CN115699510A - 绝缘型谐振电路装置及非接触供电系统 - Google Patents

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Abstract

绝缘型谐振电路装置具备：第一谐振电路，包括互相电磁耦合且电绝缘的第一及第二LC谐振电路，并根据输入的交流电压以预定的第一谐振频率进行振荡，产生振荡信号电压并输出；整流电路，包括多个开关元件，并依照预定的多个栅极信号对振荡信号电压进行切换，然后进行平滑而向负载输出预定的直流电压；第二谐振电路，具有与第一谐振频率实质上相同的第二谐振频率，与振荡信号电压谐振并进行检测，并将检测出的振荡信号电压输出；以及控制电路，通过将来自第二谐振电路的振荡信号电压与用于得到目标输出电压和/或目标输出电流的比较信号电压进行比较，产生用于控制整流电路的多个栅极信号并向整流电路输出。

Description

绝缘型谐振电路装置及非接触供电系统
技术领域
本发明涉及具备例如相互电绝缘的多个LC谐振电路及控制电路的绝缘型谐振电路装置、和具备所述绝缘型谐振电路装置的非接触供电系统。
背景技术
目前，无人搬运车(AGV(Automatic Guided Vehicle)等的移动体搭载有锂离子蓄电池等充电电池。在对该充电电池进行充电时，在使AGV移动至充电站之后，使搭载于AGV的受电线圈与充电站的送电线圈电磁耦合而在非接触充电系统中进行非接触充电。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第6201388号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
但是，在所述非接触充电系统中，如图10所示，存在以下两个课题。
(课题1)若送电线圈与受电线圈之间的位置关系发生变化，则电感变化，谐振频率fr变化，开关频率fsw与fr变得不一致，从而造成效率恶化等的不良影响。由此，为了使开关频率与谐振频率一致，需要用于控制开关元件的驱动电路的机构。另外，由于充电电路的输出电压、输出电流等的输出特性根据电感的变化而变化，因此，用于满足充电电池的充电曲线的电路设计或控制变得复杂。
(课题2)负载根据充电电池的余量而变动，其结果是，充电电路的输出电压、输出电流等的输出特性变动。由此，用于满足充电电池的充电曲线的电路设计或控制变得复杂。
在此，课题1及2例如可以通过专利文献1中公开的技术解决，但产生以下的其它课题。
例如，为了控制非接触供电系统的输出特性，需要追加送电装置的电路、或者相对于受电装置的电路的控制电路。另外，为了进行该控制，还需要利用无线通信系统。因此，存在因为构成部件的增加导致电路尺寸增大、或者因为通信延迟或中断而无法控制电路的输出特性这一课题。
本发明的目的在于解决以上的问题点，提供不需要用于解决所述两个课题的复杂控制，仅追加比现有技术简单的电路，就可以削减用于控制输出特性的一部分(送电装置的控制电路、或者用于控制送电装置的通信系统等)的绝缘型谐振电路装置、和使用所述绝缘型谐振电路装置的非接触供电系统。
用于解决问题的技术方案
本发明涉及的绝缘型谐振电路装置具备：
第一谐振电路，包括互相电磁耦合且电绝缘的第一及第二LC谐振电路，并根据输入的交流电压以预定的第一谐振频率进行振荡，产生振荡信号电压并输出；
整流电路，包括多个开关元件，并依照预定的多个栅极信号对所述振荡信号电压进行切换，然后进行平滑而向负载输出预定的直流电压；
第二谐振电路，具有与所述第一谐振频率实质上相同的第二谐振频率，与所述振荡信号电压谐振并进行检测，并将检测出的振荡信号电压输出；以及
控制电路，通过将来自所述第二谐振电路的振荡信号电压与用于得到预定的目标输出电压和/或预定的目标输出电流的比较信号电压进行比较，产生用于控制所述整流电路的所述多个栅极信号并向所述整流电路输出。
发明效果
因此，根据本发明涉及的绝缘型谐振电路装置等，通过在受电装置追加第二LC谐振电路，能够削减用于控制输出特性的一部分(送电装置的控制电路、或者用于控制送电装置的通信系统等)。由此，与现有技术相比，构成简单，可以大幅削减制造成本。
附图说明
图1是表示实施方式1涉及的非接触供电系统的构成例的框图。
图2A是表示图1的逆变电路12的构成例的电路图。
图2B是表示图1的控制电路30的构成例的框图。
图3是表示图1的非接触供电系统的动作例的各电压及信号的时序图。
图4是表示实施方式2涉及的非接触供电系统中使用的控制电路30A的构成例的框图。
图5是表示图4的非接触供电系统的动作例的各电压及信号的时序图。
图6是表示实施方式3涉及的非接触供电系统的构成例的框图。
图7是表示实施方式4涉及的非接触供电系统的构成例的框图。
图8A是表示图1等的LC谐振电路13的构成例的电路图。
图8B是表示变形例1涉及的LC谐振电路13A的构成例的电路图。
图8C是表示变形例2涉及的LC谐振电路13B的构成例的电路图。
图8D是表示变形例3涉及的LC谐振电路13C的构成例的电路图。
图8E是表示变形例4涉及的LC谐振电路13D的构成例的电路图。
图8F是表示变形例5涉及的LC谐振电路13E的构成例的电路图。
图9A是表示变形例6涉及的LC谐振电路14B的构成例的电路图。
图9B是表示变形例7涉及的LC谐振电路14C的构成例的电路图。
图9C是表示变形例8涉及的LC谐振电路14D的构成例的电路图。
图9D是表示变形例9涉及的LC谐振电路14E的构成例的电路图。
图9E是表示变形例10涉及的LC谐振电路14F的构成例的电路图。
图9F是表示变形例11涉及的LC谐振电路14G的构成例的电路图。
图10是表示用于说明现有技术涉及的问题点的非接触供电系统中的输出电压的频谱的图表。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明涉及的实施方式进行说明。此外，对相同或同样的构成要素标注相同的附图标记。
(发明人的见解)
在以下的实施方式中，以下对于不需要在送电装置与受电装置之间进行通信，仅根据受电装置的信息控制受电装置的电路，能够相对于送电装置与受电装置之间的耦合度及负载变动而形成为所期望的输出特性(输出电压特性以及/或者输出电流特性)的绝缘型谐振电路装置及其控制方法、以及非接触供电系统进行说明。
为了解决上述现有技术中的课题，本发明涉及的实施方式的特征在于，其构成为仅根据受电装置的信息控制受电装置所具备的整流用逆变电路。在此，具有以下的构成。
(1)若送电装置的送电线圈与受电装置的受电线圈之间的位置关系发生变化，则电感变化，或者，若耦合度发生变动，则送电装置的逆变电路的栅极信号与受电装置的整流电路(逆变电路)的栅极信号的相位差发生变化。
(2)通过与受电装置的谐振电路连接的第二谐振电路检测该相位差，算出相对于负载的变动以及电感或耦合度的变动成为所期望的输出特性(输出电压或输出电流)的预定的相位差。
(3)通过受电装置的控制电路控制驱动逆变电路的栅极信号的频率及相位差。此时，作为控制方法有下述两种。
(控制方法A)算出输出特性不依赖于电感、耦合度或者负载的变动的、送电装置的逆变电路的栅极信号与整流用逆变电路的栅极信号之间的相位差，并根据该相位差控制整流用逆变电路的栅极信号。这在实施方式1中公开。
(控制方法B)算出输出特性不依赖于电感、耦合度或者负载的变动的整流用逆变电路的管脚间的预定的相位差，并根据该相位差控制整流用逆变电路的栅极信号。这在实施方式2中公开。
(4)由此，不需要在送电装置与受电装置之间进行通信，能够相对于电感、耦合度以及负载变动而控制为所期望的输出特性(输出电压或者输出电流)。
以下，对本发明的实施方式及变形例涉及的这些控制电路及控制方法进行说明。以下的所有实施方式及变形例是用于实施本发明的一例，并不限定于此。
(实施方式1)
图1是表示实施方式1涉及的非接触供电系统的构成例的框图。
在图1中，实施方式1涉及的非接触供电系统具备送电装置100和受电装置200而构成。在此，送电装置100具备功率因数改善电路(以下称为PFC电路。)11、逆变电路12以及送电用LC谐振电路13而构成。另一方面，受电装置200具备受电用LC谐振电路14、逆变电路15、平滑用电解电容器16、负载17、控制电路30、以及作为电压检测用LCR谐振电路的第二谐振电路22而构成。此外，由送电用LC谐振电路13和受电用LC谐振电路14构成第一谐振电路21。另外，由逆变电路15及电解电容器16构成整流电路。受电装置200还具备电压检测器31、32、34和电流检测器33、35。
在此，LC谐振电路13例如由电容器C1与电感器L1的串联电路构成，LC谐振电路14例如由电容器C2、C3与电感器L2的串联电路构成。另外，第二谐振电路22由电感器L3、电容器C3以及电阻R1的串联电路构成，并被构成为具有与第一谐振电路21的振荡频率实质上相同的谐振频率。
另外，由谐振电路13、14、22、逆变电路15、电解电容器16以及控制电路30构成本发明涉及的绝缘型谐振电路装置301。另外，送电装置100与受电装置200例如为了充电等的电源供给而相互位于附近，从而LC谐振电路13的电感器L1与LC谐振电路14的电感器L2相互以预定的耦合度电磁耦合而电绝缘。
