B将表示检测到的该位置的电信号输出到控制电路23。
控制电路23控制无线受电装置20。例如,控制电路23在与无线送电装置10之间进行各种信息的收发。
另外,控制电路23在从第二电路22B取得表示受电线圈L2相对于送电线圈L1的相对的位置的电信号的情况下,判定该电信号表示的位置与预先决定的位置是否一致。而且,控制电路23在判定为受电线圈L2相对于送电线圈L1的相对的位置与预先决定的位置一致的情况下,将表示受电线圈L2相对于送电线圈L1的相对的位置与预先决定的位置一致的信息通过无线通信输出到无线送电装置10。在此,控制电路23在受电线圈L2相对于送电线圈L1的相对的位置包含在预先决定的范围内的情况下,判定为受电线圈L2相对于送电线圈L1的相对的位置与预先决定的位置一致。此外,控制电路23也可以是通过其它方法判定受电线圈L2相对于送电线圈L1的相对的位置与预先决定的位置一致的结构。另外,控制电路23具有的功能中的一部分或全部也可以是电动汽车EV的ECU(Electronic Control Unit)具有的结构。
〈无线受电装置的结构〉
以下,参照图2说明无线受电装置20的结构。图2是表示无线受电装置20的结构的一例的图。此外,以下,作为一例,对在无线受电装置20上连接有负载Vload的情况进行说明。
无线受电装置20如上述具备受电线圈单元21、第一电路22A、第二电路22B、控制电路23。
受电线圈单元21作为上述的受电侧谐振电路的电容器具备电容器C11和电容器C12。
电容器C11具有端子C11A和端子C11B这两个端子。电容器C12具有端子C12A和端子C12B这两个端子。
第一电路22A例如作为第一整流平滑电路RT01具备第一整流电路RT1和电容器C2。此外,第一电路22A也可以为除第一整流平滑电路RT01以外还具备其它电路元件等的结构。另外,第一整流平滑电路RT01也可以为除第一整流电路RT1和电容器C2之外还具备其它电路元件等的结构。
第一整流电路RT1具有输入端子RT1I1、输入端子RT1I2、正侧的输出端子RT1P、负侧的输出端子RT1N这四个端子。电容器C2具有端子C2A和端子C2B这两个端子。
另一方面,第二电路22B具备电容器C31、电容器C32、电容器C4、第一电阻R1、第二电阻R2、低通滤波器LF1、低通滤波器LF2、电源B1、电源B2、差分放大电路DA、峰值保持电路PH、放大器AP、位置检测电路PD、二极管D11、二极管D12、二极管D21、二极管D22。
电容器C31具有端子C31A和端子C31B这两个端子。电容器C32具有端子C32A和端子C32B这两个端子。电容器C4具有端子C4A和端子C4B这两个端子。第一电阻R1具有端子R1A和端子R1B这两个端子。第二电阻R2具有端子R2A和端子R2B这两个的端子。低通滤波器LF1具有信号输入端子LF1I和信号输出端子LF1O这两个端子。另外,低通滤波器LF2具有信号输入端子LF2I和信号输出端子LF2O这两个端子。电源B1具有正侧的端子B1P和负侧的端子B1N这两个端子。电源B2具有正侧的端子B2P和负侧的端子B2N这两个端子。
差分放大电路DA具有第一个信号输入端子DAI1(例如非反转输入端子)、第二个信号输入端子DAI2(例如反转输入端子)、正侧的电源端子DAP、负侧的电源端子DAN、信号输出端子DAO这五个端子。峰值保持电路PH具有信号输入端子PHI、正侧的电源端子PHP、负侧的电源端子PHN、信号输出端子PHO这四个端子。放大器AP具有信号输入端子API、信号输出端子APO、未图示的正侧及负侧各自的电源端子这四个端子。位置检测电路PD具有信号输入端子PDI、正侧的电源端子PDP、负侧的电源端子PDN、信号输出端子PDO这四个端子。
二极管D11具有阳极侧的端子D11I和阴极侧的端子D11O这两个端子。二极管D12具有阳极侧的端子D12I和阴极侧的端子D12O这两个端子。二极管D21具有阳极侧的端子D21I和阴极侧的端子D21O这两个端子。二极管D22具有阳极侧的端子D22I和阴极侧的端子D22O这两个端子。
另外,如上述说明的受电线圈L2具有端子L2A和端子L2B这两个端子。另外,上述说明的负载Vload具有正侧的电源端子VP和负侧的电源端子VN这两个端子。
在此,对第一电路22A及第二电路22B的各部件间的连接方式进行说明。
在无线受电装置20中,受电线圈L2的端子L2A和电容器C11的端子C11A通过传输路连接。另外,在无线受电装置20中,电容器C11的端子C11B和第一整流电路RT1的输入端子RT1I1通过传输路LN1连接。此外,传输路LN1是第一传输路的一例。
另外,在无线受电装置20中,受电线圈L2的端子L2B和电容器C12的端子C12A通过传输路连接。另外,在无线受电装置20中,电容器C12的端子C12B和第一整流电路RT1的输入端子RT1I2通过传输路LN2连接。此外,传输路LN2是第二传输路的一例。
另外,在无线受电装置20中,在第一整流电路RT1的输出端子RT1P和输出端子RT1N之间,通过传输路并联连接有电容器C2和负载Vload。即,在第一整流电路RT1的输出端子RT1P上,通过传输路连接有电容器C2的端子C2A和负载Vload的电源端子VP。另外,在第一整流电路RT1的输出端子RT1N上,通过传输路连接有电容器C2的端子C2B和负载Vload的电源端子VN。电容器C2是将从第一整流电路RT1向负载Vload供给的直流电压的波纹平滑化的平滑电容器。
另外,在上述的传输路LN1中,在受电线圈L2与第一整流电路RT1之间中电容器C11和第一整流电路RT1之间设有连接点P1。另外,在传输路LN2中,在受电线圈L2与第一整流电路RT1之间中电容器C12和第一整流电路RT1之间设有连接点P2。
而且,在无线受电装置20中,电容器C31的端子C31A通过传输路与连接点P1连接。另外,在无线受电装置20中,电容器C31的端子C31B通过传输路与第一电阻R1的端子R1A连接。电容器C31是设于传输路LN1和差分放大电路DA之间(即第一电路22A和第二电路22B之间)的耦合电容器。另外,在第一电阻R1的端子R1B上施加成为预先决定的基准的电位即基准电位。在图2所示的例子中,端子R1B与电源B2的端子B2P连接。在此,电源B2只要是供给直流电压的直流电源(或电源电路),则可以是任何电源(或电源电路)。以下,作为一例,对通过电源B2对端子R1B施加的基准电位为2.5V的情况进行说明。此外,该基准电位可以是低于2.5V的电位,也可以是高于2.5V的电位。
另外,在连接电容器C31和第一电阻R1的传输路中,在电容器C31和第一电阻R1之间设有连接点P3。而且,在无线受电装置20中,连接点P3通过传输路与低通滤波器LF1的信号输入端子LF1I连接。另外,在无线受电装置20中,低通滤波器LF1的信号输出端子LF1O通过传输路与差分放大电路DA的信号输入端子DAI1连接。低通滤波器LF1是将从受电线圈L2经由传输路LN1传输的电信号的高频噪声除去的滤波器。此外,连接点P3是第一连接点的一例。
另外,在无线受电装置20中,电容器C32的端子C32A通过传输路与连接点P2连接。另外,在无线受电装置20中,电容器C32的端子C32B通过传输路与第二电阻R2的端子R2A连接。电容器C32是设于传输路LN2和差分放大电路DA之间(即第一电路22A和第二电路22B之间)的耦合电容器。另外,在第二电阻R2的端子R2B上施加上述的基准电位。在图2所示的例子中,端子R2B与上述的第一电阻R1的端子RIB一同与电源B2的端子B2P连接。此外,无线受电装置20也可以是端子R2B与端子R1B分别地与端子B2P连接的结构。
另外,在连接电容器C32和第二电阻R2的传输路中,在电容器C32和第二电阻R2之间设有连接点P4。而且,在无线受电装置20中,连接点P4通过传输路与低通滤波器LF2的信号输入端子LF2I连接。另外,在无线受电装置20中,低通滤波器LF2的信号输出端子LF2O通过传输路与差分放大电路DA的信号输入端子DAI2连接。低通滤波器LF2是将从受电线圈L2经由传输路LN2传输的电信号的高频噪声除去的滤波器。此外,连接点P4是第二连接点的一例。
而且,在无线受电装置20中,差分放大电路DA的信号输出端子DAO通过传输路与峰值保持电路PH的信号输入端子PHI连接。另外,在无线受电装置20中,峰值保持电路PH的信号输出端子PHO与放大器AP的信号输入端子API连接。
另外,在无线受电装置20中,放大器AP的信号输出端子APO通过传输路与位置检测电路PD的信号输入端子PDI连接。另外,位置检测电路PD的信号输出端子PDO与控制电路23的未图示的信号输入端子连接。此外,位置检测电路PD的信号输出端子PDO可以为代替控制电路23的信号输入端子而与电动汽车EV的ECU的信号输入端子连接的结构,也可以是代替控制电路23的信号输入端子而与电动汽车EV的ECU的信号输入端子连接的结构。
另外,在无线受电装置20中,差分放大电路DA、峰值保持电路PH和位置检测电路PD通过传输路相对于电源B1并联连接。具体而言,电源B1的端子B1N、差分放大电路DA的电源端子DAN、峰值保持电路PH的电源端子PHN、位置检测电路PD的电源端子PDN通过传输路LN3连接。另外,电源B1的端子B1P、差分放大电路DA的电源端子DAP、峰值保持电路PH的电源端子PHP、位置检测电路PD的电源端子PDP通过传输路LN4连接。在此,电源B1只要是比电源B2的电源电压高的电源电压的直流电源(或电源电路),则也可以是任何的电源(或电源电路)。以下,作为一例,对电源B1的电源电压为5V的情况进行说明。即,上述的基准电位是该电源电压的中点电位。此外,电源B1的电源电压可以是低于5V的电压,也可以是高于5V的电压。
在此,在传输路LN3上,从位置检测电路PD侧朝向电源B1依次设有连接点P7~连接点P12这六个连接点。另外,在传输路LN4上,从位置检测电路PD侧朝向电源B1依次设有连接点P13~连接点P17这五个连接点。
连接点P7是峰值保持电路PH的电源端子PHN和传输路LN3的连接点。另外,连接点P13是峰值保持电路PH的电源端子PHP和传输路LN4的连接点。
另外,连接点P8是差分放大电路DA的电源端子DAN和传输路LN3的连接点。另外,连接点P14是差分放大电路DA的电源端子DAP和传输路LN4的连接点。
而且,在无线受电装置20中,在设于连接连接点P3和低通滤波器LF1的信号输入端子LF1I之间的传输路上的连接点P5与连接点P9之间,通过传输路连接有二极管D11。另外,在无线受电装置20中,在连接点P5和连接点P15之间,通过传输路连接有二极管D12。二极管D11和二极管D12中的任一方或双方是第一二极管的一例。
另外,在无线受电装置20中,在设于连接连接点P4和低通滤波器LF2的信号输入端子LF21之间的传输路上的连接点P6与连接点P10之间,通过传输路连接有二极管D21。另外,在无线受电装置20中,在连接点P6和连接点P16之间,通过传输路连接有二极管D22。二极管D21和二极管D22中的一方或双方是第二二极管的一例。
另外,在无线受电装置20中,在连接点P11和连接点P17之间,通过传输路连接有电容器C4。电容器C4是旁路电容器。
另外,在无线受电装置20中,在连接点P12上,通过传输路连接有上述的电源B2的端子B2N。
这样,第一电路22A及第二电路22B中的各部件被连接。此外,第一电路22A及第二电路22B中的各部件也可以为代替图2所示的连接方式而通过不丧失第一电路22A及第二电路22B各自的功能的其它连接方式连接的结构。
另外,通过图2所示的连接方式,差分放大电路DA、峰值保持电路PH、位置检测电路PD分别通过从电源B1供给的直流电压和从电容器C4供给的直流电压的至少一方进行动作。
接着,对第一电路22A及第二电路22B中的各部件的结构及动作进行说明。
第一整流电路RT1将受电线圈L2接收到的交流电压进行整流并转换为脉流电压。例如,第一整流电路RT1可以是具备一个开关元件的半波整流电路,也可以是具备一个二极管的半波整流电路,也可以是具备电桥连接的四个开关元件或四个二极管的全波整流电路,也可以是将从受电线圈L2供给的交流电压进行整流并转换为脉流电压的其它整流电路。通过第一整流电路RT1整流的脉流电压通过电容器C2平滑化为直流电压。即,上述的第一整流平滑电路RT01将从受电线圈L2供给的交流电压进行整流并转换为直流电压。另外,在图2所示的例子中,第一整流平滑电路RT01与负载Vload连接。在第一整流平滑电路RT01与负载Vload连接的情况下,第一整流平滑电路RT01将经转换的直流电压向负载Vload供给。
