專利名稱：送電裝置和電力傳送系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種以無(wú)線方式傳送電力的送電裝置和電力傳送系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
作為有代表性的無(wú)線電力傳送系統(tǒng)，已知的有利用磁場(chǎng)從送電裝置的初級(jí)線圈向受電裝置的次級(jí)線圈傳送電力的磁場(chǎng)耦合方式的電力傳送系統(tǒng)。但是，在通過磁場(chǎng)耦合來(lái)傳送電力的情況下，由于通過各線圈的磁通的大小對(duì)電動(dòng)勢(shì)具有較大影響，對(duì)初級(jí)線圈與次級(jí)線圈的相對(duì)位置關(guān)系具有較高的精度要求。另外，由于利用線圈，難以實(shí)現(xiàn)裝置的小型化。另一方面，如專利文獻(xiàn)1中所公開的那樣的電場(chǎng)耦合方式的無(wú)線電力傳送系統(tǒng)也是已知的。在該系統(tǒng)中，通過電場(chǎng)從送電裝置的耦合電極向受電裝置的耦合電極傳送電力。 在該方式中，耦合電極的相對(duì)位置精度要求相對(duì)不嚴(yán)，另外，還可以實(shí)現(xiàn)耦合電極的小型、
薄型化。圖1是專利文獻(xiàn)1的電力傳送系統(tǒng)100的框圖。該電力傳送系統(tǒng)100包括供電裝置152和受電裝置154。供電裝置152具備諧振部62和供電電極64、66。受電裝置IM具備受電電極80、82、諧振部184、整流部86、電路負(fù)載88、電力測(cè)量部120和阻抗控制部130。 電力測(cè)量部120通過檢測(cè)電路負(fù)載88的兩端電壓來(lái)測(cè)量當(dāng)前提供給電路負(fù)載88的電力值，并且將測(cè)量出的電力值輸出到阻抗控制部130。阻抗控制部130基于從電力測(cè)量部120 輸出的電力值，控制諸如使用了變?nèi)荻O管的可變電容元件Cvl的兩端電壓或可變感應(yīng)元件Lvl的電感，并且使所提供的電力值最大。專利文獻(xiàn)1 JP特開2009-296857號(hào)公報(bào)在專利文獻(xiàn)1的電力傳送系統(tǒng)中，通過檢測(cè)電路負(fù)載88的兩端電壓來(lái)測(cè)量當(dāng)前正在向電路負(fù)載88提供的電力，并且通過按照使所提供的電力值最大的方式來(lái)控制可變電容元件的電容值或可變感應(yīng)元件的電感值，來(lái)控制交流信號(hào)生成部生成的交流信號(hào)的頻率，但是該控制較為復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種電力傳送系統(tǒng)，能夠通過簡(jiǎn)單的控制來(lái)提高電力傳送效率，并且能夠適當(dāng)?shù)乜刂葡蜇?fù)載提供的電力。本發(fā)明的送電裝置具有以下構(gòu)成。本發(fā)明提出了一種與受電裝置形成一對(duì)的送電裝置，所述受電裝置具備次級(jí)側(cè)耦合電極和與所述次級(jí)側(cè)耦合電極連接的高頻電壓負(fù)載電路，并且通過所述次級(jí)側(cè)耦合電極和所述高頻電壓負(fù)載電路構(gòu)成了諧振電路，所述送電裝置具備與所述次級(jí)側(cè)耦合電極進(jìn)行耦合的初級(jí)側(cè)耦合電極、向該初級(jí)側(cè)耦合電極施加高頻電壓的高頻電壓產(chǎn)生電路、以及向所述高頻電壓產(chǎn)生電路提供驅(qū)動(dòng)電力的驅(qū)動(dòng)電源電路，其中，所述驅(qū)動(dòng)電源電路具備向所述高頻電壓產(chǎn)生電路提供恒定電流