在送电装置100中，PFC电路11将例如来自商用交流电源等交流电源的交流电压即输入电压Vin转换为直流电压，并使用预定的功率因数改善方法对输入电压进行功率因数改善处理，然后DCDC转换为预定的直流电压并向逆变电路12输出。逆变电路12通过对来自PFC电路11的直流电压进行切换而产生交流电压并向LC谐振电路13输出。LC谐振电路13根据输入的交流电压以预定的谐振频率fr进行谐振而产生包含具有该谐振频率fr的交流电压的交流电力，并向与LC谐振电路13耦合的LC谐振电路14送电。
图2A是表示图1的逆变电路12的构成例的电路图。在图2A中，逆变电路12被构成为：分别为开关元件的四个MOS晶体管Q21～Q24以桥形式连接，还具备控制电路12C。在此，MOS晶体管Q21、Q24是高侧(高电压侧)的开关元件，MOS晶体管Q22、Q23是低侧(低电压侧)的开关元件。四个MOS晶体管Q21～Q24通过输入各栅极(控制端子的一例)的、来自控制电路12C的四个栅极信号Sp1～Sp4进行导通/关断控制。此外，如图3所示，栅极信号Sp1、Sp3例如是占空比为50％的彼此相同的栅极信号，另一方面，栅极信号Sp2、Sp4例如是占空比为50％的彼此相同的栅极信号，且是栅极信号Sp1、Sp3的反相信号。此外，栅极信号Sp1～Sp4的占空比并不限定于50％，也可以为除此以外的占空比的设定值。
在受电装置200中，LC谐振电路14接受来自LC谐振电路13的交流电力，并将该交流电力的交流电压经由构成整流电路的逆变电路15及电解电容器16向负载17输出。在此，逆变电路15是将分别为开关元件的四个MOS晶体管Q1～Q4以桥形式连接而构成。在此，MOS晶体管Q1、Q4是高侧(高电压侧)的开关元件，MOS晶体管Q2、Q3是低侧(低电压侧)的开关元件。四个MOS晶体管Q1～Q4通过输入各栅极(控制端子的一例)的、来自控制电路30的四个栅极信号S1～S4进行导通/关断控制。在此，将MOS晶体管Q1、Q2称为管脚Lg1，将MOS晶体管Q3、Q4称为管脚Lg2。
来自逆变电路15的电压被电解电容器16平滑而被整流为预定的直流电压，然后被输出至负载17。此外，也可以在电解电容器16与负载17之间设置变更直流电压的DCDC转换器。
电压检测器31检测LC谐振电路14的输出电压Vs1，电流检测器33检测LC谐振电路14的输出电流Is1。电压检测器32检测作为第二谐振电路22的输出电压的振荡信号电压Vr1。电压检测器34检测逆变电路15及电解电容器16(整流电路)的输出电压Vo，电流检测器35检测逆变电路15及电解电容器16(整流电路)的输出电流Io。
在图1的实施方式1中，特别是与现有技术相比较，其特征在于，还具备第二谐振电路22。第二谐振电路22检测通过第一谐振电路21A振荡的振荡信号电压Vr1并向控制电路30输出，控制电路30通过将振荡信号电压Vr1与用于得到预定的目标输出电压和/或预定的目标输出电流的比较信号电压Vt进行比较，从而生成驱动逆变电路15的MOS晶体管Q1～Q4的四个栅极信号S1～S4。
图2B是表示图1的控制电路30的构成的一例的框图。此外，图1的控制电路30的构成并不限定于此。即，图2B的构成、各种设定值、以下的说明只不过是一例，并不限定于此。
在图2B中，控制电路30具备比较器51、53、可复位积分器52、操作部54、比较信号电压发生器55以及逆变器56而构成。
比较器51将由第二谐振电路22检测出的振荡信号电压Vr1与接地电压进行比较，产生比较结果的基准信号电压Vref并向可复位积分器52输出。可复位积分器52在基准信号电压Vref的下降沿将输出电压复位为接地电压0V，然后以具有基准信号电压Vref的周期T的一半即T/2的周期的方式反复进行，在以预定的斜率增大之后，产生复位为接地电压(0V)的三角波信号电压Vtri并向比较器53的反相输入端子输出，该三角波信号电压Vtri是与基准信号电压Vref同步的同步信号电压。
另一方面，比较信号电压发生器55使用操作部54产生例如用于得到由用户设定的预定的目标输出电压和/或预定的目标输出电流的比较信号电压Vt，并向比较器53的非反相输入端子输出。在此，目标电压Vt例如具有比三角波信号电压Vtri的最大值低的电压。比较器53将输入的三角波信号电压Vtri与所述比较信号电压Vt进行比较，生成比较结果信号作为栅极信号S1、S3，并生成栅极信号S2、S4，栅极信号S2、S4是经由逆变器56使所述比较结果信号与栅极信号S1、S3反相的信号。这些栅极信号S1～S4被施加至逆变电路15的MOS晶体管Q1～Q4的各栅极，对MOS晶体管Q1～Q4进行导通/关断驱动控制。在此，栅极信号S1～S4例如具有矩形脉冲形状。
