無線電力傳輸系統(tǒng)以及無線電力傳輸方法
【專利摘要】本發(fā)明提供具有多個供電器、以及至少一個受電器,且利用磁場諧振或者電場共振并通過無線來從上述供電器對上述受電器進(jìn)行電力傳輸?shù)臒o線電力傳輸系統(tǒng),在上述多個供電器內(nèi),將一個供電器設(shè)定為主要供電器,并且將其他的供電器設(shè)定為輔助供電器,上述主要供電器通過控制上述多個供電器以及上述至少一個受電器來進(jìn)行電力傳輸,能夠以最佳的狀態(tài)進(jìn)行電力傳輸。
【專利說明】無線電力傳輸系統(tǒng)以及無線電力傳輸方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]在本申請中所提到的實施例涉及無線電力傳輸系統(tǒng)以及無線電力傳輸方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來,為了進(jìn)行電源供給、充電,利用無線來傳輸電力的技術(shù)受到關(guān)注。例如,正在研究/開發(fā)利用無線來對以移動終端、筆記本電腦為首的各種電子設(shè)備、家電設(shè)備、或者電力基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備進(jìn)行電力傳輸?shù)臒o線電力傳輸系統(tǒng)。
[0003]然而,在利用無線電力傳輸(無線電力傳輸:Wireless Power Transfer)時,為了即使發(fā)送電力的一側(cè)的供電器與接受由供電器發(fā)送出的電力的一側(cè)的受電器分別為不同廠家的產(chǎn)品,也無阻礙地使用而優(yōu)選進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。
[0004]以往,作為利用無線進(jìn)行的電力傳輸技術(shù),一般來說已知利用了電磁感應(yīng)的技術(shù)、利用了電波的技術(shù)。與此相對,近年來,作為使供電器和受電器的距離分離到某一程度,并且能夠進(jìn)行針對多個受電器的電力傳輸以及針對受電器的三維的各種姿勢的電力傳輸?shù)募夹g(shù),對利用了磁場共振(磁場諧振)、電場共振的電力傳輸技術(shù)的期待不斷提高。此外,有時也將電場共振稱為電場諧振。
[0005]以往,作為無線電力傳輸技術(shù)提出有各種提案。
[0006]專利文獻(xiàn)1:日本特開2010 - 239769號公報
[0007]專利文獻(xiàn)2:美國專利第7825543號說明書
[0008]非專利文獻(xiàn)1:莊木裕樹他(SHOKI Hiroki, et al.),“有關(guān)無線電力傳輸技術(shù)的最新的標(biāo)準(zhǔn)化動向”,電子信息通信學(xué)會技術(shù)研究報告(信學(xué)技報),WPT2011-19,DeCember2011.
[0009]如上述那樣,以往,為了進(jìn)行電源供給、充電而利用無線來傳輸電力的無線電力傳輸技術(shù)受到關(guān)注。然而,例如,目前尚未作出利用了磁場諧振、電場共振的電力傳輸技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化。
[0010]因此,擔(dān)心利用了磁場諧振、電場共振的電力傳輸系統(tǒng)、或者供電器以及受電器的實用化的停滯。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0011]根據(jù)一實施方式,提供具有多個供電器和至少一個受電器,且利用磁場諧振或者電場共振并通過無線來從上述供電器對上述受電器進(jìn)行電力傳輸?shù)臒o線電力傳輸系統(tǒng)。
[0012]上述無線電力傳輸系統(tǒng),在上述多個供電器內(nèi),將一個供電器設(shè)定為主要供電器,并且將其他的供電器設(shè)定為輔助供電器。上述主要供電器控制上述多個供電器以及上述至少一個受電器來進(jìn)行電力傳輸。
[0013]公開的無線電力傳輸系統(tǒng)以及無線電力傳輸方法起到能夠以最佳的狀態(tài)來進(jìn)行電力傳輸?shù)男Ч?br>
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1是示意性地表示本實施例的無線電力傳輸系統(tǒng)的一個例子的框圖。
[0015]圖2A是用于說明圖1的無線電力傳輸系統(tǒng)中的傳輸線圈的變形例的圖(其I)。
[0016]圖2B是用于說明圖1的無線電力傳輸系統(tǒng)中的傳輸線圈的變形例的圖(其2)。
[0017]圖2C是用于說明圖1的無線電力傳輸系統(tǒng)中的傳輸線圈的變形例的圖(其3)。
[0018]圖3A是表示獨(dú)立共振線圈的例子的電路圖(其I)。
[0019]圖3B是表示獨(dú)立共振線圈的例子的電路圖(其2)。
[0020]圖3C是表示獨(dú)立共振線圈的例子的電路圖(其3)。
[0021]圖3D是表示獨(dú)立共振線圈的例子的電路圖(其4)。
[0022]圖4A是表示與負(fù)載或者電源連接的共振線圈的例子的電路圖(其I)。
[0023]圖4B是表示與負(fù)載或者電源連接的共振線圈的例子的電路圖(其2)。
[0024]圖4C是表示與負(fù)載或者電源連接的共振線圈的例子的電路圖(其3)。
[0025]圖4D是表示與負(fù)載或者電源連接的共振線圈的例子的電路圖(其4)。
[0026]圖5A是用于說明利用多個供電器的磁場的控制例的圖(其I)。
[0027]圖5B是用于說明利用多個供電器的磁場的控制例的圖(其2)。
[0028]圖5C是用于說明利用多個供電器的磁場的控制例的圖(其3)。
[0029]圖6A是用于說明多個供電器以及受電器間的對應(yīng)的圖(其I)。
[0030]圖6B是用于說明圖6A中的各受電器的狀態(tài)的圖。
[0031]圖6C是用于說明多個供電器以及受電器間的對應(yīng)的圖(其2)。
[0032]圖6D是用于說明多個供電器以及受電器間的對應(yīng)的圖(其3)。
[0033]圖6E是用于說明多個供電器以及受電器間的對應(yīng)的圖(其4)。
[0034]圖6F是用于說明多個供電器以及受電器間的對應(yīng)的圖(其5)。
[0035]圖7是用于說明受電器的姿勢信息的圖。
[0036]圖8A是用于說明對多個受電器的電力的分配控制的圖(其I)。
[0037]圖SB是用于說明對多個受電器的電力的分配控制的圖(其2)。
[0038]圖SC是用于說明對多個受電器的電力的分配控制的圖(其3)。
[0039]圖8D是用于說明對多個受電器的電力的分配控制的圖(其4)。
[0040]圖SE是用于說明對多個受電器的電力的分配控制的圖(其5)。
[0041]圖8F是用于說明對多個受電器的電力的分配控制的圖(其6)。
[0042]圖SG是用于說明對多個受電器的電力的分配控制的圖(其7)。
[0043]圖8H是用于說明對多個受電器的電力的分配控制的圖(其8)。
[0044]圖9是用于說明人的檢測和供電器的輸出調(diào)整的圖。
[0045]圖10是用于說明圖9中的各受電器的狀態(tài)的圖。
[0046]圖11是用于說明針對電池余量為零受電器的應(yīng)對的圖。
[0047]圖12A是用于說明多個供電器中的同步的問題的圖(其I)。
[0048]圖12B是用于說明多個供電器中的同步的問題的圖(其2)。
[0049]圖12C是用于說明多個供電器中的同步的問題的圖(其3)。
[0050]圖13A是用于說明針對多個供電器中的同步問題的第一同步方法的圖(其I)。
[0051]圖13B是用于說明針對多個供電器中的同步問題的第一同步方法的圖(其2)。
[0052]圖13C是用于說明針對多個供電器中的同步問題的第一同步方法的圖(其3)。
[0053]圖14A是用于說明針對多個供電器中的同步問題的第二同步方法的圖(其I)。
[0054]圖14B是用于說明針對多個供電器中的同步問題的第二同步方法的圖(其2)。
[0055]圖14C是用于說明針對多個供電器中的同步問題的第二同步方法的圖(其3)。
[0056]圖15A是用于說明參照圖14A?圖14C來進(jìn)行了說明的第二同步方法所應(yīng)用的同步模式混合通信的圖(其I)。
[0057]圖15B是用于說明參照圖14A?圖14C來進(jìn)行了說明的第二同步方法所應(yīng)用的同步模式混合通信的圖(其2)。
[0058]圖15C是用于說明參照圖14A?圖14C來進(jìn)行了說明的第二同步方法所應(yīng)用的同步模式混合通信的圖(其3)。
[0059]圖1?是用于說明參照圖14A?圖14C來進(jìn)行了說明的第二同步方法所應(yīng)用的同步模式混合通信的圖(其4)。
[0060]圖16是表不本實施例的無線電力傳輸系統(tǒng)的一個例子的框圖。
[0061]圖17是表示圖16的無線電力傳輸系統(tǒng)中的供電器的一個例子的框圖。
[0062]圖18是表示圖16的無線電力傳輸系統(tǒng)中的受電器的一個例子的框圖。
[0063]圖19是用于說明本實施例的無線電力傳輸系統(tǒng)中的處理的第一例的流程圖。
[0064]圖20是用于說明本實施例的無線電力傳輸系統(tǒng)中的處理的第二例的流程圖。
[0065]圖21是用于說明本實施例的無線電力傳輸系統(tǒng)中的處理的第三例的流程圖。
[0066]圖22是用于說明本實施例的無線電力傳輸系統(tǒng)中的處理的第四例的流程圖。
[0067]圖23是用于說明本實施例的無線電力傳輸系統(tǒng)中的處理的第四例的流程圖。
[0068]圖24是用于說明本實施例的無線電力傳輸系統(tǒng)中的處理的第五例的流程圖。
【具體實施方式】
[0069]以下,參照附圖對無線電力傳輸(Wireless Power Transfer)系統(tǒng)以及無線電力傳輸方法的實施例進(jìn)行詳細(xì)敘述。圖1是示意性地表示本實施例的無線電力傳輸系統(tǒng)的一個例子的框圖。