4或恒定電壓的任意一個(gè)的驅(qū)動(dòng)電源切換單元，所述送電裝置還具備電壓檢測(cè)單元，檢測(cè)對(duì)所述高頻電壓產(chǎn)生電路的提供電壓；以及控制單元，在所述恒定電流的提供狀態(tài)下，檢測(cè)對(duì)所述高頻電壓產(chǎn)生電路的提供電壓相對(duì)于所述高頻電壓產(chǎn)生電路所產(chǎn)生的電壓的頻率變化變?yōu)闃O大的頻率，將所述高頻電壓產(chǎn)生電路所產(chǎn)生的電壓的頻率確定為所述變?yōu)闃O大的頻率，并且切換為所述恒定電壓的提供。根據(jù)該構(gòu)成，能夠優(yōu)化送電裝置要產(chǎn)生的電壓的頻率，并且能夠容易地使從送電裝置向受電裝置的電力傳送效率變?yōu)樽畲?。還能夠防止在恒定電流下提供電壓時(shí)的過電流和過電壓，以及能夠?qū)崿F(xiàn)低電力消耗。例如，所述驅(qū)動(dòng)電源電路還具備恒定電壓源、恒定電流源、以及執(zhí)行恒定電壓源與恒定電流源的切換的開關(guān)。另外，例如，所述驅(qū)動(dòng)電源電路還具備恒定電壓電源、從該恒定電壓電源向所述高頻電壓產(chǎn)生電路提供恒定電流的恒定電流二極管、以及對(duì)該恒定電流二極管進(jìn)行旁路的開關(guān)。根據(jù)該構(gòu)成，可以通過使開關(guān)導(dǎo)通來(lái)構(gòu)成恒定電壓源。另外，可以通過使開關(guān)斷開， 由恒定電流二極管容易地構(gòu)成恒定電流源。此外，例如，所述驅(qū)動(dòng)電源電路還具備恒定電壓電源、從該恒定電壓電源向所述高頻電壓產(chǎn)生電路提供電流的電阻、以及對(duì)該電阻進(jìn)行旁路的開關(guān)。根據(jù)該構(gòu)成，可以通過使開關(guān)導(dǎo)通來(lái)構(gòu)成恒定電壓源。另外，可以通過使開關(guān)斷開，容易地構(gòu)成通過電阻來(lái)提供大致恒定的電流的恒定電流源。另外，例如，所述控制單元包括通過執(zhí)行以下的各步驟來(lái)檢測(cè)所述變?yōu)闃O大的頻率的處理單元，所述各步驟為將所述驅(qū)動(dòng)電源電路設(shè)定到恒定電流電源的步驟；將所述高頻電壓產(chǎn)生電路所產(chǎn)生的電壓的頻率設(shè)定為初始值的步驟；檢測(cè)對(duì)所述高頻電壓產(chǎn)生電路的提供電壓的步驟；使所述高頻電壓產(chǎn)生電路所產(chǎn)生的電壓的頻率增加一個(gè)單位的步驟；將所述高頻電壓產(chǎn)生電路所產(chǎn)生的電壓的頻率與頻率的最終值進(jìn)行比較的步驟; 以及判定是否存在對(duì)所述高頻電壓產(chǎn)生電路的提供電壓的極大值的步驟。此外，例如，所述控制單元包括通過執(zhí)行以下的各步驟來(lái)檢測(cè)所述變?yōu)闃O大的頻率的處理單元，所述各步驟為將所述驅(qū)動(dòng)電源電路設(shè)定到恒定電流電源的步驟；將所述高頻電壓產(chǎn)生電路所產(chǎn)生的電壓的頻率設(shè)定為初始值的步驟；使所述高頻電壓產(chǎn)生電路所產(chǎn)生的電壓的頻率增加一個(gè)單位的步驟；基于在連續(xù)的多個(gè)單位的頻率區(qū)間的中央和兩端處的對(duì)所述高頻電壓產(chǎn)生電路的提供電壓，來(lái)判定是否存在對(duì)所述高頻電壓產(chǎn)生電路的提供電壓的極大值的步驟；以及將所述高頻電壓產(chǎn)生電路所產(chǎn)生的電壓的頻率與頻率的最終值進(jìn)行比較的步驟。本發(fā)明的電力傳送系統(tǒng)通過使送電裝置的初級(jí)側(cè)耦合電極和受電裝置的次級(jí)側(cè)耦合電極進(jìn)行電容耦合來(lái)進(jìn)行電力傳送，所述電力傳送系統(tǒng)具備送電裝置和受電裝置，所述送電裝置具備初級(jí)側(cè)耦合電極、向該初級(jí)側(cè)耦合電極施加高頻電壓的高頻電壓產(chǎn)生電路、以及向所述高頻電壓產(chǎn)生電路提供驅(qū)動(dòng)電力的驅(qū)動(dòng)電源電路，
所述受電裝置具備次級(jí)側(cè)耦合電極和與所述次級(jí)側(cè)耦合電極連接的高頻電壓負(fù)載電路，并且通過所述次級(jí)側(cè)耦合電極和所述高頻電壓負(fù)載電路構(gòu)成了諧振電路，所述送電裝置還具備驅(qū)動(dòng)電源切換單元，用于由所述驅(qū)動(dòng)電源電路向所述高頻電壓產(chǎn)生電路提供恒定電流或恒定電壓的任意一個(gè)；電壓檢測(cè)單元，檢測(cè)對(duì)所述高頻電壓產(chǎn)生電路的提供電壓；以及控制單元，在所述恒定電流的提供狀態(tài)下，檢測(cè)對(duì)所述高頻電壓產(chǎn)生電路的提供電壓相對(duì)于所述高頻電壓產(chǎn)生電路所產(chǎn)生的電壓的頻率變化變?yōu)闃O大的頻率，將所述高頻電壓產(chǎn)生電路所產(chǎn)生的電壓的頻率確定為所述變?yōu)闃O大的頻率，并且切換為所述恒定電壓的提供。根據(jù)本發(fā)明，能夠優(yōu)化送電裝置要產(chǎn)生的電壓的頻率，并且能夠容易地使從送電裝置向受電裝置的電力傳送效率變?yōu)樽畲蟆＿€能夠防止在恒定電流下提供電壓時(shí)的過電流和過電壓，以及能夠?qū)崿F(xiàn)低電力消耗。