在此,在通过送电线圈单元13向受电线圈单元21传输的电力为通常电力的情况下,第一整流平滑电路RT01将从受电线圈L2供给的交流电压转换为直流电压,将转换的直流电压向负载Vload供给。另一方面,在通过送电线圈单元13向受电线圈单元21传输的电力为微弱电力的情况下,第一整流平滑电路RT01在微弱电压的峰值比连接点P21的电位低的情况下,不进行从受电线圈L2供给的微弱电压向负载Vload的供给。在此,连接点P21是连接第一整流电路RT1的输出端子RT1P与负载Vload的电源端子VP之间的传输路和电容器C2的端子C2A的连接点。
另外,在通过送电线圈单元13向受电线圈单元21传输的电力为微弱电力的情况下,从受电线圈L2经由传输路LN1供给的交流电压(微弱电压)的峰值(波高值)比包含二极管D12的顺电压的电位即连接点P15的电位低。因此,该情况下,该电信号经由低通滤波器LF1输入到差分放大电路DA。另外,该情况下,从受电线圈L2经由传输路LN2供给的交流电压(微弱电压)的峰值(波高值)比含有二极管D22的顺电压的连接点P16的电位低。因此,该情况下,该电信号经由低通滤波器LF2输入到差分放大电路DA。而且,差分放大电路DA基于从低通滤波器LF1和低通滤波器LF2分别输入的电信号将连接点P3及连接点P4各自的电位差分放大。此时,差分放大电路DA通过进行低通滤波器LF1及低通滤波器LF2进行的高频噪声的除去,能够高精度地进行该电位的差分放大。此外,无线受电装置20也可以是不具备低通滤波器LF1及低通滤波器LF2的结构。
差分放大电路DA将与差分放大的电位对应的电信号输出到峰值保持电路PH。由此,无线受电装置20能够降低不能被低通滤波器LF1及低通滤波器LF2除去的低频的噪声。
峰值保持电路PH保持从差分放大电路DA输出的电信号的电压波形的峰值(波高值)。峰值保持电路PH将表示保持的峰值的电信号输出到放大器AP。在此,该峰值根据从受电线圈L2供给的微弱电压的峰值的大小而变化(例如与该大小成比例),在受电线圈L2相对于送电线圈L1的相对的位置与预先决定的位置一致的情况下为最大。通过使用该峰值和受电线圈L2相对于送电线圈L1的相对的位置的关系,位置检测电路PD能够基于从峰值保持电路PH输出的电信号表示的峰值检测受电线圈L2相对于送电线圈L1的相对的位置。由于无线受电装置20具备峰值保持电路PH,从而与无线受电装置20不具备峰值保持电路PH的情况相比,能够提高检测受电线圈L2相对于送电线圈L1的相对的位置的精度。
放大器AP将从峰值保持电路PH输出的电信号放大为期望电平的电信号。例如,放大器AP由运算放大器等构成。放大器AP将经放大的该电信号输出到位置检测电路PD。
位置检测电路PD基于从峰值保持电路PH输出的电信号所示的峰值,检测受电线圈L2相对于送电线圈L1的相对的位置。而且,位置检测电路PD将表示检测到的位置的电信号输出到控制电路23。由此,无线受电装置20能够判定受电线圈相对于送电线圈的相对的位置与预先决定的位置是否一致。其结果,无线受电装置20能够对用户报知(通知)受电线圈相对于送电线圈的相对的位置与预先决定的位置一致。另外,如图2所示,无线受电装置20不具备分压电路。因此,与无线受电装置20具备分压电路的情况相比,能够在抑制电力损失的增大的同时,检测受电线圈相对于送电线圈的相对的位置。
另外,二极管D11及二极管D12将连接点P3的电位钳位在电源B1的电压范围内。在此,在通过送电线圈单元13向受电线圈单元21传输的电力为通常电力的情况下,连接点P3的电位因从受电线圈L2经由传输路LN1供给的电压而要变化为超过电源B1的电压范围。二极管D11及二极管D12将超过了该电压范围的量的电位钳位,使电流从连接点P5流入电容器C4。其结果,连接点P3的电位被限制在电源B1的电压范围内。
另外,二极管D21及二极管D22将连接点P4的电位钳位在电源B1的电压范围内。在此,在通过送电线圈单元13向受电线圈单元21传输的电力为通常电力的情况下,连接点P4的电位因从受电线圈L2经由传输路LN2供给的电压而要变化为超过电源B1的电压范围。二极管D21及二极管D22将超过了该电压范围的量的电位钳位,使电流从连接点P6流入电容器C4。其结果,连接点P4的电位被限制在电源B1的电压范围内。
这样,二极管D11及二极管D12和二极管D21及二极管D22在位置检测电路PD检测受电线圈L2相对于送电线圈L1的相对的位置的情况下,通过比对连接点P3施加的最大的电位高的电位将连接点P3的电位钳位在电源B1的电压范围内,同时,通过比对连接点P4施加的最大的电位高的电位将连接点P4的电位钳位在电源B1的电压范围内。由此,无线受电装置20能够抑制因过剩的电力供给而使差分放大电路DA产生不良,能够将过剩的电力作为再生电力使用。其结果,无线受电装置20能够更可靠地抑制电力损失的增大。
此外,在图2所示的例子中,二极管D11及二极管D12将连接点P3的电位钳位在电源B1的电压范围内,但取而代之,也可以是钳位在电源B1、电源B2、对控制电路23供给电压的电源(或电源电路)中至少一个电压范围内的结构。
另外,在图2所示的例子中,二极管D21及二极管D22将连接点P4的电位钳位在电源B1的电压范围内,但取而代之,也可以是钳位在电源B1、电源B2、对控制电路23供给电压的电源(或电源电路)中的至少一个电压范围内的结构。
另外,上述中说明的差分放大电路DA也可以使放大率可变。该情况下,差分放大电路DA例如根据来自控制电路23的请求使放大率变化。由此,无线受电装置20能够根据无线送电装置10和无线受电装置20之间的距离使差分放大电路DA的放大率变化。该距离在该一例中,通过无线受电装置20检测的位置、即受电线圈L2相对于送电线圈L1的相对的位置表示。例如,就无线受电装置20而言,该距离越远,越增大该放大率。由此,无线受电装置20能够加宽可进行受电线圈L2相对于送电线圈L1的相对的位置的检测的范围。
另外,在差分放大电路DA的放大率可变的情况下,也可以是差分放大电路DA例如在从差分放大电路DA输出的电位饱和的情况下,使差分放大电路DA的放大率降低的结构。由此,就无线受电装置20而言,例如,无线受电装置20越接近无线送电装置10,受电线圈L2相对于送电线圈L1的相对的位置的检测的灵敏度越低,能够高精度地判定该位置与预先决定的位置是否一致。在此,从差分放大电路DA输出的电位饱和是指,在本实施方式中,即使连接点P3及连接点P4各自的电位增大,从差分放大电路DA输出的电位的大小也不增大的状态。