[0070]在圖1中,參照符號I表示一次側(cè)(供電側(cè):供電器),2表示二次側(cè)(受電側(cè):受電器)。如圖1所示,一次側(cè)I包括無線供電部11、高頻電源部12、供電控制部13以及通信回路部(第一通信回路部)14。另外,二次側(cè)2包括無線受電部21、受電電路部22、受電控制部23以及通信回路部(第二通信回路部)24。
[0071]無線供電部11包括第一線圈(電力供給線圈)Ilb以及第二線圈(LC共振器)Ila,另外,無線受電部21包括第三線圈(LC共振器)21a以及第四線圈(電力取出線圈)21b。
[0072]如圖1所示,一次側(cè)I與二次側(cè)2通過LC共振器Ila與LC共振器21a之間的磁場諧振(電場共振),從一次側(cè)I向二次側(cè)2進(jìn)行能量(電力)的傳輸。此外,從LC共振器Ila向LC共振器21a的電力傳輸不光只是磁場諧振也可以是電場共振等,但在以下的說明中,主要以磁場諧振為例來進(jìn)行說明。
[0073]一次側(cè)I與二次側(cè)2通過通信回路部14與通信回路部24,來進(jìn)行通信(近距離通信)。這里,將利用一次側(cè)I的LC共振器IIa與二次側(cè)2的LC共振器21a的電力的傳輸距離(電力傳輸范圍PR)設(shè)定為比一次側(cè)I的通信回路部14與二次側(cè)2的通信回路部24的通信距離(通信范圍CR)短(PR < CR)。
[0074]另外,LC共振器Ila以及21a的電力傳輸為與通信回路部14以及24的通信獨(dú)立的方式(Out-band通信)。具體而言,利用LC共振器Ila以及21a的電力傳輸例如使用6.78MHz的頻帶,通信回路部14以及24的通信例如使用2.4GHz的頻帶。作為該通信回路部14以及24的通信,例如能夠使用依據(jù)IEEE 802.1lb的DSSS方式的無線LAN、藍(lán)牙(Bluetooth (注冊商標(biāo)))ο
[0075]此外,本實施例的無線電力傳輸系統(tǒng)例如在所使用的頻率的波長程度的距離的近場(near field),利用由供電器I的LC共振器Ila與受電器2的LC共振器21a引起的磁場諧振或者電場共振來進(jìn)行電力的傳輸。因此,電力傳輸范圍(供電區(qū)域)PR隨著電力傳輸所使用的頻率而變化。
[0076]高頻電源部12對電力供給線圈(第一線圈)llb供給電力,電力供給線圈Ilb對配設(shè)在該電力供給線圈Ilb的附近的LC共振器11a,利用電磁感應(yīng)來供給電力。LC共振器IIa利用在與LC共振器21a之間產(chǎn)生磁場諧振的共振頻率,向LC共振器21a ( 二次側(cè)2)傳輸電力。
[0077]LC共振器21a對配設(shè)在該LC共振器21a的附近的電力取出線圈(第四線圈)21b,利用電磁感應(yīng)來供給電力。電力取出線圈21b與受電電路部22連接,取出規(guī)定的電力。此夕卜,來自受電電路部22的電力例如作為電池部25中的電池的充電、或者針對二次側(cè)2的電路的電源輸出等而被利用。
[0078]這里,一次側(cè)I的高頻電源部12被供電控制部13控制,另外,二次側(cè)2的受電電路部22被受電控制部23控制。而且,供電控制部13以及受電控制部23經(jīng)由通信回路部14以及24連接,為了以最佳的狀態(tài)進(jìn)行從一次側(cè)I向二次側(cè)2的電力傳輸,進(jìn)行各種控制。
[0079]圖2A?圖2C是用于說明圖1的無線電力傳輸系統(tǒng)中的傳輸線圈的變形例的圖,圖2A以及圖2B表示3個線圈結(jié)構(gòu)的例子,圖2C表示2個線圈結(jié)構(gòu)的例子。
[0080]S卩,在圖1所示的無線電力傳輸系統(tǒng)中,無線供電部11包含有第一線圈Ilb以及第二線圈11a,無線受電部21包含有第三線圈21a以及第四線圈。
[0081]與此相對,在圖2A的例子中,將無線受電部21設(shè)為一個線圈(LC共振器)21a,在圖2B的例子中,將無線供電部11設(shè)為一個線圈(LC共振器)11a。
[0082]并且,在圖2C的例子中,將無線受電部21設(shè)定為一個LC共振器21a,并且將無線供電部11設(shè)為一個LC共振器11a。此外,圖2A?圖2C僅僅是例子,當(dāng)然能夠進(jìn)行各種變形。
[0083]圖3A?圖3D是表示獨(dú)立共振線圈(LC共振器21a)的例子的電路圖,圖4A?圖4D是表示與負(fù)載或者電源連接的共振線圈(LC共振器21a)的例子的電路圖。這里,圖3A?圖3D與圖1以及圖2B中的LC共振器21a對應(yīng),圖4A?圖4D與圖2B以及圖2C中的LC共振器21a對應(yīng)。
[0084]圖3A以及圖4A所示的例子為LC共振器21a由串聯(lián)連接的線圈(L)211、電容(C) 212以及開關(guān)213構(gòu)成,所以通常時關(guān)閉開關(guān)213。圖3B以及圖4B所示的例子為LC共振器21a由串聯(lián)連接的線圈(L)211以及電容(C) 212、和以并聯(lián)的方式與電容212連接的開關(guān)213構(gòu)成,所以通常時開啟開關(guān)213。
[0085]圖3C以及圖4C所示的例子為在圖3B以及圖4B的LC共振器21a中,以與電容212并聯(lián)的方式設(shè)置了串聯(lián)連接的開關(guān)213以及電阻(R)214,所以通常時開啟開關(guān)213。
[0086]圖3D以及圖4D所示的例子為在圖3B以及圖4B的LC共振器21a中,以與電容212并聯(lián)的方式設(shè)置了串聯(lián)連接的開關(guān)213以及另外的電容(C’)215,所以通常時開啟開關(guān)213。
[0087]在上述的各LC共振器21a中,為了使通常時LC共振器21a不動作,將開關(guān)213設(shè)定為關(guān)閉或者開啟。這是為了避免例如對未使用的受電器(二次側(cè))2、發(fā)生了故障的受電器2傳輸電力而發(fā)熱等。
[0088]在以上,一次側(cè)(供電器)I的LC共振器Ila也能夠與圖3A?圖3D以及圖4A?圖4D相同,但作為供電器I的LC共振器11a,也可以是在通常時動作,以高頻電源部12的輸出進(jìn)行開/關(guān)控制。在該情況下,LC共振器Ila在圖3A以及圖4A中,使開關(guān)213短路。
[0089]綜上所述,在存在多個受電器2的情況下,通過設(shè)為僅選擇由供電器I進(jìn)行供電的規(guī)定的受電器2的LC共振器21a而能夠動作的狀態(tài),能夠進(jìn)行針對該選擇出的受電器2的電力的傳輸。
[0090]圖5A?圖5C是用于說明利用多個供電器的磁場的控制例的圖。在圖5A?圖5C中,參照符號IA以及IB表示供電器,2表示受電器。如圖5A所示,供電器IA的磁場諧振所使用的供電用的LC共振線圈IlaA與供電器IB的磁場諧振所使用的供電用的LC共振線圈
IlaB,例如以正交的方式配設(shè)。
[0091]另外,將受電器2的磁場諧振所使用的LC共振線圈21a在由LC共振線圈IlaA以及LC共振線圈IlaB圍起的位置配置為不同角度(不成為平行的角度)。
[0092]這里,也存在將供電用的LC共振線圈IlaA以及LC共振線圈IlaB設(shè)置于一個供電器的情況。即,也有一個供電器I包含多個無線供電部11的情況。其中,在以下的說明中,主要對一個供電器I包含一個無線供電部11 (LC共振線圈Ila)的情況進(jìn)行說明。
[0093]應(yīng)予說明,雖然在后面詳細(xì)敘述,但在多個供電器內(nèi),將一個供電器設(shè)為主要、將其他的供電器設(shè)為輔助意味著通過一個主要供電器的運(yùn)算處理裝置(CPU),對主要供電器以及輔助供電器所包含的所有的LC共振器進(jìn)行控制。
[0094]圖5B表不共振線圈IlaA以及共振線圈IlaB輸出相同的相位的磁場的情況,圖5C表示共振線圈IlaA以及共振線圈IlaB輸出相反的相位的磁場的情況。
[0095]像這樣,可知在通過多個供電器1A、1B對任意的位置以及姿勢(角度)的受電器2傳輸電力的情況下,供電器1A、1B的共振線圈IlaAUlaB所產(chǎn)生的磁場發(fā)生各種變化。
[0096]S卩,本實施例的無線電力傳輸系統(tǒng)包含多個供電器和至少一個受電器,根據(jù)受電器的位置(χ,γ,ζ)以及姿勢(θχ,θγ,θζ),來調(diào)整該多個供電器間的輸出(強(qiáng)度以及相位)。
[0097]圖6Α是用于說明多個供電器以及受電器間的對應(yīng)的圖(其I),圖6Β是用于說明圖6Α中的各受電器的狀態(tài)的圖,示有設(shè)置了 2個供電器IA及1Β、以及5個受電器2Α?2Ε的情況。
[0098]在本實施例的無線電力傳輸系統(tǒng)中,將多個供電器1Α、1Β中的一個供電器IA設(shè)為主要(主),將其他的供電器IB確定為輔助(從),例如,多個供電器以及受電器的最佳化等處理由主要(供電器1Α)來決定。
[0099]在圖6Α中,參照符號PRa表示供電器IA的電力傳輸范圍(主要供電區(qū)域),PRb表示供電器IB的電力傳輸范圍(輔助供電區(qū)域),CRa表示供電器IA的通信范圍(主要通信區(qū)域),CRb表示供電器IB的通信范圍(輔助通信區(qū)域)。
[0100]因此,受電器2A?2E如下。即,如圖6B所示,受電器2A在主要通信區(qū)域CRa外(X)、輔助通信區(qū)域Crb外、主要供電區(qū)域PRa外以及輔助供電區(qū)域PRb外,僅等待來自供電器的通信。
[0101]接下來,受電器2B在主要通信區(qū)域CRa內(nèi)(〇)、輔助通信區(qū)域Crb外、主要供電區(qū)域PRa外以及輔助供電區(qū)域PRb外,通過進(jìn)行與主要的供電器IA通信,能夠確認(rèn)在電力區(qū)域外(主要以及輔助的供電區(qū)域外)。
[0102]另外,受電器2C在主要通信區(qū)域CRa內(nèi)、輔助通信區(qū)域Crb內(nèi)、主要供電區(qū)域PRa外以及輔助供電區(qū)域PRb外,通過進(jìn)行與主要以及輔助的供電器1A、IB的通信,能夠確認(rèn)在電力區(qū)域外。
