CN111740503A - 供电装置及无线电力传输系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供抑制输出变动，且能够增大频率变化宽度(频率分散区域)的供电装置。一种供电装置，其利用无线向受电装置传输电力，具备逆变器，其将电压转换成驱动频率的交流电压；电源，其生成向所述逆变器供给的所述电压；供电线圈，其被供给所述交流电压并产生交流磁场；电压可变部，其使所述电源的输出电压自发地变化，所述逆变器构成为根据所述输出电压的变化，控制所述驱动频率。

Description

供电装置及无线电力传输系统
技术领域
本发明涉及供电装置及无线电力传输系统。
背景技术
已知有利用无线传输电力的无线电力传输系统。在这种无线电力传输系统中，由于在电力传输时产生噪声，因此需要降低噪声。
表示使噪声分散的方法的例子(参照专利文献1～3)。
在专利文献1记载的无电极放电灯点亮装置及照明器具中，实现使逆变器的驱动频率离散或连续地变化，使噪声的频率分散(参照专利文献1)。
在专利文献2记载的非接触供电装置中，实现使逆变器的驱动频率离散变化，使噪声的频率分散(参照专利文献2)。
在专利文献3记载的供电装置及使用它的无线电力传输装置中，实现了使逆变器的驱动频率变化，使噪声的频率分散。另外，在这些装置中，为了使输出一定而进行的是使逆变器的输入电压相互补充变化(参照专利文献3)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2006－278062号公报
专利文献2：国际公开第2016/006066号
专利文献3：日本特开2018-93691号公报
发明内容
发明所要解决的问题
然而，在现有的噪声分散方法中，在增大频率变化宽度(频率分散区域)这点，具有改善的余地。
例如，在专利文献1记载的技术中，具有当使频率变化时输出电力也变动这类课题。
另外，在专利文献2记载的技术中，由于作为可变的频率，选定要求电力相同的频率，所以在可选定的频率上存在界限，因此，具有在噪声的减少量上也存在界限这种课题。
另外，在专利文献3记载的技术中，与专利文献1记载的技术或专利文献2记载的技术相比，虽然存在优势，但具有改善的余地。
在这些专利文献1－3记载的技术中，例如在抑制输出变动，并增大频率变化宽度(频率分散区域)的点上具有改善的余地。
对于专利文献3的课题，显示具体例。
假定在负载大时(输出电流大时)的输出频率特性，根据在逆变器的输入电压的最小值和最大值的特性，能够在频率f101和频率f102 之间使输出电压设为规定值V101。另外，假定在负载较轻时(输出电流小时)的输出频率特性中，根据在逆变器的输入电压的最小值和最大值的特性，能够在频率f103和频率f104之间使输出电压设为规定值 V101。另外，假定从频率小方到大方的顺序为频率f101、频率f103、频率f102、频率f104的顺序。
该情况下，如果使用任意的负载，则只能使频率在频率f103和频率f102之间的窄的范围内变化，且不能较大地分散噪声成分。即，例如，如果使频率在频率f101和频率f102之间的范围变化时，在负载重时能够将输出电压设为规定值V101，在负载轻时，频率比频率f103 小时，即使将在逆变器的输入电压降低至最小值，输出电压也比规定值V101高，且不能将输出控制为一定。
这样，对于专利文献3中记载的技术，具有希望改善的方面。
本发明是考虑这种事情而开发的，其课题在于，提供抑制输出变动并能够增大频率变化宽度(频率分散区域)的供电装置及无线电力传输系统。
用于解决问题的技术方案
本发明的一方式是利用无线向受电装置传输电力的供电装置，其具备将电压转换为驱动频率的交流电压的逆变器、生成向所述逆变器供给的所述电压的电源、被供给所述交流电压并产生交流磁场的供电线圈、使所述电源的输出电压自发地变化的电压可变部，所述逆变器构成为根据所述输出电压的变化控制上述驱动频率。
发明效果
根据本发明，在供电装置及无线电力传输系统中抑制输出变动，并能够增大频率变化宽度(频率分散区域)。
附图说明
图1是表示本发明的一实施方式的无线电力传输系统的概略的结构的图。
图2是表示通过使本发明的一实施方式的基准电压可变而使输出电压变动的情况下的电压可变部的等效电路的一例的图。
图3是表示通过使与本发明的一实施方式的基准电压比较的值可变而使输出电压变动的情况下的电压可变部的等效电路的一例的图。
图4是表示本发明的一实施方式的负载重时的输出频率特性的图。
图5是表示本发明的一实施方式的负载轻时的输出频率特性的图。
图6是表示本发明的一实施方式的按照三角波连续变化的逆变器的输入电压的一例的图。
图7是表示本发明的一实施方式的按照三角波连续变化的频率的一例的图。
图8是表示本发明的一实施方式的使用三角波的情况下的EMI等级的一例的图。
图9是表示本发明的一实施方式的按照正弦波连接变化的逆变器的输入电压的一例的图。
图10是表示本发明的一实施方式的按照正弦波连续变化的频率的一例的图。
图11是本发明的一实施方式的使用正弦波情况下的EMI等级的一例的图。
图12是表示本发明的一实施方式的离散变化的逆变器的输入电压的一例的图。
图13是表示本发明的一实施方式的离散变化的频率的一例的图。
图14是表示本发明的一实施方式的使用阶梯状的形状的变化的情况下的EMI等级的一例的图。
图15是表示本发明的一实施方式的反馈的增益的频率特性的一例的图。
图16是表示本发明的其它实施方式的无线电力传输系统的概略的结构的图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