圖1是專利文獻(xiàn)1的電力傳送系統(tǒng)100的框圖。圖2是第一實(shí)施方式所涉及的送電裝置101和受電裝置201的立體圖。圖3是無(wú)線電力傳送系統(tǒng)的等效電路圖。圖4是送電裝置101的構(gòu)成框圖。圖5是示出了切換電路56的構(gòu)成與驅(qū)動(dòng)控制電路55的關(guān)系的圖。圖6是表示DCV的頻率特性的圖。圖7是在圖4所示的控制電路52的處理內(nèi)容中、關(guān)于受電裝置的安放與否的檢測(cè)、電力提供的開始/停止的控制的處理內(nèi)容的流程圖。圖8是圖4所示的驅(qū)動(dòng)電源電路51和電源阻抗切換電路部分的電路圖。圖9是圖4所示的驅(qū)動(dòng)電源電路51和電源阻抗切換電路部分的另一電路圖。圖10是示出了第三實(shí)施方式所涉及的送電裝置的控制電路的主要處理內(nèi)容的流程圖。圖11是示出了在圖10所示的處理過程中的DCV變得極大的頻率的檢測(cè)的圖。符號(hào)說明ACV…高頻電壓CCS…恒定電流源CG、CL···電容器CRD…恒定電流二極管CVS…恒定電壓源LG、LL...電感器OSC…高頻電壓產(chǎn)生電路RL···負(fù)載電路TG…升壓變壓器TL···降壓變壓器31…無(wú)源電極(耦合電極)32…有源電極(耦合電極)
37..升壓電路
41..無(wú)源電極(耦合電極)
42..有源電極(耦合電極)
45..降壓電路
51"驅(qū)動(dòng)電源電路
52..控制電路
53..DCV, DCI檢測(cè)電路
55..驅(qū)動(dòng)控制電路
56..切換電路
57..電源阻抗切換電路
101 送電裝置
201 受電裝置
具體實(shí)施例方式第一實(shí)施方式圖2是第一實(shí)施方式所涉及的送電裝置101和受電裝置201的立體圖。由該送電裝置101和受電裝置201來(lái)構(gòu)成無(wú)線電力傳送系統(tǒng)。送電裝置101具備送電裝置側(cè)無(wú)源電極31和送電裝置側(cè)有源電極32，受電裝置 201具備受電裝置側(cè)無(wú)源電極41和受電裝置側(cè)有源電極42。送電裝置側(cè)無(wú)源電極31和送電裝置側(cè)有源電極32相當(dāng)于本發(fā)明的初級(jí)側(cè)耦合電極。受電裝置側(cè)無(wú)源電極41和受電裝置側(cè)有源電極42相當(dāng)于本發(fā)明的次級(jí)側(cè)耦合電極。通過將受電裝置201安放在送電裝置101上，在初級(jí)側(cè)耦合電極和次級(jí)側(cè)耦合電極之間產(chǎn)生電容。在該狀態(tài)下，送電裝置101通過電場(chǎng)耦合向受電裝置201傳送電力。圖3是無(wú)線電力傳送系統(tǒng)的等效電路圖。在該圖3中，送電裝置101的高頻電壓產(chǎn)生電路OSC產(chǎn)生諸如IOOkHz 幾IOMHz的高頻電壓。由升壓變壓器TG和電感器LG形成的升壓電路37對(duì)高頻電壓產(chǎn)生電路OSC產(chǎn)生的電壓進(jìn)行升壓并施加在無(wú)源電極31與有源電極32之間。電容器CG是由無(wú)源電極31與有源電極32所形成的電容。升壓電路37 和電容器CG構(gòu)成諧振電路。將由降壓變壓器TL和電感器LL形成的降壓電路45連接在受電裝置201的無(wú)源電極41和有源電極42之間。電容器CL是由無(wú)源電極41與有源電極42 所形成的電容。降壓電路45和電容器CL構(gòu)成諧振電路。具體地，升壓電路的諧振電路是由電感器LG和電容器(CG、Cm、CL)構(gòu)成的串聯(lián)諧振電路，電感器LG可以由升壓晶體管的泄露電感器代用。另外，降壓電路的諧振電路是由降壓變壓器的勵(lì)磁電感器和電容器(CL、 CmXG)構(gòu)成的并聯(lián)諧振電路。這里，電感器LL相當(dāng)于降壓變壓器的泄露電感，并且通常設(shè)定為較小。將負(fù)載電路RL與降壓變壓器TL的次級(jí)側(cè)連接。該負(fù)載電路RL由整流平滑電路與二次電池構(gòu)成，其中整流平滑電路由二極管和電容器形成。由降壓電路45和負(fù)載電路 RL構(gòu)成的電路相當(dāng)于本發(fā)明的“高頻電壓負(fù)載電路”。電容器Cm表示電容耦合的狀態(tài)。接下來(lái)，將說明受電裝置201是否耦合到送電裝置101上的檢測(cè)、以及用于執(zhí)行電力傳送的驅(qū)動(dòng)頻率的確定方法。圖4是送電裝置101的構(gòu)成框圖。這里，驅(qū)動(dòng)電源電路51是通過輸入商用電源來(lái)
7產(chǎn)生諸如一定的直流電壓(例如DC 5V)的電源電路。控制電路52相當(dāng)于本發(fā)明中所涉及的“控制單元”，并且通過在接下來(lái)所描述的各部之間輸入輸出信號(hào)來(lái)執(zhí)行各部的控制。驅(qū)動(dòng)控制電路55根據(jù)從控制電路52輸出的信號(hào)對(duì)切換電路56的開關(guān)元件進(jìn)行切換。如稍后所示，切換電路56交替驅(qū)動(dòng)升壓電路37的輸入部。DCV、DCI檢測(cè)電路53相當(dāng)于本發(fā)明中所涉及的“電壓檢測(cè)單元”，其檢測(cè)施加到切換電路56上的電壓、以及流到切換電路56的驅(qū)動(dòng)電流(即，從驅(qū)動(dòng)電源電路51到升壓電路37的提供電流量)?？刂齐娐?2讀取該檢測(cè)信號(hào)V(DCV)、V(DCI)。ACV檢測(cè)電路58對(duì)耦合電極31、32之間的電壓進(jìn)行電容分壓，并且生成對(duì)分壓后的交流電壓進(jìn)行整流后的直流電壓，作為檢測(cè)信號(hào)V(ACV)?？刂齐娐?2讀取該檢測(cè)信號(hào)V(ACV)。電源阻抗切換電路 57是用于對(duì)驅(qū)動(dòng)電源電路51的輸出阻抗進(jìn)行切換的電路，并且對(duì)是向切換電路56施加恒定電壓還是向其提供恒定電流進(jìn)行切換。圖5是示出了切換電路56的構(gòu)成與驅(qū)動(dòng)控制電路55的關(guān)系的圖。切換電路56 根據(jù)高電位側(cè)的開關(guān)元件和低電位側(cè)的開關(guān)元件的接通/斷開來(lái)進(jìn)行推挽式動(dòng)作，并且交替驅(qū)動(dòng)升壓電路37。由升壓電路37升壓后的電壓為諸如100V IOkV的范圍內(nèi)的電壓。通過將該電壓施加到無(wú)源電極31和有源電極32之間，在周圍的介質(zhì)中生成靜電場(chǎng)。圖6是表示DCV的頻率特性的圖。另外，還一并示出了電力傳送效率。在圖6中， 特性曲線C是在圖3所示的受電裝置的負(fù)載電路RL中幾乎沒有電流流動(dòng)的狀態(tài)下的DCV 的頻率特性，特性曲線N是在沒有安放受電裝置的狀態(tài)下，也就是在僅存在送電裝置的狀態(tài)下的DCV的頻率特性。由此，在安放了受電裝置且受電裝置的負(fù)載電路RL中幾乎沒有電流流動(dòng)的狀態(tài)下，在給定頻率處產(chǎn)生了 DCV的峰值。將該頻率稱為峰值頻率fo，另一方面， 在并未安放受電裝置的狀態(tài)下，在DCV中不產(chǎn)生峰值。在圖6中，特性曲線E表示電力傳送效率EFF的頻率特性。前述峰值頻率fo在該例中為320kHz，并且如果通過產(chǎn)生該頻率fo的高頻電壓來(lái)向受電裝置進(jìn)行電力傳送，能夠以較高的傳送效率來(lái)傳送電力。圖7是在圖4所示的控制電路52的處理內(nèi)容中、關(guān)于受電裝置的安放與否的檢測(cè)、電力提供的開始/停止的控制的處理內(nèi)容的流程圖。首先，通過電源阻抗切換電路57的切換，設(shè)定為向切換電路56提供恒定電流 (Sll)。接下來(lái)，設(shè)定要掃描的頻率范圍的初始值，并且在該頻率處驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)控制電路 55(S12)。然后，在該狀態(tài)下，讀取DCV、DCI檢測(cè)電路53的檢測(cè)信號(hào)(S13)。