CN112448482B - 非接触供电装置及送电装置 - Google Patents

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Abstract

提供能以简单的结构提高电力传输效率的非接触供电装置。非接触供电装置(1)的送电装置(2)具有：发送线圈(13)，经由受电装置(3)具有的接收线圈(21)向受电装置(3)供给电力；电力供给电路(10)，将经由在供给直流电力的电源(11)和发送线圈13之间被连接为全桥状或半桥状的多个开关元件(12a～12d)从电源(11)供给的直流电力转换为交流电力向发送线圈(13)供给；辅助线圈(14)，被配置为可与发送线圈(13)电磁耦合；以及静电电容元件(15、17)，与辅助线圈(14)连接。

Description

非接触供电装置及送电装置
技术领域
本发明涉及非接触供电装置、以及在非接触供电装置中被使用的送电装置。
背景技术
历来，一直在研究不经由金属的触点等而通过空间来传输电力的所谓非接触供电(也被称为无线供电)技术。
作为这样的非接触供电技术之一，提出了如下技术：仅在次级(受电)侧线圈中构成谐振电路，检测在谐振电路中流动的谐振电流的相位信息，基于该相位信息，确定驱动频率，使得在初级(输电)侧线圈中流动的驱动电流的电流相位比电压相位稍微延迟，并驱动初级线圈(例如，参照专利文献1)。此外，在这种技术中，由次级线圈的漏感、谐振电容器的电容和等效负载电阻确定的Q值被设定为以Q＝2/k2(k为耦合系数)决定的值以上的值。根据这种技术，初级线圈中的发热被抑制，并且可自动地选择从初级线圈侧观察到的功率因数最好的频率周波数作为驱动频率。此外，铜损和开关损耗都被减轻。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2015/173850号
发明内容
发明要解决的课题
然而，在上述技术中，为了设定适当的驱动频率，要求提高Q值。为了提高Q值，需要提高受电侧的线圈的电感，为此，要求将受电侧的线圈大型化。其结果，装置整体大型化。
因此，本发明的目的在于提供能够以简单的结构提高电力传输效率的非接触供电装置。
用于解决课题的方案
作为本发明的一种方式，提供具有送电装置和被以非接触方式从送电装置传输电力的受电装置的非接触供电装置。在该非接触供电装置中，送电装置具有：发送线圈，经由受电装置具有的接收线圈向受电装置供给电力；电力供给电路，具有在供给直流电力的电源和发送线圈之间被连接为全桥状或半桥状的多个开关元件，通过多个开关元件的接通和关断被以规定的频率切换而将从电源供给的直流电力转换为具有规定的频率的交流电力向发送线圈供给；辅助线圈，被配置为可与发送线圈电磁耦合；以及静电电容元件，与辅助线圈连接。
通过具有这样的结构，该非接触供电装置能够以简单的结构提高电力传输效率。
在该非接触供电装置中，优选发送线圈和辅助线圈间的耦合度大于发送线圈和接收线圈间的所假定的耦合度的最大值。
通过具有这样的结构，该非接触供电装置容易将各开关元件中流动的电流的相位相对电力供给电路的各开关元件被施加的电压的相位的延迟量设为适当的延迟量，其结果，能够减轻各开关元件的开关损耗。
此外，在该非接触供电装置中，优选送电装置的静电电容元件具有可调整的静电电容量。而且，优选送电装置还具有：电流检测电路，求电力供给电路的多个开关元件的其中一个中流动的电流的测量值；以及控制电路，根据电力供给电路的多个开关元件的任何一个被断开时的电流量的测量值，控制静电电容元件的静电电容量。
通过具有这样的结构，即使发送线圈和接收线圈间的耦合度变化，该非接触供电装置也可以将各开关元件中流动的电流的相位相对电力供给电路的各开关元件被施加的电压的相位的延迟量控制为适当的延迟量。因此，该非接触供电装置能够减轻各开关元件的开关损耗。
在这种情况中，优选若电力供给电路的多个开关元件的其中一个被断开时的电流量的测量值超过规定的上限阈值，则送电装置的控制电路控制静电电容元件，使得静电电容元件的静电电容量增加。