[无线电力传输系统]
图1是表示本发明一实施方式的无线电力传输系统1的概略的结构的图。
无线电力传输系统1具备供电装置11和受电装置12。
图1中还示出了交流部31和负载21。
无线电力传输系统1中从供电装置11向受电装置12传输电力进行供电。
供电装置11具备电源部51、逆变器52、供电线圈装置53、供电侧通信部54、V/f控制电路55、电压可变部56。供电线圈装置53具备供电侧共振电路81。供电侧共振电路81包括供电线圈、供电侧电容器。此外，在本实施方式中，交流部31与供电装置11为分体，但作为其它的结构例，交流部31与供电装置11也可以为一体。
受电装置12具备受电线圈装置71、输出电路部72、控制比较部 73、受电侧通信部74。输出电路部72具备检测部91。此外，在本实施方式中，负载21与受电装置12为分体，但作为其它的结构例，负载21与受电装置12也可以为一体。
本实施方式中，为了方便说明，将输出电路部72及控制比较部73 的部分表示为转换部61。此外，检测部91也可以设置在受电装置12 的任意位置。
负载21也可以是任意的负载，本实施方式中也可以可充电及放电的二次电池。
交流部31是交流的电源，供给交流的电压。交流部31例如也可以是商用的交流电源。
说明在无线电力传输系统1进行的动作的例子。
首先，对从供电装置11到受电装置12的电磁感应产生的电力传输进行说明。
供电装置11中，进行如下的动作。
电源部51将从交流部31供给的交流的电压转换成直流的电压，并将转换的直流的电压供给到逆变器52。
逆变器52将从电源部51供给的直流的电压转换成具有规定的频率的交流的电压，并将转换的交流的电压供给到供电线圈装置53。该频率为驱动频率。
供电线圈装置53将从逆变器52供给的交流的电压施加在供电线圈。由此，从该供电线圈产生交流磁场。
电压可变部56在电源部51的控制输入端(未图示)输出基于基准电压的值。该情况下，电压可变部56调整输出到电源部51的值。
在此，在本实施方式中，电源部51具有将交流电压转换成直流电压的AC/DC转换器的功能。而且，电源部51以从电压可变部56输入的值为基准，将从交流部31供给的交流的电压转换成直流的电压。
另外，电压可变部56在电力传输时使输出到电源部51的值自发地变化。由此，电力传输时从电源部51至逆变器52的输出电压变动。
作为其它的结构例，也可以使用从外部向电源部51供给直流电压的结构。该情况下，电源部51具有转换直流电压的值的DC/DC转换器的功能。而且，电源部51以从电压可变部56输入的值为基准，对从外部供给的直流的电压的值进行转换。
另外，电压可变部56在电力传输时使输出到电源部51的值自发地变化。由此，电力传输时从电源部51到逆变器52的输出电压变动。
此外，作为使从电源部51到逆变器52的输出电压变化的方法，也可以使用其它的方法。
例如，在供电装置11中也可以使用在电源部51的内部使到逆变器52的输出电压变化的结构。此外，该情况下，在供电装置11中也可以不配备电压可变部56。
另外，在本实施方式中示出了使从电源部51输出的电压变化的情况，例如，也可以进行通过使电流或电力变化来改变电压的动作。
在受电装置12进行如下的动作。
受电线圈装置71将通过从供电装置11的供电线圈产生的交流磁场在受电线圈产生的交流的电压输出到输出电路部72。在此，受电线圈从供电线圈接收以无线传输的交流的电力。
输出电路部72对从受电线圈装置71输入的交流的电压进行整流转换成直流的电压，并将转换的直流的电压供给到负载21。
接着，对从受电装置12到供电装置11的反馈控制进行说明。
受电装置12中进行如下面的动作。
在输出电路部72，检测部91检测供给到负载21的电压。
控制比较部73基于由输出电路部72的检测部91检测出的电压生成用于反馈控制的控制信号，并将生成的控制信号输出到受电侧通信部74。控制比较部73以控制的对象的值为目标值的方式生成控制信号。该目标值使用基准电压设定。本实施方式中，控制比较部73用于生成将从输出电路部72供给到负载21的电压保持在一定的值(目标值)即基准电压的控制信号。作为其它的例子，在将从输出电路部72 供给到负载21的电压分压测定的情况下，控制比较部73也可以生成用于将分压后的电压保持在一定的值(目标值)即基准电压的控制信号。
受电侧通信部74具有通信功能，例如，将从控制比较部73输入的控制信号发送到供电装置11。
在此，控制信号的通信例如通过无线进行，但作为其它的结构例，也可以将供电装置11的端子和受电装置12的端子直接或经由电缆连接，经由这些端子进行控制信号的通信。
在供电装置11中，进行如下的动作。
供电侧通信部54具有通信功能，例如接收从受电装置12的受电侧通信部74发送的控制信号，并将接收的控制信号发送到V/f控制电路55。
V/f控制电路55基于从供电侧通信部54输入的控制信号，将用于控制从逆变器52供给到供电线圈装置53的交流的电压的频率的控制信号输出到逆变器52。本实施方式中，该频率通过该控制信号的电压控制。
逆变器52基于从V/f控制电路55输入的控制信号，控制驱动频率。由此，从逆变器52供给到供电线圈装置53的交流的电压的频率变化，进行用于将从输出电路部72供给到负载21的电压保持一定的反馈控制。
在此，由受电装置12的控制比较部73生成的控制信号及输入到供电装置11的逆变器52的控制信号分别是直接或间接指示驱动频率的信号。
在本实施方式中，在供电装置11中如果电压可变部56使输出到电源部51的值自发地变化，则来自供电装置11的输出电平(动作点) 变化。而且，通过从受电装置12到供电装置11的反馈，在供电装置 11中以该输出电平为目标值的方式使逆变器52的驱动频率变化。这样，在供电装置11中输出自发地变化，固而噪声的频率分散。