接下來(lái)，將頻率進(jìn)行Af的移位并進(jìn)行同樣的處理(S14 —S15 —S13)。重復(fù)該處理，直到頻率變?yōu)樽罱K值為止。由此，執(zhí)行頻率掃描。之后，判定由上述頻率掃描所得到的DCV的頻率特性中是否具有極大值(S16)。如果沒有，則返回到步驟S12，并重復(fù)進(jìn)行上述的處理。如果在DCV的頻率特性中具有極大值， 則將驅(qū)動(dòng)頻率設(shè)定為該頻率fo (S17)。然后，通過電源阻抗切換電路57的切換，設(shè)定為向切換電路56提供恒定電壓。由此，開始供電(電力傳送)(S18)。之后，檢測(cè)出流到切換電路56的驅(qū)動(dòng)電流DCI (S19)。然后，進(jìn)行等待，直到驅(qū)動(dòng)電流DCI變?yōu)榈陀陂撝礑CIth為止(S20 — S19…)。
如果驅(qū)動(dòng)電流DCI變?yōu)榈陀陂撝礑CIth，則停止驅(qū)動(dòng)控制電路55的驅(qū)動(dòng)(S21)。之后，返回到步驟S11。由此，盡管步驟Sll以后的處理被重復(fù)執(zhí)行，但是由于受電裝置的二次電池已經(jīng)處于充滿電狀態(tài)，因此滿足步驟S20的判定條件。由此，不對(duì)其進(jìn)行重復(fù)充電。如果拆除受電裝置而安放另外的需要充電的受電裝置，則在以上所述的過程中， 通過驅(qū)動(dòng)頻率的確定和電路傳送來(lái)進(jìn)行充電。第二實(shí)施方式在第二實(shí)施方式中，示出了圖4所示的電源阻抗切換電路57的具體構(gòu)成。圖8是圖4所示的驅(qū)動(dòng)電源電路51和電源阻抗切換電路部分的電路圖。該電路由恒定電壓源CVS、恒定電流源CCS和開關(guān)SW構(gòu)成。如果開關(guān)SW選擇恒定電壓源CVSJIJ 向輸出端子間輸出恒定電壓，而如果開關(guān)SW選擇恒定電流源CCS，則向與輸出端子連接的電路提供恒定電流。另外，圖9的(a)是圖4所示的驅(qū)動(dòng)電源電路51和電源阻抗切換電路部分的另一電路圖。該電路由恒定電壓源CVS、恒定電流二極管CRD和旁路開關(guān)SW構(gòu)成。如果旁路開關(guān)SW處于閉合狀態(tài)，則向輸出端子間輸出恒定電壓，而如果旁路開關(guān)SW處于開啟狀態(tài)，則通過恒定電流二極管CRD的作用，向與輸出端子連接的電路提供恒定電流。作為圖9的(a)所示的恒定電流二極管CRD的替代，可以設(shè)置圖9的(b)那樣的電阻R。該電阻R的電阻值與負(fù)載的阻抗Zin相比充分大。因此，從電源看到的負(fù)載的阻抗 Zin與電源的輸出電阻相比足夠小。由此，向負(fù)載電路提供大致恒定的電流。由此，通過使用恒定電流二極管和電阻，可以容易地構(gòu)成向高頻電壓產(chǎn)生電路提供恒定電流的恒定電流源。第三實(shí)施方式第三實(shí)施方式示出了送電裝置的控制電路的處理內(nèi)容。送電裝置的硬件構(gòu)成與第一實(shí)施方式所示的相同。也就是，送電裝置的構(gòu)成框圖如圖4所示。不同點(diǎn)在于圖4所示的控制電路52的控制內(nèi)容。圖10是示出了第三實(shí)施方式所涉及的送電裝置的控制電路的主要處理內(nèi)容的流程圖。圖11是示出了 DCV的頻率特性和在各頻率處檢測(cè)出的DCV的值的示例的圖。以下， 將參照?qǐng)D10、圖11和圖4來(lái)進(jìn)行說明。首先，通過電源阻抗切換電路57的切換，設(shè)定為向切換電路56提供恒定電流 (S31)。接下來(lái)，設(shè)定要掃描的頻率范圍的初始值，并且在該頻率處驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)控制電路 55 (S32)。然后，在該狀態(tài)下，讀取DCV、DCI檢測(cè)電路53的檢測(cè)信號(hào)(S3!3)。接下來(lái)，使頻率增加Af(S34)。在該狀態(tài)下，讀取DCV、DCI檢測(cè)電路53的檢測(cè)信號(hào)(S35)。接下來(lái)，使頻率增加Δ f (S36)。在該狀態(tài)下，讀取DCV、DCI檢測(cè)電路53的檢測(cè)信號(hào)(S37)。接著，通過將該頻率處的DCV、比該頻率低Af的頻率處的DCV、以及比該頻率低 2X Af的頻率處的DCV進(jìn)行比較，來(lái)判定是否具有極大值(S38 —S39)。也就是，判定該頻率和比該頻率低2X Δ f的頻率之間的頻率范圍FR內(nèi)是否具有DCV的極大值。具體地，當(dāng)由DCVl表示前述頻率范圍中的最低頻率fl處的DCV，由DCV2表示中央頻率f2處的DCV， 而由DCV3表示最高頻率f3處的DCV時(shí)，如果滿足以下的條件，則將中央的頻率f2看做DCV 變得極大的頻率。
DCV2-DCV1 > Vth且，DCV2-DCV3> Vth。這里，Vth是給定的閾值。由此，伴隨著頻率上升的DCV的值變化從正變?yōu)樨?fù)，而且當(dāng)變化量比給定的閾值大時(shí)，將中央的頻率f2看做DCV變得極大的頻率。另外，如同頻率為初始值的情況那樣，在還未檢測(cè)出三個(gè)頻率fl、f2、f3處的DCV的值的階段中，可以將最低頻率或中央的頻率f2處的DCV的值處理為與這次檢測(cè)出的DCV相同的值。在檢測(cè)到DCV的極大值之前，通過將頻率進(jìn)行Δ f的移位來(lái)重復(fù)進(jìn)行用于DCV的極大值的檢測(cè)的處理(S40 — S41 — S37)。在圖11中的圓圈表示所設(shè)定的各頻率和該頻率處的DCV的值。另外，虛線框表示在各步驟中要比較的頻率范圍。在使頻率從低向高變化的情況下，前述要比較的頻率范圍 (虛線框)依次向右移動(dòng)。在圖11所示的在f3處檢測(cè)出DCV的值的階段中，要比較的頻率范圍冊(cè)內(nèi)的最低頻率Π處的DCV值為DCV1，中央頻率f2處的DCV值為DCV2，而最高頻率處的DCV值為 DCV3。如果這三個(gè)值滿足前述條件，則將中央頻率f2看做DCV變得極大的頻率fo。如果并未檢測(cè)到DCV的極大值而頻率達(dá)到了頻率的最終值，則返回到用于頻率掃描的處理(S40 — S32)。(在并未安放受電裝置的情況下不產(chǎn)生DCV的極大值)。如果檢測(cè)到DCV的極大值，則將該頻率fo設(shè)定為驅(qū)動(dòng)頻率(S4》。然后，通過電源阻抗切換電路57的切換，設(shè)定為向切換電路56提供恒定電壓。由此，開始供電(電力傳送)(S43)。之后，檢測(cè)出流到切換電路56的驅(qū)動(dòng)電流DCI (S44)。然后，進(jìn)行等待，直到驅(qū)動(dòng)電流DCI變?yōu)榈陀陂撝礑CIth為止(S45 — S44…)。如果驅(qū)動(dòng)電流DCI變?yōu)榈陀陂撝礑CIth，則停止驅(qū)動(dòng)控制電路55的驅(qū)動(dòng)(S46)。之后，返回到步驟S31.由此，盡管步驟S31以后的處理被重復(fù)執(zhí)行，但是由于受電裝置的二次電池已經(jīng)處于充滿電狀態(tài)，因此滿足步驟S45的判定條件。由此，不對(duì)其進(jìn)行重復(fù)充電。在以上所示的示例中，基于分別離開了單位頻率Af的3個(gè)頻率處的DCV的值，來(lái)檢測(cè)是否具有極大值。如果存在極大值，則求得該頻率。也就是，判定在該頻率和比該頻率低2X Af的頻率之間的頻率范圍FR內(nèi)是否具有DCV的極大值。但是，本發(fā)明并不局限于此。例如，其也可以檢測(cè)分別相互離開了單位頻率Δ f的5個(gè)頻率處的DCV，并且判定在該頻率和比該頻率低4X Δ f的頻率之間的頻率范圍FR內(nèi)是否具有DCV的極大值。具體地， 可以將該頻率范圍FR的最低頻率處的DCV、第三(該頻率范圍內(nèi)的中央)頻率處的DCV、以及該頻率范圍的最高頻率處的DCV作為比較對(duì)象。也就是，可以針對(duì)該3個(gè)DCV，通過前述的方法來(lái)求得極大值的存在與否和極大值的頻率。在這種情況下，在圖10的流程圖中，接在步驟S36之后追加DCV檢測(cè)、頻率Af移位、DCV檢測(cè)、頻率Af移位四個(gè)步驟。然后，在步驟S38中，如上述那樣，針對(duì)頻率范圍FR內(nèi)的第一、第三和第五頻率處的三個(gè)DCV，通過前述的方法來(lái)求得極大值的存在與否和極大值的頻率。另外，可以進(jìn)一步擴(kuò)大頻率范圍FR的頻率寬度，或者進(jìn)一步增加取樣數(shù)，基于頻率范圍FR中的多個(gè)DCV的值來(lái)判定DCV的極大值的存在與否。例如，在將6X Af的頻率寬度設(shè)為頻率范圍FR的情況下，可以將該頻率范圍FR內(nèi)的最低頻率、中央頻率、最高頻率
10處的各DCV作為比較對(duì)象來(lái)判定極大值的存在與否。
權(quán)利要求
1.一種與受電裝置形成一對(duì)的送電裝置，所述受電裝置具備次級(jí)側(cè)耦合電極和與所述次級(jí)側(cè)耦合電極連接的高頻電壓負(fù)載電路，并且通過所述次級(jí)側(cè)耦合電極和所述高頻電壓負(fù)載電路構(gòu)成了諧振電路，所述送電裝置具備與所述次級(jí)側(cè)耦合電極進(jìn)行耦合的初級(jí)側(cè)耦合電極、向該初級(jí)側(cè)耦合電極施加高頻電壓的高頻電壓產(chǎn)生電路、以及向所述高頻電壓產(chǎn)生電路提供驅(qū)動(dòng)電力的驅(qū)動(dòng)電源電路，其中，所述驅(qū)動(dòng)電源電路具備向所述高頻電壓產(chǎn)生電路提供恒定電流或恒定電壓的任意一個(gè)的驅(qū)動(dòng)電源切換單元， 所述送電裝置還具備電壓檢測(cè)單元，檢測(cè)對(duì)所述高頻電壓產(chǎn)生電路的提供電壓；以及控制單元，在所述恒定電流的提供狀態(tài)下，檢測(cè)對(duì)所述高頻電壓產(chǎn)生電路的提供電壓相對(duì)于所述高頻電壓產(chǎn)生電路所產(chǎn)生的電壓的頻率變化變?yōu)闃O大的頻率，將所述高頻電壓產(chǎn)生電路所產(chǎn)生的電壓的頻率確定為所述變?yōu)闃O大的頻率，并且切換為所述恒定電壓的提{共。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的送電裝置，其中，所述驅(qū)動(dòng)電源電路還具備恒定電壓源、恒定電流源、以及執(zhí)行恒定電壓源與恒定電流源的切換的開關(guān)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的送電裝置，其中，所述驅(qū)動(dòng)電源電路還具備恒定電壓電源、從該恒定電壓電源向所述高頻電壓產(chǎn)生電路提供恒定電流的恒定電流二極管、以及對(duì)該恒定電流二極管進(jìn)行旁路的開關(guān)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的送電裝置，其中，所述驅(qū)動(dòng)電源電路還具備恒定電壓電源、從該恒定電壓電源向所述高頻電壓產(chǎn)生電路提供電流的電阻、以及對(duì)該電阻進(jìn)行旁路的開關(guān)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1到4任一個(gè)所述的送電裝置，其中，所述控制單元包括通過執(zhí)行以下的各步驟來(lái)檢測(cè)所述變?yōu)闃O大的頻率的處理單元，所述各步驟為將所述驅(qū)動(dòng)電源電路設(shè)定到恒定電流電源的步驟；將所述高頻電壓產(chǎn)生電路所產(chǎn)生的電壓的頻率設(shè)定為初始值的步驟；檢測(cè)對(duì)所述高頻電壓產(chǎn)生電路的提供電壓的步驟；使所述高頻電壓產(chǎn)生電路所產(chǎn)生的電壓的頻率增加一個(gè)單位的步驟；將所述高頻電壓產(chǎn)生電路所產(chǎn)生的電壓的頻率與頻率的最終值進(jìn)行比較的步驟；以及判定是否存在對(duì)所述高頻電壓產(chǎn)生電路的提供電壓的極大值的步驟。
6.根據(jù)權(quán)利要求1到4任一個(gè)所述的送電裝置，其中，所述控制單元包括通過執(zhí)行以下的各步驟來(lái)檢測(cè)所述變?yōu)闃O大的頻率的處理單元，所述各步驟為將所述驅(qū)動(dòng)電源電路設(shè)定到恒定電流電源的步驟； 將所述高頻電壓產(chǎn)生電路所產(chǎn)生的電壓的頻率設(shè)定為初始值的步驟； 使所述高頻電壓產(chǎn)生電路所產(chǎn)生的電壓的頻率增加一個(gè)單位的步驟； 基于在連續(xù)的多個(gè)單位的頻率區(qū)間的中央和兩端處的對(duì)所述高頻電壓產(chǎn)生電路的提供電壓，來(lái)判定是否存在對(duì)所述高頻電壓產(chǎn)生電路的提供電壓的極大值的步驟；以及將所述高頻電壓產(chǎn)生電路所產(chǎn)生的電壓的頻率與頻率的最終值進(jìn)行比較的步驟。
7.一種電力傳送系統(tǒng)，具備送電裝置和受電裝置，所述送電裝置具備初級(jí)側(cè)耦合電極、向該初級(jí)側(cè)耦合電極施加高頻電壓的高頻電壓產(chǎn)生電路、以及向所述高頻電壓產(chǎn)生電路提供驅(qū)動(dòng)電力的驅(qū)動(dòng)電源電路，所述受電裝置具備次級(jí)側(cè)耦合電極和與所述次級(jí)側(cè)耦合電極連接的高頻電壓負(fù)載電路，并且通過所述次級(jí)側(cè)耦合電極和所述高頻電壓負(fù)載電路構(gòu)成了諧振電路，所述電力傳送系統(tǒng)通過使送電裝置的初級(jí)側(cè)耦合電極和受電裝置的次級(jí)側(cè)耦合電極進(jìn)行電容耦合來(lái)進(jìn)行電力傳送， 所述送電裝置還具備驅(qū)動(dòng)電源切換單元，用于由所述驅(qū)動(dòng)電源電路向所述高頻電壓產(chǎn)生電路提供恒定電流或恒定電壓的任意一個(gè)；電壓檢測(cè)單元，檢測(cè)對(duì)所述高頻電壓產(chǎn)生電路的提供電壓；以及控制單元，在所述恒定電流的提供狀態(tài)下，檢測(cè)對(duì)所述高頻電壓產(chǎn)生電路的提供電壓相對(duì)于所述高頻電壓產(chǎn)生電路所產(chǎn)生的電壓的頻率變化變?yōu)闃O大的頻率，將所述高頻電壓產(chǎn)生電路所產(chǎn)生的電壓的頻率確定為所述變?yōu)闃O大的頻率，并且切換為所述恒定電壓的提 {共。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電力傳送系統(tǒng)，其中，所述驅(qū)動(dòng)電源電路還具備恒定電壓源、恒定電流源、以及執(zhí)行恒定電壓源與恒定電流源的切換的開關(guān)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的電力傳送系統(tǒng)，其中，所述控制單元包括通過執(zhí)行以下的各步驟來(lái)檢測(cè)所述變?yōu)闃O大的頻率的處理單元，所述各步驟為將所述驅(qū)動(dòng)電源電路設(shè)定到恒定電流電源的步驟； 將所述高頻電壓產(chǎn)生電路所產(chǎn)生的電壓的頻率設(shè)定為初始值的步驟； 使所述高頻電壓產(chǎn)生電路所產(chǎn)生的電壓的頻率增加一個(gè)單位的步驟； 基于在連續(xù)的多個(gè)單位的頻率區(qū)間的中央和兩端處的對(duì)所述高頻電壓產(chǎn)生電路的提供電壓，來(lái)判定是否存在對(duì)所述高頻電壓產(chǎn)生電路的提供電壓的極大值的步驟；以及將所述高頻電壓產(chǎn)生電路所產(chǎn)生的電壓的頻率與頻率的最終值進(jìn)行比較的步驟。
全文摘要
本發(fā)明構(gòu)成了一種電力傳送系統(tǒng)，能夠通過簡(jiǎn)單的控制來(lái)提高電力傳送效率，并且能夠適當(dāng)?shù)乜刂葡蜇?fù)載提供的電力。驅(qū)動(dòng)控制電路(55)根據(jù)從控制電路(52)輸出的信號(hào)對(duì)切換電路(56)的開關(guān)元件進(jìn)行切換。電源阻抗切換電路(57)是用于對(duì)驅(qū)動(dòng)電源電路(51)的輸出阻抗進(jìn)行切換的電路，并且對(duì)是向切換電路(56)施加恒定電壓還是向其提供恒定電流進(jìn)行切換。首先，在向切換電路(56)提供恒定電流的狀態(tài)下，掃描切換電路(56)的驅(qū)動(dòng)頻率，并且判定在施加到切換電路(56)上的電壓的頻率特性是否具有極大值。如果具有極大值，則將該頻率設(shè)定為驅(qū)動(dòng)頻率，并且通過將電源阻抗切換電路(57)切換到恒定電壓來(lái)開始電力傳送。
文檔編號(hào)H02J17/00GK102386682SQ201110242360
公開日2012年3月21日 申請(qǐng)日期2011年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月25日
發(fā)明者市川敬一, 酒井博紀(jì) 申請(qǐng)人:株式會(huì)社村田制作所