CN207124491U - 电压检测电路、送电装置及电力传输系统 - Google Patents

电压检测电路、送电装置及电力传输系统 Download PDF

Info

Publication number
CN207124491U
CN207124491U CN201690000414.7U CN201690000414U CN207124491U CN 207124491 U CN207124491 U CN 207124491U CN 201690000414 U CN201690000414 U CN 201690000414U CN 207124491 U CN207124491 U CN 207124491U
Authority
CN
China
Prior art keywords
power transmission
voltage
circuit
primary side
voltage detecting
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.)
Active
Application number
CN201690000414.7U
Other languages
English (en)
Inventor
市川敬
市川敬一
末定刚
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Murata Manufacturing Co Ltd filed Critical Murata Manufacturing Co Ltd
Application granted granted Critical
Publication of CN207124491U publication Critical patent/CN207124491U/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • 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
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R15/00—Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
    • G01R15/04—Voltage dividers
    • G01R15/06—Voltage dividers having reactive components, e.g. capacitive transformer
    • 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
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/007—Regulation of charging or discharging current or voltage
    • 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
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/02—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from ac mains by converters
    • H02J7/04—Regulation of charging current or voltage
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R15/00—Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
    • G01R15/14—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
    • G01R15/144—Measuring arrangements for voltage not covered by other subgroups of G01R15/14

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)

Abstract

电压检测电路(1)具备：被连接至输入交流电压的连接部(10A、10B)的电感器(L1)；与电感器(L1)进行磁场耦合的电感器(L2)；与电感器(L2)并联连接且与电感器(L2)一起构成次级侧谐振电路(12)的电容器(C2)；和检测来自次级侧谐振电路(12)的输出电压的电压检测部(13)。由此，提供一种无论电力传输线的电位如何都能以较高的检测灵敏度来检测交流电压的电压检测电路、送电装置及电力传输系统。

Description

电压检测电路、送电装置及电力传输系统
技术领域
本实用新型涉及对交流电压进行检测的电压检测电路、具备该电压检测电路且通过无线向受电装置进行电力传输的送电装置、及具备该送电装置的电力传输系统。
背景技术
专利文献1公开了一种利用磁场耦合的电力传输系统，该电力传输系统检测相对于送电侧的耦合用线圈是否载置有异物。专利文献1所述的电力传输系统中，检测施加于该送电装置中的耦合用线圈的电压，基于检测电压的变动来检测异物的有无。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：JP特开2006-60909号公报
实用新型内容
-实用新型所要解决的技术问题-
专利文献1所述的送电装置是差动电路，为了对耦合用线圈的电压进行检测，在电力传输线的单方与接地之间设置分压电阻来检测电压。此时，在差动电压变为非对称的情况下，专利文献1所述的电压检测方法中，在施加于耦合用线圈的两端的实际电压之间产生误差，存在检测精度低的问题。再有，在专利文献1所述的电压检测方法中，只能检测电力传输线的单方的电位，故也有无法测定施加于耦合用线圈的两端的差动电压的问题。
因而，本实用新型的目的在于，提供一种无论电力传输线的电位如何都能以高检测灵敏度检测交流电压的电压检测电路、送电装置及电力传输系统。
-用于解决技术问题的手段-
本实用新型涉及的电压检测电路，其特征在于，具备：输入端子对，输入交流电压；初级侧电感器，被连接至所述输入端子对；次级侧电感器，与所述初级侧电感器进行磁场耦合；次级侧电容器，与所述次级侧电感器并联连接且与所述次级侧电感器一起构成次级侧谐振电路；和输出电压检测部，对来自所述次级侧谐振电路的输出电压进行检测。
在该构成中，若向初级侧电感器施加交流电压，则在次级侧电感器感应电压，通过检测该电压，从而可以推测(计算)被施加到初级侧电感器的交流电压。在检测2根电力传输线间的电位差(差动电压)的情况下，通过在2根电力传输线间连接初级侧电感器，从而可以推测被施加于初级侧电感器的交流电压(差动电压)。在将电路的基准电位(接地)作为基准而检测了2根电力传输线各自的电位的基础上，无需进行相减运算等处理就能够直接检测2根电力传输线间的电位差(差动电压)。再有，在检测与基准电位(接地)的电位差的情况下，通过在信号线与基准电位之间连接初级侧电感器，从而可以推测被施加于初级侧电感器的交流电压。即，本实用新型涉及的电压检测电路，无论是否为差动线(电力传输线的单侧是否被接地)，都能够以相同的构成进行电压检测。再有，通过使次级侧谐振电路的谐振频率接近于所检测的交流电压的频率，从而可提高来自次级侧谐振电路的输出电压，能够提高电压的检测灵敏度。
本实用新型中的、所述次级侧谐振电路的谐振频率，优选为从所述输入端子对输入的交流电压的频率。
该构成中，能降低成为误差因素的高次谐波分量，能够提高测定精度。
本实用新型涉及的电压检测电路，优选具备被并联连接至所述初级侧电感器的初级侧电容器，所述初级侧电感器及所述初级侧电容器构成初级侧谐振电路。
该构成中，通过设置初级侧电容器，从而可以稳定地检测电压。
本实用新型涉及的电压检测电路中的、所述初级侧谐振电路的谐振频率，优选为被输入至所述输入端子对的交流电压的频率。
该构成中，能够使次级侧电感器感应较高的电压。
本实用新型涉及的电压检测电路中的、所述初级侧谐振电路的谐振频率，优选与所述次级侧谐振电路的谐振频率相同。
该构成中，利用复合谐振，能够使驱动频率近旁的频率特性平坦化。
本实用新型中，优选被输入至所述输入端子对的交流电压的频率与由所述初级侧谐振电路及所述次级侧谐振电路决定的2个谐振频率相同，或者为这2个谐振频率之间的频率。
该构成中，可以在宽频带内稳定地对交流电压进行电压检测。
本实用新型也可以设定所述初级侧电感器与所述次级侧电感器之间的耦合度，以使得所述2个谐振频率与高次谐波频率不同。
该构成中，使高次谐波衰减，能降低高次谐波造成的误差，能够提高测定精度。
本实用新型涉及的电压检测电路，优选具备串联连接于所述输入端子对及所述初级侧电感器之间的阻抗元件。
该构成中，通过使串联阻抗分担输入端子对间的电压，从而可以测定更高的电压。
本实用新型涉及的电压检测电路中，优选所述阻抗元件为电容器。
该构成中，通过使用电容器，从而能够保持输入端子对所连接的主线路和电压检测电路的直流性的绝缘性。由于在初级侧电感器与次级侧电感器之间并未施加直流电压，故能降低直流电压引起的应力，能够提高电感器间的绝缘可靠性。
本实用新型是一种送电装置，其具备送电耦合部，，使受电装置具有的受电耦合部与所述送电耦合部通过电场或者磁场的至少一方进行耦合，由此向所述受电装置传输电力，其特征在于，具备：逆变器电路，将直流电压变换为交流电压并向所述送电耦合部输出；谐振电路，包含所述送电耦合部且被设置在所述逆变器电路与所述送电耦合部之间；本实用新型的电压检测电路，被设置在所述逆变器电路与所述送电耦合部之间；和状态检测部，基于所述电压检测电路检测到的电压来检测所述送电耦合部侧的状态。
该构成中，例如能够进行受电装置向送电装置的搭载有无、搭载位置、负载变动状态、异常状态有无等的状态检测、及状态判定等。
本实用新型涉及的送电装置，优选具备阻抗检测部，其基于所述电压检测电路检测到的电压来检测从所述逆变器电路观察到送电耦合部的阻抗，所述状态检测部基于所述阻抗检测部检测到的阻抗来检测所述送电耦合部侧的状态。
该构成中，基于检测出的阻抗的值(变动)，例如能够进行受电装置向送电装置的搭载有无、搭载位置、负载变动状态、异常状态有无等的状态检测、及状态判定等。
本实用新型涉及的送电装置中的、所述电压检测电路，优选检测差动线(平衡线路)间的电压。
本实用新型涉及的送电装置中的、所述送电耦合部，优选为与所述受电耦合部进行磁场耦合的线圈。
本实用新型涉及的电力传输系统，其特征在于，具备：本实用新型涉及的送电装置；和受电装置，具有通过电场或者磁场的至少一方而与所述送电耦合部进行耦合的所述受电耦合部、及对所述受电耦合部所感应的电压进行整流平滑并向负载输出的整流平滑电路。
该构成中，能够进行受电装置向送电装置的搭载有无、搭载位置、负载变动状态、异常状态有无等状态检测、及状态判定等。
-实用新型的效果-
根据本实用新型，无论是否为差动线(电力传输线的单侧是否被接地)，都能以相同的构成进行电压检测。再有，通过使次级侧谐振电路的谐振频率接近于所检测的交流电压的频率，从而能够提高电压的检测灵敏度。
附图说明
图1是实施方式1涉及的电压检测电路的电路图。
图2是表示次级侧的输出电压的频率特性的图。
图3是表示未使用谐振的情况下的、次级侧的输出电压的频率特性的图。
图4是表示电压增益的频率特性的图。
图5是表示使耦合系数不同的情况下的电压增益的频率特性的图。
图6是表示电压增益相对于耦合系数的关系的图。
图7是表示耦合系数为0.682时的电压增益的频率特性的图。
图8(A)及图8(B)是表示整流电路的变形例的图。
图9(A)及图9(B)是表示整流电路的变形例的图。
图10是实施方式2涉及的电力传输系统的电路图。
图11是表示控制电路所具有的功能的框图。
图12(A)及图12(B)是表示在其他位置设置了电压检测电路的例子的图。
具体实施方式
(实施方式1)
图1是实施方式1涉及的电压检测电路1的电路图。
电压检测电路1对交流信号流通的2根电力传输线2A、2B的电位差(差动电压)VAC进行检测。电压检测电路1具备连接部10A、10B。连接部10A与电力传输线2A连接。连接部10B与电力传输线2B连接。从连接部10A、10B向电压检测电路1输入电力传输线2A、2B所产生的交流电压。电压检测电路1通过对所输入的交流电压进行检测，来检测(推测)电力传输线2A、2B的差动电压VAC。连接部10A、10B是本实用新型涉及的“输入端子对”的一例。其中，电压检测电路1即便是在单侧被接地的情况下也同样能够检测电力传输线2A、2B间产生的电位差的交流分量。
电压检测电路1具备电容器C41、C42。电容器C41、C42串联连接在连接部10A、10B之间。再有，电容器C41、C42的电容是相同的，对从连接部10A、10B输入的交流电压进行分压。电容器C41、C42是本实用新型涉及的“阻抗元件”的一例。
电压检测电路1具备初级侧谐振电路11及次级侧谐振电路12。初级侧谐振电路11设置于电容器C41、C42之间。其中，通过在初级侧谐振电路11与电力传输线2A、2B之间设置电容器C41、C42，从而初级侧谐振电路11与电力传输线2A、2B之间被分离、绝缘，能减少谐振电路11、12对电力传输线2A、2B的影响。后面虽然会详述，但谐振电路11、12进行常数设定，以使得与电力传输线2A、2B产生的交流电压的频率一致，由此进行耦合谐振(复合谐振)。从连接部10A、10B输入且被电容器C41、C42分压后的交流电压被输入至初级侧谐振电路11的情况下，通过磁场耦合而在次级侧谐振电路12感应交流电压。次级侧谐振电路12连接着二极管D1及电容器C3的整流平滑电路。从次级侧谐振电路12输出的交流电压由整流平滑电路进行整流平滑并向负载R1施加。
电压检测电路1具备电压检测部13。电压检测部13检测负载R1是两端电压VDC。而且，根据两端电压VDC来检测电力传输线2A、2B间的差动电压VAC的大小。适宜地利用差动电压VAC与两端电压VDC的相关而进行修正/换算处理。电压检测部13是本实用新型涉及的“输出电压检测部”的一例。
以下，详述初级侧谐振电路11及次级侧谐振电路12。
初级侧谐振电路11具有电容器C1及电感器L1。电容器C1设置于电容器C41、C42之间。电感器L1与电容器C1并联连接。电容器C1是本实用新型涉及的“初级侧电容器”的一例。电感器L1是本实用新型涉及的“初级侧电感器”的一例。
电感器L1的连接线在直流上自基准电位浮起，因此在图1中，将电感器L1连接于基准电位。其中，图1中虽然将电容器C1的一端连接于基准电位，但也可以对电容器C1进行2分割后将其中点连接于基准电位。能够使初级侧电路对称，且能够保持平衡电路的平衡。再有，电感器L1也可以经由相对于分压电容的电抗而言高的电阻(例如100kΩ)、电感器L1的中点等连接于基准电位。由此，可以回避构成电感器L1的导体带电而带来的影响。
次级侧谐振电路12具有电感器L2及电容器C2。电感器L2与电感器L1进行磁场耦合。电容器C2与电感器L2并联连接。电容器C2是本实用新型涉及的“次级侧电容器”的一例。电感器L2是本实用新型涉及的“次级侧电感器”的一例。
谐振电路11、12的谐振频率被设定为与电力传输线2A、2B产生的交流电压的频率一致。在此，“一致”未限于完全一致。在谐振电路11、12的谐振频率与交流电压的频率相近的情况下，基于电压检测部13的电压检测灵敏度增大。该电压检测灵敏度与未使用谐振电路11、12的情况相比，优选约为2倍。详细而言，谐振电路11、12的谐振频率优选被包含相对于交流电压的频率为±25％的范围内，此时视为二个频率“一致”。
另外，电容器C41、C42的电容优选是小的，以使得影响不会波及谐振电路11、12的谐振特性。例如，将电容器C41、C42的电容设为谐振电路11的电容器C1的1/5以下。再有，为了将谐振电路11与谐振电路12分离并绝缘，期望降低谐振电路11与谐振电路12之间的寄生电容。
通过使进行磁场耦合的谐振电路11、12复合谐振，从而在次级侧检测从初级侧被输入的电压，由此能获得较高的电压检测灵敏度，同时可以在宽频带稳定地检测交流电压。
图2是表示次级侧的输出电压的频率特性的图。图3是表示未使用谐振的情况下的、次级侧的输出电压的频率特性的图。图3是作为图2的对比而加以表示的。图2及图3的横轴为频率、纵轴为灵敏度(将初级侧的电压设为100V的情况下的次级侧的电压)。再有，初级侧谐振电路11及次级侧谐振电路12的谐振频率为6.78MHz(以下将该频率称为基波)。
若对图2及图3进行比较的话，则可知在谐振频率6.78MHz近旁利用了复合谐振的图2能获得较高的灵敏度。即，利用了复合谐振的次级侧的电压(输出电压)更高。再有，在使初级侧谐振电路11及次级侧谐振电路12发生复合谐振的情况下，如图2所示，在5.8MHz及7.8MHz近旁存在2个谐振点。在这2个谐振点之间(6.2MHz与7.4MHz之间)，灵敏度大致恒定。为此，即便是在利用该频带来检测的交流电压的频率发生变动的情况下，也能够使驱动频率(6.78MHz)近旁的频率特性变得平坦，能够稳定地检测电压。
另外，在图2中，以虚线表示交流电压的相位特性。相位特性也同样地在2个谐振点之间(6.2MHz与7.4MHz之间)是大致恒定的。即，通过使用本实施方式涉及的电路构成，从而也能够提高相位检测精度。
在使初级侧谐振电路11及次级侧谐振电路12复合谐振的情况下，复合谐振频率(二个谐振频率)设定为与高次谐波频率不同。详细而言，复合谐振频率的条件为：均少于2次高次谐波(13.56MHz)，且不会使误差因素引起的高次谐波分量(2次高次谐波、3次高次谐波)放大。以下对此进行说明。
图4是表示电压增益的频率特性的图。电压增益是初级侧的输入电压与次级侧的输出电压之比。本例中，初级侧电感器与次级侧电感器之间的耦合度(耦合系数)约为0.4。此时，2次高次谐波(13.56MHz)的电压增益(约-40dB)比基波(6.78MHz)的电压增益(约-20dB)低约20dB。即，作为基于复合谐振的频率特性使高次谐波衰减的滤波器起作用，能降低高次谐波造成的误差，能够提高测定精度。
该复合谐振频率可以根据初级侧电感器与次级侧电感器之间的耦合度来设定。图5是表示使耦合系数不同的情况下的电压增益的频率特性的图。图5中表示耦合系数为0.4、0.6、0.8的情况下的频率特性。根据该图可知：若耦合系数大，则复合谐振频率的高频侧的谐振频率升高。再有，可知伴随于此，高次谐波频率(2次高次谐波2f0、3次高次谐波3f0)下的电压增益也升高。
图6是表示电压增益相对于耦合系数的关系的图。图7是表示耦合系数为0.682时的电压增益的频率特性的图。根据这些图能够读取到：耦合系数约为0.682时，基波(6.78MHz)下的电压增益和2次高次谐波(13.56MHz)下的电压增益基本一致。
即，期望将初级侧电感器与次级侧电感器之间的耦合系数设定得比0.682还小，以使得基波(6.78MHz)下电压增益比2次高次谐波(13.56MHz)下的电压增益还高。
这样，电压检测电路1利用谐振来提高次级侧谐振电路12的输出电压，由此能够提高次级侧的电压的检测灵敏度。为此，无需为了提高检测灵敏度而在次级侧谐振电路12的后级设置电压放大电路。再有，由于检测灵敏度高，故可以降低向初级侧谐振电路11输入的输入电压，能够增大电容器C41、C42的阻抗。结果，即便连接有电容器C41、C42，也可以减轻对电力传输线2A、2B产生的交流电压、或者、电力传输线2A、2B中流通的交流电流的影响。
进而，通过利用谐振，从而即便是在电力传输线2A、2B产生的交流电压的波形存在失真的情况下，也可以仅提取基波分量。由此，能够提高电压检测电路1的基波分量的电压检测精度。
此外，本实施方式中，虽然具备进行复合谐振的初级侧谐振电路11及次级侧谐振电路12，但电压检测电路1的构成未被限定于此。例如，也可以不具备电容器C1且未构成初级侧谐振电路11。此时，成为在电容器C41、C42之间仅设置了电感器L1的构成。即便是该构成，通过次级侧谐振电路12也能得到高的检测电压灵敏度。
再有，在图1示出的电压检测电路1的电路图中，在次级侧谐振电路12的后级设置整流平滑电路，电压检测部13对直流电压进行检测。电压检测部13也可以直接检测次级侧谐振电路12输出的交流电压，并根据其检测结果来测定电力传输线2A、2B的差动电压VAC。
进而，电压检测电路1也可以不具备电容器C41、C42。此时，也可以在电压检测电路与电力传输线2A、2B之间分别另外连接分压用的电容器，在二个电容器之间设置电压检测电路。
本实施方式中，虽然对在2个电力传输线2A、2B之间设置电压检测电路1以对差动电压进行检测的情况进行了说明，但也可以在电力传输线与基准电位(接地)之间设置电压检测电路1，以根据基准电位来检测电力传输线的电位。
另外，整流电路未被限定为图1所示的构成。以下，对整流电路的变形例进行说明。
图8(A)、图8(B)、图9(A)及图9(B)是表示整流电路的变形例的图。
图8(A)所示的整流电路由电容器C31、C32、二极管D2及电阻R2构成。图8(B)所示的整流电路包括由二极管D31、D34及电容器C33构成的整流电路、和由二极管D32、D33及电容器C34构成的整流电路。此时，根据负载R31、R32各自的两端电压，能够针对次级侧谐振电路12输出的交流电压以半波为单位而独立地检测电压。
图9(A)所示的整流电路是输出2倍的整流电压的半倍波电压整流电路，由电容器C35、C32及二极管D2、D4构成。图9(B)所示的整流电路是输出2倍的整流电压的2倍波电压整流电路，由电容器C33、C36、C37及二极管D5、D6构成。
(实施方式2)
图10是实施方式2涉及的电力传输系统100的电路图。
电力传输系统100具备：具有实施方式1涉及的电压检测电路1的送电装置101；和受电装置201。受电装置201具备负载电路211。该负载电路211包括充电电路及二次电池。其中，二次电池相对于受电装置201也可以是装卸式的。而且，受电装置201是具备了二次电池的例如便携电子设备。作为便携电子设备，可列举移动电话机、PDA(Personal DigitalAssistant)、便携音乐播放器、笔记本型PC、数码相机等。送电装置101是用于对所载置的受电装置201的二次电池进行充电的充电座。
送电装置101具备输出直流电压的直流电源Vin。直流电源Vin是连接于商用电源的AC适配器。直流电源Vin依次连接着逆变器电路111及送电侧谐振耦合部113。逆变器电路111将直流电压变换为交流电压。其中，逆变器电路有时包含将高次谐波分量、比电力传输频率更高的高频分量除去的滤波器电路。送电侧谐振耦合部113包括初级线圈N1及电容器C51、C52。初级线圈N1是本实用新型涉及的“送电耦合部”的一例。
送电装置101具备控制电路112。控制电路112在从送电装置101向受电装置201进行电力传输之际以最佳的开关频率对逆变器电路111进行开关控制。再有，控制电路112对送电侧谐振耦合部113侧的状态进行检测。关于控制电路112，后述。
受电装置201具备受电侧谐振耦合部213。受电侧谐振耦合部213包括次级线圈N2及电容器C6。次级线圈N2与送电装置101的送电侧谐振耦合部113的初级线圈N1进行磁场耦合。经由该耦合从送电装置101向受电装置201以无线来传输电力。次级线圈N2是本实用新型涉及的“受电耦合部”的一例。
受电侧谐振耦合部213连接着受电侧电路212。受电侧电路212将次级线圈N2所感应出的电压进行整流及平滑，并变换为已被稳定的给定电压，然后向负载电路211供给。受电侧电路212是本实用新型涉及的“整流平滑电路”的一例。
以下详述控制电路112。图11是表示控制电路112具有的功能的框图。控制电路112具备开关控制部112A、电流检测部112B、电压检测部112C、阻抗检测部112D及状态检测部112E。
开关控制部112A以给定的开关频率(例如利用ISM频带的6.78MHz、13.56MHz等高频。)对逆变器电路111进行开关控制。设定谐振电路的常数，以使得送电侧谐振耦合部113及受电侧谐振耦合部213各自的谐振频率处于开关频率的近旁。
电流检测部112B检测从逆变器电路111输出的交流电流的大小。如图10所示，在逆变器电路111及送电侧谐振耦合部113间的电力传输线设置有电流互感器CT及电阻R4。电阻R4的两端连接着整流·平滑电路(未图示)。向电流检测部112B输入与电阻R4的两端电压的大小成比例的直流电压。由此，电流检测部112B检测从逆变器电路111输出的交流电流的大小。
另外，也可以是取代电流互感器CT而串联连接已知的阻抗，电流检测部112B检测其两端电压并根据检测结果来得到交流电流的大小的构成。此外，此处所称的交流电流的大小是不包含振幅、有效值(rms)等相位信息的值的任意一个。
电压检测部112C检测从逆变器电路111输出的交流电压的大小。如图10所示，在逆变器电路111的输出侧设置实施方式1中说明过的电压检测电路1。电压检测电路1检测负载R1的两端电压，并根据负载R1的两端电压来检测差动电压的大小。电压检测电路1所检测的差动电压的大小即为从逆变器电路111输出的交流电压的大小。向电压检测部112C输入电压检测电路1检测到的差动电压的大小、即从逆变器电路111输出的交流电压的大小。由此，电压检测部112C检测从逆变器电路111输出的交流电压的大小。
如实施方式1说明过的，由于通过电压检测电路1而能够提高电压检测灵敏度，故可以增大电容器C41、C42的阻抗。结果，可以减轻对逆变器电路111及送电侧谐振耦合部113间的信号线的影响，因此电力传输效率不会减少。再有，即便对送电侧谐振耦合部113施加的电压是差动线(平衡线路)间的电压，也无需为了电压检测而连接基准电位(接地)。进而，由于电压检测电路1利用复合谐振，故可以在宽频带内稳定检测来自逆变器电路111的交流电压的大小。
阻抗检测部112D根据电流检测部112B检测出的交流电流的大小和电压检测部112C检测出的交流电压的大小来检测输入阻抗。输入阻抗是从逆变器电路111观察到送电侧谐振耦合部113侧时的阻抗，包含送电侧谐振耦合部113。
状态检测部112E根据阻抗检测部112D检测到的输入阻抗来进行送电侧谐振耦合部113侧的状态检测。作为状态检测的一例，对异常状态的检测方法进行描述。其中，异常状态的检测方法只是一例而已，未限于此。
状态检测部112E保持(存储)可看做为正常状态的阻抗的范围。状态检测部112E将计算出的输入阻抗和所存储的正常时的输入阻抗的范围进行比较，来判定送电侧谐振耦合部113侧是否为异常状态。
在状态检测部112E判定为送电装置101载置有异物等送电侧谐振耦合部113侧为异常状态的情况下，控制电路112例如使传输电力降低、或者使电力传输动作停止。再有，也可以通过灯的点亮、警告声音等来报知异常。
此外，异常状态检测以外的状态检测、例如受电装置201向送电装置101的搭载有无、搭载位置、负载变动状态等也同样地可以根据输入阻抗的值或者其变动形态来检测。在受电装置201的搭载位置偏离的情况下，由于送电侧谐振耦合部113及受电侧谐振耦合部213各自的谐振频率偏离，故电力传输效率降低，电流、电压的振幅上升，或者发热。该情况下，为了安全而能够使送电电力降低。
如上述，在送电装置101中，通过电压检测电路1可高灵敏度地检测来自逆变器电路111的交流电压，还可以在宽频带内稳定地进行检测。为此，输入阻抗的检测精度也高，可以高精度地检测送电侧谐振耦合部113侧的状态。
此外，电流检测部112B及电压检测部112C也可以不使用整流平滑电路来检测包含相位的交流电流及交流电压。而且，也可以通过高速运算处理，阻抗检测部112D检测包含相位的输入阻抗(R+jX)。此时，状态检测部112E也可以根据计算出的输入阻抗例如实部R是否超过阈值、或者虚部X是否与正常时的输入阻抗不同来检测送电侧谐振耦合部113侧的状态。
另外，本实施方式中，具备电流检测部112B及电压检测部112C，检测看到送电侧谐振耦合部113侧的输入阻抗，而对送电侧谐振耦合部113侧的状态进行了检测，但也有时仅根据电压检测部112C检测的交流电压就能检测送电侧谐振耦合部113侧的状态。例如，在逆变器电路111的输出为电流源的情况下、或者因逆变器电路111的输出阻抗的影响而使得输出电压不再恒定的情况下等，也可以仅利用交流电压来检测送电侧谐振耦合部113侧的状态。
再有，本实施方式中，电力传输系统100使送电装置101与受电装置201进行磁场耦合来进行电力传输，但也可以使之进行电场耦合或者电磁场耦合(电场耦合及磁场耦合)来进行电力传输。
此外，本实施方式中，紧挨着逆变器电路111而设置电压检测电路1，以对差动线(平衡线路)间的电压进行检测，但设置电压检测电路1的位置未被限定为图10所示的位置，测定对象未被限定为差动线间的电压。
图12(A)及图12(B)是表示将电压检测电路1设置在其他位置的例子的图。
图12(A)是将电压检测电路1设置在电容器C51的两端的例子。此时，检测电容器C51的两端电压并检测电流，由此能够将电压检测电路1用于大电流的测定。图12(B)是将电压检测电路1设置在初级线圈N1的两端的例子。此时，可以测定被施加最高的电压的初级线圈N1的两端电压。
-符号说明-
C1...电容器
C2...电容器
C3、C31、C32、C33、C34、C35、C36、C37...电容器
C41、C42...电容器
C51、C52...电容器
C6...电容器
CT...电流互感器
D1、D2、D31、D32、D33、D34、D4、D5、D6...二极管
L1、L2...电感器
N1...初级线圈
N2...次级线圈
R1...负载
R2...电阻
R31、R32...负载
R4...电阻
VAC...差动电压
VDC...两端电压
Vin...直流电源
1...电压检测电路
2A、2B...电力传输线
10A、10B...连接部
11...初级侧谐振电路
12...次级侧谐振电路
13...电压检测部
100...电力传输系统
101...送电装置
111...逆变器电路
112...控制电路
112A...开关控制部
112B...电流检测部
112C...电压检测部
112D...阻抗检测部
112E...状态检测部
113...送电侧谐振耦合部
201...受电装置
211...负载电路
212...受电侧电路
213...受电侧谐振耦合部

Claims (13)

1.一种电压检测电路，具备：
输入端子对，输入交流电压；
初级侧电感器，被连接至所述输入端子对；
次级侧电感器，与所述初级侧电感器进行磁场耦合；
次级侧电容器，与所述次级侧电感器并联连接且与所述次级侧电感器一起构成次级侧谐振电路；
输出电压检测部，对来自所述次级侧谐振电路的输出电压进行检测；和
初级侧电容器，与所述初级侧电感器并联连接，
所述初级侧电感器及所述初级侧电容器构成初级侧谐振电路。
2.根据权利要求1所述的电压检测电路，其中，
所述次级侧谐振电路的谐振频率为从所述输入端子对输入的交流电压的频率。
3.根据权利要求1所述的电压检测电路，其中，
所述初级侧谐振电路的谐振频率为被输入至所述输入端子对的交流电压的频率。
4.根据权利要求1所述的电压检测电路，其中，
所述初级侧谐振电路的谐振频率和所述次级侧谐振电路的谐振频率相同。
5.根据权利要求4所述的电压检测电路，其中，
被输入至所述输入端子对的交流电压的频率和由所述初级侧谐振电路及所述次级侧谐振电路决定的2个谐振频率相同、或者是这2个谐振频率之间的频率。
6.根据权利要求5所述的电压检测电路，其中，
设定所述初级侧电感器与所述次级侧电感器之间的耦合度，以使得所述2个谐振频率与高次谐波频率不同。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的电压检测电路，其中，
该电压检测电路具备串联连接于所述输入端子对与所述初级侧电感器之间的阻抗元件。
8.根据权利要求7所述的电压检测电路，其中，
所述阻抗元件为电容器。
9.一种送电装置，其具备送电耦合部，使受电装置具有的受电耦合部与所述送电耦合部通过电场或者磁场的至少一方进行耦合，由此向所述受电装置传输电力，其中，
所述送电装置具备：
逆变器电路，将直流电压变换为交流电压并向所述送电耦合部输出；
谐振电路，包含所述送电耦合部且被设置在所述逆变器电路与所述送电耦合部之间；
权利要求1～6中任一项所述的电压检测电路，被设置在所述逆变器电路与所述送电耦合部之间；和
状态检测部，基于所述电压检测电路检测到的电压来检测所述送电耦合部侧的状态。
10.根据权利要求9所述的送电装置，其中，
所述送电装置具备阻抗检测部，其基于所述电压检测电路检测到的电压来检测从所述逆变器电路观察到送电耦合部的阻抗，
所述状态检测部基于所述阻抗检测部检测到的阻抗来检测所述送电耦合部侧的状态。
11.根据权利要求10所述的送电装置，其中，
所述电压检测电路检测差动电压。
12.根据权利要求9～11中任一项所述的送电装置，其中，
所述送电耦合部是与所述受电耦合部进行磁场耦合的线圈。
13.一种电力传输系统，具备：
权利要求9～11中任一项所述的送电装置；以及
受电装置，具有通过电场或者磁场的至少一方而与所述送电耦合部进行耦合的所述受电耦合部、及对所述受电耦合部所感应的电压进行整流平滑并向负载输出的整流平滑电路。
CN201690000414.7U 2015-02-26 2016-02-18 电压检测电路、送电装置及电力传输系统 Active CN207124491U (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015-036764 2015-02-26
JP2015036764 2015-02-26
PCT/JP2016/054642 WO2016136567A1 (ja) 2015-02-26 2016-02-18 電圧検出回路、送電装置および電力伝送システム

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN207124491U true CN207124491U (zh) 2018-03-20

Family

ID=56788792

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201690000414.7U Active CN207124491U (zh) 2015-02-26 2016-02-18 电压检测电路、送电装置及电力传输系统

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10714977B2 (zh)
JP (1) JP6168254B2 (zh)
CN (1) CN207124491U (zh)
WO (1) WO2016136567A1 (zh)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016208960B3 (de) * 2016-05-24 2017-11-09 Continental Automotive Gmbh Überwachungsvorrichtung und Verfahren zum Überwachen einer gegenüber einem Referenzpotential galvanisch entkoppelten Wechselspannungsquelle
JP6370484B1 (ja) * 2017-03-10 2018-08-08 三菱電機エンジニアリング株式会社 共振型電力送信装置及び共振型電力伝送システム
CN110495072B (zh) * 2017-04-14 2023-08-25 通用电气公司 无线充电装置和用于检测接收器装置的方法
KR102391649B1 (ko) * 2017-09-04 2022-04-27 현대자동차주식회사 이물질 검출 방법, 이를 이용하는 무선 전력전송 제어 장치 및 무선 전력전송 장치
CN109120019A (zh) * 2018-10-15 2019-01-01 云南电网有限责任公司临沧供电局 一种输电线路监测装置取电装置
US11408919B2 (en) 2018-12-31 2022-08-09 Tektronix, Inc. Device signal separation for full duplex serial communication link
CN111525802B (zh) * 2019-02-01 2021-08-06 台达电子工业股份有限公司 变换装置
CN113358912B (zh) * 2021-06-11 2022-03-08 南方电网数字电网研究院有限公司 电压测量装置、电压测量方法和存储介质

Family Cites Families (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH063374A (ja) * 1992-06-23 1994-01-11 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電子電圧計
JP3456787B2 (ja) * 1995-03-10 2003-10-14 新電元工業株式会社 電解コンデンサ劣化判定回路及びこれを搭載した直流電源 装置
JP2006060909A (ja) 2004-08-19 2006-03-02 Seiko Epson Corp 非接触電力伝送装置
JP2006254540A (ja) * 2005-03-08 2006-09-21 Sony Corp スイッチング電源回路
TW200721653A (en) * 2005-09-02 2007-06-01 Sony Corp Switching power supply circuit
TW200723660A (en) * 2005-09-30 2007-06-16 Sony Corp Switching power supply circuit
JP2008236917A (ja) 2007-03-20 2008-10-02 Seiko Epson Corp 非接触電力伝送装置
JP2009169327A (ja) * 2008-01-21 2009-07-30 Hitachi Displays Ltd 電力伝送回路
ES2929055T3 (es) * 2008-10-03 2022-11-24 Philips Ip Ventures B V Sistema de suministro de energía
JP4893755B2 (ja) * 2009-01-14 2012-03-07 セイコーエプソン株式会社 送電制御装置、送電装置、電子機器及び負荷状態検出回路
JP5500269B2 (ja) * 2010-12-24 2014-05-21 株式会社村田製作所 ワイヤレス電力伝送システム、送電装置および受電装置
US9231412B2 (en) * 2010-12-29 2016-01-05 National Semiconductor Corporation Resonant system for wireless power transmission to multiple receivers
CN103329420B (zh) * 2011-01-26 2015-12-02 株式会社村田制作所 开关电源电路
WO2012101905A1 (ja) * 2011-01-26 2012-08-02 株式会社村田製作所 スイッチング電源装置
EP2670023A4 (en) * 2011-01-26 2016-11-02 Murata Manufacturing Co ENERGY TRANSMISSION SYSTEM
FR2980925B1 (fr) * 2011-10-03 2014-05-09 Commissariat Energie Atomique Systeme de transfert d'energie par couplage electromagnetique
GB2508775B (en) * 2011-10-21 2018-09-19 Murata Manufacturing Co Switching power supply device
GB2515221B (en) * 2012-03-26 2018-01-24 Murata Manufacturing Co Electric field coupling type wireless electric power transmitting system and electric power receiving apparatus included in the same
WO2013176751A1 (en) * 2012-05-20 2013-11-28 Access Business Group International Llc System and method for communication in wireless power supply systems
DE102012108671A1 (de) * 2012-09-17 2014-05-28 Paul Vahle Gmbh & Co. Kg Metall-Fremdkörper-Erkennungssystem für induktive Energieübertragungssysteme
CN204721100U (zh) * 2012-12-28 2015-10-21 株式会社村田制作所 电力输送系统
CN105247775B (zh) * 2013-07-08 2017-12-26 株式会社村田制作所 电力变换电路、电力输送系统以及电力变换系统
EP3028367A4 (en) * 2013-07-19 2017-03-22 Intel Corporation Apparatus, system and method of wireless power transfer
WO2015083550A1 (ja) * 2013-12-05 2015-06-11 株式会社村田製作所 受電装置及び電力伝送システム
ES2671123T3 (es) * 2014-01-22 2018-06-05 Danmarks Tekniske Universitet Convertidores resonantes de potencia de CC-CC en disminución
US9643023B2 (en) * 2014-01-29 2017-05-09 GiMer Medical Co., Ltd. Method for monitoring power supply to implantable medical device
US9692238B2 (en) * 2014-02-18 2017-06-27 Panasonic Corporation Wireless power transmission system and power transmitting device
JP6070650B2 (ja) * 2014-07-22 2017-02-01 トヨタ自動車株式会社 送電装置並びに受電装置及びそれを搭載した車両
WO2016017257A1 (ja) * 2014-07-31 2016-02-04 株式会社村田製作所 電力変換装置及びワイヤレス電力伝送システム
EP3214729B1 (en) * 2014-10-28 2020-06-24 IHI Corporation Power transmission device, power transmission method, and non-contact power supply system
US10079508B2 (en) * 2015-01-22 2018-09-18 Integrated Device Technology, Inc. Apparatuses and related methods for detecting magnetic flux field characteristics with a wireless power receiver
US10132650B2 (en) * 2015-01-22 2018-11-20 Integrated Device Technology, Inc. Apparatuses and related methods for detecting magnetic flux field characteristics with a wireless power transmitter
JP6515015B2 (ja) * 2015-11-11 2019-05-15 株式会社ダイヘン 非接触電力伝送システム
JP6793331B2 (ja) * 2016-07-29 2020-12-02 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 信号受信装置、点灯システム、照明器具、及び照明システム

Also Published As

Publication number Publication date
WO2016136567A1 (ja) 2016-09-01
US10714977B2 (en) 2020-07-14
US20170315159A1 (en) 2017-11-02
JPWO2016136567A1 (ja) 2017-08-10
JP6168254B2 (ja) 2017-07-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN207124491U (zh) 电压检测电路、送电装置及电力传输系统
KR101788947B1 (ko) 무선 충전 송신 특성들을 검출하기 위한 시스템들 및 방법들
US10277062B2 (en) System and method for detecting and characterizing an object for wireless charging
Sinha et al. Design of efficient matching networks for capacitive wireless power transfer systems
CN106532982B (zh) 一种负载在线识别的无线电能传输系统及负载识别方法
CN103502845B (zh) 检测器、电力传送器和接收器、电力供给系统及检测方法
US20180108474A1 (en) Detection apparatus, power supply system, and method of controlling detection apparatus
KR101262615B1 (ko) 무선전력 송신장치, 무선전력 수신장치, 무선전력 전송 시스템 및 무선전력 전송 방법
EP3031129B1 (en) Method for parameters identification, load monitoring and output power control in wireless power transfer systems
Casanova et al. Transmitting coil achieving uniform magnetic field distribution for planar wireless power transfer system
EP3306781A1 (en) Wireless power transmission system and method for driving same
CN104009555B (zh) 谐振型非接触供电装置、电能发射端和非接触供电方法
KR20120080136A (ko) 비접촉 전력 전송 장치 및 이를 위한 전력 전송 방법
CN207124490U (zh) 供电装置以及电力传输系统
CN105453369B (zh) 经由可变耦合电容的无线功率传输
CN109416380A (zh) 用于监测无线电力发送器的装置和方法
CN104823354B (zh) 参数导出方法
CN106202690B (zh) 一种降低无线充电系统电应力的设计方法
CN211086549U (zh) 一种交流充电设备的接地和错相检测电路
CN110412414A (zh) 一种线路检测装置及其检测方法、直流供电系统
Hua et al. Inductive power transmission technology for Li-ion battery charger
CN114362387A (zh) 复合pwm控制无线电能传输系统多参数在线识别系统及方法
JP6112222B2 (ja) 周波数特性測定方法
KR101305828B1 (ko) 무선전력 송신장치, 무선전력 수신장치, 무선전력 전송 시스템 및 무선전력 전송 방법
KR101905882B1 (ko) 무선전력 송신장치, 무선전력 수신장치, 무선전력 전송 시스템 및 무선전력 전송 방법

Legal Events

Date Code Title Description
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant