TWI547054B - 無線受電裝置、無線供電裝置以及無線供電系統 - Google Patents

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Description

無線受電裝置、無線供電裝置以及無線供電系統
本發明是有關於一種無線供電技術。
近年來，作為對行動電話終端或筆記型電腦等的電子機器、或者汽車的供電技術，而著眼於無線(非接觸)電力傳送。無線送電主要分為電磁感應型、電波接收型、電場‧磁場共鳴型此3種。
電磁感應型被用於短距離(數公分(centimeter,cm)以內)供電，可在數百千赫(kilo Hertz,kHz)以下的頻帶傳送數百瓦(watt,W)的電力。電力的利用效率為60%~98%左右。
在數公尺(meter,m)以上的相對較長的距離中供電的情況下，利用的是電波接收型。電波接收型中，可在中波~微波的頻帶傳送數瓦以下的電力，但電力的利用效率低。作為以相對較高的效率在數公尺左右的中距離供電的方法，而著眼於電場‧磁場共鳴型(參照非專利文獻1)。
[先前技術文獻]
[非專利文獻]
[非專利文獻1]A.卡拉裏斯，J.D.喬安那普路斯.M.索爾亞契奇(A. Karalis, J.D. Joannopoulos, M. Soljacic)，「Efficient wireless non-radiative mid-range energy transfer」(有效的無線非輻射中距能量傳輸)，ANNALS of PHYSICS(物理年鑑)Vol. 323, pp.34-48, 2008, Jan.
圖1是表示比較技術的無線送電系統的圖。無線送電 系統1r包括無線供電裝置2r以及無線受電裝置4r。無線供電裝置2r包括發送線圈LTX、共振用電容CTX、及交流電源10r。無線受電裝置4r包括接收線圈LRX、共振用電容CRX、及負載70。
在磁場(電場)共鳴型的電力傳送中重要的是共振頻率。發送側的LC共振電路的共振頻率為fTX=1/ ()，接收側的共振頻率為fRX=1/ ()，如果未能適當調節發送接收雙方的共振頻 率與交流電源10r的頻率，則無法高效地進行電力傳送。 然而，現實情況是，因各種原因而共振頻率發生變動。難以在受電裝置側，根據自供電裝置傳送而來的磁場(電場)其自身來調整該變動的共振頻率。這是因為，在受電裝置側檢測的共振頻率存在根據受電裝置側的共振頻率或相位的狀態而進一步發生變動的可能性。
本發明是鑒於上述課題而完成，其一態樣的例示性目的之一在於提供一種可自動調整共振頻率的無線供電裝置、受電裝置以及供電系統。
本發明的一態樣是有關於一種對無線受電裝置，發送包含電場、磁場、電磁場中的任一個的電力信號的無線供電裝置。無線供電裝置包括：發送天線，包含發送線圈；電源，對發送天線的兩端間施加交流的驅動電壓；以及自動調整輔助電路，與發送天線耦合，對發送天線注入第1修正電流或自發送天線抽出第1修正電流。自動調整輔助電路包含第1輔助線圈，且交替重複如下狀態：(1)第1 狀態，將第1輔助線圈與發送天線耦合，將與流經第1輔助線圈的電流相應的第1修正電流注入至發送天線或者自發送天線抽出，(2)第2狀態，將第1輔助線圈自發送天線分離，使流經第1輔助線圈的電流流向與發送天線相獨立的電流路徑。
第1狀態與第2狀態亦可以與驅動電壓相同的頻率、或者其奇數倍或奇數分之一倍的頻率而切換(switching)。
在發送天線的共振頻率與驅動電壓的頻率一致的情況下，流經第1輔助線圈的電流為零，第1修正電流亦為零。
在發送天線的共振頻率與驅動電壓的頻率不一致的情況下，包含發送天線的共振電路的阻抗成為電容性或感應性，因此發送天線中會產生相對於驅動電壓延遲或者超前的相位的電流。此時，若對第1狀態與第2狀態進行切換，則第1輔助線圈中流動電流，該電流的大小(以及朝向)以使流經發送天線的電流與驅動電壓為同相位的方式受到調節。藉由其結果而生成的第1輔助電流，使得在共振狀態下應流經發送天線的電流、與不存在自動調整輔助電路時流經發送天線的電流的差分得以修正，從而供電裝置中可實現模擬的共振狀態。
根據該態樣，即便不進行共振用電容的電容值的調節等，亦可相對於驅動電壓自動地調整發送天線。
本發明的另一態樣亦為無線供電裝置。該無線供電裝置包括：發送天線，包含發送線圈；電源，對發送天線的兩端間施加交流的驅動電壓；以及自動調整輔助電路，與發送天線耦合，對發送天線注入修正電流，或自發送天線 抽出修正電流。自動調整輔助電路包括：第1端子以及第2端子，與發送天線耦合；H橋接電路，設置在第1端子與第2端子之間；以及第3輔助線圈，設置在H橋接電路的輸出端子間。
H橋接電路亦可以與驅動電壓相同的頻率、或者其奇數倍或奇數分之一倍的頻率而切換。
根據該態樣，在自驅動電壓的某相位算起的半週期期間，H橋接電路的4個開關中的位於對角的第1對開關成為導通，在後續的半週期期間，第2對開關成為斷開。在第1對開關導通的半週期，流經第3輔助線圈的電流以第1朝向而被供給至發送天線，在第2對開關導通的半週期，流經第3輔助線圈的電流以第2朝向而被供給至發送天線。
在發送天線的共振頻率與驅動電壓的頻率一致的情況下，流經第3輔助線圈的電流為零。
在發送天線的共振頻率與驅動電壓的頻率不一致的情況下，包含發送天線的共振電路的阻抗成為電容性或感應性，因此發送天線中會產生相對於驅動電壓延遲或者超前的相位的電流。此時，若切換H橋接電路，則第3輔助線圈中流動電流，該電流的大小(以及朝向)以使流經發送天線的電流與驅動電壓為同相位的方式而受到調節。藉由其結果而生成的第3輔助電流，使得在共振狀態下應流經發送天線的電流、與不存在自動調整輔助電路時流經發送天線的電流的差分得以修正，從而在供電裝置中可實現模擬的共振狀態。
根據該態樣，即便不進行共振用電容的電容值的調節 等動作，亦可相對於驅動電壓自動地調整發送天線。
本發明的另一態樣是有關於一種接收自無線供電裝置發送的包含電場、磁場、電磁場中的任一個的電力信號的無線受電裝置。無線受電裝置包括：接收天線，包含接收線圈；以及自動調整輔助電路，與接收天線耦合，對接收天線注入第1修正電流或自接收天線抽出第1修正電流。自動調整輔助電路包含第1輔助線圈，且交替重複如下狀態：(1)第1狀態，第1輔助線圈與接收天線耦合，將與流經第1輔助線圈的電流相應的第1修正電流注入至接收天線或者自接收天線抽出，(2)第2狀態，第1輔助線圈自接收天線分離，使流經第1輔助線圈的電流流向與接收天線相獨立的電流路徑。
第1狀態與第2狀態亦可以與電力信號相同的頻率、或者其奇數倍或奇數分之一倍的頻率而切換。
在接收天線的共振頻率與電力信號的頻率一致的情況下，流經第1輔助線圈的電流為零，第1修正電流亦為零。
在接收天線的共振頻率與電力信號的頻率不一致的情況下，包含接收天線的共振電路的阻抗成為電容性或感應性，因此接收天線中會產生相對於電力信號延遲或者超前的相位的電流。此時，若對第1狀態與第2狀態進行切換，則第1輔助線圈中流動電流，該電流的大小(以及朝向)以使流經接收天線的電流與電力信號為同相位的方式而受到調節。藉由其結果而生成的第1輔助電流，使得在共振狀態下應流經接收天線的電流、與不存在自動調整輔助電路時流經接收天線的電流的差分得以修正，從而在受電裝 置中可實現模擬的共振狀態。
根據該態樣，即便不進行共振用電容的電容值的調節等，亦可相對於電力信號自動地調整受電天線。
本發明的另一態樣亦為無線受電裝置。無線受電裝置包括：接收天線，包含接收線圈；以及自動調整輔助電路，與接收天線耦合，對接收天線注入修正電流或自接收天線抽出修正電流。自動調整輔助電路包括：第1端子以及第2端子，與接收天線耦合；H橋接電路，設置在第1端子與第2端子之間；以及第3輔助線圈，設置在H橋接電路的輸出端子間。
H橋接電路亦可以與電力信號相同的頻率、或者其奇數倍或奇數分之一倍的頻率而切換。
根據該態樣，在自電力信號的某相位算起的半週期期間，H橋接電路的4個開關中的位於對角的第1對開關成為導通，在後續的半週期期間，第2對開關成為斷開。在第1對開關導通的半週期，流經第3輔助線圈的電流以第1朝向而被供給至接收天線，在第2對開關導通的半週期，流經第3輔助線圈的電流以第2朝向而被供給至接收天線。
在接收天線的共振頻率與電力信號的頻率一致的情況下，流經第3輔助線圈的電流為零。
在接收天線的共振頻率與電力信號的頻率不一致的情況下，包含接收天線的共振電路的阻抗成為電容性或感應性，因此接收天線中會產生相對於電力信號延遲或者超前的相位的電流。此時，若將H橋接電路開關，則第3輔助線圈中流動電流，該電流的大小(以及朝向)以使流經接 收天線的電流與電力信號為同相位的方式而受到調節。藉由其結果而生成的第3輔助電流，使得在共振狀態下應流經接收天線的電流、與不存在自動調整輔助電路時流經接收天線的電流的差分得以修正，從而在受電裝置中可實現模擬的共振狀態。
根據該態樣，即便不進行共振用電容的電容值的調節等，亦可相對於電力信號自動地調整接收天線。
本發明的另一態樣是有關於一種無線供電系統。無線供電系統亦可包括：上述無線供電裝置，發送包含電場、磁場、電磁場中的任一個的電力信號；以及上述無線受電裝置，接收電力信號。
另外，將以上的構成要素的任意的組合或本發明的構成要素或表達在方法、裝置、系統等間相互置換後，作為本發明的態樣亦有效。
根據本發明的一態樣，可自動地調整共振頻率。
以下，根據較佳的實施形態一邊參照圖式一邊說明本發明。在各圖式所示的相同或同等的構成要素、構件、處理中附上相同的符號，並適當省略重複的說明。而且，實施形態為例示而並非限定發明，實施形態所記述的所有特徵或其組合並非必須限於發明的本質。
本說明書中，「構件A與構件B連接的狀態」或「構件A與構件B耦合的狀態」除了指構件A與構件B物理性地直接連接的情況外，還包括如下情況：只要不會對構 件A與構件B的電性連接狀態造成實質性影響或者不破壞藉由他們的結合而實現的功能或效果，則構件A與構件B可經由其他的構件而間接地連接。
同樣地，「構件C設置在構件A與構件B之間的狀態」除了指構件A與構件C或者構件B與構件C直接連接的情況外，還包括如下情況：只要不會對他們的電性連接狀態造成實質性影響或者不破壞藉由他們的結合而實現的功能或效果，則可經由其他的構件而間接地連接。
(無線供電裝置)
(第1實施形態)
圖2是表示第1實施形態的無線供電裝置2的構成的電路圖。無線供電裝置2對無線受電裝置(未圖示)發送電力信號S1。電力信號S1利用不成為電波的電磁波的近場(電場、磁場、或者電磁場)。
無線供電裝置2包括電源10、發送天線20、自動調整輔助電路(Auto Tuning Assist Circuit,ATAC)30、及控制部40。
發送天線20包括設置於其第1端21與其第2端22之間的發送線圈LTX。共振用電容CTX與發送線圈LTX串聯設置。共振用電容CTX與發送線圈LTX亦可更換。
電源10對發送天線20的兩端間，施加具有規定的發送頻率fTX的交流的驅動電壓VDRV。驅動電壓VDRV亦可為以矩形波、梯形波、正弦波為首的任意的交流波形。本實施形態中，驅動電壓VDRV為以第1電壓位準(電源電壓VDD)與第2電壓位準(接地電壓VGND=0 V)擺動(swing) 的矩形波。
電源10包括直流電源12、第1高側開關SWH1、及第1低側開關SWL1。直流電源12生成直流的電源電壓VDD。第1高側開關SWH1以及第1低側開關SWL1依次串聯設置在直流電源12的輸出端子與固定電壓端子(接地端子)之間。控制部40將第1高側開關SWH1以及第1低側開關SWL1以發送頻率fTX互補地切換。電源10亦可包含H橋接電路。
自動調整輔助電路30與發送天線20直接或者間接地耦合，對發送天線20注入(source)第1修正電流IA，或自發送天線20抽出(sink)第1修正電流IA。圖2中，自動調整輔助電路30與發送天線20直接耦合。本實施形態中，將自發送天線20朝向自動調整輔助電路30的方向(sink)設為第1修正電流IA的正方向。
自動調整輔助電路30包含第1輔助線圈LA1。自動調整輔助電路30將第1狀態φ1與第2狀態φ2以與驅動電壓VDRV相同的頻率fTX而交替重複。
在第1狀態φ1下，第1輔助線圈LA1與發送天線20耦合，與流經第1輔助線圈LA1的電流相應的第1修正電流IA被注入至發送天線20，或者自發送天線20抽出。
在第2狀態φ2下，第1輔助線圈LA1自發送天線20分離，流經第1輔助線圈LA1的電流ILA1流向與發送天線20相獨立的電流路徑。
具體而言，自動調整輔助電路30除第1輔助線圈LA1外，還包括第1端子31、第2端子32、第1開關SW1以 及第2開關SW2、控制部40。第1端子31、第2端子32與發送天線20耦合。第1開關SW1以及第1輔助線圈LA1串聯設置在第1端子31與第2端子32之間。第2開關SW2相對於第1輔助線圈LA1並聯設置。
控制部40將第1開關SW1以及第2開關SW2，以與驅動電壓VDRV相同的頻率fTX，且以相對於驅動電壓VDRV為相位差θTX而互補地切換。具體而言，在第1狀態φ1下使第1開關SW1導通，使第2開關SW2斷開，在第2狀態φ2下使第1開關SW1斷開，使第2開關SW2導通。較佳為相位差θTX亦可為+0°或者180°左右。亦即控制部40的一部分構成自動調整輔助電路30。
藉由在第1狀態φ1下第1開關SW1導通而第1輔助線圈LA1與發送天線20耦合。藉由在第2狀態φ2下第2開關SW2導通，而流經第1輔助線圈LA1的電流IA1流向包含第2開關SW2的迴路路徑。
第1開關SW1、第2開關SW2可使用金氧半場效電晶體(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor,MOSFET)、絕緣閘雙極電晶體(Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT)、雙極電晶體等而構成。圖3(a)~圖3(f)是表示使用MOSFET的開關的構成例的圖。
圖3(a)表示使用N通道的MOSFET的構成，圖3(b)是表示P通道的MOSFET的構成。若將MOSFET的後閘極與源極連接，則後閘極與汲極間的體二極體(body diode)與閘極電壓無關而成為導通狀態。因此，在以單體使用MOSFET的開關中，無法阻止相對於單向的電流。本 說明書中，將此種開關稱作單向開關。
圖3(c)~圖3(f)的開關將2個N通道MOSFET、或者2個P通道MOSFET以他們的體二極體為逆向的方式連接(背對背連接(back-to-back connection))。圖3(c)~圖3(f)中，在斷開狀態下，任一方向上均未流動電流。本說明書中，將此種開關稱作雙向開關。
本實施形態中，各開關SW1、開關SW2可使用單向開關、雙向開關而構成。另外，在使用單向開關的情況下，必須與各開關SW1、開關SW2串聯設置整流用的二極體。以後對該變形例進行敍述。
以上為無線供電裝置2的構成。繼而，對其動作進行說明。
開關SW1、開關SW2分別為在斷開狀態下任一方向上均未流動電流的雙向開關。
圖4是表示圖2的無線供電裝置2的動作的波形圖。就本說明書中的波形圖或時序圖的縱軸以及橫軸而言，是為了容易理解而適當放大、縮小而成，而且所示的各波形亦為了容易理解而被簡化。
圖4中，自上方開始依次表示驅動電壓VDRV、發送線圈LTX與共振用電容CTX的兩端間的共振電壓VTX、流經發送天線20的共振電流ITX、第1開關SW1、第2開關SW2、第1修正電流IA、及流經第1輔助線圈LA1的電流ILA1。在表示開關的波形中，高位準表示導通狀態，低位準表示斷開狀態。而且，共振電流ITX以及共振電壓VTX表示使自動調整輔助電路30動作後經過充分時間後的穩 定狀態下的波形。
如圖4所示，矩形波的驅動電壓VDRV被施加至發送天線20。控制部40以與驅動電壓VDRV相同的頻率，且以與驅動電壓VDRV相同的相位θTX(=0°)，對第1開關SW1以及第2開關SW2互補地進行切換。
藉由重複第1狀態φ1與第2狀態φ2，第1輔助線圈LA1的電流ILA1的大小以及朝向以使得驅動電壓VDRV與共振電流ITX的相位差為零，亦即收斂於共振狀態成立的點。
在第2狀態φ2下，電流ILA1流向包含第2開關SW2的迴路，其位準保持為固定。而且，在第1狀態φ1下，電流ILA1作為第1修正電流IA而被供給至發送天線20。自動調整輔助電路30可將第1修正電流IA掌握為供給至發送天線20的修正電流源。圖5是圖2的無線供電裝置2的等效電路圖。
圖6(a)是使自動調整輔助電路30不進行動作的狀態的波形圖，圖6(b)是使自動調整輔助電路30動作時的波形圖。
首先，參照圖6(a)，對使自動調整輔助電路30不進行動作的狀態，亦即對將第1開關SW1固定為斷開、將第2開關SW2固定為導通的狀態進行說明。這表示修正電流IA為零的狀態。
發送天線20的阻抗Z由式(1)而提供，其共振頻率fc由式(2)而提供。另外，此處雖忽視電阻成分，但在實際的電路中串聯電阻當然發揮作用。
Z=jωLTX+1/(jωCTX)………(1)
發送天線20在驅動電壓VDRV的頻率fTX高於共振頻率fc(fTX>fc)時為感應性，流經發送天線20的共振電流ITX的相位相對於驅動電壓VDRV的相位而延遲。相反，在頻率fTX低於共振頻率fc(fTX<fc)時為電容性，共振電流ITX的相位相對於驅動電壓VDRV而超前。
圖6(a)表示fc>fTX的狀態，共振電流ITX的相位相對於驅動電壓VDRV超前了相位差φ。相位差φ不為90°是因為共振電路中存在串聯的電阻成分(未圖示)。非共振狀態下阻抗Z變高，因此共振電流ITX的振幅減小。該狀態下無法傳送大電力。
其次，參照圖6(b)，對使自動調整輔助電路30動作時的動作進行說明。
若使自動調整輔助電路30動作，則發送天線20中供給有相對於驅動電壓VDRV具有某相位差的修正電流IA。其結果，共振電流ITX的相位與驅動電壓VDRV的相位一致，從而成為模擬的共振狀態。藉此，共振電流ITX的振幅比非共振狀態下的振幅大。
圖7是說明fc<fTX的情況下的自動調整輔助電路30的模擬共振狀態的矢量圖(phasor diagram)(向量圖)。
修正電流IA(fTX)是指圖4的修正電流IA的基本波成分(fTX)。該修正電流IA(fTX)相對於驅動電壓VDRV 具有相位差θ。
藉由「重疊的原理」，共振電流ITX以由驅動電壓VDRV感應的電流成分IDRV與修正電流IA(fTX)的和而提供。可知藉由使修正電流IA的振幅最佳化，而可使2個電流成分IDRV與IA(fTX)的合成電流、亦即共振電流ITX的相位與驅動電壓VDRV的相位(0°)一致，從而可實現模擬共振狀態。
以上為無線供電裝置2的原理以及動作。
如此，根據無線供電裝置2，無須對發送天線20的共振頻率fc進行調節，便能夠以實現模擬共振狀態的方式自動地調整電路的狀態。無線送電中，根據無線供電裝置2與無線受電裝置4的位置關係，共振頻率時時刻刻發生變化，而根據無線供電裝置2，可高速地追隨該變化，從而可進行高效率的電力傳送。
而且，若欲以無線供電來傳送大電力，則共振用電容CTX的兩端間的電壓會變得非常大，因而可變電容(variable condenser)(變容(varicap))的利用受到限制。因無須根據無線供電裝置2來調節共振用電容CTX的電容值，故亦具有無須使用可變電容等的優點。
此處，已對將第1開關SW1以相對於第1高側開關SWH1(驅動電壓VDRV)的相位為θTX=0°而切換的情況進行了說明，但相位差θTX並非必須為0°，亦可為180°。該情況下，電容電流IA的朝向以相反的方式而自動地調節。
亦即，在fc<fTX的情況下，藉由設為相位差θTX=0°或180°，而可實現模擬共振狀態。
相位差θTX亦可自0°或者180°偏離。該情況下，圖7所示的向量圖中，電流成分IDRV與IA的相位差θTX不為90°，但該情況下，以將該些合成所得的共振電流ITX的相位為0°的方式，對修正電流IA自動調節。其中，具有相位差θTX越接近0°或者180°，則修正電流IA的振幅越可減小的優點。
無線供電裝置2不僅在fc<fTX的情況下，且在fc>fTX的情況下，亦可自動地實現模擬共振狀態。該情況下，較佳為相位差θTX=180°。
圖8是說明fc>fTX的情況下的自動調整輔助電路30的模擬共振狀態的矢量圖。將驅動電壓VDRV的相位設為0°，修正電流IA的相位設為θ。fc>fTX時，電流的相位相對於電壓超前，但即便在該情況下亦可實現模擬共振狀態。
另外當fc>fTX時，亦可將相位差θTX設為0°左右。該情況下，以獲得模擬共振狀態的方式，修正電流IA的朝向自動地成為反向。
繼而，對無線供電裝置2的變形例進行說明。各變形例可與任意其他變形例組合，此種組合亦包含在本發明的範圍內。
(第1變形例)
圖9是表示第1變形例的自動調整輔助電路30a的構成的電路圖。自動調整輔助電路30a除圖2的自動調整輔助電路30外，還包括第2輔助線圈LA2。
在第1狀態φ1下，第2輔助線圈LA2自發送天線20分離，流經第2輔助線圈LA2的電流ILA2流向與發送天線 20相獨立的電流路徑。在第2狀態φ2下，第2輔助線圈LA2與發送天線20耦合，與流經第2輔助線圈LA2的電流ILA2相應的第2修正電流IA2被注入至發送天線20，或者自發送天線20抽出。
第3開關SW3以及第2輔助線圈LA2串聯設置在第1端子31與第2端子32之間。第4開關SW4與第2輔助線圈LA2並聯設置。控制部40a在第1狀態φ1下使第4開關SW4導通，在第2狀態φ2下使第3開關SW3導通。
圖10是表示圖9的自動調整輔助電路30a的動作的波形圖。共振電流ITX以及共振電壓VTX表示使自動調整輔助電路30a動作後經過充分時間後的穩定狀態的波形。
圖9的自動調整輔助電路30a包括2個圖2的自動調整輔助電路30，可理解為該些以逆相而動作。而且，第1輔助線圈LA1的修正電流IA1與第2輔助線圈LA2的修正電流IA2的極性相反。供給至發送天線20的修正電流IA為2個修正電流IA1、IA2的合計。
藉由圖9的自動調整輔助電路30a，亦可實現模擬的共振狀態。
(第2變形例)
第2變形例中，第1開關SW1、第2開關SW2使用單向開關而構成。圖11(a)、圖11(b)是表示第2變形例的自動調整輔助電路的構成的電路圖。
圖11(a)、圖11(b)中，第1開關SW1包含單向開關SW1a、及與其串聯設置的整流二極體D1b。整流二極體D1b與作為單向開關SW1a的逆導通元件的寄生二極體 (體二極體)D1a逆向地配置。開關SW1a與整流二極體D1b的順序亦可更換。
第2開關SW2亦與第1開關SW1同樣地構成，包含單向開關SW2a、及與其串聯設置的整流二極體D2b。整流二極體D2b與單向開關SW2a的寄生二極體(體二極體)D2a逆向地配置。開關SW2a與整流二極體D2b的順序亦可更換。
藉由將整流二極體D1b、D2b與寄生二極體D1a、D2a逆向地設置，亦可防止第1開關SW1、第2開關SW2意外地導通。
另外，在由雙向開關構成第1開關SW1、第2開關SW2的情況下，自動調整輔助電路30可生成正、負兩方的修正電流IA。與此相對，圖11(a)的自動調整輔助電路30可生成正的修正電流IA，但無法生成負的修正電流IA。相反地，圖11(b)的自動調整輔助電路30可生成負的修正電流IA，但無法生成正的修正電流IA。因此，圖11(a)、圖11(b)的自動調整輔助電路30中，第1開關SW1、第2開關SW2的進行切換的相位受到限制。
(第3變形例)
圖9的自動調整輔助電路30a亦可使用單向開關構成。圖12是表示第3變形例的自動調整輔助電路的構成的電路圖。圖12的自動調整輔助電路30a中，第1開關SW1以及第2開關SW2與圖11(a)同樣地構成，第3開關SW3以及第4開關SW4與圖11(b)同樣地構成。藉由圖12的自動調整輔助電路30a，亦可獲得與圖9的自動調整輔 助電路30a相同的效果。
(第2實施形態)
圖13是表示包括第2實施形態的自動調整輔助電路30b的無線供電裝置2b的構成的電路圖。自動調整輔助電路30b與發送天線20耦合，對發送天線20注入修正電流IA，或自發送天線20抽出修正電流IA。
自動調整輔助電路30b包括：與發送天線20耦合的第1端子31以及第2端子32，H橋接電路36，第3輔助線圈LA3，及控制部40b。H橋接電路36設置在第1端子31與第2端子32之間，以與驅動電壓VDRV相同的頻率而切換。第3輔助線圈LA3設置在H橋接電路36的輸出端子P1、P2間。控制部40b將H橋接電路36以相對於驅動電壓VDRV為相位差θTX而切換。
圖14是表示圖13的無線供電裝置2的動作的波形圖。圖14中，H橋接電路36以與驅動電壓VDRV相同的相位(θTX=0°)而切換。
在驅動電壓VDRV的某相位算起的半週期期間，H橋接電路36的4個開關SW11~開關SW14中的位於對角的第1對開關SW11、SW14成為導通，在後續的半週期期間，第2對開關SW12、SW13成為導通。在第1對開關SW11、SW14導通的半週期，流經第3輔助線圈LA3的電流ILA3以第1朝向而被供給至發送天線20，在第2對開關SW12、SW13導通的半週期，流經第3輔助線圈LA3的電流ILA3以第2朝向而被供給至發送天線20。
開關SW11~開關SW14可使用單向開關或者雙向開 關而構成，暫時對使用了雙向開關的構成以及動作進行說明。另外，在使用單向開關的情況下，必須與各開關SW11~開關SW14串聯地設置整流用的二極體。以後對該變形例進行敍述。
圖13的自動調整輔助電路30b的動作原理與圖2或者圖9的自動調整輔助電路相同。自動調整輔助電路30b所生成的修正電流IA的波形與圖10的修正電流IA相同。藉由圖13的無線供電裝置2b，亦可獲得與至此為止所說明的無線供電裝置相同的效果。
進而，根據圖13的自動調整輔助電路30b，以一個線圈便可實現與圖9的自動調整輔助電路30a相同的功能。
其次，對第2實施形態的自動調整輔助電路30b的變形例進行說明。
圖15是表示圖13的自動調整輔助電路30b的變形例的電路圖。該變形例中，開關SW11~開關SW14使用單向開關而構成。
各開關SW11~開關SW14的構成如圖11(a)、圖11(b)或者圖12所說明般。開關SW11、開關SW12與圖11(a)的開關SW1、開關SW2同樣地構成，開關SW13、開關SW14與圖11(b)的開關SW1、開關SW2同樣地構成。
根據圖15的變形例，可獲得與圖13的自動調整輔助電路30b相同的效果。
在自動調整輔助電路30、30a、30b(以下，簡稱作自動調整輔助電路30)與發送天線20的耦合的形態中，有 各種變形例。圖16(a)~圖16(g)是表示自動調整輔助電路30與發送天線20的耦合的連接形態的電路圖。
圖16(a)~圖16(d)中，自動調整輔助電路30與發送天線20直接耦合。圖16(e)、圖16(f)中，自動調整輔助電路30與發送天線20磁性地結合。
圖16(a)與圖2或圖9相同。圖16(b)中，自動調整輔助電路30與共振用電容CTX耦合。具體而言，自動調整輔助電路30的第1端子31連接於共振用電容CTX的一端，第2端子32連接於共振用電容CTX的另一端。
於圖16(c)的發送線圈LTX設置著分接頭33。自動調整輔助電路30的第1端子31與分接頭33連接，第2端子32與發送線圈LTX的一端連接。
圖16(d)的發送天線20包含與發送線圈LTX串聯設置的2個共振用電容CTX1、CTX2。自動調整輔助電路30的第1端子31連接於一個共振用電容CTX2的一端，第2端子32與共振用電容CTX2的另一端連接。
圖16(e)的無線供電裝置更包括與發送線圈LTX磁性地結合的第1線圈L1。自動調整輔助電路30的第1端子31與第1線圈L1的一端連接，第2端子32與第1線圈L1的另一端連接。
圖16(f)的無線供電裝置更包括變壓器T1。變壓器T1的1次線圈W1與發送天線LTX串聯地設置。自動調整輔助電路30的第1端子31與變壓器T1的2次線圈W2的一端連接，第2端子32與2次線圈W2的另一端連接。
圖16(g)的無線供電裝置2中，電源10與發送天線 20藉由變壓器T2而結合。若自其他觀點考慮，則電源10與變壓器T2構成對發送天線20的兩端間施加驅動電壓VDRV的電源10a。圖16(g)中雖未圖示自動調整輔助電路，但在圖16(a)~圖16(f)的任一態樣中，與發送天線20耦合即可。
在圖16(a)~圖16(g)的變形例、或者與他們類似的電路中，亦可實現模擬的共振狀態。
而且，圖16(c)~圖16(f)的構成中，與圖16(a)、圖16(b)相比，可降低自動調整輔助電路30的端子31-端子32間的電壓。因此，可在構成自動調整輔助電路30的開關中利用低耐壓元件，從而設計變得容易，或者可低成本化。
第1實施形態、第2實施形態的無線供電裝置中，已對自動調整輔助電路的切換的頻率與驅動電壓VDRV的頻率相同的情況進行了說明，但即便在該些頻率不同的情況下，亦可實現模擬共振狀態。例如，在自動調整輔助電路30的切換頻率為驅動電壓VDRV的頻率的奇數倍的情況下，或者，為驅動電壓VDRV的頻率的奇數分之一倍的情況下，亦可實現模擬共振狀態。就切換頻率與驅動電壓的頻率的關係而言，考慮系統整體的效率等決定即可。
(無線受電裝置)
上述自動調整輔助電路亦可利用於無線受電裝置中。以下，對無線受電裝置進行說明。
(第1實施形態)
圖17是表示第1實施形態的無線受電裝置4的構成的 電路圖。無線受電裝置4接收自上述或者所有其他構成的無線供電裝置發送的電力信號S1。電力信號S1利用不成為電波的電磁波的近場(電場、磁場、或者電磁場)。
無線受電裝置4包括接收天線50、自動調整輔助電路60以及應供給電力的負載70。亦可於負載70中內置未圖示的整流電路、檢測電路等。
接收天線50包括串聯設置在第1端51與第2端52之間的接收線圈LRX以及共振用電容CRX。
自動調整輔助電路60與接收天線50耦合，對接收天線50注入第1修正電流IA，或自接收天線50抽出第1修正電流IA。
自動調整輔助電路60包括第1端子61、第2端子62、第1輔助線圈LA1、第5開關SW5、第6開關SW6、及控制部64，且與上述自動調整輔助電路30同樣地構成。
自動調整輔助電路60將第1狀態φ1與第2狀態φ2，以與電力信號S1相同的頻率交替重複。在第1狀態φ1下，第5開關SW5導通，第1輔助線圈LA1與接收天線50耦合，將與流經第1輔助線圈LA1的電流ILA1相應的第1修正電流IA注入至接收天線50，或者自接收天線50抽出。
在第2狀態φ2下，第6開關SW6導通，第1輔助線圈LA1自接收天線50分離，流經第1輔助線圈LA1的電流ILA1流向與接收天線50相獨立的電流路徑(SW6)。
控制部64亦可將第1狀態φ1與第2狀態φ2，以與在無線供電裝置(未圖示)中施加至發送天線的驅動電壓相同的頻率，且以相對於驅動電壓為規定的相位差而切換。
第5開關SW5、第6開關SW6包含單向開關、或者雙向開關。在包含單向開關的情況下，控制部64將各開關以各自的逆導通元件中未流動電流的相位而切換。
負載70與接收天線50耦合。負載70與接收天線50的連接形態未作特別限定。
以上為無線受電裝置4的構成。其次對其動作進行說明。圖18是圖17的無線受電裝置4的等效電路圖。與無線供電裝置2中的自動調整輔助電路30同樣地，自動調整輔助電路60可將修正電流IA掌握為供給至接收天線50的修正電流源。
圖19是表示圖17的無線受電裝置4的動作的波形圖。自上方開始依次表示接收線圈LRX與共振用電容CRX的兩端間的共振電壓VRX，流經接收天線50的共振電流IRX，第5開關SW5，第6開關SW6，修正電流IA，及第1輔助線圈LA1的電流ILA1。共振電流IRX以及共振電壓VRX中，實線表示使自動調整輔助電路60動作後經過充分時間後的穩定狀態(模擬共振狀態)的波形，虛線表示使自動調整輔助電路60不進行動作的非共振狀態的波形。
為了實現模擬共振狀態，必須使第5開關SW5以及第6開關SW6以適當的頻率fTX以及相位θRX而切換。因此，亦可自無線供電裝置2對無線受電裝置4，發送表示頻率fTX以及相位θRX的資料。或者無線受電裝置4使相位θRX擺動，亦可對最佳的相位θRX進行檢測。
以上為無線受電裝置4的動作。
如此，藉由圖17的無線受電裝置4，無須調節共振用 電容CRX的電容值，便可自動地實現共振狀態。
其次，對無線受電裝置4的變形例進行說明。
(第1變形例)
圖20是表示第1變形例的自動調整輔助電路60a的構成的電路圖。自動調整輔助電路60a與圖9的自動調整輔助電路30a同樣地構成，除圖17的自動調整輔助電路60外，還包括第7開關SW7、第8開關SW8、及第2輔助線圈LA2。根據該變形例，與圖17的無線受電裝置4同樣地，可實現模擬共振狀態。
(第2變形例)
與無線供電裝置2同樣地，可使用單向開關構成無線受電裝置4的開關。第2變形例的無線受電裝置4a中，自動調整輔助電路60使用單向開關而構成，具體而言，與圖11(a)、圖11(b)的自動調整輔助電路30同樣地構成。
(第3變形例)
無線受電裝置4中，第1變形例與第2變形例的組合亦有效。第3變形例的自動調整輔助電路60與圖12的自動調整輔助電路30同樣地構成。
(第2實施形態)
圖21是表示第2實施形態的無線受電裝置4b的構成的電路圖。無線受電裝置4b包括自動調整輔助電路60b。自動調整輔助電路60b與圖13的自動調整輔助電路30b同樣地，包括H橋接電路66與第2控制部64b。第2控制部64b將H橋接電路66的第1對開關SW11、SW14成為導通的第1狀態、與第2對開關SW12、SW13成為導通的 第2狀態，以與電力信號S1相同的頻率而切換。
根據圖21的自動調整輔助電路60b，與第1實施形態的第1變形例或者第3變形例的無線受電裝置4a相同的功能可由單一的修正線圈而實現。
第2實施形態的無線受電裝置4中，亦可使用單向開關。該變形例中，將自動調整輔助電路60b與圖15的自動調整輔助電路30b同樣地構成即可。
圖22(a)~圖22(f)是表示自動調整輔助電路60與接收天線50的耦合的形態的電路圖。圖22(a)~圖22(f)對應於圖16(a)~圖16(f)。圖22(a)~圖22(d)中，自動調整輔助電路60與接收天線50直接耦合。圖22(e)、圖22(f)中，自動調整輔助電路60與接收天線50磁性地結合。
圖22(a)與圖17相同。圖22(b)中，自動調整輔助電路60與共振用電容CRX耦合。於圖22(c)的接收線圈LRX設置著分接頭63。自動調整輔助電路60的第1端子61與分接頭63連接，第2端子62與接收線圈LRX的一端連接。
圖22(d)的接收天線50包括與接收線圈LRX串聯設置的2個共振用電容CRX1、CRX2。自動調整輔助電路60的第1端子61連接於一個共振用電容CTX2的一端，第2端子62與共振用電容CTX2的另一端連接。
圖22(e)的無線受電裝置更包括與接收線圈LRX磁性地結合的第2線圈L2。自動調整輔助電路60的第1端子61與第2線圈L2的一端連接，第2端子62與第2線 圈L2的另一端連接。
圖22(f)的無線受電裝置更包括變壓器T2。變壓器T2的1次線圈W1與接收天線LRX串聯設置。自動調整輔助電路60的第1端子61與變壓器T2的2次線圈W2的一端連接，第2端子62與2次線圈W2的另一端連接。
在圖22(a)~圖22(f)的變形例、或者與該些類似的電路中，亦可實現模擬的共振狀態。
而且，圖22(c)~圖22(f)的構成中，與圖22(a)、圖22(b)相比，可降低自動調整輔助電路60的端子61-端子62間的電壓。因此，可在構成自動調整輔助電路60的開關中利用低耐壓元件，從而設計變得容易，或者可低成本化。
第1實施形態、第2實施形態的無線受電裝置中，已對自動調整輔助電路的切換的頻率與電力信號的頻率相同的情況進行了說明，但即便在該些頻率不同的情況下，亦可實現模擬共振狀態。例如，在自動調整輔助電路60的切換頻率為電力信號S2的頻率的奇數倍的情況下，或者為電力信號S2的頻率的奇數分之一倍的情況下，亦可實現模擬共振狀態。就切換頻率與驅動電壓的頻率的關係而言，考慮系統整體的效率等而決定即可。
(無線送電系統)
藉由將上述無線供電裝置與無線受電裝置組合，而可實現無線送電系統。
藉由分別在無線供電裝置2、無線受電裝置4設置自動調整輔助電路30、60，可對負載70發送最大電力。當 然，亦可以說包含變形例的任意的無線供電裝置2與任意的無線受電裝置4能夠進行組合。
另外，不必在無線供電裝置2、無線受電裝置4的兩方安裝自動調整輔助電路。亦可僅在無線供電裝置2設置自動調整輔助電路30，無線受電裝置4如先前般進行共振用電容CRX的調節。
相反地，亦可僅在無線受電裝置4設置自動調整輔助電路60，無線供電裝置2如先前般進行共振用電容CTX的調節。
進而，亦可僅在無線供電裝置2設置自動調整輔助電路30，無線受電裝置4不具有任何調節機構。或者亦可僅在無線受電裝置4設置自動調整輔助電路60，無線供電裝置2不具有任何調節機構。
該些情況下，藉由單一的自動調整輔助電路，以取得電源10與負載70間的阻抗匹配的方式進行調整，從而可進行高效率的電力傳送。
以上，根據實施形態對本發明進行了說明。本領域技術人員應當明白，該實施形態為例示，該些各構成要素或各處理製程的組合中能夠有各種變形例，而且此種變形例亦處於本發明的範圍內。以下，對此種變形例進行說明。
在包括自動調整輔助電路30的無線供電裝置2中，存在即便省略共振用電容CTX亦可實現模擬共振狀態的情況。該情況下，亦可省略共振用電容CTX。同樣地，在包括自動調整輔助電路60的無線受電裝置4中，亦可省略共振用電容CRX。
無線供電裝置2根據規定的規則(密碼)，使驅動電壓VDRV的頻率fTX以及相位的至少一個發生變化，而對電力信號S1進行加密。已知密碼的無線受電裝置4根據該密碼，對自動調整輔助電路60的切換頻率、相位進行控制。其結果，即便在電力信號S1被加密的情況下，亦可對其進行解碼而接收電力供給。尚未知曉密碼的無線受電裝置無法對自動調整輔助電路60的切換進行適當控制，因而無法接收電力。無線電力傳送中，惡意的利用者的盜電可能成為問題，但藉由利用自動調整輔助電路而可解決該問題。
或者，在單一的無線供電裝置2對多個無線受電裝置4供電時，可藉由利用自動調整輔助電路來對每個終端的供電量進行控制。
自動調整輔助電路30的用途並不限定於無線電力供電，可用於需要進行調整的各種用途中。
已根據實施形態對本發明進行了說明，認為實施形態僅表示本發明的原理、應用，在實施形態中，在不脫離申請專利範圍所規定的本發明的思想的範圍內，可進行多個變形例或配置的變更。
[產業上之可利用性]
本發明可利用於無線供電技術中。
1、1r‧‧‧無線送電系統
2、2r‧‧‧無線供電裝置
2b‧‧‧無線供電裝置
4、4b、4r‧‧‧無線受電裝置
10、10a、10r‧‧‧電源
12‧‧‧直流電源
20‧‧‧發送天線
21‧‧‧第1端
22‧‧‧第2端
30、30a、30b‧‧‧自動調整輔助電路
31‧‧‧第1端子
32‧‧‧第2端子
33‧‧‧分接頭
34、36、66‧‧‧H橋接電路
40、40a、40b‧‧‧控制部
50‧‧‧接收天線
51‧‧‧第1端
52‧‧‧第2端
60、60a、60b‧‧‧自動調整輔助電路
61‧‧‧第1端子
62‧‧‧第2端子
64、64b‧‧‧第2控制部
70‧‧‧負載
CTX、CTX1、CTX2‧‧‧共振用電容
CRX‧‧‧共振用電容
D1a、D2a‧‧‧寄生二極體
D1b、D2b‧‧‧整流二極體
fTX‧‧‧頻率
IA‧‧‧第1修正電流
IA1‧‧‧第1輔助線圈LA1的修正電流
IA2‧‧‧第2輔助線圈LA2的修正電流
IDRV‧‧‧電流成分
ILA1‧‧‧流經第1輔助線圈LA1的電流
ILA2‧‧‧流經第2輔助線圈LA2的電流
ILA3‧‧‧流經第3輔助線圈LA3的電流
IRX‧‧‧流經接收天線50的共振電流
ITX‧‧‧流經發送天線20的共振電流
L1‧‧‧第1線圈
L2‧‧‧第2線圈
LA1‧‧‧第1輔助線圈
LA2‧‧‧第2輔助線圈
LA3‧‧‧第3輔助線圈
LRX‧‧‧接收線圈
LTX‧‧‧發送線圈
P1、P2‧‧‧輸出端子
S1‧‧‧電力信號
SW1‧‧‧第1開關
SW1a、SW2a‧‧‧單向開關
SW2‧‧‧第2開關
SW3‧‧‧第3開關
SW4‧‧‧第4開關
SW5‧‧‧第5開關
SW6‧‧‧第6開關
SW7‧‧‧第7開關
SW8‧‧‧第8開關
SW11~SW14‧‧‧開關
SWH1‧‧‧第1高側開關
SWH2‧‧‧第2高側開關
SWL1‧‧‧第1低側開關
SWL2‧‧‧第2低側開關
T1、T2‧‧‧變壓器
VDD‧‧‧電源電壓
VDRV‧‧‧驅動電壓
VGND‧‧‧接地電壓
VRX‧‧‧共振電壓
VTX‧‧‧共振電壓
W1‧‧‧1次線圈
W2‧‧‧2次線圈
θ、φ、θTX‧‧‧相位差
‧‧‧相位
φ1‧‧‧第1狀態
φ2‧‧‧第2狀態
圖1是表示比較技術的無線送電系統的圖。
圖2是表示第1實施形態的無線供電裝置的構成的電路圖。
圖3(a)~圖3(f)是表示使用了MOSFET的開關 的構成例的圖。
圖4是表示圖2的無線供電裝置的動作的波形圖。
圖5是圖2的無線供電裝置的等效電路圖。
圖6(a)是使自動調整輔助電路不進行動作的狀態的波形圖，圖6(b)是使自動調整輔助電路動作時的波形圖。
圖7是說明fc<fTX的情況下的自動調整輔助電路的模擬共振狀態的矢量圖(向量圖)。
圖8是說明fc>fTX的情況下的自動調整輔助電路的模擬共振狀態的矢量圖。
圖9是表示第1變形例的自動調整輔助電路的構成的電路圖。
圖10是表示圖9的自動調整輔助電路的動作的波形圖。
圖11(a)、圖11(b)是表示第2變形例的自動調整輔助電路的構成的電路圖。
圖12是表示第3變形例的自動調整輔助電路的構成的電路圖。
圖13是表示包括第2實施形態的自動調整輔助電路的無線供電裝置的構成的電路圖。
圖14是表示圖13的無線供電裝置的動作的波形圖。
圖15是表示圖13的自動調整輔助電路的變形例的電路圖。
圖16(a)~圖16(g)是表示自動調整輔助電路與發送天線的耦合的連接形態的電路圖。
圖17是表示第1實施形態的無線受電裝置的構成的電 路圖。
圖18是圖17的無線受電裝置的等效電路圖。
圖19是表示圖17的無線受電裝置的動作的波形圖。
圖20是表示第1變形例的無線受電裝置的構成的電路圖。
圖21是表示第2實施形態的無線受電裝置的構成的電路圖。
圖22(a)~圖22(f)是表示自動調整輔助電路與接收天線的耦合的形態的電路圖。
2‧‧‧無線供電裝置
10‧‧‧電源
12‧‧‧直流電源
20‧‧‧發送天線
21‧‧‧第1端
22‧‧‧第2端
30‧‧‧自動調整輔助電路
31‧‧‧第1端子
32‧‧‧第2端子
40‧‧‧控制部
CTX‧‧‧共振用電容
IA‧‧‧第1修正電流
ILA1‧‧‧第1輔助線圈LA1的電流
ITX‧‧‧流經發送天線20的共振電流
LA1‧‧‧第1輔助線圈
LTX‧‧‧發送線圈
S1‧‧‧電力信號
SW1‧‧‧第1開關
SW2‧‧‧第2開關
SWH1‧‧‧第1高側開關
SWL1‧‧‧第1低側開關
VDD‧‧‧電源電壓
VDRV‧‧‧驅動電壓
VGND‧‧‧接地電壓
θTX‧‧‧相位

Claims (55)

  1. 一種無線供電裝置，對無線受電裝置，發送包含電場、磁場、電磁場中的任一個的電力信號，包括：發送天線，包含發送線圈；電源，對上述發送天線的兩端間施加交流的驅動電壓；以及自動調整輔助電路，與上述發送天線耦合，對上述發送天線注入第1修正電流、或自上述發送天線抽出第1修正電流，其中上述自動調整輔助電路包含第1輔助線圈，且交替重複如下狀態：(1)第1狀態，上述第1輔助線圈與上述發送天線耦合，將與流經上述第1輔助線圈的電流相應的第1修正電流注入至上述發送天線或者自上述發送天線抽出，及(2)第2狀態，上述第1輔助線圈自上述發送天線分離，使流經上述第1輔助線圈的電流流向與上述發送天線相獨立的電流路徑。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之無線供電裝置，其中：上述第1狀態與上述第2狀態以與上述驅動電壓相同的頻率、或者其奇數倍或奇數分之一倍的頻率而切換。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之無線供電裝置，其中上述自動調整輔助電路更包括：控制部，該控制部將上述第1狀態與上述第2狀態以相對於上述驅動電壓為相位差而切換。
  4. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述之無線供電裝置，其中： 上述自動調整輔助電路與上述發送天線直接耦合。
  5. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述之無線供電裝置，其中：上述自動調整輔助電路經由變壓器而與上述發送天線耦合。
  6. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述之無線供電裝置，其中上述自動調整輔助電路更包括：第1端子以及第2端子，與上述發送天線耦合；第1開關以及第1輔助線圈，串聯設置在上述第1端子與上述第2端子之間，且在上述第1狀態下導通；以及第2開關，相對於上述第1輔助線圈並聯設置，且在上述第2狀態下導通。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之無線供電裝置，其中上述第1開關以及上述第2開關分別包括：單向開關；以及整流二極體，與上述單向開關串聯設置，且與上述單向開關的逆導通元件逆向地設置。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之無線供電裝置，其中上述第1開關以及上述第2開關包含雙向開關。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之無線供電裝置，其中：上述自動調整輔助電路包含第2輔助線圈；在上述第1狀態下，上述第2輔助線圈自上述發送天線分離，流經上述第2輔助線圈的電流流向與上述發送天線相獨立的電流路徑；以及在上述第2狀態下，上述第2輔助線圈與上述發送天 線耦合，將與流經上述第2輔助線圈的電流相應的第2修正電流注入至上述發送天線或者自上述發送天線抽出。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之無線供電裝置，其中上述自動調整輔助電路更包括：第1端子以及第2端子，與上述發送天線耦合；第1開關以及第1輔助線圈，串聯設置在上述第1端子與上述第2端子之間，且在上述第1狀態下導通；第2開關，相對於上述第1輔助線圈並聯設置，且在上述第2狀態下導通；第3開關以及第2輔助線圈，串聯設置在上述第1端子與上述第2端子之間，且在上述第2狀態下導通；以及第4開關，相對於上述第2輔助線圈並聯設置，且在上述第1狀態下導通。
  11. 如申請專利範圍第3項或第10項所述之無線供電裝置，其中：上述第1端子連接於上述發送線圈的一端，上述第2端子連接於上述發送線圈的另一端。
  12. 如申請專利範圍第3項或第10項所述之無線供電裝置，其中：上述發送天線更包括與上述發送線圈串聯設置的共振用電容，上述第1端子連接於上述共振用電容的一端，上述第2端子連接於上述共振用電容的另一端。
  13. 如申請專利範圍第3項或第10項所述之無線供電裝置，其中： 於上述發送線圈設置著分接頭；以及上述第1端子與上述分接頭連接，上述第2端子與上述發送線圈的一端連接。
  14. 如申請專利範圍第3項或第10項所述之無線供電裝置，其中：上述發送天線更包括與上述發送線圈串聯設置的2個共振用電容；以及上述第1端子連接於一個共振用電容的一端，上述第2端子連接於上述一個共振用電容的另一端。
  15. 如申請專利範圍第3項或第10項所述之無線供電裝置，其中所述無線供電裝置更包括：第1線圈，該第1線圈與上述發送線圈磁性地結合；以及上述第1端子與上述第1線圈的一端連接，上述第2端子與上述第1線圈的另一端連接。
  16. 如申請專利範圍第3項或第10項所述之無線供電裝置，其中所述無線供電裝置更包括：變壓器，該變壓器的1次線圈與上述發送天線串聯設置；以及上述第1端子與上述變壓器的2次線圈的一端連接，上述第2端子與上述變壓器的2次線圈的另一端連接。
  17. 一種無線供電裝置，對無線受電裝置，發送包含電場、磁場、電磁場中的任一個的電力信號，包括：發送天線，包含發送線圈；電源，對上述發送天線的兩端間施加交流的驅動電 壓；以及自動調整輔助電路，與上述發送天線耦合，其中上述自動調整輔助電路包括：第1端子以及第2端子，與上述發送天線耦合；第1開關以及第1輔助線圈，串聯設置在上述第1端子與上述第2端子之間；第2開關，相對於上述第1輔助線圈並聯設置；以及控制部，對使上述第1開關導通的第1狀態、與使上述第2開關導通的第2狀態進行切換。
  18. 如申請專利範圍第17項所述之無線供電裝置，其中：上述控制部將上述第1狀態與上述第2狀態，以與上述驅動電壓相同的頻率、或者其奇數倍或奇數分之一倍的頻率而切換。
  19. 如申請專利範圍第17項所述之無線供電裝置，其中上述自動調整輔助電路更包括：第3開關以及第2輔助線圈，串聯設置在上述第1端子與上述第2端子之間；第4開關，相對於上述第2輔助線圈並聯設置，其中，上述控制部在上述第1狀態下使上述第4開關導通，在上述第2狀態下使上述第3開關導通。
  20. 如申請專利範圍第17項所述之無線供電裝置，其中：上述第1端子連接於上述發送線圈的一端，上述第2 端子連接於上述發送線圈的另一端。
  21. 如申請專利範圍第17項所述之無線供電裝置，其中：上述發送天線更包括與上述發送線圈串聯設置的共振用電容，上述第1端子連接於上述共振用電容的一端，上述第2端子連接於上述共振用電容的另一端。
  22. 如申請專利範圍第17項所述之無線供電裝置，其中：於上述發送線圈設置著分接頭；以及上述第1端子與上述分接頭連接，上述第2端子與上述發送線圈的一端連接。
  23. 如申請專利範圍第17項所述之無線供電裝置，其中：上述發送天線更包括與上述發送線圈串聯設置的2個共振用電容；以及上述第1端子連接於一個共振用電容的一端，上述第2端子連接於上述一個共振用電容的另一端。
  24. 如申請專利範圍第17項所述之無線供電裝置，其中所述無線供電裝置更包括：第1線圈，該第1線圈與上述發送線圈磁性地結合；以及上述第1端子與上述第1線圈的一端連接，上述第2端子與上述第1線圈的另一端連接。
  25. 如申請專利範圍第17項所述之無線供電裝置，其 中所述無線供電裝置更包括：變壓器，該變壓器的1次線圈與上述發送天線串聯設置；以及上述第1端子與上述變壓器的2次線圈的一端連接，上述第2端子與上述變壓器的2次線圈的另一端連接。
  26. 一種無線供電系統，包括：如申請專利範圍第1項或第2項所述之無線供電裝置，發送包含電場、磁場、電磁場中的任一個的電力信號；以及無線受電裝置，接收來自上述無線供電裝置的電力信號。
  27. 一種無線受電裝置，接收自無線供電裝置發送的包含電場、磁場、電磁場中的任一個的電力信號，包括：接收天線，包含接收線圈；以及自動調整輔助電路，與上述接收天線耦合，對上述接收天線注入第1修正電流或自上述接收天線抽出第1修正電流，其中，上述自動調整輔助電路包含第1輔助線圈，且交替重複如下狀態：(1)第1狀態，上述第1輔助線圈與上述接收天線耦合，將與流經上述第1輔助線圈的電流相應的第1修正電流注入至上述接收天線或者自上述接收天線抽出，及(2)第2狀態，上述第1輔助線圈自上述接收天線分離，使流經上述第1輔助線圈的電流流向與上述接收天線相獨立的電流路徑。
  28. 如申請專利範圍第27項所述之無線受電裝置，其 中：上述第1狀態與上述第2狀態以與上述電力信號相同的頻率、或者其奇數倍或奇數分之一倍的頻率而切換。
  29. 如申請專利範圍第27項所述之無線受電裝置，其中：上述自動調整輔助電路將上述第1狀態與上述第2狀態，以與在上述無線供電裝置中施加至發送天線的驅動電壓相同的頻率，且以相對於上述驅動電壓為規定的相位差來切換。
  30. 如申請專利範圍第27項所述之無線受電裝置，其中：上述自動調整輔助電路更包括：第1端子以及第2端子，與上述接收天線耦合；第5開關以及第1輔助線圈，串聯設置在上述第1端子與上述第2端子之間，且在上述第1狀態下導通；以及第6開關，相對於上述第1輔助線圈並聯設置，且在上述第2狀態下導通。
  31. 如申請專利範圍第30項所述之無線受電裝置，其中：上述第5開關以及上述第6開關分別包括：單向開關；以及整流二極體，與上述單向開關串聯設置，且與上述單向開關的逆導通元件逆向地設置。
  32. 如申請專利範圍第30項所述之無線受電裝置，其中： 上述第5開關以及上述第6開關包含雙向開關。
  33. 如申請專利範圍第27項所述之無線受電裝置，其中：上述自動調整輔助電路包含第2輔助線圈；在上述第1狀態下，上述第2輔助線圈自上述接收天線分離，流經上述第2輔助線圈的電流流向與上述接收天線相獨立的電流路徑，在上述第2狀態下，上述第2輔助線圈與上述接收天線耦合，使與流經上述第2輔助線圈的電流相應的第2修正電流注入至上述接收天線或者自上述接收天線抽出。
  34. 如申請專利範圍第33項所述之無線受電裝置，其中：上述自動調整輔助電路更包括：第1端子以及第2端子，與上述接收天線耦合；第5開關以及第1輔助線圈，串聯設置在上述第1端子與上述第2端子之間，且在上述第1狀態下導通；第6開關，相對於上述第1輔助線圈並聯設置，且在上述第2狀態下導通；第7開關以及第2輔助線圈，串聯設置在上述第1端子與上述第2端子之間，且在上述第2狀態下導通；以及第8開關，相對於上述第2輔助線圈並聯設置，且在上述第1狀態下導通。
  35. 如申請專利範圍第27項所述之無線受電裝置，其中：上述自動調整輔助電路與上述接收天線直接耦合。
  36. 如申請專利範圍第27項所述之無線受電裝置，其中：上述自動調整輔助電路經由變壓器而與上述接收天線耦合。
  37. 如申請專利範圍第30項或第34項所述之無線受電裝置，其中：上述第1端子連接於上述接收線圈的一端，上述第2端子連接於上述接收線圈的另一端。
  38. 如申請專利範圍第30項或第34項所述之無線受電裝置，其中：上述接收天線更包括與上述接收線圈串聯設置的共振用電容；上述第1端子連接於上述共振用電容的一端，上述第2端子連接於上述共振用電容的另一端。
  39. 如申請專利範圍第30項或第34項所述之無線受電裝置，其中：上述接收線圈設置分接頭；上述第1端子與上述分接頭連接，上述第2端子與上述接收線圈的一端連接。
  40. 如申請專利範圍第30項或第34項所述之無線受電裝置，其中：上述接收天線更包括與上述接收線圈串聯設置的2個共振用電容；上述第1端子連接於一個共振用電容的一端，上述第2端子連接於上述一個共振用電容的另一端。
  41. 如申請專利範圍第第30項或第34項所述之無線受電裝置，其中所述無線受電裝置更包括：第1線圈，該第1線圈與上述接收線圈磁性地結合；以及上述第1端子與上述第1線圈的一端連接，上述第2端子與上述第1線圈的另一端連接。
  42. 如申請專利範圍第30項或第34項所述之無線受電裝置，其中所述無線受電裝置更包括：變壓器，該變壓器的1次線圈與上述接收天線串聯設置；以及上述第1端子與上述變壓器的2次線圈的一端連接，上述第2端子與上述變壓器的2次線圈的另一端連接。
  43. 一種無線受電裝置，接收自無線供電裝置發送的包含電場、磁場、電磁場中的任一個的電力信號，包括：接收天線，包含接收線圈；以及自動調整輔助電路，與上述接收天線耦合；且上述自動調整輔助電路包括：第1端子以及第2端子，與上述接收天線耦合；第5開關以及第1輔助線圈，串聯設置在上述第1端子與上述第2端子之間；第6開關，相對於上述第1輔助線圈並聯設置；以及控制部，對使上述第5開關導通的第1狀態、與使上述第6開關導通的第2狀態進行切換。
  44. 如申請專利範圍第43項所述之無線受電裝置，其中： 上述控制部將上述第1狀態與上述第2狀態，以與上述電力信號相同的頻率、或者其奇數倍或奇數分之一倍的頻率而切換。
  45. 如申請專利範圍第43項所述之無線受電裝置，其中上述自動調整輔助電路更包括：第7開關以及第2輔助線圈，串聯設置在上述第1端子與上述第2端子之間；以及第8開關，相對於上述第2輔助線圈並聯設置；且上述控制部在上述第1狀態下使上述第8開關導通，在上述第2狀態下使上述第7開關導通。
  46. 如申請專利範圍第43項所述之無線受電裝置，其中：上述自動調整輔助電路與上述接收天線直接耦合。
  47. 如申請專利範圍第43項所述之無線受電裝置，其中：上述自動調整輔助電路經由變壓器而與上述接收天線耦合。
  48. 如申請專利範圍第43項所述之無線受電裝置，其中：上述第1端子連接於上述接收線圈的一端，上述第2端子連接於上述接收線圈的另一端。
  49. 如申請專利範圍第43項所述之無線受電裝置，其中：上述接收天線更包括與上述接收線圈串聯設置的共振用電容； 上述第1端子連接於上述共振用電容的一端，上述第2端子連接於上述共振用電容的另一端。
  50. 如申請專利範圍第43項所述之無線受電裝置，其中：上述接收線圈設置分接頭；上述第1端子與上述分接頭連接，上述第2端子與上述接收線圈的一端連接。
  51. 如申請專利範圍第43項所述之無線受電裝置，其中：上述接收天線更包括與上述接收線圈串聯設置的2個共振用電容；上述第1端子連接於一個共振用電容的一端，上述第2端子連接於上述一個共振用電容的另一端。
  52. 如申請專利範圍第43項中任一項所述之無線受電裝置，其中所述無線受電裝置更包括：第1線圈，該第1線圈與上述接收線圈磁性地結合；以及上述第1端子與上述第1線圈的一端連接，上述第2端子與上述第1線圈的另一端連接。
  53. 如申請專利範圍第43項所述之無線受電裝置，其中所述無線受電裝置更包括：變壓器，該變壓器的1次線圈與上述接收天線串聯設置；以及上述第1端子與上述變壓器的2次線圈的一端連接，上述第2端子與上述變壓器的2次線圈的另一端連接。
  54. 一種無線供電系統，包括：無線供電裝置，發送包含電場、磁場、電磁場中的任一個的電力信號；以及如申請專利範圍第27項或第43項所述之無線受電裝置，接收上述電力信號。
  55. 一種無線供電系統，包括：如申請專利範圍第1項或第17項所述之無線供電裝置，發送包含電場、磁場、電磁場中的任一個的電力信號；以及如申請專利範圍第27項或第43項所述之無線受電裝置，接收來自上述無線供電裝置的上述電力信號。
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