在以上那样构成的图2B所图示的、图1的控制电路30的构成的一例中，根据来自第二谐振电路22的振荡信号电压Vr1生成基准信号Vref，将基准信号Vref与用于得到预定的目标输出电压和/或预定的目标输出电流的比较信号电压Vt进行比较，从而算出送电装置100的逆变电路12的栅极信号与受电装置200的逆变电路15的栅极信号之间的相位差α，根据算出的相位差α产生栅极信号S1～S4，并使用该栅极信号S1～S4进行控制以使逆变电路15以该相位差α进行动作，由此以得到预定的目标输出电压和/或预定的目标输出电流的方式进行控制。
图3是表示图1的非接触供电系统的动作例的各电压及信号的时序图。
从图3明确可知，基准信号电压Vref例如具有矩形脉冲形状，并以与振荡信号电压Vr1同步的方式产生。此外，基准信号电压Vref与送电装置100的逆变电路12的栅极信号Sp2、Sp4同步，与栅极信号Sp1、Sp3的反相信号同步。
三角波信号电压Vtri以与基准信号电压Vref同步的方式产生，在基准信号电压Vref的下降沿被复位为接地电压0V，然后以预定的斜率增大。在此，当三角波信号电压Vtri在比其下降复位的时刻t2早预定的时间期间α的定时的时刻t1达到用于得到预定的目标输出电压和/或预定的目标输出电流的比较信号电压Vt时，栅极信号S1、S3被导通，另一方面，栅极信号S2、S4被关断。接着，当三角波信号电压Vtri在比其下降复位的时刻t4早预定的时间期间α的定时的时刻t3达到所述比较信号电压Vt时，栅极信号S1、S3被关断，另一方面，栅极信号S2、S4被导通。该动作以周期T反复进行。
即，栅极信号S1、S3彼此相同，栅极信号S2、S4彼此相同。另外，栅极信号S2、S4是栅极信号S1、S3的反相信号。因此，在相同的各管脚Lg1、Lg2内，一对栅极信号(S1、S2)(S3、S4)相互呈反相关系。
此外，在以上的实施方式中，对输出电压Vo进行控制，但本发明并不限于此，也可以构成为对输出电流Io进行控制。关于这一点，在以下的实施方式及变形例中也是同样的。
如以上所说明，根据本实施方式，还具备检测第一谐振电路21的振荡信号电压的第二谐振电路22，并检测由第二谐振电路22检测出的振荡信号电压Vr1并向控制电路30输出。控制电路30通过将振荡信号电压Vr1与用于得到预定的目标输出电压和/或预定的目标输出电流的比较信号电压Vt进行比较，从而生成驱动逆变电路15的MOS晶体管Q1～Q4的四个栅极信号S1～S4。通过该栅极信号S1～S4控制逆变电路15而进行控制，以使输出电压Vo成为预定的目标输出电压、以及/或者使输出电流Io成为预定的目标输出电流。
根据以上的构成，不需要为了在送电装置100与受电装置200之间通信控制信息而使用的机构、或者用于相对于电感及耦合度或者负载变动而将输出电压或者输出电流的特性控制为所期望的值的机构。在此，由于不使用无线通信系统，因此，不会成为因通信的延迟或中断而无法控制的状态，从而不需要保护电路等。由此，与现有技术相比，构成简单，可以大幅削减制造成本。
(实施方式2)
图4是表示实施方式2涉及的非接触供电系统中使用的控制电路30A的构成例的框图。实施方式2涉及的非接触供电系统与图1的实施方式1涉及的非接触供电系统相比较，具有以下的不同点。
(1)取代控制电路30而具备图4的控制电路30A。
(2)与图2B的控制电路30相比较，控制电路30A还具备逆变器57。
以下，对不同点进行说明。
在图4中，比较器53输出栅极信号S3，并经由逆变器56作为栅极信号S4输出。另外，比较器51将基准信号电压Vref作为栅极信号S1输出，并经由逆变器57作为栅极信号S2输出。这些栅极信号S1～S4分别被施加至逆变电路15的MOS晶体管Q1～Q4的各栅极。
图5是表示图4的非接触供电系统的动作例的各电压及信号的时序图。
从图5明确可知，基准信号电压Vref及三角波信号电压Vtri与图3的实施方式1同样地产生。在此，当三角波信号电压Vtri在比其下降复位的时刻t2早预定的时间期间α的定时的时刻t1达到用于得到预定的目标输出电压和/或预定的目标输出电流的比较信号电压Vt时，栅极信号S3被导通，另一方面，栅极信号S4被关断。另外，栅极信号S1是与基准信号电压Vref相同的同步信号，栅极信号S2是栅极信号S1的反相信号。接着，当三角波信号电压Vtri在比其下降复位的时刻t4早预定的时间期间α的定时的时刻t3达到所述比较信号电压Vt时，栅极信号S3被关断，另一方面，栅极信号S4被导通。该动作以周期T反复进行。
即，栅极信号S2是栅极信号S1的反相信号，栅极信号S4是栅极信号S3的反相信号。因此，在相同的各管脚Lg1、Lg2内，一对栅极信号(S1、S2)(S3、S4)相互呈反相关系，但在不同的管脚Lg1、Lg2中，栅极信号S1与栅极信号S3相比延迟时间期间α，栅极信号S2与栅极信号S4相比延迟时间期间α。
如以上所说明，根据本实施方式，还具备检测第一谐振电路21的振荡信号电压的第二谐振电路22，并检测由第二谐振电路22检测出的振荡信号电压Vr1并向控制电路30A输出。控制电路30A通过将振荡信号电压Vr1与用于得到预定的目标输出电压和/或预定的目标输出电流的比较信号电压Vt进行比较，从而生成驱动逆变电路15的MOS晶体管Q1～Q4的四个栅极信号S1～S4。通过该栅极信号S1～S4控制逆变电路15而进行控制，以使输出电压Vo成为预定的目标输出电压、以及/或者使输出电流Io成为预定的目标输出电流。
即，根据来自第二谐振电路22的振荡信号电压Vr1生成基准信号Vref，并将基准信号Vref与所述比较信号电压Vt进行比较，从而算出管脚Lg1、Lg2之间的对应的开关元件(S1和S3；S2和S4)之间的相位差，根据所述算出的相位差产生栅极信号S1～S4，以得到预定的目标输出电压和/或目标输出电流的方式进行控制。
根据以上的构成，不需要为了在送电装置100与受电装置200A之间通信控制信息而使用的机构、或者用于相对于电感及耦合度或者负载变动而将输出电压或者输出电流的特性控制为所期望的值的机构。在此，由于不使用无线通信系统，因此，不会成为因通信的延迟或中断而无法控制的状态，从而不需要保护电路等。由此，与现有技术相比，构成简单，可以大幅削减制造成本。
(实施方式3)
图6是表示实施方式3涉及的非接触供电系统的构成例的框图。实施方式3涉及的非接触供电系统与图1的实施方式1涉及的非接触供电系统相比较，具有以下的不同点。
(1)取代受电装置200而具备受电装置200A。
(2)与受电装置200相比较，受电装置200A取代控制电路30而具备控制电路30B，并且还具备LC谐振电路14A、其它第二谐振电路22A、逆变电路15A、电压检测器31、42以及电流检测器33。
即，实施方式3涉及的非接触供电系统的特征在于，具备两个第二谐振电路22、22A以及两个逆变电路15、15A且并联连接。以下，对不同点进行说明。
在图6中，由谐振电路13、14、14A、22、22A、逆变电路15、15A、电解电容器16、控制电路30B构成本发明涉及的绝缘型谐振电路装置302。另外，由谐振电路13、14、14A构成第一谐振电路21A。在此，送电装置100与受电装置200A例如为了充电等的电源供给而相互位于附近，从而LC谐振电路13的电感器L1与LC谐振电路14的电感器L2以及LC谐振电路14A的电感器L12相互以预定的耦合度电磁耦合。
LC谐振电路14A由电感器L12与电容器C12、C13的串联电路构成。另外，其它第二谐振电路22A由电阻R11、电感器L13以及电容器C13的串联电路构成，并被构成为具有与第一谐振电路21的振荡频率实质上相同的谐振频率。
与逆变电路15同样地，逆变电路15A是将分别为开关元件的四个MOS晶体管Q11～Q14以桥形式连接而构成。在此，MOS晶体管Q11、Q14是高侧(高电压侧)的开关元件，MOS晶体管Q12、Q13是低侧(低电压侧)的开关元件。四个MOS晶体管Q11～Q14通过来自控制电路30B的四个栅极信号进行导通/关断控制。在此，将MOS晶体管Q11、Q12称为管脚Lg11，将MOS晶体管Q13、Q14称为管脚Lg12。
来自逆变电路15、15A的电压被电解电容器16平滑而被整流为预定的直流电压，然后被输出至负载17。
电压检测器41检测LC谐振电路14A的输出电压Vs2，电流检测器43检测LC谐振电路14的输出电流Is2。电压检测器42检测其它第二谐振电路22A的输出电压Vr2。
在以上那样构成的实施方式3中，控制电路30B除了振荡信号电压Vr1之外还根据检测电压Vr2，使用控制方法A或B涉及的图2B或图4的电路执行如下的(1)和(2)，
(1)通过将检测电压Vr1与用于得到预定的目标输出电压和/或预定的目标输出电流的比较信号电压Vt进行比较，从而生成驱动逆变电路15的MOS晶体管Q1～Q4的四个栅极信号S1～S4，分别对逆变电路15进行控制，
(2)通过将检测电压Vr2与用于得到预定的目标输出电压和/或预定的目标输出电流的比较信号电压Vt进行比较，从而生成驱动逆变电路15A的MOS晶体管Q11～Q14的四个栅极信号S11～S14，分别对逆变电路15A进行控制。
由此，控制电路30B进行控制，以使输出电压Vo成为预定的目标输出电压、以及/或者使输出电流Io成为预定的目标输出电流。
根据以上的构成，不需要为了在送电装置100与受电装置200或200A之间通信控制信息而使用的机构、或者用于相对于电感及耦合度或者负载变动而将输出电压或者输出电流的特性控制为所期望的值的机构。在此，由于不使用无线通信系统，因此，不会成为因通信的延迟或中断而无法控制的状态，从而不需要保护电路等。由此，与现有技术相比，构成简单，可以大幅削减制造成本。