[使输出电压变动的结构]
在此，在本实施方式中，作为使从电源部51输出的电压变化的方法，显示电压可变部56使基准电压的值可变的方法，也可以使用其它的方法。作为其它的方法，例如也可以使用电压可变部56使与基准电压比较的值可变的方法。
参照图2及图3，显示并说明实现这些方法的情况下的等效电路的例子。
〈通过使基准电压变动而使输出电压变动的情况的等效电路的例子〉
图2是表示通过使本发明的一实施方式的基准电压可变而使输出电压变动的情况的电压可变部56的等效电路的一例的图。
以下，为了方便说明，将该等效电路看作通常的电路进行说明。此外，由于该等效电路不是表示实际的电路，因此，例如，如对于交流产生部226，不是在该部分具备交流电源而表示为产生交流的功能部，电路的各自的结构要素表示为实现功能的功能部。
图2所示的电路具备使用IC构成的运算放大器211、输入从电源部51输出的电压Vout的电压输入端221、具有电阻值R1的电阻222、具有电阻值R2的电阻223、接地的接地端224、输出规定的基准电压 Vref的基准电压源225、交流产生部226。
运算放大器211具有正极输入端311、负极输入端312、输出端313。
在此，在本实施方式中，从电源部51输入以电压输入端221的电压是与从电源部51输出到逆变器52的电压相同的电压。此外，在图1 中，对将来自电源部51的输出电压施加在电压输入端221的结构，省略图示。
电压输入端221和电阻222的一端连接。电阻222的另一端和电阻223的一端连接。电阻223的另一端和接地端224连接。
基准电压源225的负极侧的端子和接地端224连接。
基准电压源225的正极侧的端子和运算放大器211的正极输入端 311之间配置有交流产生部226。
电阻222和电阻223的连接点和运算放大器211的负极输入端312 连接。
运算放大器211的输出端313和电源部51的控制输入端(未图示) 连接。
对于在图2所示的电路进行的动作进行说明。
交流产生部226使基准电压Vref的大小周期性变化，将变化的电压输出到运算放大器211的正极输入端311。该电压的波形例如为正弦波等波形。由此，交流产生部226使基准电压变动。
在运算放大器211的负极输入端312上施加将来自电源部51的输出电压Vout通过电阻222～223进行了分压的电压。
在此，在本实施方式中，输入到运算放大器211的正极输入端311 的电压和输入到运算放大器211的负极输入端312的电压一致时，从运算放大器211的输出端313输出到电源部51的电压的值是反馈控制的基准值。在反馈控制的基准值中来自电源部51的输出电压为与目标值对应的值。而且，如果从运算放大器211的输出端313输出到电源部51的电压的值偏离反馈控制的基准值，则进行用于将该值趋向该基准值的反馈控制，将来自电源部51的输出电压保持在与目标值对应的值。
〈通过使与基准电压比较的值变动而使输出电压变动的情况下的等效电路的例子〉
图3是表示通过使与本发明的一实施方式的基准电压比较的值可变而使输出电压变动的情况下的电压可变部56的等效电路的一例的图。
以下，为了方便说明，将该等效电路看作通常的电路进行说明。此外，由于该等效电路不表示实际的电路，例如如对于交流产生部275，是不在该部分具备交流电源而表示为产生交流的功能部，电路的各自的结构要素表示为实现功能的功能部。
图3所示的电路具备使用IC构成的运算放大器251、输入从电源部51输出的电压Vout的电压输入端261、具有电阻值R11a的电阻262、具有电阻值R11b的电阻263、具有电阻值R12的电阻264、接地的接地端265、输出规定的基准电压Vref的基准电压源266、具有电阻值 R13的电阻271、具有电阻值R14的电阻272、晶体管273、输出规定的电压V1的电压源274、交流产生部275。
运算放大器251具有正极输入端321、负极输入端322、输出端323。
在此，在本实施方式中，从电源部51输入到电压输入端261的电压是与从电源部51输出到逆变器52的电压相同的电压。此外，在图1 中，对将来自电源部51的输出电压施加在电压输入端261的结构省略图示。
电压输入端261和电阻262的一端连接。电阻262的另一端和电阻263的一端连接，并且与其并联，电阻262的另一端和电阻271的一端连接。电阻263的另一端和电阻264的一端连接。电阻264的另一端和接地端265连接。
晶体管273的集电极端子和电阻271的另一端连接。晶体管273 的发射极端子和电阻272的一端连接。电阻272的另一端和接地端265 连接。
电压源274的负极侧的端子和接地端265连接。
电压源274的正极侧的端子和晶体管273的基极端子之间配置有交流产生部275。
基准电压源266的负极侧的端子和接地端265连接。基准电压源 266的正极端子和运算放大器251的正极输入端321连接。
电阻263和电阻264的连接点与运算放大器251的负极输入端322 连接。
运算放大器251的输出端323和电源部51的控制输入端(未图示) 连接。
对在图3所示的电路进行的动作进行说明。
交流产生部275使电压V1的大小周期性变化，并将变化的电压输出到晶体管273的基极端子。该电压的波形例如为正弦波等波形。通过该交流产生部275的动作，电阻262和电阻263的连接点的电压将要变动，电阻263和电阻264的连接点的电压也将变动。据此，在电压可变部56，以电阻263和电阻264的连接点的电压和基准电压Vref 一致的方式进行变更来自电源部51的输出电压的控制。该情况下，实际上电阻262和电阻263的连接点的电压未变动。
在此，在本实施方式中，在输入到运算放大器251的正极输入端 321的电压和输入到运算放大器251的负极输入端322的电压一致时，从运算放大器251的输出端323输出到电源部51的电压的值为反馈控制的基准值。在反馈控制的基准值中来自电源部51的输出电压为与目标值对应的值。而且，从运算放大器251的输出端323输出到电源部 51的电压的值偏离反馈控制的基准值时，进行用于使该值趋向该基准值的反馈控制，并将来自电源部51的输出电压保持在与目标值对应的值。
[输出频率特性]
参照图4及图5进行说明。
图4是表示本发明的一实施方式的负载21重时的输出频率特性的图。
在本实施方式中，负载21重指从受电装置12到负载21的输出电流大时。此外，在本实施方式中，负载21重或轻(输出电流大或小) 是图4的例子和图5的例子的相对的关系。
图4所示的曲线图中，横轴表示频率。纵轴表示从电源部51到逆变器52的输出电压。本实施方式中从电源部51到逆变器52的输出电压与逆变器52的输入电压相等。
另外，在该曲线图中表示逆变器52的输入电压为最小值的情况下的输出频率特性1011，逆变器52的输入电压为最大值的情况下的输出频率特性1012。
本实施方式中，逆变器52的输入电压大或小为相对的关系。
另外，输出频率特性1011、和1012是供电装置11的逆变器52的驱动频率。
图5是表示本发明的一实施方式的负载21轻时的输出频率特性的图。
在图5所示的曲线图中，横轴表示频率。纵轴表示从电源部51到逆变器52的输出电压。
另外，该曲线图表示逆变器52的输入电压为最小值的情况下的输出频率特性1021、和逆变器52的输入电压为最大值情况下的输出频率特性1022。
另外，输出频率特性1021、1022是供电装置11的逆变器52的驱动频率。
在此，在图4及图5的例子中输出电压Vo1为目标值。
另外，在图4的例子中，频率f1是在输出频率特性1011中实现输出电压Vo1的频率。另外，在图4的例子中频率f2是在输出频率特性 1012中实现输出电压Vo1的频率。
另外，在图5的例子中频率f3是在输出频率特性1021中实现输出电压Vo1的频率。另外，在图5的例子中频率f4是在输出频率特性1022 中实现输出电压Vo1的频率。
在图4及图5的例子中，频率从小到大的顺序为频率f1、频率f3、频率f2、频率f4的顺序。
这样，在使输出电压变化的情况下，负载21重时，在从频率f1 至频率f2的范围分散，负载21轻时，在从频率f3至频率f4的范围分散。因此，在本实施方式的无线电力传输系统1中能够扩大分散范围。
[连续的变化]
〈按照三角波的连续的变化〉
参照图6～图8，说明按照三角波的连续的变化。
图6是表示本发明的一实施方式的按照三角波连续变化的逆变器 52的输入电压的一例的图。
在图6所示的曲线图中，横轴表示时间。纵轴表示可变的逆变器 52的输入电压的值。
时间按从早至晚的顺序，一定间隔的时间为时间T1、时间T2、时间T3、时间T4。
在图6所示的曲线图中表示按照三角波变化的逆变器52的输入电压的值的特性1111。将该三角波的最小值表示为Vinv min，将该三角波的最大值表示为Vinv max。
该三角波的周期为T2，相当于该三角波的频率的倒数。
图7是表示本发明的一实施方式的按照三角波连续变化的频率的一例的图。该频率是逆变器52的驱动频率。
在图7所示的曲线图中，横轴表示时间。纵轴表示逆变器52的驱动频率的值。
时间T1、时间T2、时间T3、时间T4是与图6所示的时间相同的时间。
在图7所示的曲线图中表示按照三角波变化的驱动频率的值的特性1121。将该三角波的最小值表示为f11，将该三角波的最大值表示为 f12。
该三角波的周期为T2，相当于该三角波的频率的倒数。
图6所示的逆变器52的输入电压的值的特性1111和图7所示的驱动频率的值的特性1121中周期一致。即，最大值和最小值的位置一致。
图8是表示本发明的一实施方式的使用三角波的情况下的EMI等级的一例的图。
在图8所示的曲线图中，横轴表示频率。纵轴表示EMI的等级。
另外，表示EMI(Electro Magnetic Interference)的等级的特性1131。在该特性1131中，在从频率f11至频率f12的范围内EMI的等级均匀分散。即，在规定的频率的范围内进行噪声分散。
在图6～图8的例子中，电压可变部56自发地使从电源部51到逆变器52的输出电压(逆变器52的输入电压)按照图6所示的三角波变化。
〈按照正弦波的连续的变化〉
参照图9～图11，说明按照正弦波的连续变化。
图9是表示本发明的一实施方式的按照正弦波连续变化的逆变器 52的输入电压的一例的图。
在图9所示的曲线图中，横轴表示时间。纵轴表示可变的逆变器 52的输入电压的值。
时间按从早向晚的顺序，一定间隔的时间为时间T11、时间T12、时间T13、时间T14。
在图9所示的曲线图中表示按照正弦波变化的逆变器52的输入电压的值的特性1211。将该正弦波的最小值表示为Vinv min，将该正弦波的最大值表示为Vinv max。
该正弦波的周期为T12，相当于该正弦波的频率的倒数。
图10是表示本发明的一实施方式的按照正弦波连续变化的频率的一例的图。该频率是逆变器52的驱动频率。
在图10所示的曲线图中，横轴表示时间。纵轴表示逆变器52的驱动频率的值。
时间T11、时间T12、时间T13、时间T14是与图9所示时间相同的时间。
在图10所示的曲线图中表示按照正弦波变化的驱动频率的值的特性1221。将该正弦波的最小值表示为f11，该正弦波的最大值表示为 f12。
该正弦波的周期为T12，相当于该正弦波的频率的倒数。
在图9所示的逆变器52的输入电压的值的特性1211和图10所示的驱动频率的值的特性1221中周期一致。即，最大值和最小值的位置一致。
图11是表示本发明的一实施方式的使用正弦波的情况下的EMI 等级的一例的图。
在图11所示的曲线图中，横轴表示频率。纵轴表示EMI的等级。
另外，表示EMI的等级的特性1231。在该特性1231中，在从频率f11至频率f12的范围内EMI的等级均匀分散。即，在规定的频率的范围内进行噪声分散。
在图9～图11的例子中，电压可变部56自发地使从电源部51到逆变器52的输出电压(逆变器52的输入电压)按照图9的正弦波变化。
此外，作为使逆变器52的输入电压连续变化的方式，不限于图6～图8的例子或图9～图11的例子，也可以使用其它的各种方式。此外，从电源部51到逆变器52的输出电压(逆变器52的输入电压)例如在电力传输时连续变化。
[离散的变化]
图12是表示本发明的一实施方式的离散地变化的逆变器52的输入电压的一例的图。
在图12所示的曲线图中，横轴表示时间。纵轴表示可变的逆变器 52的输入电压的值。
时间以从早至晚的顺序，一定间隔的时间为时间T21、…、时间 T25、…、时间T30、…、时间T35。
在图12所示的曲线图中表示按照阶梯状的形状变化的逆变器52 的输入电压的值的特性1311。该阶梯状的形状的逆变器52的输入电压的值表示为Vinv1、Vinv2、Vinv3、Vinv4、Vinv5、Vinv6。逆变器52 的输入电压的值以从小到大的顺序，一定间隔的电压的值为Vinv1、 Vinv2、Vinv3、Vinv4、Vinv5、Vinv6。
在本实施方式中，该阶梯状的形状的周期是逆变器52的输入电压的值变化的最小的时间宽度。具体而言，阶梯状逆变器52的输入电压的值变化的第i(i为1以上的整数)个时间表示为T(i)时，该周期为T(i)－T(i－1)。
图13是表示本发明的一实施方式的离散变化的频率的一例的图。
该频率是逆变器52的驱动频率。
在图13所示的曲线图中，横轴表示时间。纵轴表示逆变器52的驱动频率的值。
时间T21、…、时间T25、…、时间T30、…、时间T35是与图 12所示的时间相同的时间。
在图13所示的曲线图中表示按照阶梯状的形状变化的驱动频率的值的特性1321。该阶梯状的形状的驱动频率的最小值表示为f21，该阶梯状的形状的驱动频率的最大值表示为f26。此外，在本实施方式中，频率以从小到大的顺序，一定间隔的频率为f21、f22、f23、f24、f25、 f26。这些频率f21、f22、f23、f24、f25、f26的每一个与逆变器52的输入电压的值Vinv1、Vinv2、Vinv3、Vinv4、Vinv5、Vinv6的每一个对应。
在本实施方式中，该阶梯状的形状的周期为逆变器52的驱动频率的值变化的最小的时间宽度。具体而言，逆变器52的驱动频率的值阶梯状变化的第i(i为1以上的整数)个的时间表示为T(i)时，该周期为T(i)－T(i－1)。
在图12所示的逆变器52的输入电压的值的特性1311和图13所示的驱动频率的值的特性1321中，增加和减少的关系一致，最大值和最小值的位置一致。
图14是表示本发明的一实施方式的使用阶梯状的形状的变化的情况下的EMI等级的一例的图。
在图14所示的曲线图中，横轴表示频率。纵轴表示EMI的等级。
另外，表示EMI的等级的特性1331。在该特性1331中，EMI的等级分散在从频率f21至频率f26的每一个频率的值。即，在多个频率下进行噪声分散。
在图12～图14的例子中，电压可变部56自发地使从电源部51 到逆变器52的输出电压(逆变器52的输入电压)按照图12所示的阶梯状的形状变化。
此外，作为使从电源部51到逆变器52的输出电压(逆变器52的输入电压)离散变化的方式不限于图12～图14的例子，也可以使用其它的各种方式。此外，该输出电压例如在电力传输时离散地变化。
例如，在图12～图14的例子中表示了逆变器52的输入电压的值Vinv1～Vinv6以均等的间隔有所不同的情况，但这些间隔也可以不均等。
另外，在图12～图14的例子中表示了时间T21～T35以均等的间隔有所不同的情况，但这些间隔也可以不均等。
[使逆变器的输入电压变化的控制的频率]
图15是表示本发明的一实施方式的反馈的增益的频率特性的一例的图。
在图15所示的曲线图中，横轴表示频率。纵轴表示反馈的增益。
在图15所示的曲线图中表示频率和反馈的增益的关系的特性 1411。这种特性1411在装置的设计上获得。
优选频率比反馈的增益为0dB时的频率fz小。即，通过电压可变部56使逆变器52的输入电压变化的控制环的周期优选比反馈控制的开环增益为0dB的周期长。
进一步优选通过电压可变部56使逆变器52的输入电压变化的控制环的周期比反馈控制的开环增益为0dB的周期的10倍长。该情况下，在无线电力传输系统1中可确实防止误动作。
如图6～图8的例子或图9～图11的例子，在逆变器52的输入电压连续可变的情况下，将相当于逆变器52的输入电压变化的频率的倒数的周期设为通过电压可变部56使逆变器52的输入电压变化的控制环的周期。在这些例子中，该周期相当于连续返复相同的形状的波形部分(例如，波峰部分等)的时间间隔。
如图12～图14的例子，在逆变器52的输入电压离散可变的情况下，将逆变器52的输入电压变化为某值后至变化为不同的值的之间的时间的宽度即逆变器52的输入电压不变的时间宽度设为通过电压可变部56使逆变器52的输入电压变化的控制环的周期。在图12～图14 的例子中，具体而言，如时间T21和时间T22之间的时间的宽度、时间T22和时间T23之间的时间宽度，将阶梯状的等级为一定的时间幅设为该周期。在图12～图14的例子中表示这种时间宽度为一定，该周期为一定的情况，但作为其它的例子，也可以使用这种时间宽度不一定，该周期不一定的方式。
此外，也可以使用通过电压可变部56使逆变器52的输入电压变化的控制环的周期比反馈控制的开环增益为0dB的周期短的结构。
[使输出电压自发地变化的方式]
在此，在本实施方式中，所谓使输出电压自发地变化例如不是根据本来的输出的变化、与本来的输出的变化对应的反馈信号、或者干扰而使输出电压变化，不依赖本来的输出的变化、与本来的输出的变化对应的反馈信号、或干扰，而利用预设定的方法使输出电压变化。作为预设定的方法，例如也可以使用一般确定使输出电压变化的定时及在各自的定时使其变化的输出电压的值的方法，或者也可以使用随机决定使输出电压变化的定时或在各自的定时使其变化的输出电压的值中的一方或双方的方法。
作为具体例，在使输出电压自发的变化的方式中，在受限的时间中，在输出电压可变的范围的上限值和下限值双方(即该范围的两端) 多次使输出电压变化。
[受电装置的控制]
以上，在供电装置11中示出了进行用于负载分散的自发的控制的结构，作为其它的结构例，也可以在受电装置12中进行用于负载分散的自发的控制，可以获得同样的效果。例如，在受电装置12中使负载阻抗自发地变化。
而且，在供电装置11中进行用于负载分散的自发的控制，并且在受电装置12也可以进行用于负载分散的自发的控制。
[受电装置的负载阻抗的控制的具体例]
作为受电装置12的负载阻抗的控制的例子，对使通过检测部91 检测的值自发地变化的控制及使基于通过检测部91检测的值由控制比较部73生成的控制信号的基准值自发地变化的控制进行说明。在受电装置12中也可以进行这些控制中的一个以上。
在本实施方式中，为了方便说明，将可变的对象的值称为可变对象值。
〈使通过检测部检测的值自发地变化的控制〉
受电装置12中，在输出电路部72检测部91使检测的值(本实施方式中电压的值)自发地变化，并将这样变化的值输出到控制比较部 73。控制比较部73基于该值进行控制。
在此，作为使通过检测部91检测的值自发地变化的方式，例如也可以使用与关于通过供电装置11的电压可变部56使值变化的控制进行了说明的方式中任意的方式同样的方式。
此外，在此示出了使检测部91检测的值自发地变化的情况，作为其它的例子，输出电路部72的检测部91以外的功能部也可以在使通过检测部91检测出的值自发地变化后输出到控制比较部73。
〈使通过控制比较部生成的控制信号的基准值自发地变化的控制〉
受电装置12中，控制比较部73在基于通过检测部91检测出的值 (本实施方式中电压的值)生成控制信号时，自发使该控制信号的基准值变化，将由此生成的控制信号输出到受电侧通信部74。作为具体例，控制比较部73比较通过检测部91检测出的值和成为目标值的规定的基准值(本实施方式中基准电压的值)，在以检测值保持在该基准值(该目标值)的方式进行控制时，通过使该基准值自发地变化来使控制信号变化。作为其它的例，在将从输出电路部72供给到负载21 的电压进行分压测定的情况下，控制比较部73比较分压后的电压和成为目标值的规定的基准值(本实施方式中基准电压的值)，以分压后的电压保持在该基准值(该目标值)的方式控制时，通过使该基准值自发地变化来使控制信号变化。
在此，作为通过控制比较部73使控制信号的基准值自发地变化的方式，例如也可以使用与关于通过供电装置11的电压可变部56使值变化的控制进行了说明的方式中任意的方式同样的方式。
[使控制对象值自发地变化的方式]
以上，作为使其自发地变化的对象，说明了多种对象。在此，为了方便说明，将这种对象称为控制对象值进行说明。
在此，在本实施方式中，所谓使控制对象值自发地变化是指例如不是根据输出的变化、与输出的变化对应的反馈信号、或干扰而使控制对象值变化，不依赖于输出的变化、与输出的变化对应的反馈信号、或干扰，而通过预定的方法使控制对象值变化。作为预定的方法，例如也可以使用一般确定使控制对象值变化的定时及在各自的定时使其变化的控制对象值的方法，或者也可以使用随机确定使控制对象值变化的定时或在各自的定时使其变化的控制对象值中的一方或双方的方法。
作为具体例，在使控制对象值自发地变化的方式中在受限的时间内，控制对象值在可变的范围的上限值和下限值双方(即该范围的两端)多次使控制对象值变化。
[关于本实施方式]
如以上，在本实施方式的无线电力传输系统1中，通过在供电装置11和受电装置12的一方或双方使规定的控制对象值变化，根据控制对象值的变化控制驱动频率，实现噪声的频率分散。
这样，在本实施方式的无线电力传输系统1中，抑制输出变动，并能够增大频率变化宽度(频率分散区域)。
〈结构例〉
作为一结构例，是利用无线向受电装置(图1的例子中受电装置 12)传输电力的供电装置(图1的例中供电装置11)，为如以下的结构。
供电装置具备将电压转换为驱动频率的交流电压的逆变器(图1 的例中逆变器52)、生成供给到逆变器电压的电源(图1的例中电源部 51的电源)、被供给交流电压并使其产生交流磁场的供电线圈(图1 的例子中供电线圈装置53的供电线圈)、使电源的输出电压自发地变化的电压可变部(图1的例子中电压可变部56)。逆变器构成为根据该输出电压的变化控制驱动频率。
作为一结构例，在供电装置中，电压可变部使电源的基准电压可变，使上述输出电压变动。
作为一结构例，在供电装置中，电压可变部使上述输出电压连续变化。
该情况下，作为一结构例，在供电装置中，逆变器通过以受电装置的规定值(控制对象值)为目标值的方式控制的反馈控制，控制驱动频率。该规定值根据上述输出电压的变化而变化。