[0103]并且,受電器2D在主要通信區(qū)域CRa內(nèi)、輔助通信區(qū)域Crb內(nèi)、主要供電區(qū)域PRa內(nèi)以及輔助供電區(qū)域PRb外,通過進(jìn)行與供電器1A、1B的通信,能夠確認(rèn)在IA的電力區(qū)域內(nèi)(主要供電區(qū)域PRa內(nèi))。
[0104]而且,受電器2E在主要通信區(qū)域CRa內(nèi)、輔助通信區(qū)域Crb內(nèi)、主要供電區(qū)域PRa內(nèi)以及輔助供電區(qū)域PRb內(nèi),通過進(jìn)行與供電器1A、IB的通信,能夠確認(rèn)在1A、IB的電力區(qū)域內(nèi)(供電區(qū)域PRa、PRb內(nèi))。
[0105]這里,在多個供電器中,決定成為主要的一個供電器,作為其決定方法,如后所述,例如,根據(jù)在其通信區(qū)域內(nèi)存在最多的受電器,或者在其供電區(qū)域內(nèi)存在最多的受電器的條件來決定。
[0106]例如,在其通信區(qū)域內(nèi)分別存在一個受電器這樣的同等的條件成立的情況下,例如,也可以附加與受電器之間的通信強(qiáng)度這樣的進(jìn)一步條件來決定主要,或者使用隨機(jī)數(shù)表等來將任意一個供電器決定為主要。
[0107]然而,由不同制造廠家生產(chǎn)的供電器例如該供電器的強(qiáng)度、相位的最佳化標(biāo)準(zhǔn)各不相同。因此,在本實施例的無線電力傳輸系統(tǒng)中,將多個供電器內(nèi)的一個決定為主要,從而該成為主要的供電器包含其他的輔助的供電器,來控制最佳化。
[0108]圖6C?圖6E是用于說明多個供電器以及受電器間的對應(yīng)的圖(其2?4),對多個供電器間的主要/輔助的決定方法進(jìn)行說明。
[0109]首先,在多個供電器中,設(shè)定主要供電器以及輔助供電器是供電器處于彼此通信范圍(通信區(qū)域)內(nèi),電力傳輸范圍(供電區(qū)域)重疊,并且,通過受電器能夠檢測出供電區(qū)域重疊的情況。
[0110]S卩,圖6C示有供電器IA的通信區(qū)域CRa以及供電器IB的通信區(qū)域CRb重疊,而供電器IA的供電區(qū)域PRa以及供電器IB的供電區(qū)域PRb不重疊的情況。此時,彼此的供電區(qū)域PRa、PRb不重疊,將雙方的供電器IA以及IB分別設(shè)定為主要供電器。
[0111]接下來,圖6D示有供電器IA的通信區(qū)域CRa以及供電區(qū)域PRa與供電器IB的通信區(qū)域CRb以及供電區(qū)域PRb重疊,受電器2存在于供電區(qū)域PRa以及PRb雙方所包含的位置的情況。
[0112]在該圖6D的情況下,供電器1A、1B處于彼此通信區(qū)域CRa、CRb內(nèi),供電區(qū)域PRa、PRb重疊,并且,通過受電器2能夠檢測出供電區(qū)域PRa、PRb重疊。
[0113]因此,在圖6D的情況下,在供電器1A、1B內(nèi),將一方(IA)設(shè)定為主要供電器,將另一方(IB)設(shè)定為輔助供電器。此時,也可以將供電器IB設(shè)為主要,將供電器IA設(shè)為輔助,可以將任意一個設(shè)定為主要供電器。
[0114]并且,圖6E是以與上述的圖6D相同的位置關(guān)系來配設(shè)有供電器IA以及1B,但不存在受電器2 (未存在于通信區(qū)域CRa以及CRb)的情況,此時,將兩方都設(shè)定為主要。
[0115]此外,即使對3個以上的供電器,例如,在與圖6D相當(dāng)?shù)那闆r下,也將任意一個設(shè)定為主要供電器。此外,從多個供電器中決定一個主要供電器的方法考慮到各種方法,參照圖6F對其中一個例子進(jìn)行說明。
[0116]圖6F是用于說明多個供電器以及受電器間的對應(yīng)的圖(其5),示有4個供電器IA?ID排成一列的情況。這里,供電器IA的通信區(qū)域CRa包含供電器IB但不包含供電器IC以及1D,同樣,供電器ID的通信區(qū)域CRd包含供電器IC但不包含供電器IA以及1B。
[0117]另外,供電器IB的通信區(qū)域CRb包含供電器IA以及IC但不包含供電器1D,同樣,供電器IC的通信區(qū)域CRc包含供電器IB以及ID但不包含供電器1A。
[0118]在該圖6F的情況下,例如將供電器IB設(shè)為主要(主要供電器),將其他的供電器1A、1C、1D設(shè)定為輔助(輔助供電器)。這里,也能夠?qū)⒐╇娖鱅C設(shè)定為主要。此外,若將供電器IB設(shè)定為主要,則對供電器ID直接通信很困難,但在該情況下,對供電器ID經(jīng)由供電器IC進(jìn)行通信,來進(jìn)行最佳化等的控制。
[0119]這樣,在本實施例的無線電力傳輸系統(tǒng)中,在從多個供電器中決定一個主要的情況下,優(yōu)選將能夠與最多的供電器進(jìn)行直接通信的供電器決定為主要。
[0120]應(yīng)予說明,在圖6F中,將4個供電器IA?ID排列在直線上,但實際上,例如,以埋入房間的墻壁、天花板,內(nèi)置于辦公桌、餐桌,或者,載置于地板、餐桌等各種位置關(guān)系來配設(shè)多個供電器。
[0121]圖7是用于說明受電器的姿勢信息的圖,示有被設(shè)為主要的供電器IA和2個受電器2’以及2”。然而,作為受電器2,例如考慮僅以二維的位置信息(X,Y,Z)充電的2D充電的受電器2’、和通過三維的位置信息(Χ,Υ,Ζ)以及姿勢信息(θχ,θγ, θζ)充電的3D充電的受電器2”。
[0122]S卩,受電器(2D)2’例如通過載置(平置)在供電器的上表面上來進(jìn)行充電,受電器(3D) 2 ”例如通過以相對于供電器任意的位置以及姿勢的狀態(tài)來進(jìn)行充電。
[0123]這樣,在本實施例的無線電力傳輸系統(tǒng)中,即使2D充電的受電器2’與3D充電的受電器2”混在,也能夠進(jìn)行適當(dāng)?shù)墓╇娞幚怼4送猓?D充電所使用的姿勢信息(θχ,θγ, θζ)例如能夠從也安裝于目前的智能手機(jī)等的受電器2”的三維的加速度傳感器等中得到。
[0124]圖8Α?圖8D是用于說明對多個受電器的電力的分配控制的圖(其I?其4),對未進(jìn)行LC共振器的共振調(diào)整的情況下的分配控制進(jìn)行說明。此外,在圖8Α?圖8D中,為了使說明簡單化,僅描繪一個供電器I,但對于多個供電器也是相同的。另外,效率是指供電器I (LC共振器Ila)與受電器2 (LC共振器21a)之間的電力傳輸效率。
[0125]首先,如圖8A所示,在將受電電力(例如,5W)相等的2個受電器2A、2B平置在供電器I上來進(jìn)行2D充電的情況下,例如針對受電器2A、2B的效率(例如,80%)相等。因此,在圖8A的情況下,能夠成為對2個受電器2A、2B同時進(jìn)行電力傳輸?shù)耐瑫r電力傳輸模式(同時傳輸模式)。
[0126]接下來,如圖8B所示,在將受電電力(5W)相等的2個受電器2A、2B配置在供電器I的上方來進(jìn)行3D充電的情況下,例如,針對受電器2A的效率為60%,針對受電器2B的效率為80%。
[0127]這里,在圖SB中,在受電器2A以及2B中效率不同是因為例如相對于供電器I的距離(位置)以及姿勢因受電器2A、2B而不同。因此,在圖SB的情況下,不能夠應(yīng)用同時傳輸模式,而是對針對受電器2A的充電和針對受電器2B的充電進(jìn)行對時間進(jìn)行分割的分時電力傳輸模式(分時模式)的電力傳輸。
[0128]此外,在能夠進(jìn)行同時傳輸模式的情況(例如,圖8A的情況)下,分時模式當(dāng)然也可以。另外,在分時模式下,在進(jìn)行針對受電器2A的充電(電力傳輸)時,關(guān)閉受電器2B的LC共振器21aB,相反,在進(jìn)行針對受電器2B的充電時,關(guān)閉受電器2A的LC共振器21aA。
[0129]另外,如圖8C所示,在將受電電力不同的2個受電器2A、2C平置在供電器I上來進(jìn)行2D充電的情況下,例如針對受電器2A、2B的效率相等。
[0130]然而,例如,相對于如智能手機(jī)那樣的受電器2A的受電電力是5W,而如筆記本電腦那樣的受電器2C的受電電力是50W,受電器2A、2C的受電電力不同。在該圖8C的情況下,也與圖8B的情況相同,不能夠應(yīng)用同時傳輸模式,而是進(jìn)行分時模式下的電力傳輸。
[0131]并且,如圖8D所示,例如,在將受電電力為5W的受電器2A和受電電力為50W的受電器2C配置在供電器I的上方來進(jìn)行3D充電的情況下,例如,針對受電器2A的效率為60%,針對受電器2B的效率為80%。因此,在圖8C的情況下,也與圖8B以及圖8C的情況相同,不能夠應(yīng)用同時傳輸模式,而是進(jìn)行分時模式下的電力傳輸。
[0132]圖SE?圖8H是用于說明對多個受電器的電力的分配控制的圖(其5?其8),是用于說明進(jìn)行LC共振器的共振調(diào)整的情況下的分配控制的圖。此外,圖SE?圖8H與上述的圖8A?圖8D對應(yīng)。
[0133]首先,對多個受電器中的受電電力最大的受電器(例如,受電電力為50W的筆記本電腦2C)進(jìn)行來自供電器I的電力發(fā)送。此時,關(guān)于受電電力不是最大的受電器(例如,受電電力為5W的智能手機(jī)2A、2B),在該受電器2A、2B中,成為最佳的受電電力地進(jìn)行LC共振器 21aA、21aB 的調(diào)整(5W)。
[0134]即,在受電電力不是最大的受電器2A、2B中,以使它們的LC共振器21aA、21aB的共振頻率或者Q值變化,而LC共振器21aA、21aB所接受的電力成為適合受電器2A、2B的受電電力的值的方式進(jìn)行調(diào)整(共振調(diào)整)。
[0135]通過進(jìn)行上述的共振調(diào)整,在圖SE?圖8H的所有的情況下,在同時傳輸模式以及分時模式的任意模式下,都能夠進(jìn)行電力傳輸。例如,在圖8F的情況下,使受電器2B中的LC共振器2IaB的共振頻率或者Q值偏離適當(dāng)值,從而能夠進(jìn)行針對受電器2A、2B的電力的同時傳輸。