另外,在差分放大电路DA的放大率可变的情况下,差分放大电路DA例如也可以为将该放大率的初始值设为差分放大电路DA的放大率的最大值的结构。由此,无线受电装置20开始接近无线送电装置10时,能够将可进行受电线圈L2相对于送电线圈L1的相对的位置的检测的范围设为最大。
另外,在差分放大电路DA的放大率可变的情况下,差分放大电路DA也可以是根据来自电动汽车EV的ECU等其它电路的请求使放大率变化的结构。另外,该情况下,差分放大电路DA也可以是在从差分放大电路DA输出的电位饱和的情况下,使差分放大电路DA的放大率降低的结构。
在此,作为使差分放大电路DA的放大率可变的方法,存在使向差分放大电路DA输入的交流电压的振幅可变的方法。该方法例如是在差分放大电路DA的前级,使电容器C31、电容器C32分别具备开关,利用上述控制电路进行这些开关的接通/断开的切换,使电容器C31、电容器C32各自的静电电容的合计值变化的方法。
另外,使差分放大电路DA的放大率可变的方法例如也可以是使差分放大电路DA具备多个电阻,利用上述控制电路进行该多个电阻各自具备的开关的接通/断开的切换,使开关切换为接通的电阻的合成电阻变化的方法。
另外,作为使差分放大电路DA的放大率可变的方法,存在与上述记载的方法不同的方法,即,使向差分放大电路DA输入的交流电压的振幅可变的方法。该方法例如是在差分放大电路DA的前级,通过上述的控制电路的PWM(Pulse Width Modulation)控制使电容器C31、电容器C32各自的静电电容模拟变化的方法。
另外,使差分放大电路DA的放大率可变的方法例如也可以是使差分放大电路DA具备一个可变电源和一个JFET(Jun Gtion Field Effect Transistor),利用上述控制电路控制该一个可变电源的电压,使该一个JFET的电阻变化的方法。
另外,上述说明的电容器C31及电容器C32也可以是两者都为静电电容可变。该情况下,电容器C31及电容器C32例如通过来自上述的控制电路的控制使静电电容变化。由此,无线受电装置20能够加宽可进行受电线圈L2相对于送电线圈L1的相对的位置的检测的范围。
另外,上述说明的无线受电装置20也可以为不具备差分放大电路DA的结构。该情况下,位置检测电路PD例如基于与连接点P3及连接点P4各自的电位对应的值,检测受电线圈L2相对于送电线圈L1的相对的位置。该值例如是连接点P3及连接点P4各自的电位的电位差等。
另外,上述说明的无线受电装置20也可以是不具备峰值保持电路PH的结构。该情况下,无线受电装置20具备可检测从差分放大电路DA输出的电信号的电压波形的峰值(波高值)的其它电路。而且,位置检测电路PD基于从该电路输出的值,检测受电线圈L2相对于送电线圈L1的相对的位置。
如上,实施方式的无线受电装置(该一例中为无线受电装置20)从无线送电装置(该一例中为无线送电装置10)具备的送电线圈(该一例中为送电线圈L1)接收交流电力。另外,无线受电装置具备:与送电线圈磁耦合的受电线圈(该一例中为受电线圈L2)、对从受电线圈供给的交流电压进行整流并向负载输出的第一整流平滑电路(该一例中为第一整流平滑电路RT01)、与连接受电线圈和第一整流平滑电路之间的两个传输路中的一方即第一传输路(该一例中为传输路LN1)连接的第一电容器(该一例中为电容器C31)、与该两个传输路中和第一传输路不同的第二传输路(该一例中为传输路LN2)连接的第二电容器(该一例中为电容器C32)、一端子(该一例中为端子R1A)与第一电容器连接且对另一端子(该一例中为端子R1B)施加预先决定的基准电位的第一电阻(该一例中为第一电阻R1)、一端子(该一例中为端子R2A)与第二电容器连接且对另一端子(该一例中为端子R2B)施加基准电位的第二电阻(该一例中为第二电阻R2)、基于第一电容器与第一电阻的连接点即第一连接点(该一例中为连接点P3)的电位和第二电容器与第二电阻的连接点即第二连接点(该一例中为连接点P4)的电位检测受电线圈相对于送电线圈的相对的位置的位置检测电路(该一例中为位置检测电路PD)。由此,无线受电装置能够在抑制电力损失的增大的同时,使受电线圈相对于送电线圈的相对的位置与期望的位置一致。
另外,无线受电装置具备:电源电路(该一例中为电源B1、电源B2、向控制电路23供给电力的电源)、连接于第一连接点和电源电路之间且将第一连接点的电位钳位在电源电路的电压范围内的第一二极管(该一例中为二极管D11及二极管D12的至少一方)、连接于第二连接点和电源电路之间且将第二连接点的电位钳位在电源电路的电压范围内的第二二极管(该一例中为二极管D21及二极管D22的至少一方)。另外,第一二极管及第二二极管在位置检测电路检测受电线圈相对于送电线圈的相对的位置的情况下,通过比对第一连接点施加的最大的电位高的电位将第一连接点的电位钳位在电源电路的电压范围内,同时,通过比对第二连接点施加的最大的电位高的电位将第二连接点的电位钳位在所述电源电路的电压范围内。由此,无线受电装置20能够更可靠地抑制电力损失的增大。
另外,在无线受电装置中,电源电路是对位置检测电路供给电压的电路(该一例中为电源B1)、对无线受电装置具备的控制电路(该一例中为控制电路23)供给电压的电路、对第一电阻具有的端子中与第一电容器侧相反侧的端子(该一例中为端子R1B)施加基准电位并同时对第二电阻具有的端子中与第二电容器侧相反侧的端子(该一例中为端子R2B)施加基准电位的电路(该一例中为电源B2)的至少一个。由此,无线受电装置20能够通过再生电力驱动由这些电路中的至少一个供给的电路,其结果,能够更可靠地抑制电力损失的增大。
另外,无线受电装置中,位置检测电路具备将第一连接点及第二连接点各自的电位差分放大的差分放大电路(该一例中为差分放大电路DA)和保持从差分放大电路输出的电信号的电压波形的峰值的峰值保持电路(该一例中为峰值保持电路PH)。由此,无线受电装置能够降低低频噪声,能够提高检测受电线圈相对于送电线圈的相对的位置。