由此，由于能够抑制电力供给电路的各开关元件被断开的定时的、该开关元件中流动的电流的峰值，所以该非接触供电装置能够减轻各开关元件的开关损耗。
更优选若电力供给电路的多个开关元件的其中一个被断开时的电流量的测量值小于比规定的上限阈值低的规定的下限阈值，则控制电路控制静电电容元件，使得静电电容元件的静电电容量下降。
由此，该非接触供电装置能够抑制辅助线圈中流动的电流的有效值变得过高，减轻在辅助线圈中流动的电流造成的导通损耗。
或者另外，在该非接触供电装置中，优选送电装置的静电电容元件具有可调整的静电电容量。而且，优选送电装置还具有：电流检测电路，求辅助线圈中流动的电流量的测量值；以及控制电路，根据电力供给电路的多个开关元件的其中一个被断开时的电流量的测量值，控制静电电容元件的静电电容量。
通过具有这样的结构，即使发送线圈和接收线圈间的耦合度变化，该非接触供电装置也能够将各开关元件中流动的电流的相位相对电力供给电路的各开关元件被施加的电压的相位的延迟量控制为适当的延迟量。因此，该非接触供电装置能够减轻各开关元件的开关损耗。
作为本发明的另一方式，提供以非接触方式对受电装置进行电力传输的送电装置。该送电装置具有：发送线圈，经由受电装置具有的接收线圈向受电装置供给电力；电力供给电路，具有在供给直流电力的电源和发送线圈之间被连接为全桥状或半桥状的多个开关元件，通过多个开关元件的接通和关断被以规定的频率切换而将从电源供给的直流电力转换为具有规定的频率的交流电力向发送线圈供给；辅助线圈，被配置为能够与发送线圈电磁耦合；以及静电电容元件，与辅助线圈连接。
通过具有这样的结构，该送电装置能够以简单的结构提高电力传输效率。
附图说明
图1是包含本发明的一个实施方式的送电装置的非接触供电装置的概略结构图。
图2是表示逆变器电路的另一例的图。
图3(a)是表示发送线圈和辅助线圈间的耦合度小于发送线圈和接收线圈间的耦合度的情况下的、各开关元件中流动的电流的一例的图。图3(b)是表示发送线圈和辅助线圈间的耦合度与发送线圈和接收线圈间的耦合度相等的情况下的、各开关元件中流动的电流的一例的图。图3(c)是表示发送线圈和辅助线圈间的耦合度大于发送线圈和接收线圈间的耦合度的情况下的、各开关元件中流动的电流的一例的图。
图4是基于变形例的送电装置的概略结构图。
图5是表示基于模拟的、可变电容电路的静电电容量和逆变器电路的各开关元件中流动的电流以及辅助线圈中流动的电流的关系的一例的图。
标号说明
1 非接触供电装置
2、4 送电装置
10 电力供给电路
11 电源
12 逆变器电路
12a～12d 开关元件
12e 电容器
13 发送线圈
14 辅助线圈
15 电容器
16 控制电路
17 可变电容电路
171-1～171-n 电容器
172-1～172-n 开关元件
18 电流检测电路
3 受电装置
20 谐振电路
21 接收线圈
22 谐振电容器
23 受电电路
具体实施方式
以下，参照附图对基于本发明的一个实施方式的非接触供电装置进行说明。
在基于本发明的非接触供电装置中，输电侧的装置(以下，简称为送电装置)具有被配置为能够与输电用的线圈(以下，称为发送线圈)电磁耦合的辅助线圈以及与辅助线圈连接的静电电容元件。由此，该非接触供电装置将电力供给电路的各开关元件中流动的电流的相位相对向发送线圈供给交流电力的电力供给电路的各开关元件被施加的电压的相位的延迟量设为适当的延迟量，提高电力传输效率。此外，由于也可以不提高受电侧的装置(以下，称为受电装置)的谐振电路的Q值，所以该非接触供电装置也可以不将包含于该谐振电路中的、受电用的线圈(以下，称为接收线圈)大型化，其结果，可以将装置整体简化。