实施方式3的特征在于，在受电装置200A中，具备两个第二谐振电路22、22A以及两个逆变电路15、15A且并联连接。该实施方式3中的特有效果如下。
例如，在受电装置200A因为大电力化等而由以多相进行动作的电路构成的情况下，产生各相之间的电流变得不平衡这一课题。但是，通过作为简化相对于逆变电路15、15A的控制处理的方法，而将受电装置200A形成为所谓的多构成并进行相位控制，从而可以解决上述课题。即，通过实施方式3的构成，除了基于效率改善的电路整体的小型化之外，还能够极其简化用于改善电流的不平衡的现有复杂的控制电路的部分。
在以上的实施方式3中，使用了两个第二谐振电路22、22A及两个逆变电路15、15A，但本发明并不限于此，也可以构成为使用三个以上的多个各电路并将它们并联连接。
(实施方式4)
图7是表示实施方式4涉及的非接触供电系统的构成例的框图。实施方式4涉及的非接触供电系统与图1的实施方式1涉及的非接触供电系统相比较，具有以下的不同点。
(1)取代送电装置100而具备送电装置100A。
(2)送电装置100A还具备第三谐振电路23。
以下，对不同点进行说明。
在图7中，由谐振电路13、14、22、逆变电路15、电解电容器16、控制电路30构成本发明涉及的绝缘型谐振电路装置303。另外，第三谐振电路23与LC谐振电路13串联连接，由电阻R21、电感器L23以及电容器C21的串联电路构成。第三谐振电路23被构成为具有与逆变电路12的开关频率fsw实质上相同的谐振频率，以追随来自逆变电路12的输出电压的方式振荡的振荡电流在第三谐振电路23内流动，由此可以使LC谐振电路13的振荡状态稳定化。此外，控制电路30的控制方法可以为控制方法A和B的任意一种。
以上那样构成的实施方式4涉及的作用效果如下。
在图1的实施方式1的送电装置100中，由于送电装置100的开关频率是固定的，因此，存在通过根据耦合度k而变化的电感L(k)的变动使电力转换效率恶化这一课题。
因此，根据实施方式4涉及的非接触供电系统，第三谐振电路23能够在不对逆变电路12的开关频率fsw进行追随控制的情况下追随由根据耦合度k变化的电感L(k)的变动引起的送电装置100A的谐振频率fsr的变化，因此，能够在送电装置100A与受电装置200之间以不存在无线通信系统的方式改善电力转换效率。
此外，在实施方式4中，也可以与实施方式3同样地由受电装置200A涉及的多个第二谐振电路22、22A及逆变电路15、15A构成。
(变形例等)
以下，对第一谐振电路21内的LC谐振电路13及14的变形例等进行说明。以下的电感器包含自电感、励磁电感或者漏电感等，L31、L41、L42是指设置与这些不同的电感器。另外，下述构成例只不过是基本形式的电路，也可以变更将电感器与电容器串联或并联连接的它们的数量。
图8A是表示图1等的LC谐振电路13的构成例的电路图。在图8A中，LC谐振电路13是实施方式1～4涉及的谐振电路，由电感器L1与电容器C1的串联电路构成。在此，送电装置100、100A的LC谐振电路13也可以由以下的LC谐振电路13A～13E的任意一个构成。
图8B是表示变形例1涉及的LC谐振电路13A的构成例的电路图。在图8B中，LC谐振电路13A由电感器L1与电容器C1的并联电路构成。
图8C是表示变形例2涉及的LC谐振电路13B的构成例的电路图。在图8C中，LC谐振电路13B由电感器L1和电容器C1的串联电路与电容器C31的并联电路构成。
图8D是表示变形例3涉及的LC谐振电路13C的构成例的电路图。在图8D中，LC谐振电路13C由电感器L1和电容器C31的并联电路与电容器C1的串联电路构成。
图8E是表示变形例4涉及的LC谐振电路13D的构成例的电路图。在图8E中，LC谐振电路13D包含电感器L31而构成，该电感器L31相对于电感器L1和电容器C1的串联电路与电感器L31的并联电路而串联连接。
图8F是表示变形例5涉及的LC谐振电路13E的构成例的电路图。在图8F中，LC谐振电路13E包含电容器C32而构成，该电容器C32相对于电感器L1和电容器C1的串联电路与电感器L31的并联电路而串联连接。
由图8A至图8F明确可知，LC谐振电路13、13A～13E包括至少一个电感器和至少一个电容器，且所述各电感器与所述各电容器串联或并联连接。
另外，受电装置200、200A的LC谐振电路14也可以由以下的LC谐振电路14A～14G的任意一个构成。
图9A是表示变形例6涉及的LC谐振电路14B的构成例的电路图。在图9A中，LC谐振电路14B由电感器L2与电容器C2的串联电路构成。
图9B是表示变形例7涉及的LC谐振电路14C的构成例的电路图。在图9B中，LC谐振电路14C由电感器L2与电容器C2的并联电路构成。
图9C是表示变形例8涉及的LC谐振电路14D的构成例的电路图。在图9C中，LC谐振电路14D由电感器L2和电容器C2的串联电路与电容器C41的并联电路构成。
图9D是表示变形例9涉及的LC谐振电路14E的构成例的电路图。在图9D中，LC谐振电路14E由电感器L2和电容器C41的并联电路与电容器C2的串联电路构成。
图9E是表示变形例10涉及的LC谐振电路14F的构成例的电路图。在图9E中，LC谐振电路14F包含电感器L41而构成，该电感器L41相对于电感器L2和电容器C2的串联电路与电容器C41的并联电路而串联连接。
图9F是表示变形例11涉及的LC谐振电路14G的构成例的电路图。在图9F中，LC谐振电路14G包含电容器C42而构成，该电容器C42相对于电感器L2和电容器C2的串联电路与电感器L42的并联电路而串联连接。
由图9A至图9F明确可知，LC谐振电路14A～14包括至少一个电感器和至少一个电容器，且所述各电感器与所述各电容器串联或并联连接。
(工业上的可利用性)
以上的实施方式涉及的非接触供电系统例如可以应用于相对于AGV、EV等移动体的供电系统、以及相对于生产线的货盘的供电系统。另外，在送受电间距离不变化的应用中，本实施方式也是有效的，例如，可以应用于代替机械臂等中使用的集电环(旋转体)而使用的非接触供电装置的非接触集电环。
进而，以上的实施方式涉及的谐振电路能够应用于利用LC谐振电路的电源装置等，即使由于产品偏差等导致电感器或电容器的值并非为设计的值，也可以在实际设备中使谐振频率与电感器值及/或电容器值的偏差相对应地与预定值相匹配。
附图标记说明
11：功率因数改善电路(PFC电路)；12：逆变电路；12C：控制电路；13、13A～13E、14、14A～14G：LC谐振电路；15：逆变电路；16：电解电容器；17：负载；21、21A：第一谐振电路；22：第二谐振电路；23：第三谐振电路；30、30A、30B：控制电路；31、32、34、41、42：电压检测器；33、35、43：电流检测器；51、53：比较器；52：可复位积分器；54：操作部；55：比较信号电压发生器；56、57：逆变器；100：送电装置；200、200A：受电装置；301、302：绝缘型谐振电路装置；C1～C42：电容器；L1～L42：电感器；Lg1～Lg12：管脚；R1～R21：电阻；Q1～Q24：MOS晶体管。

Claims (10)

1.一种绝缘型谐振电路装置，具备：
第一谐振电路，包括相互电磁耦合而电绝缘的第一LC谐振电路及第二LC谐振电路，并根据输入的交流电压以预定的第一谐振频率振荡，产生振荡信号电压并输出；
整流电路，包括多个开关元件，并依照预定的多个栅极信号对所述振荡信号电压进行切换，然后进行平滑而向负载输出预定的直流电压；
第二谐振电路，具有与所述第一谐振频率实质上相同的第二谐振频率，与所述振荡信号电压谐振并进行检测，并将检测出的振荡信号电压输出；以及
控制电路，通过将来自所述第二谐振电路的振荡信号电压与用于得到预定的目标输出电压和/或预定的目标输出电流的比较信号电压进行比较，产生用于控制所述整流电路的所述多个栅极信号并向所述整流电路输出。
2.根据权利要求1所述的绝缘型谐振电路装置，其中，
所述绝缘型谐振电路装置还具备：
逆变电路，设置于所述第一谐振电路的前级，所述逆变电路包括多个开关元件，并依照预定的多个栅极信号对输入电压进行切换，然后将切换后的所述交流电压向所述第一谐振电路输出，
所述控制电路根据来自所述第二谐振电路的振荡信号电压生成预定的基准信号，并将所述基准信号与所述比较信号电压进行比较，从而算出所述逆变电路的多个栅极信号与所述整流电路的多个栅极信号之间的相位差，根据算出的所述相位差产生所述整流电路的多个栅极信号，使用产生的所述整流电路的多个栅极信号进行控制以使所述整流电路以所述相位差进行动作，由此以得到所述目标输出电压和/或所述目标输出电流的方式进行控制。
3.根据权利要求1或2所述的绝缘型谐振电路装置，其中，
所述整流电路包括：
一对第一开关元件及第二开关元件，属于第一管脚；以及
一对第三开关元件及第四开关元件，属于第二管脚，
所述第一开关元件及所述第四开关元件是高侧的开关元件，所述第二开关元件及所述第三开关元件是低侧的开关元件，
所述第一开关元件至所述第四开关元件以桥形式连接而构成，
所述控制电路具备：
积分单元，根据来自所述第二谐振电路的振荡信号电压产生与所述振荡信号电压同步的预定的同步信号电压；
比较单元，通过将所述同步信号电压与所述比较信号电压进行比较，当所述同步信号电压达到所述比较信号电压时，产生彼此相同的第一栅极信号及第三栅极信号，并分别向所述第一开关元件及所述第三开关元件的控制端子输出；以及
反相单元，将所述第一栅极信号反相，产生彼此相同的第二栅极信号及第四栅极信号，并分别向所述第二开关元件及所述第四开关元件的控制端子输出。
4.根据权利要求1所述的绝缘型谐振电路装置，其中，
所述整流电路包括：
一对第一开关元件及第二开关元件，属于第一管脚；以及
一对第三开关元件及第四开关元件，属于第二管脚，
所述第一开关元件及所述第四开关元件是高侧的开关元件，所述第二开关元件及所述第三开关元件是低侧的开关元件，
所述第一开关元件至所述第四开关元件以桥形式连接而构成，
所述控制电路根据来自所述第二谐振电路的振荡信号电压生成预定的基准信号，并将所述基准信号与所述比较信号电压进行比较，从而算出所述第一管脚与所述第二管脚间的对应的开关元件间的相位差，根据算出的所述相位差产生所述多个栅极信号，并以得到所述目标输出电压和/或所述目标输出电流的方式进行控制。
5.根据权利要求1或4所述的绝缘型谐振电路装置，其中，
所述控制电路具备：
积分单元，产生与来自所述第二谐振电路的振荡信号电压同步的同步信号电压；
第一比较单元，根据来自所述第二谐振电路的振荡信号电压，将与所述振荡信号电压同步的基准信号电压作为第一栅极信号向所述第一开关元件的控制端子输出；
第一反相单元，将所述第一栅极信号反相，产生第二栅极信号并向所述第二开关元件的控制端子输出；
第二比较单元，通过将所述同步信号电压与所述比较信号电压进行比较，当所述同步信号电压达到所述比较信号电压时，产生第三栅极信号并向所述第三开关元件的控制端子输出；以及
第二反相单元，将所述第三栅极信号反相，产生第四栅极信号并向所述第四开关元件的控制端子输出。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的绝缘型谐振电路装置，其中，
所述绝缘型谐振电路装置还具备：
至少一个其它整流电路，包括多个开关元件，并依照预定的多个其它栅极信号对所述振荡信号电压进行切换，然后进行平滑而向负载输出预定的直流电压；以及
至少一个其它第二谐振电路，具有与所述第一谐振频率实质上相同的第二谐振频率，与所述振荡信号电压谐振并进行检测，并将检测出的振荡信号电压输出，
所述控制电路还通过将来自所述其它第二谐振电路的振荡信号电压与所述比较信号电压进行比较，产生用于控制所述其它整流电路的所述多个其它栅极信号并向所述其它整流电路输出。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的绝缘型谐振电路装置，其中，
所述绝缘型谐振电路装置还具备第三谐振电路，
所述第三谐振电路与所述第一LC谐振电路连接，具有与所述输入的交流电压的频率实质上相同的谐振频率，并相对于所述交流电压进行谐振。
8.一种非接触供电系统，具备：
送电装置，输送交流电压；以及
受电装置，与所述送电装置电磁耦合，并接受所述交流电压，
并具备权利要求1至5中任一项所述的绝缘型谐振电路装置，其中，
所述送电装置包括所述第一LC谐振电路，
所述受电装置包括所述第二LC谐振电路、所述第二谐振电路、所述整流电路以及所述控制电路。
9.一种非接触供电系统，具备：
送电装置，输送交流电压；以及
受电装置，与所述送电装置电磁耦合，并接受所述交流电压，
并具备权利要求6所述的绝缘型谐振电路装置，其中，
所述送电装置包括所述第一LC谐振电路，
所述受电装置包括所述第二LC谐振电路、所述第二谐振电路、所述整流电路、所述其它第二谐振电路、所述其它整流电路以及所述控制电路。
10.一种非接触供电系统，具备：
送电装置，输送交流电压；以及
受电装置，与所述送电装置电磁耦合，并接受所述交流电压，
并具备权利要求7所述的绝缘型谐振电路装置，其中，
所述送电装置包括所述第一LC谐振电路和所述第三谐振电路，所述受电装置包括所述第二LC谐振电路、所述第二谐振电路、所述整流电路以及所述控制电路。
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JP2014176173A (ja) * 2013-03-07 2014-09-22 Fujitsu Ltd 電力伝送装置、受電装置、及び、送電装置
JP6201388B2 (ja) * 2013-04-15 2017-09-27 日産自動車株式会社 非接触給電システム
JP6067110B2 (ja) * 2013-06-14 2017-01-25 ルネサスエレクトロニクス株式会社 通信制御装置及び実装基板
JP6416567B2 (ja) * 2014-09-19 2018-10-31 株式会社Ｓｏｋｅｎ 無線給電装置

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