另外,在无线受电装置中,差分放大电路的放大率可变。由此,无线受电装置能够加宽可进行受电线圈相对于送电线圈的相对的位置的检测的范围。
另外,在无线受电装置中,差分放大电路在从差分放大电路输出的电位饱和的情况下,降低差分放大电路的放大率。由此,无线受电装置能够高精度地判定受电线圈相对于送电线圈的相对的位置与预先决定的位置双方一致。
另外,在无线受电装置中,差分放大电路的放大率的初始值是差分放大电路的放大率的最大值。由此,无线受电装置能够将可进行受电线圈相对于送电线圈的相对的位置的检测的范围设为最大。
另外,在无线受电装置中,第一电容器及所述第二电容器的静电电容可变。由此,无线受电装置能够加宽可进行受电线圈相对于送电线圈的相对的位置的检测的范围。
〈实施方式的变形例〉
以下,对实施方式的变形例进行说明。此外,在实施方式的变形例中,对与实施方式相同的构成部标注同一符号并省略说明。
图3是表示无线受电装置20的结构的其它例的图。如图3所示,实施方式的变形例的无线受电装置20除受电线圈单元21、第一电路22A、第二电路22B、控制电路23之外,还具备第三电路22C。
第三电路22C与第一电路22A和第二电路22B一同通过传输路相对于受电线圈单元21并联连接。另外,第三电路22C通过传输路与位置检测电路PD连接。而且,第三电路22C将向传输路LN1和传输路LN2分别供给的交流电压整流成直流电压。而且,第三电路22C检测整流后的直流电压。第三电路22C将表示检测到的电压的电信号输出到位置检测电路PD。
第三电路22C作为第二整流平滑电路RT02具备第二整流电路RT2和电容器C5。另外,第三电路22C具备电压检测电路VD。
在此,第二整流电路RT2具有输入端子RT2I1、输入端子RT2I2、正侧的输出端子RT2P、负侧的输出端子RT2N这四个端子。另外,电压检测电路VD具有正侧的端子VDP、负侧的端子VDN、信号输出用的信号输出端子VDO这三个端子。另外,电容器C5具有端子C5A和端子C5B这两个端子。
在图3所示的无线受电装置20中,在连接连接点P1和电容器C31的传输路中,在连接点P1和电容器C31之间设有连接点P18。另外,在该受电线圈单元21中,在连接连接点P2和电容器C32的传输路中,在连接点P2和电容器C32之间设有连接点P19。
而且,在图3所示的无线受电装置20中,将第一整流电路RT1、第二整流电路RT2、第二电路22B并联设置。具体而言,在该无线受电装置20中,将第二整流电路RT2的输入端子RT211通过传输路与连接点P18连接。另外,在该无线受电装置20中,将第二整流电路RT2的输入端子RT212通过传输路与连接点P19连接。
另外,在图3所示的无线受电装置20中,将电容器C5和电压检测电路VD相对于第二整流电路RT2并联连接。具体而言,在该无线受电装置20中,第二整流电路RT2的输出端子RT2P通过传输路与电容器C5的端子C5A和电压检测电路VD的端子VDP分别连接。另外,在该无线受电装置20中,第二整流电路RT2的输出端子RT2N通过传输路与电容器C5的端子C5B和电压检测电路VD的端子VDN分别连接。
另外,在图3所示的无线受电装置20中,电压检测电路VD通过传输路与位置检测电路PD连接。此外,在该一例中,位置检测电路PD除电源端子PDP、电源端子PDN、信号输入端子PDI、信号输出端子PDO这四个端子之外还具有信号输入端子PDI2。即,电压检测电路VD的信号输出端子VDO通过传输路与信号输入端子PDI2连接。
第二整流电路RT2将从受电线圈L2供给的交流电压整流并转换为脉流电压。例如,第二整流电路RT2可以是具备一个开关元件的半波整流电路,也可以是具备一个二极管的半波整流电路,也可以是具备电桥连接的四个开关元件或四个二极管的全波整流电路,也可以是将从受电线圈L2供给的交流电压整流并转换为脉流电压的其它整流电路。通过第二整流电路RT2整流的脉流电压通过电容器C5平滑化为直流电压。即,上述第二整流平滑电路RT02将从受电线圈L2供给的交流电压整流并转换为直流电压。
电压检测电路VD检测施加于第二整流电路RT2的输出端子RT2P和输出端子RT2N之间的直流电压。电压检测电路VD将表示检测到的直流电压的电信号输出到位置检测电路PD。该直流电压的大小,在通过送电线圈单元13向受电线圈单元21传输的电力为微弱电力的情况下,根据从受电线圈L2供给的微弱电压的峰值的大小发生变化(例如与该大小成比例),在受电线圈L2相对于送电线圈L1的相对的位置与预先决定的位置一致的情况下成为最大。通过使用该峰值和受电线圈L2相对于送电线圈L1的相对的位置的关系,位置检测电路PD能够基于从电压检测电路VD输出的电信号表示的直流电压,检测受电线圈L2相对于送电线圈L1的相对的位置。
而且,实施方式的变形例的位置检测电路PD基于从放大器AP输出的电信号表示的峰值和从电压检测电路VD输出的电信号表示的直流电压中的任一方或双方,检测受电线圈相对于送电线圈的相对的位置。例如,该位置检测电路PD将表示基于该峰值检测到的位置和基于该直流电压检测到的位置中受电线圈L2和送电线圈L1近的位置的信息输出到其它电路。由此,无线受电装置20在第一整流平滑电路RT01中不需要高容量的开关而能够进一步提高检测受电线圈L2相对于送电线圈L1的相对的位置的精度。
如上,实施方式的变形例的无线受电装置(该一例中为无线受电装置20)具备:在第一传输路(该一例中为传输路LN1)和第二传输路(该一例中为传输路LN2)之间与第一整流平滑电路(该一例中为第一整流平滑电路RT01)并联设置且将从受电线圈(该一例中为受电线圈L2)供给的交流电压整流的第二整流平滑电路(该一例中为第二整流平滑电路RT02)、和检测从第二整流平滑电路输出的电压的电压检测电路(该一例中为电压检测电路VD)。另外,位置检测电路(该一例中为位置检测电路PD)在从差分放大电路(该一例中为差分放大电路DA)输出的电位饱和的情况下,基于电压检测电路检测到的电压,检测受电线圈相对于送电线圈(该一例中为送电线圈L1)的相对的位置。由此,无线受电装置在第一整流平滑电路中不需要高容量的开关,而能够进一步提高检测受电线圈相对于送电线圈的相对的位置的精度。
以上,基于附图说明了该发明的实施方式,但具体的结构不限于该实施方式,只要不脱离本发明的宗旨,则也可以变更、置换、删除等。
符号说明
1…无线电力传输系统、10…无线送电装置、11…转换电路、12…送电电路、13…送电线圈单元、20…无线受电装置、21…受电线圈单元、22A…第一电路、22B…第二电路、22C…第三电路、23…控制电路、AP…放大器、B1…电源、B2…电源、C11、C12、C2、C31、C32、C4、C5…电容器、D11、D12、D21、D22…二极管、DA…差分放大电路、EV…电动汽车、G…地面、L1…送电线圈、L2…受电线圈、LF1、LF2…低通滤波器、LN1、LN2、LN3、LN4…传输路、P…商用电源、P1~P19、P21…连接点、PD…位置检测电路、PH…峰值保持电路、R1…第一电阻、R2…第二电阻、RT01…第一整流平滑电路、RT02…第二整流平滑电路、RT1…第一整流电路、RT2…第二整流电路、VD…电压检测电路、Vload…负载。
Claims (10)
1.一种无线受电装置,其特征在于,
是从无线送电装置所具备的送电线圈接收交流电力的无线受电装置,
具备:
受电线圈,其与所述送电线圈磁耦合;
第一整流平滑电路,其将从所述受电线圈供给的交流电压整流并向负载输出;
第一电容器,其与作为连接所述受电线圈和所述第一整流平滑电路之间的两个传输路中的一方的第一传输路连接;
第二电容器,其与所述两个传输路中的与所述第一传输路不同的第二传输路连接;
第一电阻,其一端子与所述第一电容器连接,在另一端子上施加预先决定的基准电位;
第二电阻,其一端子与所述第二电容器连接,在另一端子上施加所述基准电位;以及
位置检测电路,其基于作为所述第一电容器和所述第一电阻的连接点的第一连接点的电位、以及作为所述第二电容器和所述第二电阻的连接点的第二连接点的电位,检测所述受电线圈相对于所述送电线圈的相对的位置。
2.根据权利要求1所述的无线受电装置,其中,
具备:
电源电路;
第一二极管,其连接于所述第一连接点和所述电源电路之间,将所述第一连接点的电位钳位在所述电源电路的电压范围内;以及
第二二极管,其连接于所述第二连接点和所述电源电路之间,将所述第二连接点的电位钳位在所述电源电路的电压范围内,
所述第一二极管及所述第二二极管在所述位置检测电路检测所述受电线圈相对于所述送电线圈的相对的位置的情况下,通过比对所述第一连接点施加的最大的电位高的电位将所述第一连接点的电位钳位在所述电源电路的电压范围内,并且,通过比对所述第二连接点施加的最大的电位高的电位将所述第二连接点的电位钳位在所述电源电路的电压范围内。
3.根据权利要求2所述的无线受电装置,其中,
所述电源电路是对所述位置检测电路供给电压的电路、对所述无线受电装置所具备的控制电路供给电压的电路、对所述第一电阻所具有的端子中的与所述第一电容器侧相反侧的端子施加所述基准电位并且对所述第二电阻所具有的端子中的与所述第二电容器侧相反侧的端子施加所述基准电位的电路的至少一个。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的无线受电装置,其中,
所述位置检测电路具备:
差分放大电路,其将所述第一连接点及所述第二连接点各自的电位差分放大;
峰值保持电路,其保持从所述差分放大电路输出的电信号的电压波形的峰值。
5.根据权利要求4所述的无线受电装置,其中,
所述差分放大电路的放大率可变。
6.根据权利要求5所述的无线受电装置,其中,
所述差分放大电路在从所述差分放大电路输出的电位饱和的情况下,降低所述差分放大电路的放大率。
7.根据权利要求6所述的无线受电装置,其中,
所述差分放大电路的放大率的初始值为所述差分放大电路的放大率的最大值。
8.根据权利要求4~7中任意一项所述的无线受电装置,其中,
具备:
第二整流平滑电路,其在所述第一传输路和所述第二传输路之间与所述第一整流平滑电路并联设置,对从所述受电线圈供给的交流电压进行整流;以及
电压检测电路,其检测从所述第二整流平滑电路输出的电压,
所述位置检测电路在从所述差分放大电路输出的电位饱和的情况下,基于所述电压检测电路检测到的电压,检测所述受电线圈相对于所述送电线圈的相对的位置。
9.根据权利要求1~8中任意一项所述的无线受电装置,其中,
所述第一电容器及所述第二电容器的静电电容可变。
10.一种无线电力传输系统,其具备:
无线送电装置;和
权利要求1~9中任意一项所述的无线受电装置。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018070111A JP6965808B2 (ja) | 2018-03-30 | 2018-03-30 | ワイヤレス受電装置、及びワイヤレス電力伝送システム |
JP2018-070111 | 2018-03-30 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN110323844A true CN110323844A (zh) | 2019-10-11 |
CN110323844B CN110323844B (zh) | 2023-04-14 |
Family
ID=68055666
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201910244654.1A Active CN110323844B (zh) | 2018-03-30 | 2019-03-28 | 无线受电装置、及无线电力传输系统 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10819167B2 (zh) |
JP (1) | JP6965808B2 (zh) |
CN (1) | CN110323844B (zh) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023162288A1 (ja) * | 2022-02-25 | 2023-08-31 | パナソニックホールディングス株式会社 | 受電装置および受電電力推定方法 |
Citations (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011160515A (ja) * | 2010-01-29 | 2011-08-18 | Autonetworks Technologies Ltd | 車両用無線充電装置 |
WO2014041863A1 (ja) * | 2012-09-15 | 2014-03-20 | 三洋電機株式会社 | 無接点充電方法 |
JP2014064375A (ja) * | 2012-09-20 | 2014-04-10 | Sharp Corp | 端末載置台、および端末位置検出方法 |
CN104040834A (zh) * | 2012-11-02 | 2014-09-10 | 松下电器产业株式会社 | 无线电力传输系统 |
WO2014148853A1 (ko) * | 2013-03-20 | 2014-09-25 | 주식회사 대창 | 무선 충전 장치 |
DE102015111118A1 (de) * | 2014-07-23 | 2016-01-28 | Ford Global Technologies, Llc | Infrarot-triangulationsverfahren zur positionierung von fahrzeugen zum kontaktlosen laden von elektrofahrzeugen |
CN106160260A (zh) * | 2016-08-16 | 2016-11-23 | 中惠创智无线供电技术有限公司 | 一种采用磁场原理进行对位的无线充电装置及方法 |
CN106740221A (zh) * | 2017-01-06 | 2017-05-31 | 中国计量大学 | 一种基于低频pwm整流器的v2g无线电能双向传输装置 |
CN106981930A (zh) * | 2013-10-28 | 2017-07-25 | 松下电器产业株式会社 | 送电装置及无线电力传送系统 |
WO2017124616A1 (zh) * | 2016-01-20 | 2017-07-27 | 厦门新页科技有限公司 | 一种汽车无线充电对准匹配系统及方法 |
CN106998104A (zh) * | 2013-12-19 | 2017-08-01 | 松下知识产权经营株式会社 | 送电装置、受电装置以及无线电力传输系统 |
CN107222039A (zh) * | 2016-03-22 | 2017-09-29 | Tdk株式会社 | 无线电力传输系统 |
CN109155539A (zh) * | 2016-05-18 | 2019-01-04 | 日产自动车株式会社 | 非接触供电系统的线圈位置检测方法和受电装置 |
CN111835100A (zh) * | 2020-08-18 | 2020-10-27 | 国充充电科技江苏股份有限公司 | 电动汽车无线充电线圈的精确位置对准系统及对准方法 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7847438B2 (en) * | 2007-07-04 | 2010-12-07 | Seiko Epson Corporation | Power transmission device, electronic instrument, and waveform monitoring circuit |
WO2013077340A1 (ja) * | 2011-11-25 | 2013-05-30 | 株式会社Ihi | 移動車両及び非接触電力伝送装置 |
BR112015024961B1 (pt) * | 2013-04-26 | 2022-03-22 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Dispositivo receptor de potência, dispositivo de assistência para estacionamento, sistema de transferência de potência e dispositivo transmissor de potência |
WO2016132559A1 (ja) * | 2015-02-20 | 2016-08-25 | 富士通株式会社 | 受電器、及び、電力伝送システム |
-
2018
- 2018-03-30 JP JP2018070111A patent/JP6965808B2/ja active Active
-
2019
- 2019-03-20 US US16/359,967 patent/US10819167B2/en active Active
- 2019-03-28 CN CN201910244654.1A patent/CN110323844B/zh active Active
Patent Citations (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011160515A (ja) * | 2010-01-29 | 2011-08-18 | Autonetworks Technologies Ltd | 車両用無線充電装置 |
WO2014041863A1 (ja) * | 2012-09-15 | 2014-03-20 | 三洋電機株式会社 | 無接点充電方法 |
JP2014064375A (ja) * | 2012-09-20 | 2014-04-10 | Sharp Corp | 端末載置台、および端末位置検出方法 |
CN104040834A (zh) * | 2012-11-02 | 2014-09-10 | 松下电器产业株式会社 | 无线电力传输系统 |
WO2014148853A1 (ko) * | 2013-03-20 | 2014-09-25 | 주식회사 대창 | 무선 충전 장치 |
CN106981930A (zh) * | 2013-10-28 | 2017-07-25 | 松下电器产业株式会社 | 送电装置及无线电力传送系统 |
CN106998104A (zh) * | 2013-12-19 | 2017-08-01 | 松下知识产权经营株式会社 | 送电装置、受电装置以及无线电力传输系统 |
DE102015111118A1 (de) * | 2014-07-23 | 2016-01-28 | Ford Global Technologies, Llc | Infrarot-triangulationsverfahren zur positionierung von fahrzeugen zum kontaktlosen laden von elektrofahrzeugen |
WO2017124616A1 (zh) * | 2016-01-20 | 2017-07-27 | 厦门新页科技有限公司 | 一种汽车无线充电对准匹配系统及方法 |
CN107222039A (zh) * | 2016-03-22 | 2017-09-29 | Tdk株式会社 | 无线电力传输系统 |
CN109155539A (zh) * | 2016-05-18 | 2019-01-04 | 日产自动车株式会社 | 非接触供电系统的线圈位置检测方法和受电装置 |
CN106160260A (zh) * | 2016-08-16 | 2016-11-23 | 中惠创智无线供电技术有限公司 | 一种采用磁场原理进行对位的无线充电装置及方法 |
CN106740221A (zh) * | 2017-01-06 | 2017-05-31 | 中国计量大学 | 一种基于低频pwm整流器的v2g无线电能双向传输装置 |
CN111835100A (zh) * | 2020-08-18 | 2020-10-27 | 国充充电科技江苏股份有限公司 | 电动汽车无线充电线圈的精确位置对准系统及对准方法 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
SURAJIT DAS BARMAN等: "《Wireless powering by magnetic resonant coupling: Recent trends in wireless power transfer system and its applications》", 《RENEWABLE AND SUSTAINABLE ENERGY REVIEWS》 * |
吴文炤等: "《新型无线电能传输技术在智慧园区中的应用研究》", 《供用电》 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US10819167B2 (en) | 2020-10-27 |
CN110323844B (zh) | 2023-04-14 |
JP2019180222A (ja) | 2019-10-17 |
JP6965808B2 (ja) | 2021-11-10 |
US20190305612A1 (en) | 2019-10-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2984730B1 (en) | Primary power supply tuning network for two coil device and method of operation | |
US10630090B2 (en) | Ripple current reduction for wireless electric vehicle charging | |
US10000133B2 (en) | Systems and methods for identifying an ideal operation frequency for wireless power transfer | |
JP6140220B2 (ja) | 電気自動車での無線電力送信 | |
EP2873132B1 (en) | Tuning circuit and method for wireless power transfer systems | |
CN109643912B (zh) | 非接触受电装置、非接触输电装置和非接触输受电装置 | |
JP5662954B2 (ja) | 制御装置および無線電力伝送装置 | |
US9108523B2 (en) | Communication apparatus and communication method in wireless power transmission system | |
KR20160038410A (ko) | 무선전력전송 시스템 | |
CN106415988B (zh) | 送电装置以及非接触供电系统 | |
CN106410978B (zh) | 一种无线电能传输系统中耦合线圈互感系数在线测量方法 | |
CN102904348A (zh) | 能量接收器、能量发送器、检测装置及检测方法 | |
CN108473067A (zh) | 移动体系统 | |
CN104769851B (zh) | 用于在无线电力传输过程中通信的方法和接收器 | |
KR20150106274A (ko) | 무선전력 전송 장치를 구비한 무선전력전송 시스템 | |
EP3334006A1 (en) | Wireless power transmission system, and operation method therefor | |
CN108473066A (zh) | 移动体系统 | |
CN106849301B (zh) | Dc-ac转换器的控制方法及接地组件和无线电力传输方法 | |
CN110323844A (zh) | 无线受电装置、及无线电力传输系统 | |
CN110323843A (zh) | 无线供电装置及无线电力传输系统 | |
CN113196614A (zh) | 一种天线装置和天线装置的工作方法 | |
KR101779747B1 (ko) | 무선전력 송신장치 및 송신방법 | |
CN110504760A (zh) | 一种动态无线电能传输系统控制方法 | |
CN110336389A (zh) | 无线受电装置和无线电力传输系统 | |
KR20170139319A (ko) | 무선 전력 송신기 및 수신기 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |