CN204809992U - 无线电力传输装置和用在其中的送电装置以及受电装置 - Google Patents

Abstract

无线电力传输装置具备送电装置(100)以及受电装置(200)。送电装置(100)具备：有源电极(130)、无源电极(120)、和与有源电极(130)以及无源电极(120)连接并提供交流电压的送电电路。受电装置(200)具备：与有源电极(130)耦合的有源电极(230)与无源电极(120)耦合的无源电极(220)、和与有源电极(230)以及无源电极(220)连接并对负载电路提供电力的受电电路。有源电极(130)隔着导电性树脂(140)配置在绝缘性树脂(110)的第1平面侧。由此将电极问的静电容值确保得较大，并抑制了在电极间的放电。

Description

无线电力传输装置和用在其中的送电装置以及受电装置

技术领域

本实用新型涉及以非接触方式传输电力的无线电力传输装置和用在其中的送电装置以及受电装置。

背景技术

作为代表性的无线电力传输装置，已知利用磁场从送电装置的一次线圈向受电装置的二次线圈传输电力的磁场耦合方式的电力传输装置。在该无线电力传输装置中，由于在以磁场耦合传输电力的情况下，穿过各线圈的磁通的大小给电动势带来大的影响，因此在一次线圈和二次线圈的相对位置关系上要求高的精度。另外，由于利用线圈，因而难以实现装置的小型化。

另一方面，还已知专利文献1所公开那样的电场耦合方式的无线电力传输装置。在该无线电力传输装置中，经由电场从送电装置的耦合电极向受电装置的耦合电极传输电力。该方式的耦合电极的相对位置精度比磁场耦合方式宽松，另外，能实现耦合电极的小型化以及薄型化。

这样的电场耦合方式的电力传输装置作为基本构成由图8的构成形成。

图8是表示一般的电场耦合方式的电力传输装置的基本构成的图。一般的电场耦合方式的电力传输装置具备送电装置100以及受电装置200。

送电装置100具备送电模块(送电电路)910、送电侧有源电极920以及送电侧无源电极930。在送电模块910连接送电侧有源电极920和送电侧无源电极930。在送电模块910连接向送电模块提供电力的交流电源(未图示)。

受电装置200具备受电模块(受电电路)810、受电侧有源电极820以及受电侧无源电极830。在受电模块810连接从受电模块提供电力的负载电路(未图示)。

在从送电装置100将电力送电的情况下，将受电装置200相对于送电装置100配置，使受电侧有源电极820和送电侧有源电极920对置，受电侧无源电极830和送电侧无源电极930对置。

通过如此将受电装置200配置在送电装置100，受电侧有源电极820和送电侧有源电极920构成有源侧的耦合电容(电容器)，受电侧无源电极830和送电侧无源电极930构成无源侧的耦合电容(电容器)。通过经由该耦合电容提供高电压的交流电流，实现了从送电装置100向受电装置200的电力传输。

先行技术文献

专利文献

专利文献1：JP特表2009-531009号公报

实用新型的概要

实用新型要解决的课题

电场耦合方式的无线电力传输装置，需要通过将送电装置的耦合电极与受电装置的耦合电极间(以下称作电极间)的静电容值取得较大来提高该无线电力传输装置整体的耦合系数，实现效率高的电力传输。

但是，专利文献1所公开的无线电力传输装置由于使电极间的树脂为给定以上的厚度，因此难以确保大的静电容值。这是因为，若使电极间的树脂较薄而将电极间的距离过分拉近，就不能确保绝缘距离，有在电极间产生放电的危险性。

实用新型内容

为此，本实用新型的目的在于，鉴于上述课题，提供能将电极间的静电容值确保得较大、且能抑制在电极间的放电的无线电力传输装置、和用在其中的送电装置以及受电装置。

用于解决课题的手段

本实用新型所涉及的无线电力传输装置具备送电装置以及受电装置。送电装置具备：第1有源电极、第1无源电极、和与该第1有源电极以及该第1无源电极连接并提供交流电压的送电电路。受电装置具备：与第1有源电极耦合的第2有源电极、与第1无源电极耦合的第2无源电极、和与该第2有源电极以及该第2无源电极连接并向负载电路提供电力的受电电路。

另外，本实用新型所涉及的无线电力传输装置具备第1绝缘性树脂以及第1导电性树脂。第1绝缘性树脂形成为平板状。第1导电性树脂配置在该第1绝缘性树脂的第1平面侧。

第1无源电极配置在第1绝缘性树脂的第1平面侧。第2无源电极在第1绝缘性树脂的第2平面侧与第1无源电极对置而配置。第1有源电极隔着第1导电性树脂配置在第1绝缘性树脂的第1平面侧。第2有源电极在第1绝缘性树脂的第2平面侧与第1有源电极对置而配置。

在该构成中，由于在第1绝缘性树脂与第1有源电极间配置第1导电性树脂，因此确保了第1绝缘性树脂与第1有源电极间的距离。即，确保了第1有源电极与第2有源电极间的距离。因此，能抑制在第1有源电极与第2有源电极间产生放电。

另外，在该构成中，由于第1导电性树脂具有给定的导电性，因此在作为静电容元件来考虑的情况下，能将第1导电性树脂认为是第1有源电极的一部分。即，由于第1有源电极与第2有源电极的电极间距离实质仅为第1绝缘性树脂的厚度，因此产生静电容的电极间距离实质变短。因此，由于能在第1有源电极与第2有源电极间产生大的静电容，因此能抑制产生放电，并能提高第1有源电极与第2有源电极间的电力传输效率。

实用新型的效果

本实用新型所涉及的无线电力传输装置，能将电极间的静电容值确保得较大，且能抑制在电极间的放电。

附图说明

图1是表示本实用新型的第1实施方式所涉及的送电装置以及受电装置的构成的主视截面图。

图2是表示本实用新型的第1实施方式所涉及的送电装置的构成的底视图。

图3是表示本实用新型的第2实施方式所涉及的送电装置以及受电装置的构成的主视截面图。

图4是表示本实用新型的第3实施方式所涉及的送电装置以及受电装置的构成的主视截面图。

图5是表示本实用新型的第4实施方式所涉及的送电装置以及受电装置的构成的主视截面图。

图6是表示本实用新型的第5实施方式所涉及的送电装置以及受电装置的构成的主视截面图。

图7是表示本实用新型的第6实施方式所涉及的送电装置以及受电装置的构成的主视截面图。

图8是表示一般的电场耦合方式的电力传输装置的基本构成的图。

具体实施方式

以下参考附图详细说明本实用新型的实施方式所涉及的无线电力传输装置。

首先说明本实用新型的第1实施方式。

图1是表示送电装置以及受电装置的构成的主视截面图。图2是表示送电装置的构成的底视图。另外，在各图中仅记载了电极图案。另外，由于交流电源和负载电路等的构成和图8同样，因而省略。

送电装置100以及受电装置200构成图8所示那样的无线电力传输装置。送电装置100具备绝缘性树脂110、无源电极120、有源电极130以及导电性树脂140。受电装置200具备绝缘性树脂210、无源电极220以及有源电极230。受电装置200例如设置在便携电话、平板型终端、笔记本型PC等电子设备的内部或表面，图1中省略这些电子设备的图示。

绝缘性树脂110是形成为平板状的第1绝缘性树脂。绝缘性树脂110由刚性高的素材构成。绝缘性树脂110例如由聚碳酸酯树脂或高刚性等级的ABS等构成。因此，绝缘性树脂110对划伤有高的耐性。另外，绝缘性树脂110也可以构成为通过对基底的表面进行氧化处理(阳极氧化铝膜处理)来保证绝缘性。这种情况下，绝缘性树脂的厚度例如成为20μm～30μm程度，除了对划伤有高的耐性这样的效果以外，还能得到进一步减薄这样的效果。

无源电极120是配置在绝缘性树脂110的第1平面(图1中下表面)侧的第1无源电极。在无源电极120与无源电极220间产生静电容，其中无源电极220与绝缘性树脂110的第2平面侧对置配置。无源电极120与有源电极130相比电位更低，有时与基准电位连接。

有源电极130是在绝缘性树脂110的第1平面侧配置于2个无源电极120间的第1有源电极。在有源电极130与有源电极230间产生静电容，其中有源电极230与绝缘性树脂110的第2平面侧对置配置。有源电极130与无源电极120相比电位更高。

无源电极120以及有源电极130在底视观察下呈矩形。无源电极120以及有源电极130由铜或铝等的金属体构成。无源电极120用粘结剂等对绝缘性树脂110固着。有源电极130用粘结剂等对导电性树脂140固着。无源电极120经由连接部121与送电电路电连接。有源电极130经由连接部131与送电电路电连接。

导电性树脂140是配置在绝缘性树脂110与有源电极130间的第1导电性树脂。导电性树脂140用粘结剂等对绝缘性树脂110固着。导电性树脂140的体积固有电阻率为数10Ω·cm～数kΩ·cm。因此，导电性树脂140相比于绝缘性树脂110具有给定的导电性。

绝缘性树脂210形成为平板状。绝缘性树脂210由刚性高的素材构成。绝缘性树脂210例如由聚碳酸酯树脂或高刚性等级的ABS等构成。因此，绝缘性树脂210对划伤有高的耐性。

无源电极220是配置在绝缘性树脂210的第1平面(图1中上表面)侧的第2无源电极。在无源电极220与无源电极120间产生静电容，其中无源电极120与绝缘性树脂210的第2平面侧对置配置。无源电极220与有源电极230相比电位更低，有时与基准电位连接。

有源电极230是配置在绝缘性树脂210的第1平面中的无源电极220间的第2有源电极。在有源电极230与有源电极130间产生静电容，其中有源电极130与绝缘性树脂210的第2平面侧对置配置。有源电极230与无源电极220相比电位更高。严密来说，在有源电极130、230间产生的交流电压的峰值，大于在无源电极120、220间产生的交流电压的峰值。

在该构成中，由于在绝缘性树脂110与有源电极130间配置导电性树脂140，因此确保了绝缘性树脂110与有源电极130间的距离。即，确保了有源电极130与有源电极230间的距离。因此，能抑制在有源电极130与有源电极230间产生放电。

另外，在该构成中，由于导电性树脂140具有给定的导电性，因此在作为静电容元件来考虑的情况下，能将导电性树脂140认为是有源电极130的一部分。即，由于有源电极130与有源电极230的电极间距离是将绝缘性树脂110、210的厚度和绝缘性树脂110、210间的距离(间隔)相加的值，因此产生静电容的电极间距离实质变短。因此，由于能在有源电极130与有源电极230间产生大的静电容，因此抑制了放电的产生，能提高有源电极130与有源电极230间的电力传输效率。

优选导电性树脂140由比绝缘性树脂110软的素材构成。

在该构成中，由于导电性树脂140具有缓冲件的功能，因此能通过吸收针对有源电极130的冲击来保护有源电极130。

接下来说明本实用新型的第2实施方式。另外，在本实施方式以后的各实施方式所涉及的说明中，适宜省略第1实施方式中说明过的内容。

图3是表示送电装置以及受电装置的构成的主视截面图。

送电装置100A除了具备第1实施方式所示的送电装置100的构成以外，还进一步具备导电性树脂150。

导电性树脂150是配置在绝缘性树脂110与无源电极120间的第2导电性树脂。无源电极120用粘结剂等对导电性树脂150固着。导电性树脂150用粘结剂等对绝缘性树脂110固着。导电性树脂150的体积固有电阻率为数10Ω·cm～数kΩ·cm。因此，导电性树脂150相比于绝缘性树脂110具有给定的导电性。

在该构成中，虽说相比于有源电极130，无源电极120更难发生放电，但能抑制无源电极120与无源电极220间的放电的产生。另外，即使是对有源电极130与有源电极230间施加的电压、与对无源电极120与无源电极220间施加的电压没有差的形式、或者无源电极120或无源电极220的电压不为0V的形式，也能抑制电极间的放电的产生。

优选导电性树脂150由比绝缘性树脂110软的素材构成。

在该构成中，由于导电性树脂150具有缓冲件的功能，因此能通过吸收针对无源电极120的冲击来保护无源电极120。另外，导电性树脂140与导电性树脂150的厚度既可以相同，也可以不同。在厚度不同的情况下，优选使导电性树脂140更厚。

接下来说明本实用新型的第3实施方式。

图4是表示送电装置以及受电装置的构成的主视截面图。

构成送电装置100B的导电性树脂140以及导电性树脂150，是由在其厚度方向上有导电性、在与其厚度方向正交的方向上没有导电性的各向异性树脂连续构成的树脂。

在该构成中，能通过在导电性树脂140以及导电性树脂150的厚度方向上有导电性的各向异性树脂，确保无源电极120与有源电极130间的绝缘性。

另外，在该构成中，导电性树脂140以及导电性树脂150由1片各向异性树脂构成，因此导电性树脂140以及导电性树脂150的结构容易，并能容易地制造导电性树脂140以及导电性树脂150。

接下来说明本实用新型的第4实施方式。

图5是表示送电装置以及受电装置的构成的主视截面图。

送电装置100C除了具备第2实施方式所示的送电装置100A的构成以外，还具备绝缘性树脂160。绝缘性树脂160是配置在导电性树脂140与导电性树脂150间的第2绝缘性树脂。将导电性树脂140、导电性树脂150以及绝缘性树脂160一体成型。

在该构成中，由于在导电性树脂140与导电性树脂150间配置绝缘性树脂160，因此能进一步确保无源电极120与有源电极130间的绝缘性。

另外，在该构成中，由于将导电性树脂140、导电性树脂150以及绝缘性树脂160一体成型，因此能容易地制造导电性树脂140、导电性树脂150以及绝缘性树脂160。

接下来说明实用新型的第5实施方式。

图6是表示送电装置以及受电装置的构成的主视截面图。

构成送电装置100D的导电性树脂150D，构成为电阻值低于导电性树脂140的电阻值。导电性树脂140的体积固有电阻率如上述那样为数10Ω·cm～数kΩ·cm，与此相对，导电性树脂150D的体积固有电阻率为数Ω·cm。因此，导电性树脂150D相比于导电性树脂140具有更高的导电性。

在该构成中，由于无源电极120与无源电极220间的电距离变得更短，因此能将在无源电极120与无源电极220间产生的静电容确保得更大。因此，能更加提高无源电极120与无源电极220间的电力传输效率。

接下来说明本实用新型的第6实施方式。

图7是表示送电装置以及受电装置的构成的主视截面图。

送电装置100的无源电极120和受电装置200的无源电极220并不一定非要重合，另外，送电装置100的有源电极130和受电装置200的有源电极230并不一定非要重合。这是因为送电装置100和受电装置200有时会位置错开。

因此，优选进行考虑了送电装置100和受电装置200的位置错开的设计。具体地，优选进行送电装置100的无源电极120和受电装置200的有源电极230不重合的设计、还有送电装置100的有源电极130和受电装置200的无源电极220不重合的设计。这是因为，若将送电装置100和受电装置200位置错开而将有源电极和无源电极重合，则电力传输效率会极端降低。

在该构成中，由于若有源电极130与有源电极230间的静电容变小，耦合系数就会下降，因此通过阻止各个电极间的电力传输地进行控制，能抑制在无源电极120与有源电极230间产生放电，并能抑制在有源电极130与无源电极220间产生放电。

另外，在上述各实施方式中，例示了无源电极120、220都是在俯视观察下由矩形的2个电极构成的示例，但也可以是无源电极120、220的至少一方使用由包围有源电极130、230的周围那样的框状的1个电极构成的电极。

另外，例示了受电装置200都具备绝缘性树脂210的示例，但无源电极220和有源电极230也可以不用绝缘性树脂210覆盖，而是露出。

进而，在上述各实施方式中，第1导电性树脂和第2导电性树脂也可以不是设置在送电装置100，而是设置在受电装置200侧。即，也可以不在送电装置100设置导电性树脂140，在有源电极230的靠近送电装置100的面一侧设置导电性树脂140。另外，也可以不在送电装置100设置导电性树脂150，而是在无源电极220的靠近送电装置100的面一侧进一步设置导电性树脂150。

最后，上述的实施方式的说明在全部点上都是例示，不应认为是限制。本实用新型的范围并不由上述的实施方式，而是由权利要求的范围示出。进而，在本实用新型的范围中，意图包含与权利要求的范围等同的意义以及范围内的全部变更。

标号的说明

100送电装置

110绝缘性树脂(第1绝缘性树脂)

120无源电极(第1无源电极)

130有源电极(第1有源电极)

140导电性树脂(第1导电性树脂)

150导电性树脂(第2导电性树脂)

160绝缘性树脂(第2绝缘性树脂)

200受电装置

220无源电极(第2无源电极)

230有源电极(第2有源电极)

Claims (10)

1.一种无线电力传输装置，具备送电装置和受电装置，

所述送电装置具有：第1有源电极、2个第1无源电极、和与所述第1有源电极以及所述2个第1无源电极连接并提供交流电压的送电电路，

所述受电装置具有：与所述第1有源电极耦合的第2有源电极、与所述2个第1无源电极耦合的2个第2无源电极、和与所述第2有源电极以及所述2个第2无源电极连接并向负载电路提供电力的受电电路，

所述无线电力传输装置的特征在于，

所述无线电力传输装置具备：

形成为平板状的第1绝缘性树脂；和

配置在所述第1绝缘性树脂的第1平面侧的第1导电性树脂，

所述2个第1无源电极配置在所述第1绝缘性树脂的第1平面侧，

所述2个第2无源电极在所述第1绝缘性树脂的第2平面侧与所述2个第1无源电极对置而配置，

所述第1有源电极隔着所述第1导电性树脂配置在所述第1绝缘性树脂的第1平面侧，

所述第2有源电极在所述第1绝缘性树脂的第2平面侧与所述第1有源电极对置而配置，

所述第1有源电极配置在所述2个第1无源电极间，

所述第2有源电极配置在所述2个第2无源电极间。

2.一种无线电力传输装置，具备受电装置和送电装置，

所述受电装置具有：第1有源电极、2个第1无源电极、和与所述第1有源电极以及所述2个第1无源电极连接并向负载电路提供电力的受电电路，

所述送电装置具备：与所述第1有源电极耦合的第2有源电极、与所述2个第1无源电极耦合的2个第2无源电极、和与所述第2有源电极以及所述2个第2无源电极连接并提供交流电压的送电电路，

所述无线电力传输装置的特征在于，

所述无线电力传输装置具备：

形成为平板状的第1绝缘性树脂；和

配置在所述第1绝缘性树脂的第1平面侧的第1导电性树脂，

所述2个第1无源电极配置在所述第1绝缘性树脂的第1平面侧，

所述2个第2无源电极在所述第1绝缘性树脂的第2平面侧与所述2个第1无源电极对置而配置，

所述第1有源电极隔着所述第1导电性树脂配置在所述第1绝缘性树脂的第1平面侧，

所述第2有源电极在所述第1绝缘性树脂的第2平面侧与所述第1有源电极对置而配置，

所述第1有源电极配置在所述2个第1无源电极间，

所述第2有源电极配置在所述2个第2无源电极间。

3.根据权利要求1或2所述的无线电力传输装置，其中，

所述第1导电性树脂由比所述第1绝缘性树脂软的素材构成。

4.根据权利要求1或2所述的无线电力传输装置，其中，

所述无线电力传输装置还具备：

配置在所述第1绝缘性树脂与所述2个第1无源电极间的第2导电性树脂。

5.根据权利要求4所述的无线电力传输装置，其中，

所述第2导电性树脂由比所述第1绝缘性树脂软的素材构成。

6.根据权利要求4所述的无线电力传输装置，其中，

所述第1导电性树脂以及所述第2导电性树脂是在其厚度方向上有导电性的各向异性树脂连续构成的树脂。

7.根据权利要求4所述的无线电力传输装置，其中，

所述无线电力传输装置还具备：

在所述第1绝缘性树脂的第1平面侧配置于所述第1导电性树脂与所述第2导电性树脂间的第2绝缘性树脂，

将所述第1导电性树脂、所述第2导电性树脂以及所述第2绝缘性树脂一体成型。

8.根据权利要求4所述的无线电力传输装置，其中，

所述第2导电性树脂构成为电阻值低于所述第1导电性树脂的电阻值。

9.一种无线电力传输装置用的送电装置，具备：

第1有源电极、2个第1无源电极、和与所述第1有源电极以及所述2个第1无源电极连接并提供交流电压的送电电路，

所述无线电力传输装置用的送电装置的特征在于，

具备：形成为平板状的第1绝缘性树脂；和

配置在所述第1绝缘性树脂的第1平面侧的第1导电性树脂，

所述2个第1无源电极配置在所述第1绝缘性树脂的第1平面侧，

所述第1有源电极隔着所述第1导电性树脂配置在所述第1绝缘性树脂的第1平面侧，

所述第1有源电极配置在所述2个第1无源电极间。

10.一种无线电力传输装置用的受电装置，具备：

第1有源电极、2个第1无源电极、和与所述第1有源电极以及所述2个第1无源电极连接并向负载电路提供电力的受电电路，

所述无线电力传输装置用的受电装置的特征在于，

具备：形成为平板状的第1绝缘性树脂；和

配置在所述第1绝缘性树脂的第1平面侧的第1导电性树脂，

所述2个第1无源电极配置在所述第1绝缘性树脂的第1平面侧，

所述第1有源电极隔着所述第1导电性树脂配置在所述第1绝缘性树脂的第1平面侧，

所述第1有源电极配置在所述2个第1无源电极间。