该情况下，作为一结构例，在供电装置中，相当于使上述输出电压变化的控制环的频率的倒数的周期长于反馈控制的开环增益为0dB 的周期。
作为一结构例，在供电装置中，电压可变部使上述输出电压离散变化。
该情况下，作为一结构例，在供电装置中，逆变器通过以受电装置的规定值(控制对象值)为目标值的方式控制的反馈控制，控制驱动频率。该规定值根据上述输出电压的变化而变化。
该情况下，作为一结构例，在供电装置中，相当于使上述输出电压变化的控制环的上述输出电压为一定的时间的周期长于反馈控制的开环增益为0dB的周期。
作为一结构例，无线电力传输系统具备以上的供电装置、以上的受电装置。
作为一结构例，在无线电力传输系统中，受电装置具备受电线圈(图1的例子中受电线圈装置71的受电线圈)、将受电线圈从供电线圈接收的交流电力转换为直流的转换部(图1的例子中转换部61)、检测控制对象值的检测部(图1的例子中检测部91)。转换部使对基于控制对象值和基准值生成的控制信号影响的规定的可变对象值自发地变化而动作。逆变器构成为根据该可变对象值的变化控制驱动频率。
作为一结构例，在无线电力传输系统中，转换部将通过检测部检测的控制对象值作为可变对象值自发地变动。
作为一结构例，在无线电力传输系统中，转换部将基准值作为可变对象值自发地变化。
作为一结构例，在无线电力传输系统中，使可变对象值连续变化。
该情况下，作为一结构例，在无线电力传输系统中，逆变器通过以受电装置的控制对象值为目标值的方式控制的反馈控制，控制驱动频率。控制对象值根据可变对象值的变化而变化。
该情况下，作为一结构例，在无线电力传输系统中，相当于使可变对象值变化的控制环的频率的倒数的周期长于反馈控制的开环增益为0dB的周期。
作为一结构例，在无线电力传输系统中，使可变对象值离散变化。
该情况下，作为一结构例，在无线电力传输系统中，逆变器通过以受电装置的控制对象值为目标值的方式控制的反馈控制，控制驱动频率。控制对象值根据可变对象值的变化而变化。
该情况下，作为一结构例，在无线电力传输系统中，相当于使可变对象值变化的控制环的可变对象值为一定的时间的周期长于反馈控制的开环增益为0dB的周期。
作为一结构例，在无线电力传输系统中，控制对象值为输出电流。
[变形例]
在本实施方式中示出了基于通过受电装置12的检测部91检测的电压进行反馈控制的情况，但作为其它的例子，代替电压也可以使用电流或电力。
在本实施方式中，示出了进行从受电装置12至供电装置11的反馈控制的情况，但不一定进行反馈控制，例如也可以进行前馈控制或预测控制。另外，也可以组合进行反馈控制或前馈控制和预测控制。
〈无线电力传输系统的其它例子〉
图16是表示本发明的其它的实施方式的无线电力传输系统401的概略的结构的图。
无线电力传输系统401具备供电装置411、受电装置412。
图16中还显示交流部431、负载421。
供电装置411具备噪声滤波器(NF：Noise Filter)451、整流平滑电路452、功率因数改善电路(PFC：Power Factor Correction)453、电源部454、逆变器455、供电线圈装置456、供电侧通信部457、V/f 控制电路458、电压可变部459。供电线圈装置456具备供电侧共振电路481。供电侧共振电路481包括供电线圈、供电侧电容器。此外，在本实施方式中交流部431与供电装置411为分体，作为其它的结构例，交流部431与供电装置411也可以为一体。
受电装置412具备受电线圈装置471、输出电路部472、控制比较部473、受电侧通信部474。输出电路部472具备检测部491。此外，在本实施方式中负载421与受电装置412为分体，作为其它的结构例，负载421与受电装置412也可以为一体。
在本实施方式中，为了方便说明，将输出电路部472及控制比较部473的部分显示为转换部461。此外，检测部491也可以配备在受电装置412的任意的位置。
在此，图16所示的无线电力传输系统401的结构及动作与图1所示的无线电力传输系统1的结构及动作比较，在供电装置411中比电源部454靠交流部431一侧具备噪声滤波器451和整流平滑电路452 和功率因数改善电路453的点不同，在其它的点相同。
在供电装置411中，噪声滤波器451对于从交流部431供给的交流的电压，除去噪声。
整流平滑电路452对于除去了噪声的交流的电压，进行整流及平滑化。
功率因数改善电路453对于整流及平滑化的电压，改善功率因数。而且，功率因数改善电路453将改善了功率因数的电压供给到电源部 454。
在本实施方式中，电源部454根据基于从电压可变部459输入的基准电压的值，转换从功率因数改善电路453供给的电压。
在图16所示的无线电力传输系统401中，也可得到与图1所示的无线电力传输系统1同样的效果。
[关于以上的实施方式]
将用于实现以上所示的实施方式的各装置(例如，供电装置11、 411或受电装置12、412等)的功能的一部分或全部的程序记录在计算机可读取的记录介质(存储介质)，通过在计算机系统中读入、执行该记录介质中所记录的程序，也可以进行处理。
此外，在此所说的“计算机系统”也可以包括操作系统(OS： Operating System)或周边设备等硬件。
另外，所谓“计算机可读的记录介质”是指软盘、光磁盘、ROM (Read OnlyMemory)、闪光存储器等可写入的非易失性存储器、DVD (Digital Versatile Disc)等便携介质、内置于计算机系统的硬盘等存储装置。另外，作为记录介质，例如也可以是暂时记录数据记录介质。
另外，所谓“计算机可读的记录介质”即为如经由因特网等网络或电话线路等通信线路发送程序的情况的成为服务器或客户端的计算机系统内部的易失性存储器(例如DRAM(Dynamic Random Access Memory))，也包括保持一定时间程序。
另外，上述的程序也可以从在存储装置等存储了该程序的计算机系统经由传输介质或通过传输介质中的传输波传输到其它的计算机系统。在此，传输程序的“传输介质”是指如因特网等网络(通信网) 或电话线路等通信线路(通信线)具有传输信息的功能的介质。
另外，上述的程序也可以是用于实现上述的功能的一部分的程序。另外，上述的程序也可以是通过与在计算机系统中已经记录上述的功能的程序的组合实现的程序，所谓差分文件(差分程序)。
以上，参照附图对本发明的实施方式进行了详述，但具体的结构不限于该实施方式，还包括不脱离本发明的主旨的范围的设计变更等。
符号说明
1、401…无线电力传输系统、11、411…供电装置、12、412…受电装置、21、421…负载、31、431…交流部、51、454…电源部、52、 455…逆变器、53、456…供电线圈装置、54、457…供电侧通信部、55、458…V/f控制电路、56、459…电压可变部、61、461…转换部、71、471…受电线圈装置、72、472…输出电路部、73、473…控制比较部、 74、474…受电侧通信部、81、481…供电侧共振电路、91、491…检测部、211、251…运算放大器、221、261…电压输入端、222～223、262～ 264、271～272…电阻、224、265…接地端、225、266…基准电压源、226、275…交流产生部、311、321…正极输入端、312、322…负极输入端、313、323…输出端、273…晶体管、274…电压源、451…噪声滤波器、452…整流平滑电路、453…功率因数改善电路、1011～1012、 1021～1022…输出频率特性、1111、1121、1131、1211、1221、1231、 1311、1321、1331、1411…特性。

Claims (19)

1.一种供电装置，其中，
是利用无线向受电装置传输电力的供电装置，
所述供电装置具备：
逆变器，其将电压转换为驱动频率的交流电压；
电源，其生成向所述逆变器供给的所述电压；
供电线圈，其被供给所述交流电压并产生交流磁场；以及
电压可变部，其使所述电源的输出电压自发地变化，
所述逆变器构成为根据所述输出电压的变化控制所述驱动频率。
2.根据权利要求1所述的供电装置，其中，
所述电压可变部使所述电源的基准电压可变，并使所述输出电压变动。
3.根据权利要求1或2所述的供电装置，其中，
所述电压可变部使所述输出电压连续变化。
4.根据权利要求3所述的供电装置，其中，
所述逆变器通过以所述受电装置的规定值为目标值的方式控制的反馈控制来控制所述驱动频率，
所述规定值根据所述输出电压的变化而变化。
5.根据权利要求4所述的供电装置，其中，
相当于使所述输出电压变化的控制环的频率的倒数的周期长于反馈控制的开环增益为0dB的周期。
6.根据权利要求1或2所述的供电装置，其中，
所述电压可变部使所述输出电压离散变化。
7.根据权利要求6所述的供电装置，其中，
所述逆变器通过以所述受电装置的规定值为目标值的方式控制的反馈控制来控制所述驱动频率，
所述规定值根据所述输出电压的变化而变化。
8.根据权利要求7所述的供电装置，其中，
相当于使所述输出电压变化的控制环的所述输出电压为一定的时间的周期长于反馈控制的开环增益为0dB的周期。
9.一种无线电力传输系统，其中，
具备权利要求1～8中任一项所述的供电装置和所述受电装置。
10.根据权利要求9所述的无线电力传输系统，其中，
所述受电装置具备受电线圈、将所述受电线圈从所述供电线圈接收的交流电力转换为直流的转换部、及检测控制对象值的检测部，
所述转换部使对基于所述控制对象值和基准值生成的控制信号有影响的规定的可变对象值自发地变化并动作，
所述逆变器构成为根据所述可变对象值的变化控制所述驱动频率。
11.根据权利要求10所述的无线电力传输系统，其中，
所述转换部使通过所述检测部检测的所述控制对象值作为所述可变对象值自发地变化。
12.根据权利要求10所述的无线电力传输系统，其中，
所述转换部使所述基准值作为所述可变对象值自发地变化。
13.根据权利要求10～12中任一项所述的无线电力传输系统，其中，
使所述可变对象值连续变化。
14.根据权利要求13所述的无线电力传输系统，其中，
所述逆变器通过以所述受电装置的所述控制对象值为目标值的方式控制的反馈控制来控制所述驱动频率，
所述控制对象值根据所述可变对象值的变化而变化。
15.根据权利要求14所述的无线电力传输系统，其中，
相当于使所述可变对象值变化的控制环的频率的倒数的周期长于反馈控制的开环增益为0dB的周期。
16.根据权利要求10～12中任一项所述的无线电力传输系统，其中，
使所述可变对象值离散变化。
17.根据权利要求16所述的无线电力传输系统，其中，
所述逆变器通过以所述受电装置的所述控制对象值为目标值的方式控制的反馈控制来控制所述驱动频率，
所述控制对象值根据所述可变对象值的变化而变化。
18.根据权利要求17所述的无线电力传输系统，其中，
相当于使所述可变对象值变化的控制环的所述可变对象值为一定的时间的周期长于反馈控制的开环增益为0dB的周期。
19.根据权利要求10～18中任一项所述的无线电力传输系统，其中，
所述控制对象值为输出电流。
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