图1是包含本发明的一实施方式的送电装置的非接触供电装置的概略结构图。如图1所示，非接触供电装置1具有：送电装置2；以及从送电装置2经由空间被以非接触方式进行电力传输的受电装置3。送电装置2具有：电力供给电路10；发送线圈13；辅助线圈14；电容器15；以及控制电路16。另一方面，受电装置3具有：由接收线圈21及谐振电容器22构成的谐振电路20；以及受电电路23。基于本实施方式的非接触供电装置1不利用输电侧的谐振，而根据受电侧的谐振电路20相对被供给到发送线圈13的交流电力进行串联谐振的方式(NS方式)来传输电力。再者，非接触供电装置1也可以不利用输电侧的谐振，而根据受电侧的谐振电路20相对被供给到发送线圈13的交流电力进行并联谐振的方式(NP方式)来传输电力。
首先，对送电装置2进行说明。
电力供给电路10将交流电力向发送线圈13供给。为此，电力供给电路10具有电源11和逆变器电路12。
电源11供给直流电力。为此，例如，电源11具有：全波整流电路，与商用的交流电力源连接，用于将从该交流电力源供给的交流电力进行整流；以及平滑电容器，用于将从全波整流电路输出的脉动电力进行平滑。而且，电源11将从商用的交流电力源供给的交流电力转换为直流电力，将转换后的直流电力向逆变器电路12输出。再者，电源11也可以是电池这样的直流电力源。
逆变器电路12将从电源11供给的直流电力转换为具有规定的频率的交流电力，将转换后的交流电力向发送线圈13供给。再者，规定的频率能够设为受电装置3的谐振电路20以发送线圈13和接收线圈21间的所假定的耦合度进行谐振的频率。在本实施方式中，逆变器电路12为4个开关元件12a～12d被连接为全桥状的全桥逆变器。此外，例如，各开关元件可以设为n沟道型的MOSFET。
即，4个开关元件12a～12d之中，开关元件12a和开关元件12b被串联地连接在电源11的正极侧端子和负极侧端子之间。此外，在本实施方式中，开关元件12a被连接到电源11的正极侧，另一方面，开关元件12b被连接到电源11的负极侧。同样，4个开关元件12a～12d之中，开关元件12c和开关元件12d与开关元件12a及开关元件12b并联，并且被串联地连接在电源11的正极侧端子和负极侧端子之间。此外，开关元件12c被连接到电源11的正极侧，另一方面，开关元件12d被连接到电源11的负极侧。而且，发送线圈13的一端被连接到开关元件12a和开关元件12b之间，发送线圈13的另一端被连接到开关元件12c和开关元件12d之间。
如图2所示，逆变器电路12也可以是2个开关元件12a及12b相对电源11被连接为半桥状的半桥逆变器。在该情况下，发送线圈13的一端经由电容器12e被连接在开关元件12a和开关元件12b之间，发送线圈13的另一端被接地即可。
再者，送电装置2也可以还在电源11和逆变器电路12之间具有DC-DC转换器(未图示)。
发送线圈13将从电力供给电路10供给的交流电力经由空间向受电装置3的接收线圈21传输。再者，送电装置2也可以具有在发送线圈13和电力供给电路10的逆变器电路12之间与发送线圈13串联连接且用于切断直流电力的电容器。
辅助线圈14被配置为可与发送线圈13电磁耦合。为此，例如，辅助线圈14被卷绕到与发送线圈13相同轴心。再者，辅助线圈14的匝数可以与发送线圈13的匝数相同，或者也可以不同。而且辅助线圈14与电容器15一起对供给到发送线圈13的交流电力起作用，对于电力供给电路10的逆变器电路12的各开关元件12a～12d，将该开关元件中流动的电流的相位相对该开关元件被施加的电压的相位的延迟量设为适当的延迟量。由此，各开关元件12a～12d被断开时的该开关元件中流动的电流的峰值接近0。因此，各开关元件12a～12d造成的开关损耗被减轻。
电容器15是具有规定的静电电容量的静电电容元件的一例，与辅助线圈14连接，与辅助线圈14一起构成相位调整电路的一例即LC电路(以下，有时简称为LC电路)。而且，由辅助线圈14和电容器15构成的LC电路、即相位调整电路对于各开关元件12a～12d，将该开关元件中流动的电流的相位相对该开关元件被施加的电压的相位的延迟量设为适当的延迟量。再者，由辅助线圈14和电容器15构成的LC电路的谐振频率也可以与向发送线圈13供给的交流电力的频率不同。即，由辅助线圈14和电容器15构成的LC电路也可以不与发送线圈13中流动的交流电力流进行谐振。
控制电路16例如具有：非易失性的存储器电路及易失性的存储器电路；运算电路；用于与其他电路连接的接口电路；以及用于向电力供给电路10的逆变器电路12的各开关元件12a～12d输出控制信号的驱动电路。而且控制电路16控制逆变器电路12的各开关元件12a～12d，使得从电力供给电路10供给到发送线圈13的交流电力的频率为规定的频率。再者，如上述，规定的频率能够设为受电装置3的谐振电路20以发送线圈13和接收线圈21间的所假定的耦合度进行谐振的频率。
在本实施方式中，控制电路16将开关元件12a及开关元件12d的组和开关元件12b及开关元件12c的组交替地接通。而且，控制电路16在与被供给到发送线圈13的交流电力的频率对应的1周期内使开关元件12a及开关元件12d的组为接通的期间和开关元件12b及开关元件12c的组为接通的期间相等。再者，优选控制电路16使开关元件12a及开关元件12d的组和开关元件12b及开关元件12c的组同时接通，防止电源11被短路。为此，在控制电路16切换开关元件12a及开关元件12d的组和开关元件12b及开关元件12c的组的接通/关断时，也可以设置双方的开关元件的组为关断的静寂时间(dead time)。此外，在逆变器电路12为图2所示的半桥逆变器的情况下，控制电路16将开关元件12a和开关元件12b以被供给到发送线圈13的交流电力的频率交替地接通即可。
接着，对受电装置3进行说明。
接收线圈21与谐振电容器22一起构成谐振电路20，通过与送电装置2的发送线圈13中流动的交流电力流进行谐振，从发送线圈13接收电力。在本实施方式中，谐振电容器22与接收线圈21串联连接，但谐振电容器22也可以与接收线圈21并联连接。此外，在谐振电路20内，也可以在接收线圈21和受电电路23具有的整流电路之间设置与接收线圈21串联连接的线圈。而且，从谐振电路20输出的交流电力被向受电电路23输出。再者，接收线圈21的匝数可以与发送线圈13的匝数相同，或者也可以彼此不同。
受电电路23将来自谐振电路20的交流电力转换为直流电力，将直流电力向与受电电路23连接的负载电路(未图示)输出。为此，受电电路23例如具有：全波整流电路，将来自谐振电路20的交流电力转换为脉动电力；以及平滑电容器，用于将从全波整流电路输出的脉动电力进行平滑向负载电路输出。
以下，对用于减轻电力供给电路10的逆变器电路12的各开关元件的开关损耗的、送电装置2的各电路元件的参数设定及各线圈间的耦合度的关系进行说明。
在本实施方式中，在发送线圈13和接收线圈21间的耦合度较低的情况下，例如，在受电装置3远离送电装置2而几乎无法从送电装置2受电的情况下，发送线圈13中流动的电流的相位比电力供给电路10的逆变器电路12的各开关元件被施加的电压的相位延迟。此外，在受电装置3的受电电路23中流动的电流较少的情况下也是同样。因此，优选对辅助线圈14的电感及电容器15的电容量进行设定，使得在由辅助线圈14和电容器15构成的LC电路中流动的电流的相位比电力供给电路10的各开关元件被施加的电压的相位超前。为此，优选对辅助线圈14的电感及电容器15的静电电容量进行设定，使得LC电路的谐振频率高于被供给到发送线圈13的交流电力的频率。
此外，辅助线圈14的电感越大越好。这是因为辅助线圈14的电感越大，LC电路中流动的电流越减少。例如，优选对辅助线圈14的电感进行设定，使得LC电路中流动的电流小于发送线圈13中流动的电流之中的不依赖于被连接到谐振电路20的受电电路23及负载电路的负载的励磁电流分量。即，优选辅助线圈14的电感大于对发送线圈13和接收线圈21间的所假定的耦合度的最大值kmax乘以了发送线圈13和接收线圈21进行电磁耦合的情况下的输电侧的自感所得的值。
而且，优选发送线圈13及辅助线圈14被配置为，使得发送线圈13和辅助线圈14间的耦合度高于发送线圈13和接收线圈21间的所假定的耦合度的最大值kmax。例如，发送线圈13和辅助线圈14被卷绕到相同轴心，并且被空出发送线圈13和辅助线圈14间的耦合度高于发送线圈13和接收线圈21间的所假定的耦合度的最大值kmax程度的间隔来配置即可。由此，发送线圈13中流动的电流的相位相对发送线圈13被施加的电压的相位的延迟变小，其结果，容易使逆变器电路12的各开关元件被断开时的电流的峰值下降。
图3(a)是表示基于模拟的、发送线圈13和辅助线圈14间的耦合度小于发送线圈13和接收线圈21间的耦合度的情况下的、各开关元件中流动的电流的一例的图。图3(b)是表示基于模拟的、发送线圈13和辅助线圈14间的耦合度与发送线圈13和接收线圈21间的耦合度相等情况下的、各开关元件中流动的电流的一例的图。图3(c)是表示基于模拟的、发送线圈13和辅助线圈14间的耦合度大于发送线圈13和接收线圈21间的耦合度的情况下的、各开关元件中流动的电流的一例的图。
在图3(a)～图3(c)所示的模拟中，假设逆变器电路12是图2所示的半桥逆变器。此外，将发送线圈13的电感设为91μH，将电容器12e的静电电容量设为220nF。此外，将辅助线圈14的电感设为100μH，将电容器15的静电电容量设为30nF。而且，将接收线圈21的电感设为121μF，将谐振电容器22的静电电容量设为60nF。而且，将与受电装置3连接的负载电路的电阻值Ro设为10Ω。此外，在图3(a)所示的模拟中，将发送线圈13和接收线圈21间的耦合度k12设为0.2，将发送线圈13和辅助线圈14间的耦合度k13设为0.1，将辅助线圈14和接收线圈21间的耦合度k23设为0.2。而且，在图3(b)所示的模拟中，将发送线圈13和接收线圈21间的耦合度k12、发送线圈13和辅助线圈14间的耦合度k13、辅助线圈14和接收线圈21间的耦合度k23的任何一个都设为0.2。而且，在图3(c)所示的模拟中，将发送线圈13和接收线圈21间的耦合度k12及辅助线圈14和接收线圈21间的耦合度k23设为0.2，将发送线圈13和辅助线圈14间的耦合度k13设为0.7。
在图3(a)～图3(c)各自的曲线中，横轴表示时间，纵轴表示电流量。而且时刻t1及t2表示开关元件12a被断开的定时。在图3(a)中，波形301表示耦合度k12大于耦合度k13的情况下的、开关元件12a中流动的电流的波形。同样，在图3(b)中，波形311表示耦合度k12与耦合度k13相等的情况下的、开关元件12a中流动的电流的波形。而且，在图3(c)中，波形321表示耦合度k12小于耦合度k13的情况下的、开关元件12a中流动的电流的波形。
如波形301、311及321所示可知，发送线圈13和辅助线圈14间的耦合度k13相对发送线圈13和接收线圈21间的耦合度k12越大，逆变器电路12的开关元件的断开时的电流的峰值、以及开关元件中流动的电流的有效值越降低。由此可知，优选耦合度k13大于耦合度k12。
如以上说明的，该非接触供电装置具有：辅助线圈，被配置为能够与送电装置的发送线圈电磁耦合；以及电容器，与辅助线圈一起构成LC电路。由此，该非接触供电装置能够使各开关元件中流动的电流的相位相对将交流电力供给到发送线圈的电力供给电路的逆变器电路具有的各开关元件被施加的电压的相位的延迟量适当。由此，该非接触供电装置能够使逆变器电路的各开关元件中流动的电流的有效值及各开关元件被断开的定时的、各开关元件中流动的电流的峰值下降，减轻各开关元件的开关损耗及导通损耗。其结果，该非接触供电装置可以使接收线圈的Q值不那么高，将接收线圈小型化，所以能够以简单的结构提高电力传输效率。
再者，在电力传输中，在送电装置2和受电装置3能够相对彼此移动的情况下，有时在电力传输中发送线圈13和接收线圈21间的耦合度发生变化。若发送线圈13和接收线圈21间的耦合度发生变化，则根据该变化，各开关元件中流动的电流的相位相对电力供给电路10的逆变器电路12的各开关元件被施加的电压的相位的延迟量也变动。
因此，根据变形例，送电装置2也可以具有与辅助线圈14连接且与辅助线圈14一起构成LC电路的可变电容电路。而且，送电装置2的控制电路16根据电力供给电路10的逆变器电路12的其中一个开关元件中流动的电流，控制可变电容电路的静电电容量。由此，控制电路16适当地控制各开关元件中流动的电流的相位相对电力供给电路10的逆变器电路12的各开关元件被施加的电压的相位的延迟量。
图4是基于该变形例的送电装置4的概略结构图。与基于上述实施方式的送电装置2比较，基于该变形例的送电装置4在具有可变电容电路17取代电容器15、而且具有探测在逆变器电路12的其中一个开关元件中流动的电流的电流检测电路18方面有所不同。而且，在该变形例中，控制电路16根据由电流检测电路18探测的电流量的测量值，控制可变电容电路17的静电电容量。因此，以下对可变电容电路17、电流检测电路18、以及基于控制电路16的可变电容电路17的静电电容量的控制进行说明。关于送电装置4的其他结构要素，参照与基于上述实施方式的送电装置2对应的结构要素的说明。
可变电容电路17是静电电容元件的另一例，与辅助线圈14一起构成LC电路。此外，可变电容电路17具有可调整的静电电容量。为此，可变电容电路17具有：被彼此并联地连接到辅助线圈14的多个电容器171-1～171-n(n为2以上的整数)；以及多个开关元件172-1～172-n。而且，电容器171-k(k＝1，2，…，n)和开关元件172-k被串联连接。再者，多个电容器171-1～171-n的其中一个也可以不经由开关元件而与辅助线圈14连接。
多个开关元件172-1～172-n各自可以设为例如继电器或n沟道型的MOSFET。在各开关元件为n沟道型的MOSFET的情况下，各开关元件的漏极端子经由对应的电容器与辅助线圈14的一端连接，各开关元件的源极端子与辅助线圈14的另一端连接。此外，各开关元件的栅极端子与控制电路16连接。
多个开关元件172-1～172-n分别由控制电路16切换接通/关断。而且，在多个电容器171-1～171-n之中，与接通的开关元件串联连接的电容器有助于LC电路的动作。即，在多个开关元件172-1～172-n之中，接通的开关元件的数越增多，可变电容电路17的静电电容量越增加。因此，LC电路中流动的电流的有效值增加。LC电路中流动的电流的相位相对发送线圈13被施加的电压的相位超前，所以LC电路中流动的电流的有效值越增加，LC电路中流动的电流对电力供给电路10的逆变器电路12中流动的电流的相位造成的影响越大。其结果，各开关元件中流动的电流的相位相对逆变器电路12具有的各开关元件被施加的电压的相位的延迟量变少。
电流检测电路18测量电力供给电路10的逆变器电路12具有的开关元件12a～12b的其中一个中流动的电流量。电流检测电路18例如能够设为能够测量直流电力流的公知的各种各样的电流检测电路的其中一种。在本实施方式中，电流检测电路18被连接在开关元件12b的源极端子和电源11的负极侧端子之间。而且，电流检测电路18测量在开关元件12b中流动的电流量，将表示测量出的电流量的信号向控制电路16输出。再者，电流检测电路18也可以被连接在开关元件12a的漏极端子和电源11的正极侧端子之间，测量在开关元件12a中流动的电流。
控制电路16基于由电流检测电路18测量出的、逆变器电路12的其中一个开关元件中流动的电流量的测量值，控制可变电容电路17的静电电容量。在本实施方式中，控制电路16基于开关元件12b被断开的定时的电流量的测量值，控制可变电容电路17的静电电容量。
图5是表示基于模拟的、可变电容电路17的静电电容量和逆变器电路12的各开关元件中流动的电流及辅助线圈14中流动的电流的关系的一例的图。在图5所示的模拟中，设可变电容电路17的静电电容量以外的各电路元件的参数值与图3(a)～图3(c)的模拟中的参数值相同。此外，将发送线圈13和接收线圈21间的耦合度及辅助线圈14和接收线圈21间的耦合度设为0.2，将发送线圈13和辅助线圈14间的耦合度设为0.7。
在图5的各曲线中，横轴表示时间，纵轴表示电流量。而且，时刻t1表示开关元件12b被断开的定时。上侧的曲线所示的波形501～505分别表示使可变电容电路17的静电电容量从30nF依次每次增加2nF时的在开关元件12b中流动的电流的波形。下侧的曲线所示的波形511～515分别表示使可变电容电路17的静电电容量从30nF依次每次增加2nF时的在辅助线圈14中流动的电流的波形。
如波形501～505所示可知，可变电容电路17的静电电容量越增加，开关元件12b被断开的定时的、在开关元件12b中流动的电流的峰值越下降。另一方面，如波形511～515所示可知，可变电容电路17的静电电容量越增加，在辅助线圈14中流动的电流的有效值越上升。
因此，若逆变器电路12的其中一个开关元件(例如，被测量电流量的开关元件12b)被断开的定时的、电流检测电路18的电流量的测量值超过规定的上限阈值，则控制电路16控制可变电容电路17，使得将可变电容电路17的多个开关元件172-1～172-n之中为关断的开关元件的其中一个设为接通。由此，可变电容电路17的静电电容量增加，其结果，逆变器电路12的各开关元件被断开的定时的、在各开关元件中流动的电流的峰值下降，开关损耗被减轻。
另一方面，若逆变器电路12的其中一个开关元件被断开的定时的、电流检测电路18的电流量的测量值小于比上述上限阈值低的规定的下限阈值，则控制电路16控制可变电容电路17，使得将可变电容电路17的多个开关元件172-1～172-n之中为接通的开关元件的其中一个设为关断。由此，可变电容电路17的静电电容量下降，其结果，辅助线圈14中流动的电流的有效值下降，包含辅助线圈14的LC电路造成的导通损耗被减轻。
如以上说明的，根据该变形例，非接触供电装置根据电力供给电路的逆变器电路具有的各开关元件中流动的电流，控制用于构成LC电路的可变电容电路的静电电容量。因此，即使发送线圈和接收线圈间的耦合度变化，基于该变形例的非接触供电装置也能够将各开关元件中流动的电流的相位相对逆变器电路具有的各开关元件被施加的电压的相位的延迟量保持为适当的延迟量，其结果，能减轻各开关元件的开关损耗及LC电路的导通损耗。
再者，在该变形例中，电流检测电路18也可以被连接在辅助线圈14和可变电容电路17之间，求辅助线圈14中流动的电流量的测量值，将该电流量的测量值向控制电路16输出。在该情况下，控制电路16根据逆变器电路12的其中一个开关元件被断开的定时的、辅助线圈14中流动的电流量，控制可变电容电路17的静电电容量即可。如图5所示，可变电容电路17的静电电容量越增加，辅助线圈14中流动的电流的有效值越上升，并且逆变器电路12的各开关元件被断开的定时的、在各开关元件中流动的电流的峰值越下降。因此，若逆变器电路12的其中一个开关元件被断开的定时的、在电流检测电路18的辅助线圈14中流动的电流量的测量值小于规定的下限阈值，则控制电路16控制可变电容电路17，使得将可变电容电路17的多个开关元件172-1～172-n之中为关断的开关元件的其中一个设为接通即可。由此，可变电容电路17的静电电容量增加，其结果，逆变器电路12的各开关元件被断开的定时的、在各开关元件中流动的电流的峰值下降，开关损耗被减轻。
另一方面，若逆变器电路12的其中一个开关元件被断开的定时的、在电流检测电路18的辅助线圈14中流动的电流量的测量值超过比规定的下限阈值高的规定的上限阈值，则控制电路16控制可变电容电路17，使得将可变电容电路17的多个开关元件172-1～172-n之中为接通的开关元件的其中一个设为关断即可。由此，可变电容电路17的静电电容量下降，其结果，在辅助线圈14中流动的电流的有效值下降，包含辅助线圈14的LC电路造成的导通损耗被减轻。
而且，在上述各变形例中，对可变电容电路17的静电电容量进行控制的控制电路也可以与对逆变器电路12进行控制的控制电路16单独地设置。在该情况下，控制电路16将逆变器电路12的其中一个开关元件被断开的定时通知给对可变电容电路17的静电电容量进行控制的控制电路即可。由此，对可变电容电路17的静电电容量进行控制的控制电路能够确定逆变器电路12的其中一个开关元件被断开的定时的、在辅助线圈14中流动的电流量的测量值。
这样，本领域技术人员能够在本发明的范围内与所实施的方式相匹配地进行各种各样的变更。

Claims (7)

1.一种非接触供电装置，具有送电装置和被以非接触方式从所述送电装置传输电力的受电装置，
所述送电装置具有：
发送线圈，经由所述受电装置具有的接收线圈向所述受电装置供给电力；
电力供给电路，具有在供给直流电力的电源和所述发送线圈之间被连接为全桥状或半桥状的多个开关元件，通过所述多个开关元件的接通和关断被以规定的频率切换而将从所述电源供给的直流电力转换为具有所述规定的频率的交流电力向所述发送线圈供给；
辅助线圈，被配置为能够与所述发送线圈电磁耦合；
静电电容元件，与所述辅助线圈连接，且具有能够调整的静电电容量；
电流检测电路，求在所述电力供给电路的所述多个开关元件的其中一个中流动的电流的测量值；以及
控制电路，根据所述电力供给电路的所述多个开关元件的其中一个被断开时的所述电流的测量值，控制所述静电电容元件的静电电容量。
2.如权利要求1所述的非接触供电装置，
所述发送线圈和所述辅助线圈间的耦合度大于所述发送线圈和所述接收线圈间的所假定的耦合度的最大值。
3.如权利要求1或2所述的非接触供电装置，
若所述电力供给电路的所述多个开关元件的其中一个被断开时的所述电流量的测量值超过规定的上限阈值，则所述控制电路控制所述静电电容元件，使得所述静电电容元件的静电电容量增加。
4.如权利要求3所述的非接触供电装置，
若所述电力供给电路的所述多个开关元件的其中一个被断开时的所述电流量的测量值小于比所述规定的上限阈值低的规定的下限阈值，则所述控制电路控制所述静电电容元件，使得所述静电电容元件的静电电容量下降。
5.一种送电装置，以非接触方式对受电装置传输电力，具有：
发送线圈，经由所述受电装置具有的接收线圈向所述受电装置供给电力；
电力供给电路，具有在供给直流电力的电源和所述发送线圈之间被连接为全桥状或半桥状的多个开关元件，通过所述多个开关元件的接通和关断被以规定的频率切换而将从所述电源供给的直流电力转换为具有所述规定的频率的交流电力向所述发送线圈供给；
辅助线圈，被配置为能够与所述发送线圈电磁耦合；
静电电容元件，与所述辅助线圈连接，且具有能够调整的静电电容量；
电流检测电路，求在所述电力供给电路的所述多个开关元件的其中一个中流动的电流的测量值；以及
控制电路，根据所述电力供给电路的所述多个开关元件的其中一个被断开时的所述电流的测量值，控制所述静电电容元件的静电电容量。
6.一种非接触供电装置，具有送电装置和被以非接触方式从所述送电装置传输电力的受电装置，
所述送电装置具有：
发送线圈，经由所述受电装置具有的接收线圈向所述受电装置供给电力；
电力供给电路，具有在供给直流电力的电源和所述发送线圈之间被连接为全桥状或半桥状的多个开关元件，通过所述多个开关元件的接通和关断被以规定的频率切换而将从所述电源供给的直流电力转换为具有所述规定的频率的交流电力向所述发送线圈供给；
辅助线圈，被配置为能够与所述发送线圈电磁耦合；
静电电容元件，与所述辅助线圈连接，且具有能够调整的静电电容量；
电流检测电路，求在所述辅助线圈中流动的电流的测量值；以及
控制电路，根据所述电力供给电路的所述多个开关元件的其中一个被断开时的所述电流的测量值，控制所述静电电容元件的静电电容量。
7.一种送电装置，以非接触方式对受电装置传输电力，具有：
发送线圈，经由所述受电装置具有的接收线圈向所述受电装置供给电力；
电力供给电路，具有在供给直流电力的电源和所述发送线圈之间被连接为全桥状或半桥状的多个开关元件，通过所述多个开关元件的接通和关断被以规定的频率切换而将从所述电源供给的直流电力转换为具有所述规定的频率的交流电力向所述发送线圈供给；
辅助线圈，被配置为能够与所述发送线圈电磁耦合；
静电电容元件，与所述辅助线圈连接，且具有能够调整的静电电容量；
电流检测电路，求在所述辅助线圈中流动的电流的测量值；以及
控制电路，根据所述电力供给电路的所述多个开关元件的其中一个被断开时的所述电流的测量值，控制所述静电电容元件的静电电容量。
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