[0136]另外,在圖SG以及圖8H的情況下,都使受電器2A中的LC共振器21aA的共振頻率或者Q值偏離適當(dāng)值,從而能夠進(jìn)行針對受電器2A、2C的電力的同時傳輸。此外,關(guān)于上述的共振調(diào)整,由與本申請相同的 申請人:另外提出了申請,但并不限于此,當(dāng)然也能夠應(yīng)用其他的方法。
[0137]上述的圖8A?圖8D以及圖8E?圖8H的處理,即供電器I中的供電電力的強(qiáng)度、相位的控制,或者各受電器2A?2C中的控制由主要供電器I來進(jìn)行。此外,在圖8A?圖8D以及圖SE?圖8H中,僅描述一個供電器1,但通常,由從多個供電器中設(shè)定的一個主要供電器來進(jìn)行上述的各處理的控制。
[0138]圖9是用于說明人的檢測和供電器的輸出調(diào)整的圖,圖10是用于說明圖9中的各受電器的狀態(tài)的圖。在圖9中,參照符號SRa表示由供電器IA進(jìn)行的檢測人(生物體)的有無的人感傳感器(生物體感知傳感器(S2))的檢測范圍(生物體感知范圍:人感傳感器范圍、人感傳感器區(qū)域)。
[0139]這里,供電器IA的供電區(qū)域(電力傳輸范圍)PRa例如為半徑為2?3米左右,人感傳感器區(qū)域SRa例如比供電區(qū)域PRa寬,半徑為4?5m左右,通信區(qū)域(通信范圍)CRa的半徑為1m左右。
[0140]S卩,人感傳感器區(qū)域SRa比供電區(qū)域PRa寬,通信區(qū)域CRa比人感傳感器區(qū)域SRa寬,PRa < SRa < CRa的關(guān)系成立。此外,上述供電區(qū)域PRa、人感傳感器區(qū)域SRa以及通信區(qū)域CRa僅僅是一個例子,當(dāng)然能夠根據(jù)規(guī)格來進(jìn)行各種變更。
[0141]因此,受電器2A?2D如下。S卩,如圖10所示,受電器2A在供電器IA的通信區(qū)域CRa外(X)、人感傳感器區(qū)域SRa外以及供電區(qū)域PRa外,只等待來自供電器的通信。
[0142]接下來,受電器2B在通信區(qū)域CRa內(nèi)(O )、人感傳感器區(qū)域SRa外以及供電區(qū)域PRa外,通過進(jìn)行與供電器IA的通信,能夠確認(rèn)在電力區(qū)域PRa外。
[0143]另外,受電器2C在通信區(qū)域CRa內(nèi)、人感傳感器區(qū)域SRa內(nèi)以及供電區(qū)域PRa外,通過進(jìn)行與供電器IA的通信,能夠確認(rèn)在電力區(qū)域PRa外。并且,受電器2D在通信區(qū)域CRa內(nèi)、人感傳感器區(qū)域SRa內(nèi)以及供電區(qū)域PRa內(nèi),通過進(jìn)行與供電器IA的通信,能夠確認(rèn)在電力區(qū)域PRa內(nèi),并且,也能夠進(jìn)行人感傳感器的確認(rèn)。
[0144]對使用了人感傳感器的供電器IA的輸出的控制例進(jìn)行說明。例如,若在人感傳感器區(qū)域SRa內(nèi)不存在人(生物體),則例如將來自供電器IA的供電輸出設(shè)為50W,相反,若在人感傳感器區(qū)域SRa內(nèi)存在人,則例如將來自供電器IA的供電輸出減少到5W。
[0145]圖11是用于說明針對電池余量為零受電器的應(yīng)對的圖。首先,為了得到受電器的所需電力信息,需要進(jìn)行供電器與受電器之間的通信,但例如在受電器的電池余量為零的狀態(tài)下,不能進(jìn)行通信。
[0146]因此,對于電池余量為零受電器2D(2),不是使用無線受電部21 (LC共振器21a)來進(jìn)行供電(受電),而是LC共振器21a保持關(guān)閉狀態(tài),例如,通過利用了電力取出線圈21b的電磁感應(yīng)來進(jìn)行充電。這在受電器2的無線受電部21包含LC共振器21a以及電力取出線圈21b的情況下,即圖1以及圖2B的情況下有效。
[0147]或者,也可以利用關(guān)閉狀態(tài)的LC共振器21a通過電磁感應(yīng)來進(jìn)行充電。在該情況下,在關(guān)閉狀態(tài)下去掉LC共振器21a為釋放狀態(tài)的圖4A的LC共振器21a以及圖4C的LC共振器21a。
[0148]這里,去掉圖4C的LC共振器21a是因為電阻214的電阻值遠(yuǎn)大于受電電路部22的連接電阻,接受到的電力被電阻214消耗。
[0149]圖11表示在供電器(主要供電器)IA對多個受電器2B以及2C進(jìn)行電力傳輸?shù)臓顟B(tài)下,以與供電器IA的規(guī)定位置連接的方式配置電池余量為零受電器2D,并指定了供電器IA的電池余量為零模式的情況。
[0150]這里,若由供電器IA指定電池余量為零模式,則例如若開啟設(shè)置于供電器IA的電池余量為零開關(guān),則供電器IA停止受電器2B以及2C (針對受電器2B以及2C的供電(電力傳輸)。
[0151]并且,供電器IA將存在于能夠通信的通信區(qū)域CRa內(nèi)的受電器2A?2C的LC共振器21a(21aA?21aC)的共振設(shè)為關(guān)閉狀態(tài)。此外,對受電器2A不會進(jìn)行電力傳輸,LC共振器21aA已經(jīng)關(guān)閉。
[0152]由此,僅對電池余量為零受電器2D進(jìn)行利用了電磁感應(yīng)(耦合)的電力傳輸,對其他的受電器2A?2C不進(jìn)行利用了電磁感應(yīng)的電力傳輸。
[0153]而且,電池余量為零受電器2D例如通過利用了電磁感應(yīng)的電力傳輸來對電池進(jìn)行充電,持續(xù)充電到能夠進(jìn)行供電器IA與受電器2D的通信。
[0154]這里,利用供電器IA對電池余量為零受電器2D進(jìn)行充電的處理例如也可以通過如下的方式進(jìn)行控制,即以測試供電一小電力供電一中電力供電這樣的方式階段性地提高電力來進(jìn)行充電,直到受電器2D的通信恢復(fù)為止。另外,在能夠進(jìn)行供電器IA與受電器2D的通信之后,進(jìn)行利用了通常的磁場諧振的電力傳輸。當(dāng)然,也可以到受電器2D的電池的充電充分為止,進(jìn)行利用了電磁感應(yīng)的電力傳輸。
[0155]圖12A?圖12C是用于說明多個供電器中的同步的問題的圖,是用于說明在2個供電器IA[供電系統(tǒng)I]以及供電器IB [供電系統(tǒng)2]中,電力傳輸所使用的磁場諧振的頻率偏移的情況下的頻率同步的問題的圖。
[0156]如圖12A?圖12C所示,在相對于供電器IA的高頻電源部12A的頻率f,供電器IB的高頻電源部12B的頻率偏移Af時(f+Λ f),在接受了來自這2個供電器1A、1B的電力傳輸?shù)氖茈娖?中,產(chǎn)生差拍。
[0157]S卩,受電器2的LC共振器21a通過與來自供電器IA的LC共振器IlaA的頻率f的磁場與來自供電器IB的LC共振器IlaB的頻率f + △ f的磁場共振而接受電力。
[0158]此時,即使Af是幾赫茲左右,如圖12B以及圖12C所示,在受電器2的LC共振器21a的輸出中也包含差拍,包含該差拍的LC共振器21a的輸出經(jīng)由電源電路22被輸入至電池部25。
[0159]具體而言,在來自供電器IA的LC共振器IlaA的頻率是10M[Hz]、來自供電器IB的LC共振器IlaB的頻率是1M+1 [Hz]的情況下,產(chǎn)生I [Hz]的差拍。
[0160]這一點(diǎn)不管使用多么高精度的振蕩器,如果以非同步控制LC共振器IlaA以及LC共振器IlaB的話就難以避免差拍,而導(dǎo)致供電效率的降低(例如,降低到一半以下)。
[0161]其結(jié)果,在受電器2中,所供電的電力大幅度減少。即,在具有多個電力的供電源的情況下,即使驅(qū)動頻率稍微偏移,合成磁場也會產(chǎn)生差拍而電力的傳輸效率大幅度降低。
[0162]像這樣的由不同的供電器1A、1B引起的諧振頻率的差異例如因所使用的元件、制造階段,或者配設(shè)供電器1A、1B的周圍的溫度等而產(chǎn)生。
[0163]圖13A?圖13C是用于說明針對多個供電器中的同步問題的第一同步方法的圖。這里,圖13A表示例如2個供電器IA以及IB分離而對相同的受電器(2)不同時供電的情況,圖13B以及圖13C表示例如2個供電器IA以及IB接近而對相同的受電器⑵供電的情況。
[0164]如圖13A?圖13C所示,各供電器1A、IB包含振蕩器121A、121B,放大器122A、122B,PLL (Phase Locke Loop:鎖相環(huán))電路 210A、210B 以及 2 個開關(guān) SW11A、SW12A、SW11B、Sffl2BO
[0165]此外,電路210A、210B并不限于PLL電路,例如若是DLL(Delay Locked Loop:延遲鎖定環(huán))電路等能夠進(jìn)行同步控制的電路(同步電路),則能夠廣泛地應(yīng)用。另外,振蕩器121A、121B也可以是利用了石英的電路、或者PLL電路等同步電路。
[0166]首先,如圖13A所示,例如,在2個供電器IA以及IB分離而彼此的供電區(qū)域不重疊的情況下,換言之,對相同的受電器⑵不同時供電的情況下,各供電器IA以及IB分別設(shè)定為初級。
[0167]S卩,初級的供電器IA以及IB不進(jìn)行同步處理,而利用放大器122A以及122B對各個振蕩器121A以及121B的頻率進(jìn)行放大并輸出,獨(dú)立地進(jìn)行供電。
[0168]接下來,參照圖13B以及圖13C,對2個供電器IA以及IB對相同的受電器⑵同時供電的情況進(jìn)行說明。這是例如2個供電器IA以及IB接近,或者一方的供電器開始輸出并與另一方的供電器的輸出重疊的情況,將任意一個供電器(例如,1A)設(shè)定為初級,將另外的供電器(例如,1B)設(shè)定為次級。
[0169]此外,在圖13B以及圖13C中,以2個供電器IA以及IB為例進(jìn)行說明,然而關(guān)于3個以上的供電器,將一個設(shè)定為初級供電器,將剩余的供電器設(shè)定為次級供電器。
[0170]這里,初級供電器和次級供電器的決定方法例如也可以將上述的主要供電器作為初級供電器,將輔助供電器作為次級供電器,但也能夠獨(dú)立地決定初級供電器以及次級供電器。
[0171]S卩,例如,也可以將輔助之一設(shè)定為初級供電器,將包含主要的其他的輔助設(shè)定為次級供電器。此外,在圖13B以及圖13C中,將IA設(shè)定為初級供電器,將IB設(shè)定為次級供電器。
[0172]如圖13B所示,若開始同步,則初級供電器IA以自身的振蕩器121A的頻率持續(xù)輸出。此時,次級供電器IB通過開關(guān)SWllB斷開自身的振蕩器121B與放大器122B的連接,
并停止輸出。
[0173]同時,次級供電器IB通過開關(guān)SW12B連接LC共振器(供電線圈)IlaB與PLL電路210B,并通過LC共振器IlaB接收(受電)來自初級供電器IA的LC共振器IlaA的電力。即,次級供電器IB將停止了發(fā)送的LC共振器IlaB作為接收初級供電器IA的輸出信號的天線來使用。
[0174]這里,在次級供電器IB的同步處理中,例如,也能夠以降低為同步用的方式來變更初級供電器IA的輸出級別。另外,優(yōu)選在同步處理中,例如通過主要供電器的指示,停止處于供電對象的所有的受電器的充電。此外,在停止受電器的充電的情況下,優(yōu)選各受電器的共振系統(tǒng)(LC共振器)關(guān)閉。
[0175]這樣,初級供電器IA由于其振蕩器121A的振蕩頻率被同步使用,從而當(dāng)然根據(jù)主要供電器的指示來控制與同步處理相關(guān)的指示。
[0176]次級供電器IB的PLL電路210B根據(jù)由LC共振器IlaB接收到的信號,進(jìn)行相對于初級供電器IA的振蕩器121A的頻率的相位同步(頻率跟蹤),在PLL電路210B跟蹤到頻率后,鎖定該頻率。由此,次級供電器IB的PLL電路210B輸出與初級供電器IA的振蕩器121A的頻率同步的頻率的信號(時鐘)。
[0177]并且,如圖13C所示,在PLL電路210B的同步完成后,通過開關(guān)SW12B切斷LC共振器IlaB與PLL電路210B的連接,并且通過開關(guān)SWllB連接PLL電路210B與放大器122B。由此,次級供電器IB根據(jù)與初級供電器IA的振蕩器121A的頻率同步的PLL電路210B的輸出信號重新開始供電。
[0178]這樣,根據(jù)第一同步方法,使供電器1A、1B的LC共振器IlbAUlbB的驅(qū)動頻率一致,能夠避免產(chǎn)生從供電器IA以及IB雙方接受電力的受電器2的LC共振器21a中的差拍。
[0179]這里,為了補(bǔ)償由配設(shè)供電器1A、1B的周圍的溫度等引起的變化,優(yōu)選次級供電器IB中的驅(qū)動頻率的調(diào)整(同步處理),例如以數(shù)分鐘至數(shù)十分鐘左右的規(guī)定的時間間隔反復(fù)進(jìn)行。
[0180]圖14A?圖14C是用于說明針對多個供電器中的同步問題的第二同步方法的圖。這里,圖14A表示例如2個供電器IA以及IB分離而對相同的受電器(2)不同時供電的情況,圖14B以及圖14C表示例如2個供電器IA以及IB接近而對相同的受電器⑵供電的情況。
[0181]如圖14A?圖14C所示,各供電器1A、IB包含振蕩器121A、121B,放大器122A、122B,PLL電路220A、220B,通信回路部(近距離通信回路)14A、14B以及開關(guān)SW13A、SW13B。此外,電路220A、220B并不限于PLL電路,例如,也可以是DLL電路等能夠進(jìn)行同步控制的同步電路的情況如上所述。
[0182]在參照圖13A?圖13C進(jìn)行了說明的第一同步方法中,將次級供電器IB的LC共振器IlaB作為天線來使用,來使次級供電器IB的PLL電路210B的頻率與初級供電器IA的振蕩器121A的頻率同步。
[0183]與此相對,參照圖14A?圖14C來進(jìn)行說明第二同步方法利用初級供電器IA的通信回路部14A以及次級供電器IB的通信回路部14B,來進(jìn)行次級供電器IB的PLL電路220B的頻率的同步控制。
[0184]首先,如圖14A所示,例如,在2個供電器IA以及IB分離而彼此的供電區(qū)域不重疊的情況下,換言之,在對相同的受電器⑵不同時供電的情況下,各供電器IA以及IB分別作為初級來進(jìn)行供電。
[0185]S卩,初級的供電器IA以及IB不進(jìn)行同步處理,而利用放大器122A以及122B對各個振蕩器121A以及121B的頻率進(jìn)行放大并輸出,獨(dú)立地進(jìn)行供電。這與上述的圖13A相同。
[0186]接下來,參照圖14B以及圖14C,對2個供電器IA以及IB對相同的受電器⑵同時供電的情況進(jìn)行說明。這是例如2個供電器IA以及IB接近,或者一方的供電器開始輸出并與另一方的供電器的輸出重疊的情況,將任意一個供電器(例如,1A)設(shè)定為初級,將另外的供電器(例如,1B)設(shè)定為次級。
[0187]此外,在圖14B以及圖14C中,以2個供電器IA以及IB為例進(jìn)行說明,然而關(guān)于3個以上的供電器,也將一個設(shè)定為初級供電器,將剩余的供電器設(shè)定為次級供電器。
[0188]另外,如上所述,初級供電器與次級供電器的決定方法例如也可以將主要供電器作為初級供電器,將輔助供電器作為次級供電器,但也能夠獨(dú)立地決定初級供電器以及次級供電器。
[0189]如圖14B所示,若開始同步,則初級供電器IA以自身的振蕩器121A的頻率持續(xù)輸出,并且經(jīng)由通信回路部14A輸出從該振蕩器121A得到的同步模式。
[0190]此時,在次級供電器IB中,通過開關(guān)SW13B斷開自身的振蕩器121B與放大器122B的連接,停止輸出。此外,停止次級供電器IB的輸出的步驟也可以僅在使PLL電路220B與初級供電器IA的振蕩器121A的頻率同步(跟蹤)后與放大器122B連接的初次同步處理時進(jìn)行。
[0191]S卩,在其以后的使次級供電器IB的PLL電路220B與初級供電器IA的振蕩器12IA的頻率同步的(例如,以數(shù)分鐘?數(shù)十分鐘左右的間隔進(jìn)行)第二次以及第二次以后的同步處理也可以不停止輸出。
[0192]包含從初級供電器IA的通信回路部14A輸出的振蕩器121A的同步模式的無線信號由次級供電器IB的通信回路部14B接收,振蕩器121A的同步模式被輸出至次級供電器IB 的 PLL 電路 220B。
[0193]次級供電器IB的PLL電路220B根據(jù)通過通信回路部14B接收到的振蕩器121A的同步模式,來進(jìn)行相對于初級供電器IA的振蕩器121A的頻率的相位同步(頻率跟蹤)。由此,次級供電器IB的PLL電路220B的頻率取與初級供電器IA的振蕩器121A的頻率同步,并鎖定在該頻率。
[0194]其結(jié)果,次級供電器IB的PLL電路220B輸出與初級供電器IA的振蕩器121A的頻率同步的頻率的信號。
[0195]這里,在次級供電器IB的同步處理中,通過初級供電器IA的輸出級別維持如通常那樣的級別,能夠持續(xù)地進(jìn)行由初級供電器IA向受電器(2)的供電。
[0196]另外,在使次級供電器IB的PLL電路220B同步后與放大器122B連接的最初的同步處理例如優(yōu)選通過主要供電器的指示,停止處于供電對象的所有的受電器的充電。此外,在停止受電器的充電的情況下,優(yōu)選各受電器的共振系統(tǒng)(LC共振器)關(guān)閉。
[0197]并且,如圖14C所示,在PLL電路220B的同步完成后,通過開關(guān)SW13B連接PLL電路220B與放大器122B。由此,次級供電器IB通過與初級供電器IA的振蕩器121A的頻率同步的PLL電路220B的輸出信號重新開始供電。
[0198]此外,在次級供電器IB中,在同步完成后的將PLL電路220B與放大器122B連接的步驟僅在初次的同步處理時進(jìn)行,在第二次以及第二次以后的同步處理中,仍維持PLL電路220B與放大器122B的連接,來進(jìn)行頻率的同步。
[0199]這樣,根據(jù)第二同步方法,能夠使供電器1A、1B的LC共振器IlbAUlbB的驅(qū)動頻率一致,避免產(chǎn)生從供電器IA以及IB雙方接收電力的受電器2的LC共振器21a中的差拍。
[0200]這里,例如為了補(bǔ)償由配設(shè)供電器1A、1B的周圍的溫度等引起的變化,優(yōu)選次級供電器IB中的驅(qū)動頻率的調(diào)整(第二次以及第二次以后的同步處理),以數(shù)分鐘?數(shù)十分鐘左右的規(guī)定的時間間隔反復(fù)進(jìn)行。
[0201]圖15A?圖MD是用于說明參照圖14A?圖14C來進(jìn)行了說明的第二同步方法所應(yīng)用的同步模式混合通信的圖。這里,圖15A表示從初級供電器IA的通信回路部14A輸出的無線信號的影像(觀念),圖15B表示次級供電器IB的通信回路部14B所接收的無線信號的影像。
[0202]另外,圖15C表示輸入至初級供電器IA的通信回路部14A的調(diào)制前的信號的影像,圖MD表示輸入至次級供電器IB的通信回路部14B(解調(diào)電路140B)的無線信號以及解調(diào)信號。
[0203]首先,如圖15A所示,在初級供電器IA中,通過通信回路部14A輸出混合了與振蕩器121A的頻率(例如,1MHz)同步的模式的無線通信頻率(例如,2.4GHz)的信號。
[0204]S卩,初級供電器IA的通信回路部14A在與次級供電器IB的通信回路部14B之間進(jìn)行同步模式混合通信。此外,振蕩器121A的頻率以及無線通信頻率等并不限于1MHz以及2.4GHz,能夠應(yīng)用各種頻率。
[0205]并且,如圖15B所示,在次級供電器IB中,通過通信回路部14B接收混合了同步模式的無線通信頻率的信號,并輸出表示振蕩器121A的頻率的同步模式SP、和表示其有效范圍的同步窗口信號SWS。
[0206]而且,次級供電器IB的PLL電路220B的頻率根據(jù)同步模式SP以及同步窗口信號SWS,取與初級供電器IA的振蕩器121A的頻率同步,并鎖定在該頻率(例如,1MHz)。由此,次級供電器IB的PLL電路220B輸出與初級供電器IA的振蕩器121A的頻率同步的頻率的信號。
[0207]這里,混合于無線通信頻率的信號的同步模式包含傳遞同步的頻率(初級供電器IA的振蕩器121A的頻率)的信息即可,也可以不是實際的同步頻率的反復(fù)模式(或者,是其常數(shù)倍、常數(shù)分之一)。
[0208]例如,如圖15C所示,在初級供電器IA中,通過通信回路部14A(調(diào)制電路),對1MHz的同步模式混合于傳送其他的通信信息的2.4GHz的信號的同步模式混合信號進(jìn)行調(diào)制,并作為無線信號輸出。
[0209]通過次級供電器IB的通信回路部14B(解調(diào)電路140B)對從初級供電器IA的通信回路部14A輸出的無線信號進(jìn)行解調(diào),輸出1MHz的同步模式、和2.4GHz的信號的其他的通信信息。
[0210]這里,優(yōu)選次級供電器IB的解調(diào)電路140B形成為能夠以準(zhǔn)確的時機(jī)對表示初級供電器IA的振蕩器121A的頻率的同步模式進(jìn)行解調(diào)的硬件。
[0211]這樣,將解調(diào)電路140B形成為硬件,從而例如能夠?qū)⒔庹{(diào)時的延遲設(shè)為一定的時鐘延遲Dc,并能夠準(zhǔn)確地進(jìn)行次級供電器IB的PLL電路220B的同步處理。
[0212]這樣,參照圖14A?圖15D進(jìn)行說明的第二同步方法相對于參照圖13A?圖13C進(jìn)行說明的第一同步方法,具有在第二次以及第二次以后的同步處理時也可以不停止次級供電器IB的供電的優(yōu)點(diǎn)。
[0213]在以上,使初級供電器IA的LC共振器llaA、以及次級供電器IB的LC共振器IlaB的驅(qū)動頻率同步的方法并不限于上述的方法,當(dāng)然能夠應(yīng)用各種方法。
[0214]圖16是表不本實施例的無線電力傳輸系統(tǒng)的一個例子的框圖。如圖16所不,供電器I包含無線供電部11、高頻電源部12、供電控制部13以及通信回路部14。
[0215]受電器2包含無線受電部21、受電電路部22、受電控制部23、通信回路部24以及電池部25。這里,供電器I以及受電器2經(jīng)由各個的通信回路部14以及24進(jìn)行通信,并且通過無線供電部11與無線受電部21之間的諧振方式(磁場/電場)來進(jìn)行電力的傳輸。
[0216]圖17是表示圖16的無線電力傳輸系統(tǒng)中的供電器的一個例子的框圖。如圖16以及圖17所示,在供電器I中,無線供電部11包含LC共振器Ila以及電力供給線圈lib。高頻電源部12包含振蕩器121、放大器122以及匹配器123。
[0217]供電控制部13包含供電控制電路131以及頻率鎖定電路132。這里,頻率鎖定電路132例如與參照圖14A?圖14C來進(jìn)行說明的PLL電路220A、220B對應(yīng)。
[0218]如上所述,頻率鎖定電路132接受來自通信回路部14的同步信號,以規(guī)定的間隔(例如,數(shù)分鐘?數(shù)十分鐘間隔),進(jìn)行振蕩器121的同步處理。振蕩器121生成規(guī)定的頻率(例如,6.78MHz)的頻率的驅(qū)動信號,經(jīng)由放大器122以及匹配器123輸出至無線供電部11 (電力供給線圈lib)。
[0219]供電控制電路131包含以內(nèi)部總線133連結(jié)的CPU (運(yùn)算處理裝置)134、存儲器135以及輸入輸出電路(I/O部)136。這里,存儲器135包含閃存等可重寫的非易失性存儲器、以及DRAM (Dynamic Random Access Memory:動態(tài)隨機(jī)存取存儲器)等。而且,執(zhí)行在后面詳細(xì)敘述的供電器的各種處理(軟件程序)。
[0220]在供電器I設(shè)置有例如檢測受電器2的位置的位置傳感器S1、檢測人、動物等生物體的人感傳感器(生物體感知傳感器)S2以及檢測供電器I的異常的異常檢測傳感器S3。
[0221]各傳感器SI?S3的輸出例如經(jīng)由I/O部136輸入至CPU134,被利用于根據(jù)儲存于存儲器135的軟件程序(無線電力傳輸程序、或者供電器的控制程序)的處理中。
[0222]此外,無線電力傳輸程序(供電器的控制程序)例如也可以從記錄有該程序的便攜式記錄介質(zhì)(例如,SD (Secure Digital)存儲卡)70經(jīng)由I/O部136儲存至存儲器135。
[0223]或者,也可以從程序(數(shù)據(jù))提供者60的硬盤裝置61經(jīng)由線路以及I/O部136儲存至存儲器135。這里,從硬盤裝置61到I/O部136的線路也可以是利用了通信回路部14的無線通信線路。
[0224]另外,作為記錄有無線電力傳輸程序的便攜記錄介質(zhì)(計算機(jī)可讀取的記錄介質(zhì)),另外也可以是DVD(Digital Versatile Disk:數(shù)字通用光盤)光盤、藍(lán)光光盤(Blue-ray Disc)等記錄介質(zhì)。并且,圖17僅僅表示供電器I的一個例子,能夠進(jìn)行各種變更以及變形。
[0225]圖18是表示圖16的無線電力傳輸系統(tǒng)中的受電器的一個例子的框圖。如圖16以及圖18所示,在受電器2中,無線受電部21包含LC共振器21a以及電力取出線圈21b。受電電路部22包含整流器221以及DC - DC轉(zhuǎn)換器222,電池部25包含電池充電控制LSI251以及電池252。
[0226]受電控制部23包含以內(nèi)部總線233連結(jié)的CPU (運(yùn)算處理裝置)234、存儲器235以及輸入輸出電路(I/O部)236。這里,存儲器235包含閃存等可重寫的非易失性存儲器、以及DRAM等。而且,執(zhí)行在后面詳細(xì)敘述的受電器的各種處理(軟件程序)。
[0227]此外,受電器2也是如智能手機(jī)、筆記本電腦那樣的,本來就包含有相當(dāng)于通信回路部14、受電控制部23的電路的部件,也能夠使用它們,但例如也能夠?qū)⑹茈娍刂撇?3重新設(shè)置為模塊。另外,在受電器2未包含有相當(dāng)于通信回路部14、受電控制部23的電路的情況下,重新設(shè)置。
[0228]在受電器2設(shè)置有例如能夠檢測該受電器2的姿勢信息(θ χ,θ γ,θ z)的傳感器(三維加速度傳感器)SA0例如智能手機(jī)等原本就設(shè)置有這樣的加速度傳感器SA,所以能夠?qū)ζ溥M(jìn)行使用。此外,在受電器2不具有能夠檢測姿勢信息的加速度傳感器SA的情況下,例如不能夠進(jìn)行上述的3D充電,但能夠進(jìn)行2D充電。
[0229]并且,對于受電器2來說,也與供電器I相同,也可以設(shè)置位置傳感器S1、人感傳感器S2以及異常檢測傳感器S3,但例如也能夠作為僅設(shè)置異常傳感器S3,而省略其他的位置傳感器SI以及人感傳感器S2的規(guī)格。
[0230]各傳感器SA、SI?S3的輸出例如經(jīng)由I/O部236被輸入至CPU234,被利用于根據(jù)儲存于存儲器235的軟件程序(無線電力傳輸程序、或者受電器的控制程序)的處理中。
[0231]此外,無線電力傳輸程序(受電器的控制程序)例如也可以從記錄有該程序的便攜式記錄介質(zhì)(例如,微型SD存儲卡)90經(jīng)由I/O部236儲存至存儲器235。
[0232]或者,也可以從程序(數(shù)據(jù))提供者80的硬盤裝置81經(jīng)由線路以及I/O部236儲存至存儲器235。這里,從硬盤裝置81到I/O部236的線路也可以是利用了通信回路部24的無線通信線路。
[0233]另外,作為記錄有無線電力傳輸程序的便攜記錄介質(zhì)(計算機(jī)可讀取的記錄介質(zhì)),另外也可以是DVD光盤、藍(lán)光光盤等記錄介質(zhì)。并且,圖18僅僅是表示受電器2的一個例子,能夠進(jìn)行各種變更以及變形。
[0234]以下,參照圖19?圖24,對本實施例的無線電力傳輸系統(tǒng)中的處理進(jìn)行說明。此夕卜,在圖19?圖24中,各圖的由上向下的方向表示時間的流逝。另外,在供電側(cè),未示有供電器的個數(shù),但設(shè)置有多個供電器(LC共振器:共振線圈)。
[0235]并且,在一個供電器中包含多個LC共振器的情況也等同于多個供電器來處理。因此,如本實施例那樣,在多個供電器內(nèi),將一個供電器設(shè)定為主要是指,通過一個運(yùn)算處理裝置(CPU)來控制主要供電器以及輔助供電器所包含的所有的LC共振器。
[0236]圖19是用于說明本實施例的無線電力傳輸系統(tǒng)中的處理的第一例的流程圖,對供電側(cè)包含多個LC共振器、受電側(cè)為一個受電器2的情況的處理進(jìn)行說明。如上所述,也有一個供電器I包含多個LC共振器Ila的情況,但為了使說明簡單化,作為一個供電器I具有一個LC共振器Ila的情況來進(jìn)行說明。
[0237]如圖19所示,首先,供電側(cè)在常時發(fā)送中(確認(rèn)供電對象中:ST101),多個供電器
1A、1B、1C、…相互檢測(ST102)。這里,將多個供電器內(nèi)的一個設(shè)為主要供電器1A,將其他的設(shè)為輔助供電器1B、1C、…,來確定主要/輔助(ST103)。此外,在以下的處理中,判斷全部由主要供電器1A、即主要供電器IA的CPU134來進(jìn)行。
[0238]并且,在常時發(fā)送中(確認(rèn)受電對象中:ST104),受電側(cè)的受電器2對通信進(jìn)行響應(yīng)(認(rèn)證檢查:ST105),并對供電側(cè)(主要供電器1A)通知所需電力(ST106)。
[0239]在供電側(cè),確認(rèn)傳感器SI (位置傳感器)來確認(rèn)受電器的位置(ST107),另外,在受電器2中,利用加速度傳感器SA來確認(rèn)方向,并發(fā)送該確認(rèn)出的方向(ST108)。
[0240]在供電側(cè),根據(jù)確認(rèn)出的位置(位置信息)和由受電器2發(fā)送出的方向(姿勢信息)來確定相對位置關(guān)系,并確定推斷效率(ST109),進(jìn)行匹配條件的初始設(shè)定(ST110)。
[0241]并且,在供電側(cè)(主要供電器1A),進(jìn)行各發(fā)送線圈(多個供電器1A、1B、1C、…的各LC共振器)的強(qiáng)度以及相位的初始設(shè)定(STlll)。而且,在受電側(cè)(受電器2),開始受電的準(zhǔn)備,即開啟共振線圈(LC共振器)21a (STl 12)。
[0242]接下來,在供電側(cè),進(jìn)行測試供電(例如,10% )確認(rèn)10%輸出(ST113),通過傳感器S3(異常檢測傳感器)進(jìn)行異常的確認(rèn),即確認(rèn)沒有發(fā)生異常發(fā)熱(ST114)。這里,測試供電的10%輸出僅僅是一個例子,并不限于此。此時,受電器2確認(rèn)受電,發(fā)送受電了的情況(STl15)。
[0243]在供電側(cè),根據(jù)受電以及供電來運(yùn)算效率,確認(rèn)是否在假定效率內(nèi)(ST116)。并且,在供電側(cè),確認(rèn)傳感器S2 (人感傳感器),在有人時設(shè)為小電力模式(STl 17),在沒有人時進(jìn)行滿量程供電(100%電力傳輸)確認(rèn)100%輸出(ST118)。
[0244]并且,確認(rèn)傳感器S3 (異常檢測傳感器),來確認(rèn)沒有發(fā)生異常發(fā)熱(STl 19)。這里,異常檢測傳感器S3可以設(shè)置于供電器1,然而也能夠設(shè)置于受電器2,在將異常檢測傳感器S3設(shè)置于受電器2的情況下,對主要供電器IA發(fā)送由異常檢測傳感器S3檢測的異常發(fā)熱的有無。
[0245]在受電器2中,確認(rèn)受電,發(fā)送受電的情況(ST120)。在供電側(cè),根據(jù)受電以及供電來運(yùn)算效率,確認(rèn)是否在假定效率內(nèi)(ST121)。即,能夠根據(jù)從供電側(cè)(所有的供電器1A、
1B、…)發(fā)送的電力、和通過受電器2接受到的電力來運(yùn)算供電的效率,并確認(rèn)該運(yùn)算出的效率是否在預(yù)先假定的效率內(nèi)。此外,在運(yùn)算出的效率不在假定效率內(nèi)的情況下,例如作為發(fā)生了一些異常,進(jìn)行停止供電、以及發(fā)生報警、異常顯示等。
[0246]圖20是用于說明本實施例的無線電力傳輸系統(tǒng)中的處理的第二例的流程圖,對供電側(cè)為多個供電器1A、1B、1C、...,受電側(cè)為2個受電器2A、2B的情況下的處理進(jìn)行說明。
[0247]如圖20所示,首先,供電側(cè)在常時發(fā)送中(確認(rèn)供電對象中:ST201),在受電側(cè),受電器2A對通信進(jìn)行響應(yīng)(認(rèn)證檢查)通知所需電力(ST202),受電器2B對通信進(jìn)行響應(yīng)(認(rèn)證檢查)通知所需電力(ST203)。
[0248]在供電側(cè),確認(rèn)傳感器SI (位置傳感器)來確認(rèn)各受電器2A、2B的位置(位置信息)(ST204)。另外,在受電側(cè),受電器2A利用加速度傳感器SA確認(rèn)方向(姿勢信息),并發(fā)送該確認(rèn)出的方向(ST205),受電器2B利用加速度傳感器SA確認(rèn)方向,并發(fā)送該確認(rèn)出的方向(ST206)。
[0249]在受電側(cè),根據(jù)位置(位置信息)和方向(姿勢信息)確定相對位置關(guān)系,并確定各推斷效率(ST207)。并且,進(jìn)行匹配條件的初始設(shè)定(ST208),并進(jìn)行各供電線圈的強(qiáng)度以及相位的初始設(shè)定(ST209)。
[0250]而且,受電器2A開始受電的準(zhǔn)備,即開啟共振線圈21aA(ST210)。在供電側(cè),進(jìn)行測試供電(例如,10%)確定10%輸出(ST211),通過傳感器S3(異常檢測傳感器)進(jìn)行異常的確認(rèn),即確認(rèn)沒有發(fā)生異常發(fā)熱(ST212)。此外,異常檢測傳感器S3也可以設(shè)置于受電器2A、2B的情況如上所述。
[0251]此時,受電器2A確認(rèn)受電,并發(fā)送受電的情況,關(guān)閉共振線圈21aA(ST213)。在供電側(cè),根據(jù)受電以及供電運(yùn)算效率,并確認(rèn)在假定效率內(nèi)I (ST214)。
[0252]接下來,受電器2B開始受電的準(zhǔn)備,8卩,開啟共振線圈2IaA (ST215)。在供電側(cè),進(jìn)行測試供電(例如,10%)確認(rèn)10%輸出(ST216),通過傳感器S3(異常檢測傳感器)進(jìn)行異常的確認(rèn),即確認(rèn)沒有發(fā)生異常發(fā)熱(ST217)。
[0253]此時,受電器2B確認(rèn)受電,并發(fā)送受電的情況,關(guān)閉共振線圈21aB(ST218)。在供電側(cè),根據(jù)受電以及供電來運(yùn)算效率,確認(rèn)在假定效率內(nèi)2(ST219)。
[0254]這樣,在本實施例中,對多個受電器2A、2B依次進(jìn)行測試供電來確認(rèn)異常的有無,之后,計算針對多個受電器2A、2B的分配條件,并且進(jìn)行參照圖SE?圖8H來進(jìn)行了說明的共振調(diào)整(微調(diào))使其能夠進(jìn)行同時傳輸。
[0255]即,若針對多個受電器2A、2B的測試供電結(jié)束,則計算分配條件,并發(fā)送至各受電器2A、2B (傳輸電力:ST220)。而且,受電器2A開始受電的準(zhǔn)備,即開啟共振線圈21aA,并且進(jìn)行微調(diào)(ST221),受電器2B開始受電的準(zhǔn)備,即開啟共振線圈21aB,并且進(jìn)行微調(diào)(ST222)。
[0256]在供電側(cè),進(jìn)行測試供電(例如,10% )來確認(rèn)10%輸出(ST223),通過傳感器S3 (異常檢測傳感器)進(jìn)行異常的確認(rèn),即確認(rèn)沒有發(fā)生異常發(fā)熱(ST224)。在受電側(cè),確認(rèn)受電器2A、2B的受電,并發(fā)送(ST225)。
[0257]在供電側(cè),根據(jù)受電以及供電來運(yùn)算效率,確認(rèn)在假定效率內(nèi)I以及2(ST226)。并且,在供電側(cè),確認(rèn)傳感器S2(人感傳感器),在有人時設(shè)為小電力模式(ST227),在沒有人時進(jìn)行滿量程發(fā)送(100%電力傳輸)確認(rèn)100%輸出(ST228)。
[0258]并且,確認(rèn)傳感器S3 (異常檢測傳感器),確認(rèn)沒有發(fā)生異常發(fā)熱(ST229)。在受電側(cè),確認(rèn)受電,并發(fā)送受電的情況(ST230),在供電側(cè),根據(jù)受電以及供電來運(yùn)算效率,并確認(rèn)在假定效率內(nèi)(ST231)。
[0259]此外,在運(yùn)算出的效率不在假定效率內(nèi)的情況下,例如,如上所述進(jìn)行停止供電、并且發(fā)生報警、異常顯示等,另外,在以下進(jìn)行說明的相同的假定效率內(nèi)的確認(rèn)中也進(jìn)行相同的處理。
[0260]圖21是用于說明本實施例的無線電力傳輸系統(tǒng)中的處理的第三例的流程圖,是用于對由傳感器S2(人感傳感器、生物體感知傳感器)進(jìn)行的處理進(jìn)行說明的圖。
[0261]如圖21所示,供電側(cè)確認(rèn)100%輸出(ST301),確認(rèn)傳感器S3(異常檢測傳感器)來確認(rèn)沒有發(fā)生異常發(fā)熱(ST302)。而且,在受電側(cè),確認(rèn)受電器2A、2B,并發(fā)送受電的情況(ST303)。
[0262]在供電側(cè),根據(jù)受電以及供電來運(yùn)算效率,并確認(rèn)是否在假定效率內(nèi)(ST304)。并且,確認(rèn)傳感器S2 (人感傳感器),若沒有人(ST305),則確認(rèn)傳感器SI (位置傳感器)來確認(rèn)受電器的位置(ST306)。
[0263]圖22是用于說明本實施例的無線電力傳輸系統(tǒng)中的處理的第四例的流程圖,是用于說明利用受電器實現(xiàn)了規(guī)定的充電量時的處理的圖。
[0264]如圖22所示,若受電側(cè)(受電器)實現(xiàn)規(guī)定的充電量(ST401),則請求供電停止,并發(fā)送該供電停止請求(ST402)。供電側(cè)接收來自受電器的供電停止(ST403),并停止供電(ST404)。然后,受電器確認(rèn)受電停止(ST405),并關(guān)閉共振線圈(ST406)。
[0265]圖23是用于說明本實施例的無線電力傳輸系統(tǒng)中的處理的第四例的流程圖,是用于說明利用2個受電器內(nèi)的一方實現(xiàn)了規(guī)定的充電量時的處理的圖。
[0266]如圖23所示,在受電側(cè),若利用受電器2A實現(xiàn)規(guī)定的充電量(ST501),則受電器2A請求供電停止,并發(fā)送該供電停止請求(ST502)。此時,受電器2B沒有實現(xiàn)規(guī)定的充電量。
[0267]供電側(cè)接收來自受電器2A的供電停止(ST503),暫時停止供電(ST504)。而且,受電器2A、2B確認(rèn)受電停止(ST505),受電器2A關(guān)閉共振線圈llaA(ST506)。在供電側(cè),為進(jìn)行針對受電器2B的電力傳輸,重新開始供電(也包含測試供電,進(jìn)行供電開始動作:ST507)。
[0268]圖24是用于說明本實施例的無線電力傳輸系統(tǒng)中的處理的第五例的流程圖,是用于說明針對電池余量為零的設(shè)備的處理的圖。這里,在針對電池余量為零的設(shè)備的處理中,不使用位置傳感器SI以及加速度傳感器SA的信息。
[0269]如圖24所示,在供電側(cè),在對各設(shè)備的供電中時(ST601),在受電側(cè),各設(shè)備處于受電中(ST602)。接下來,用戶將電池余量為零的設(shè)備(受電器)配置在供電器的附近(ST603)。這里,將電池余量為零的受電器配置在供電器的附近的位置為預(yù)先確定的規(guī)定的受電位置。
[0270]并且,用戶開啟電池余量為零開關(guān)(ST604)。由此,停止供電(ST605),對所有的接收系統(tǒng)(受電器)通信共振線圈的關(guān)閉(ST606)。在受電側(cè),所有的受電器(電池余量為零受電器以外的所有的受電器)的共振線圈關(guān)閉(ST607)。
[0271]在供電側(cè)(主要供電器),作為電池余量為零受電器置于規(guī)定位置來推斷相對位置關(guān)系(ST608),并對匹配條件進(jìn)行初始設(shè)定(ST609)。即,對電池余量為零受電器例如使用由電磁感應(yīng)弓I起的耦合來進(jìn)行供電。
[0272]并且,對各供電線圈的強(qiáng)度以及相位進(jìn)行初始設(shè)定(ST610),進(jìn)行測試供電(例如,10% )來確認(rèn)10%輸出(ST611),通過傳感器S3(異常檢測傳感器)進(jìn)行異常的確認(rèn),即確認(rèn)沒有發(fā)生異常發(fā)熱(ST612)。
[0273]主要供電器確認(rèn)傳感器S2(人感傳感器),在有人時設(shè)為小電力模式(ST613),在沒有人時進(jìn)行滿量程供電RTl (例如,5W)來確認(rèn)5W輸出(ST614)。而且,通過傳感器S3(異常檢測傳感器)進(jìn)行異常的確認(rèn),即確認(rèn)沒有發(fā)生異常發(fā)熱(ST615)。
[0274]接下來,將滿量程供電RTl (例如,5W)持續(xù)規(guī)定時間(例如,5分鐘左右),來確認(rèn)針對受電器的通信(ST616)。這也可以通過確認(rèn)阻抗的穩(wěn)定來進(jìn)行(ST617)。這里,在受電側(cè)(電池余量為零受電器),例如,若充電不充分則仍然不能通信(ST618)。
[0275]并且,進(jìn)行滿量程供電RT2(例如,10W)來確認(rèn)1W輸出(ST619),通過傳感器S3 (異常檢測傳感器)進(jìn)行異常的確認(rèn),即確認(rèn)沒有發(fā)生異常發(fā)熱(ST620)。
[0276]而且,將滿量程供電RT2 (例如,I Off)持續(xù)規(guī)定時間(例如,5分鐘左右),來確認(rèn)針對受電器的通信(ST621)。這也可以通過確認(rèn)阻抗的穩(wěn)定來進(jìn)行(ST622)。這里,在受電側(cè)(電池余量為零受電器),例如若進(jìn)入充電,則電池余量為零受電器對通信進(jìn)行響應(yīng)(ST623)。
[0277]在供電側(cè),將通常的針對一個受電器的供電持續(xù)規(guī)定時間(ST624)。這里,針對電池余量為零受電器的供電也可以通過利用了電磁感應(yīng)的供電進(jìn)行到電池充滿電,但在進(jìn)入某一程度(到能夠通信的狀態(tài))充電后,也可以切換為利用了諧振的供電。
[0278]然后,停止供電(ST625),通過通常的供電開始來重新開始處理(ST626),即執(zhí)行上述的參照圖19?圖23來進(jìn)行了說明的處理。
[0279]以上,對實施方式進(jìn)行了說明,但在這里記載的所有的例子、條件是以有助于發(fā)明以及技術(shù)所應(yīng)用的發(fā)明的概念的理解為目的而記載的,特別是所記載的例子、條件并不是想要限制發(fā)明的范圍,說明書所示的例子的結(jié)構(gòu)并不表示發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)以及缺點(diǎn)。雖然對發(fā)明的實施方式進(jìn)行了詳細(xì)記載,但應(yīng)該能夠理解能夠不脫離發(fā)明的精神以及范圍地進(jìn)行各種變更、置換、變形。
[0280]符號說明
[0281]I…供電器(一次側(cè)、供電側(cè));1A?ID…供電器;2…受電器(二次側(cè)、受電側(cè));2A?2E…受電器;11…無線供電部;lla、llaA、llaB…LC共振器(第二線圈、共振線圈);llb、llbA、llbB…電力供給線圈(第一線圈);12…高頻電源部;13…供電控制部;14、14A、14B…通信回路部(第一通信回路部)21…無線受電部;21a、21aA、21aB…LC共振器(第三線圈、共振線圈);21b、21bA、21bB…電力取出線圈(第四線圈);22...受電電路部;23...受電控制部;24…通信回路部(第二通信回路部);25...電池部;121、121A、121B…振蕩器;122、122A、122B…放大電路;123…匹配器;131…供電控制電路;132…頻率鎖定電路;133、233…內(nèi)部總線;134、234…運(yùn)算處理裝置(CPU) ; 135、235…存儲器;136、236…輸入輸出電路(I/O部);14(^...解調(diào)電路;21(^、21(?、22(^、22(?..屮1^電路(同步電路);S1…位置傳感器;S2…人感傳感器(生物體感知傳感器);S3…異常檢測傳感器;SA…三維加速度傳感器。
【權(quán)利要求】
1.一種無線電力傳輸系統(tǒng),是具有多個供電器以及至少一個受電器,且利用磁場諧振或者電場共振并通過無線來從所述供電器對所述受電器進(jìn)行電力傳輸?shù)臒o線電力傳輸系統(tǒng),其特征在于, 在所述多個供電器內(nèi),將一個供電器設(shè)定為主要供電器,并且將其他的供電器設(shè)定為輔助供電器, 所述主要供電器控制所述多個供電器以及所述至少一個受電器來進(jìn)行電力傳輸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線電力傳輸系統(tǒng),其特征在于, 所述供電器包含無線供電部,該無線供電部利用磁場諧振或者電場共振并通過無線來發(fā)送電力, 所述受電器包含無線受電部,該無線受電部利用磁場諧振或者電場共振并通過無線來接受所發(fā)送出的電力。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無線電力傳輸系統(tǒng),其特征在于, 所述供電器包含第一通信回路部,該第一通信回路部在與其他的所述供電器以及所述受電器之間進(jìn)行通信, 所述受電器包含第二通信回路部,該第二通信回路部在與所述供電器之間進(jìn)行通信。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無線電力傳輸系統(tǒng),其特征在于, 所述主要供電器接收如下信息來進(jìn)行所述電力傳輸: 表示所述多個供電器能夠進(jìn)行電力傳輸?shù)姆秶亩鄠€電力傳輸范圍的信息、 表示所述多個供電器能夠進(jìn)行通信的范圍的多個通信范圍的信息、以及 表示所述受電器的位置的位置信息。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的無線電力傳輸系統(tǒng),其特征在于, 所述主要供電器還接收在所述多個電力傳輸范圍內(nèi),感知生物體的生物體感知范圍的信息來進(jìn)行所述電力傳輸。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或者5所述的無線電力傳輸系統(tǒng),其特征在于, 所述主要供電器還接收成為所述電力傳輸?shù)膶ο蟮氖茈娖鞯淖藙菪畔磉M(jìn)行所述電力傳輸。
7.根據(jù)權(quán)利要求1?6中任意一項所述的無線電力傳輸系統(tǒng),其特征在于, 在所述多個供電器內(nèi),至少2個供電器的電力傳輸范圍重疊,在該重疊的電力傳輸范圍包含至少一個受電器時,設(shè)定所述主要供電器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1?6中任意一項所述的無線電力傳輸系統(tǒng),其特征在于, 所述主要供電器選擇在所述多個供電器內(nèi),能夠通信的供電器的個數(shù)最多的供電器。
9.根據(jù)權(quán)利要求1?8中的任意一項所述的無線電力傳輸系統(tǒng),其特征在于, 在所述受電器是電池余量為零受電器時,該電池余量為零受電器配置為與所述供電器連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求1?9中任意一項所述的無線電力傳輸系統(tǒng),其特征在于, 所述供電器分別包含振蕩器以及同步電路, 在多個供電器對至少一個受電器進(jìn)行電力傳輸時, 在所述多個供電器內(nèi),將一個供電器設(shè)定為初級供電器,并且將其他的供電器設(shè)定為次級供電器, 所述初級供電器根據(jù)所述振蕩器的頻率來進(jìn)行電力傳輸, 所述次級供電器使該次級供電器的所述同步電路與所述初級供電器的所述振蕩器的頻率同步,且根據(jù)其頻率被同步的所述次級供電器的所述同步電路的頻率來進(jìn)行電力傳輸。
11.一種無線電力傳輸方法,是具有多個供電器以及至少一個受電器,且利用磁場諧振或者電場共振并通過無線來從所述供電器對多述受電器進(jìn)行電力傳輸?shù)臒o線電力傳輸方法,其特征在于, 在所述多個供電器內(nèi),將一個供電器設(shè)定為主要供電器,并且將其他的供電器設(shè)定為輔助供電器, 所述主要供電器控制所述多個供電器以及所述至少一個受電器來進(jìn)行電力傳輸。
【文檔編號】H02J17/00GK104205566SQ201380016600
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2013年3月27日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月28日
【發(fā)明者】內(nèi)田昭嘉, 尾崎一幸, 田口雅一, 下川聰, 川野浩康, 松井清人 申請人:富士通株式會社